(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を光電変換し撮像信号を生成する内視鏡と、前記撮像信号を処理し画像データを生成する撮像信号処理部と、前記画像データを用いて三角測量の原理による計測を実行する計測部と、前記画像データに基づく画像を表示するための表示信号を生成する表示信号生成部とを備えた計測用内視鏡装置において、
画像上の計測位置を示す位置情報を入力するための位置情報入力部と、
前記計測位置の確定指示を入力するための確定指示入力部と、
前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示入力部に前記確定指示が入力された場合には表示中の目印の位置を固定すると共に次の目印を表示するように前記表示信号生成部を制御する表示制御部と、
前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて計測を実行するように前記計測部を制御する計測制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする計測用内視鏡装置。
【請求項２】
前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて前記計測部が計測を実行する第１の計測モードと、前記確定指示が入力された前記計測位置のみに基づいて前記計測部が計測を実行する第２の計測モードとを切り替えるモード切替部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項３】
表示中の目印に関する前記位置情報、表示中の目印に関する前記確定指示の入力の有無を示す状態情報、および前記画像データを記録媒体に記録する記録部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項４】
前記位置情報、前記状態情報、および前記画像データを前記記録媒体から読み出す読出部をさらに備え、
前記表示制御部はさらに、前記記録媒体から読み出された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示が入力された目印の位置を固定し、前記確定指示が入力されていない目印の位置を、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に更新するように前記表示信号生成部を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の計測用内視鏡装置。
【請求項５】
前記計測制御部はさらに、所定のタイミングからの経過時間に基づいて、前記計測部が計測を実行するタイミングを制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項６】
前記計測制御部はさらに、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の移動速度に基づいて、前記計測部が計測を実行するタイミングを制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項７】
前記表示信号生成部は、前記画像データに基づいて、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の画像を表示するための前記表示信号を生成し、
前記表示制御部はさらに、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の移動速度に応じて、前記位置情報が示す位置の画像の表示倍率を制御する
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の計測用内視鏡装置。
【請求項８】
被写体像を光電変換し撮像信号を生成する内視鏡と、前記撮像信号を処理し画像データを生成する撮像信号処理部と、前記画像データを用いて三角測量の原理による計測を実行する計測部と、前記画像データに基づく画像を表示するための表示信号を生成する表示信号生成部とを備えた計測用内視鏡装置を制御するコンピュータを、
画像上の計測位置を示す位置情報を入力するための位置情報入力部と、
前記計測位置の確定指示を入力するための確定指示入力部と、
前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示入力部に前記確定指示が入力された場合には表示中の目印の位置を固定すると共に次の目印を表示するように前記表示信号生成部を制御する表示制御部と、
前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて計測を実行するように前記計測部を制御する計測制御部と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを用いて三角測量の原理による計測を行う計測用内視鏡装置、およびその動作を制御するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用内視鏡は、ボイラー、タービン、エンジン、化学プラント、水道配管等の内部の傷や腐食等の観察や検査に使用されている。工業用内視鏡では、多様な観察物を観察および検査することができるようにするため、複数種類の光学アダプタが用意されており、内視鏡の先端部分は交換可能となっている。
【０００３】
上記の光学アダプタとして、観察光学系に左右２つの視野を形成するステレオ光学アダプタがある。特許文献１には、ステレオ光学アダプタを使用し、被写体像を左右の光学系で捉えたときの左右の光学系測距点の座標に基づいて、三角測量の原理を使用して被写体の３次元空間座標を求め、被写体上の２点間の距離を計測する計測用内視鏡装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された発明では、ユーザが、内視鏡装置に接続された表示装置の画面を見ながら、内視鏡装置に設けられたジョイスティック等を操作して計測位置（計測点）の入力を行う。画像上には計測位置を示すカーソルが表示され、ジョイスティックを倒した方向にカーソルが移動する。所望の位置でユーザが計測点を確定する指示を入力すると、カーソルの位置に計測点のアイコンが表示され、その位置に計測点が設定される。続いて、同様にカーソルを移動させながら、次の計測点の入力が行われる。しかし、例えば２点間距離を計測する場合には、ユーザが計測点を２点とも確定しないと２点間距離の計測および計測結果の表示が行われなかった。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、計測位置を確定する操作の負担を軽減し、計測作業の効率を向上することができる内視鏡装置およびプログラム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】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、被写体像を光電変換し撮像信号を生成する内視鏡と、前記撮像信号を処理し画像データを生成する撮像信号処理部と、前記画像データを用いて三角測量の原理による計測を実行する計測部と、前記画像データに基づく画像を表示するための表示信号を生成する表示信号生成部とを備えた計測用内視鏡装置において、画像上の計測位置を示す位置情報を入力するための位置情報入力部と、前記計測位置の確定指示を入力するための確定指示入力部と、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示入力部に前記確定指示が入力された場合には表示中の目印の位置を固定すると共に次の目印を表示するように前記表示信号生成部を制御する表示制御部と、前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて計測を実行するように前記計測部を制御する計測制御部とをさらに備えたことを特徴とする計測用内視鏡装置である。
【０００７】
また、本発明の内視鏡装置は、前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて前記計測部が計測を実行する第１の計測モードと、前記確定指示が入力された前記計測位置のみに基づいて前記計測部が計測を実行する第２の計測モードとを切り替えるモード切替部をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の内視鏡装置は、表示中の目印に関する前記位置情報、表示中の目印に関する前記確定指示の入力の有無を示す状態情報、および前記画像データを記録媒体に記録する記録部をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の内視鏡装置は、前記位置情報、前記状態情報、および前記画像データを前記記録媒体から読み出す読出部をさらに備え、前記表示制御部はさらに、前記記録媒体から読み出された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示が入力された目印の位置を固定し、前記確定指示が入力されていない目印の位置を、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に更新するように前記表示信号生成部を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の内視鏡装置において、前記計測制御部はさらに、所定のタイミングからの経過時間に基づいて、前記計測部が計測を実行するタイミングを制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内視鏡装置において、前記計測制御部はさらに、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の移動速度に基づいて、前記計測部が計測を実行するタイミングを制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の内視鏡装置において、前記表示信号生成部は、前記画像データに基づいて、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の画像を表示するための前記表示信号を生成し、前記表示制御部はさらに、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置の移動速度に応じて、前記位置情報が示す位置の画像の表示倍率を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、被写体像を光電変換し撮像信号を生成する内視鏡と、前記撮像信号を処理し画像データを生成する撮像信号処理部と、前記画像データを用いて三角測量の原理による計測を実行する計測部と、前記画像データに基づく画像を表示するための表示信号を生成する表示信号生成部とを備えた計測用内視鏡装置を制御するコンピュータを、画像上の計測位置を示す位置情報を入力するための位置情報入力部と、前記計測位置の確定指示を入力するための確定指示入力部と、前記位置情報入力部に入力された前記位置情報が示す位置に目印を表示し、前記確定指示入力部に前記確定指示が入力された場合には表示中の目印の位置を固定すると共に次の目印を表示するように前記表示信号生成部を制御する表示制御部と、前記確定指示が入力されていない前記計測位置と、前記確定指示が入力された前記計測位置との両方に基づいて計測を実行するように前記計測部を制御する計測制御部と、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、確定指示が入力されていない計測位置と、確定指示が入力された計測位置との両方に基づいて計測を実行することを可能としたことにより、確定指示を入力する操作が減るので、計測位置を確定する操作の負担を軽減し、計測作業の効率を向上することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の全体構成を示している。図１に示すように、計測用内視鏡装置１は、内視鏡２と、この内視鏡２に接続された装置本体３とを備えている。内視鏡２は、細長な挿入部２０と、装置全体の各種動作制御を実行する際に必要な操作を行うための操作部６とを備えている。装置本体３は、内視鏡２で撮像された被写体の画像や操作制御内容（例えば処理メニュー）等の表示を行う表示装置であるモニタ４（液晶モニタ）と、内部に制御ユニット１０（図２参照）を有する筐体５とを備えている。
【００１６】
挿入部２０は、硬質な先端部２１と、例えば上下左右に湾曲可能な湾曲部２２と、柔軟性を有する可撓管部２３とを先端側から順に連設して構成されている。先端部２１には、観察視野を２つ有するステレオ光学アダプタや観察視野が１つの通常観察光学アダプタ等、各種光学アダプタが着脱自在になっている。
【００１７】
図２に示すように筐体５内には、内視鏡ユニット８、ＣＣＵ９（カメラコントロールユニット）、および制御ユニット１０が設けられており、挿入部２０の基端部は内視鏡ユニット８に接続されている。内視鏡ユニット８は、観察時に必要な照明光を供給する光源装置（不図示）と、挿入部２０を構成する湾曲部２２を湾曲させる湾曲装置（不図示）とを備えて構成されている。
【００１８】
挿入部２０の先端部２１には撮像素子２８が内蔵されている。撮像素子２８は、光学アダプタを介して結像された被写体像を光電変換し、撮像信号を生成する。ＣＣＵ９には、撮像素子２８から出力された撮像信号が入力される。この撮像信号は、ＣＣＵ９内で例えばＮＴＳＣ信号等の映像信号（画像データ）に変換されて、制御ユニット１０へ供給される。
【００１９】
制御ユニット１０内には、映像信号が入力される映像信号処理回路１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、カードＩ／Ｆ１５（カードインターフェイス）、ＵＳＢ  Ｉ／Ｆ１６（ＵＳＢインターフェイス）、およびＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７（ＲＳ−２３２Ｃインターフェイス）と、これら各種機能を主要プログラムに基づいて実行し動作制御を行うＣＰＵ１８とが設けられている。
【００２０】
ＲＳ−２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７には、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８が接続されると共に、これらＣＣＵ９や内視鏡ユニット８等の制御および動作指示を行う操作部６が接続されている。ユーザが操作部６を操作すると、その操作内容に基づいて、ＣＣＵ９および内視鏡ユニット８を動作制御する際に必要な通信が行われる。
【００２１】
ＵＳＢ  Ｉ／Ｆ１６は、制御ユニット１０とパーソナルコンピュータ３１と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／Ｆ１６を介して制御ユニット１０とパーソナルコンピュータ３１とを接続することによって、パーソナルコンピュータ３１側で内視鏡画像の表示指示や、計測時における画像処理等の各種の指示制御を行うことが可能になると共に、制御ユニット１０とパーソナルコンピュータ３１との間での各種の処理に必要な制御情報やデータ等の入出力を行うことが可能になる。
【００２２】
また、カードＩ／Ｆ１５には、メモリカード３２を自由に着脱することができるようになっている。メモリカード３２をカードＩ／Ｆ１５に装着することにより、ＣＰＵ１８による制御に従って、このメモリカード３２に記憶されている制御処理情報や画像情報等のデータの制御ユニット１０への取り込み、あるいは制御処理情報や画像情報等のデータのメモリカード３２への記録を行うことが可能になる。
【００２３】
映像信号処理回路１２は、ＣＣＵ９から供給された内視鏡画像と、グラフィックによる操作メニューとを合成した合成画像を表示するため、ＣＰＵ１８の制御により生成される、操作メニューに基づくグラフィック画像信号とＣＣＵ９からの映像信号を合成する処理や、モニタ４の画面上に表示するのに必要な処理等を行い、表示信号をモニタ４に供給する。また、この映像信号処理回路１２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するための処理を行うことも可能である。したがって、モニタ４の画面上には、内視鏡画像、操作メニュー画像、内視鏡画像と操作メニュー画像との合成画像等が表示される。
【００２４】
ＣＰＵ１８は、ＲＯＭ１３に格納されているプログラムを実行することによって、目的に応じた処理を行うように各種回路部等を制御して、計測用内視鏡装置１全体の動作制御を行う。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１８によって、データの一時格納用の作業領域として使用される。
【００２５】
図３は、内視鏡２が有する挿入部２０の先端部２１の斜視図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように先端部２１は、先端部本体３９と、この先端部本体３９に着脱自在の光学アダプタ４６とから構成されている。先端部２１の先端面には、例えばＬＥＤからなる２つの照明２４と、被写体像を取り込むための観察窓２５とが設けてある。図４に示すように、先端部２１を構成する先端部本体３９に設けた観察窓２５はカバーガラス３０で閉塞され、その内側にはレンズ枠３６を介して１対の対物光学系、つまり右画像用の対物光学系２６Ｒと左画像用の対物光学系２６Ｌが取り付けてある。
【００２６】
このレンズ枠３６は後方側に延出し、共通の像伝送光学系２７の前段側光学系２７ａが取り付けてある。また、レンズ枠３６の後端側の孔部に収納された撮像素子固定枠３７には、撮像素子２８が固定されている。この撮像素子２８の撮像面の前部側には像伝送光学系２７の後段側光学系２７ｂがレンズ枠を介して取り付けてある。また、先端部本体３９の前端側の外周は円筒状のカバー部材３８で覆われ、このカバー部材３８はネジで先端部本体３９に固定されている。なお、カバー部材３８と先端部本体３９との間には、シール用のＯリングが介挿され、水密構造にされている。
【００２７】
上記の対物光学系２６Ｒと対物光学系２６Ｌによる像は、像伝送光学系２７を介して撮像素子２８上で左右に異なる位置に結像される。つまり、対物光学系２６Ｒと像伝送光学系２７による光学系である右結像光学系と、対物光学系２６Ｌと像伝送光学系２７による光学系である左結像光学系とが構成されている。撮像素子２８で光電変換された撮像信号は内視鏡ユニット８を介してＣＣＵ９に供給されて映像信号に変換され、その後、映像信号処理回路１２に供給される。
【００２８】
また、撮像素子２８の前面側はカバーガラス４７で保護され、このカバーガラス４７は光学アダプタ４６側のカバーガラス４８と対向する。光学アダプタ４６の後端側の外周面には、固定リング４９が設けてあり、先端部本体３９の外周面に設けた雄ネジ部にこの固定リング４９の後端内視鏡内周面に設けた雌ネジ部を螺合させることにより、着脱自在に取り付けられるようにしている。先端部本体３９の先端面の外周面には位置決め用の凹部が、光学アダプタ３９側には位置決め用ピンが設けてあり、光学アダプタ３９を取り付ける際に凹部とピンとにより周方向の位置決めがされる。
【００２９】
次に、計測用内視鏡装置１を用いた計測方法を説明する。生産工程では、個体の異なる光学アダプタ４６毎に、次の（ａ１）〜（ｅ）に示す各光学アダプタ４６の特有の光学データが測定される。その光学データが、記録媒体である例えばメモリカードに記録される。このメモリカードに記録された光学データは、光学アダプタ４６の特性と一対一で対応することになって、出荷後、１つの組み合わせのものとして扱われる。本実施形態の光学データは以下の通りである。なお、光学データの詳細は、例えば特開２００４−４９６３８号公報に記載されているので、その説明を省略する。
【００３０】
（ａ１）２つの対物光学系の幾何学的歪み補正テーブル
（ａ２）像伝送光学系の幾何学歪み補正テーブル
（ｂ）左右の結像光学系それぞれの焦点距離
（ｃ）左右の結像光学系の主点間の距離
（ｄ）左右の結像光学系それぞれの画像上での光軸位置座標
（ｅ）左右の結像光学系それぞれの画像がマスタの撮像素子上に結像するときの位置情報
【００３１】
以下、図５を参照しながら、光学データの測定方法を説明する。生産測定治具５１は、光学アダプタ４６が装着可能であって、マスタ撮像ユニット５２と、ＣＣＵ５３と、パソコン３１と、チャート５４とで構成されている。
【００３２】
マスタ撮像ユニット５２は、内視鏡２の先端部本体３９と同様の構造を有している。ＣＣＵ５３はマスタ撮像ユニット５２と信号線で接続されている。パソコン３１は、メモリカード３３が着脱可能なメモリカードスロット５４を有し、ＣＣＵ５３からの画像データに対する画像処理を行う。チャート５４は、光学アダプタ４６の光学特性を解析するための格子状の模様を有している。
【００３３】
生産測定治具５１を用いて光学データの取り込みを行う場合、まず、図５に示すように、光学アダプタ４６をマスタ撮像ユニット５２に取り付け、チャート５４の像を光学アダプタ４６を介して取り込み、その画像データに基づいてパーソナルコンピュータ３１にて画像処理を行い、上記（ａ１）〜（ｅ）の光学データを求め、メモリカード３３に記録する。
【００３４】
上記特有の光学データの収集を行った後の光学アダプタ４６を内視鏡２に取り付け、計測用内視鏡装置１において、次に示す（１）〜（８）の処理を行って各種寸法計測（ステレオ計測）を行うことができる。なお、ステレオ計測の詳細は、例えば特開２００４−４９６３８号公報に記載されているので、その説明を省略する。
【００３５】
（１）メモリカード３３から上記（ａ１）〜（ｅ）の光学データを読み込む。
（２）計測用内視鏡装置１を用いて白い被写体を撮像する。
（３）上記（ｅ）のデータおよび上記（２）の撮像データを用いて、光学アダプタ４６と内視鏡２との組み合わせによる画像位置のずれを求める。
（４）上記（３）のデータおよび上記（１）のデータを用いて、内視鏡２に対する幾何学的歪み補正を行う変換テーブルを作成する。
（５）内視鏡２にて被写体である被計測物を撮像し、画像を取り込む。
（６）上記の取り込んだ画像を上記（４）で作成した変換テーブルを基に座標変換する。
（７）座標変換された画像を基に、上記（２）の撮像データのマッチングにより任意の点の３次元座標を求める。
（８）上記３次元座標を基に各種寸法計測を行う。
【００３６】
上記の（１）〜（４）の処理を、内視鏡２と光学アダプタ４６の組合せに対して、一度実行する。この結果によって得られる光学データと変換テーブルは、環境データとしてメモリカード３３に記録される。そして、次回以降のステレオ計測では、上記（１）〜（４）の処理を実行する代わりに、メモリカード３３から環境データを読み込み、上記（５）〜（８）の処理を実行する。ユーザが複数の内視鏡２または光学アダプタ４６を所有し、これらを交換して計測を行う場合には、内視鏡２と光学アダプタ４６のそれぞれの組合せ毎に上記（１）〜（４）の処理を実行して環境データを記録しておく。
【００３７】
ステレオ計測を行う際にユーザが、図６に示すメニュー画面を操作し、使用する内視鏡２と光学アダプタの組合せに対応した環境データを選択すると、その環境データがメモリカード３３から計測用内視鏡装置１に読み込まれる。なお、使用されている内視鏡２や光学アダプタの種類をＣＰＵ１８が識別できる場合には、使用しない環境データをメニュー画面に表示しないようにしたり、メニュー画面での選択を省略したりすることも可能である。また、メニュー画面において、ユーザが環境データの削除を選択すると、ユーザが選択した１または複数の環境データもしくは全ての不要な環境データをメモリカード３３から削除することも可能である。
【００３８】
また、上記の（５）の処理において、必要に応じて、取り込んだ画像に対してノイズ除去フィルタを施してもよい。これによって、ノイズによるパターンマッチング処理（詳細は後述する）の失敗を低減し、マッチングの誤差を小さくして計測精度を向上することができる。ノイズ除去フィルタには、例えば３×３の画素の範囲で画素値の中央値を選択するメディアンフィルタを用いると、計測に必要な輪郭の情報を保存しながら、ノイズを減少させることができる。
【００３９】
次に、本実施形態による計測用内視鏡装置１の動作を説明する。図７は計測用内視鏡装置１の全体動作を示している。計測用内視鏡装置１が起動されると、ＣＰＵ１８は初期化を実行する（ステップＳＡ）。続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、画像の倍率変更用のズームスイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＢ）。ズームスイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は、画像を拡大するための電子ズーム処理の倍率変更を映像信号処理回路１２に指示する（ステップＳＣ）。この後、処理がステップＳＤに進む。また、ステップＳＢにおいてズームスイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＤに進む。
【００４０】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、画像の輝度変更用の輝度スイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＤ）。輝度スイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は画像全体の輝度変更を映像信号処理回路１２に指示する（ステップＳＥ）。この後、処理がステップＳＦに進む。また、ステップＳＤにおいて輝度スイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＦに進む。
【００４１】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、計測モードをライブモードに変更するためのライブスイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＦ）。計測用内視鏡装置１は複数の動作モード（ライブモード、記録モード、計測モード、再生モード）で動作可能である。ライブモードは、内視鏡２によって撮像された画像（動画像）をリアルタイムに表示するモードである。記録モードは、内視鏡２によって撮像された静止画像データをメモリカード３２に記録するモードである。
【００４２】
計測モードは、内視鏡２によって撮像された静止画像データに基づいて２点間計測等の計測を実行するモードである。再生モードは、メモリカード３２に記録されている画像データを読み出して画像を表示するモードである。記録モード、計測モード、再生モードのいずれかで動作している場合にライブスイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は動作モードをライブモードに変更し、計測用内視鏡装置１内の各部にライブモードでの動作を指示する（ステップＳＧ）。この後、処理がステップＳＨに進む。また、ステップＳＦにおいてライブスイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＨに進む。
【００４３】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、メニュースイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＨ）。メニュースイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は操作メニュー表示用のグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＩ）。この後、処理がステップＳＪに進む。また、ステップＳＨにおいてメニュースイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＪに進む。
【００４４】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、光学アダプタ内のＬＥＤを点灯させるＬＥＤスイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＪ）。ＬＥＤスイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は照明装置の起動を内視鏡ユニット８に指示する（ステップＳＫ）。この後、処理がステップＳＬに進む。また、ステップＳＪにおいてＬＥＤスイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＬに進む。
【００４５】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、画像記録用の記録スイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＬ）。記録スイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は動作モードを記録モードに変更し、映像信号処理回路１２から取り込んだ画像データを、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２に記録する（ステップＳＭ）。ステップＳＭの詳細は後述する。この後、処理がステップＳＮに進む。また、ステップＳＬにおいて記録スイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＮに進む。
【００４６】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、画像再生用の再生スイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＮ）。再生スイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は動作モードを再生モードに変更し、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から画像データを読み出し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＯ）。ステップＳＯの詳細は後述する。この後、処理がステップＳＰに進む。また、ステップＳＮにおいて再生スイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＰに進む。
【００４７】
続いて、ＣＰＵ１８は、挿入部２０の先端部２１と接続する図示せぬ信号線から入力される信号を監視し、光学アダプタが装着されているか否かを判定する（ステップＳＰ）。光学アダプタが装着されている場合には、ＣＰＵ１８は光学アダプタの種類を判別し、その種類に応じた環境データを、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から読み出し、ＲＡＭ１４に格納する（ステップＳＱ）。光学アダプタの種類の判別は、例えば光学アダプタ内に設けられた、光学アダプタの種類に応じて異なる抵抗値を検出することにより行われる。続いて、図６に示したメニュー画面が表示され、ユーザの指示により、内視鏡２と光学アダプタの組合せに対応した環境データが設定される。この後、処理がステップＳＲに進む。また、ステップＳＰにおいて光学アダプタが装着されていない場合には、処理がステップＳＲに進む。
【００４８】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、ステレオ計測用の計測スイッチがＯＮとなっているか否かを判定する（ステップＳＲ）。計測スイッチがＯＮとなっている場合には、ＣＰＵ１８は動作モードを計測モードに変更し、ステレオ計測を実行する（ステップＳＳ）。ステップＳＳの詳細は後述する。この後、処理がステップＳＴに進む。また、ステップＳＲにおいて計測スイッチがＯＦＦとなっている場合には、処理がステップＳＴに進む。
【００４９】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、電源用のパワースイッチがＯＦＦとなっているか否かを判定する（ステップＳＴ）。パワースイッチがＯＦＦとなっている場合には、計測内視鏡装置１は動作を終了する。また、ステップＳＴにおいてパワースイッチがＯＮとなっている場合には、処理がステップＳＢに戻る。
【００５０】
次に、上記のステップＳＳ（ステレオ計測）の詳細を説明する。以下では、２点間計測を例とする。図８は、ステレオ計測時にモニタ４に表示される計測画面を示している。図８に示す計測画面には、光学アダプタで捉えられた左右の被写体像に対応した左画像８００と右画像８０１が表示される。前述したように、ユーザは、モニタ４に表示される計測画面を見ながら、操作部６に設けられたジョイスティックを操作しながら計測位置（計測点）の入力を行う。画像上には計測位置を示す目印となるカーソル８１０，８１１が表示され、ジョイスティックを倒した方向に移動する。所望の位置でユーザがジョイスティックを押し込む操作を行い、計測点を確定する指示を入力すると、そのときのカーソル８１０，８１１の位置に計測点が固定される。計測点が確定すると、カーソル８１０，８１１は、確定した計測点を示す「×」印のアイコン（目印）に変わる。
【００５１】
図８は、１点目の計測点が確定し、２点目の計測点の入力を行うときの状態を示している。１点目の計測点８２０，８２１には「×」印のアイコンが表示される。１点目の計測点の入力を行う際にも、カーソル８１０，８１１と同様のカーソルが表示され、ユーザがジョイスティックを倒した方向にカーソルが移動する。ズームウィンドウ８３０，８３１には、カーソル８１０，８１１の近傍の拡大画像が表示される。図８では、カーソル８１０，８１１の近傍が２倍に拡大表示されている。カーソル８１０，８１１の周囲のエリア８１２，８１３は、ズームウィンドウ８３０，８３１に表示される領域を示している。ズームウィンドウ８３０，８３１に表示される拡大画像を見ながら計測点の入力を行うことにより、計測点の位置をより正確に設定することができる。計測モード８４０は２点間計測を示している。操作指示８４１は、ユーザに対する２点目の計測点の入力指示を示している。
【００５２】
物体距離８４２は被写体までの距離を示している。物体距離インジケータ８４３は、物体距離８４２を視覚的に示しており、物体距離が長いほど、表示されるインジケータの数が多くなる。計測結果８４４は２点間計測の結果を示している。従来の２点間計測では、計測点が２点とも確定しないと計測が実行されないが、本実施形態では２点目の計測点が確定していない状態でも計測が実行され、計測結果が表示される。また、計測は繰り返し実行されるので、ジョイスティックの操作によりカーソルが移動すれば、カーソルの移動に応じて、計測結果がリアルタイムに更新される。これによって、ユーザが２点目の計測点を確定する操作を行わなくても計測が行われるので、ユーザの操作負担を軽減することができる。
【００５３】
上記のように、計測点が確定していない状態でも計測を実行することにより、計測作業は効率的になるが、計測が頻繁に実行されるため、ＣＰＵ１８の処理負荷が増加する。したがって、全ての計測モードについて、計測点が確定していない状態でも計測を実行すると、多数の計測点に基づいて計測を行う場合（例えば面積計算）には、計測に時間が掛かり、ユーザにとって使用しづらいものとなってしまう。そこで、本実施形態では、処理負荷が比較的軽い２点間計測では、計測点が確定していない状態でも計測を実行し、処理負荷が重い面積計算等の計測では、全ての計測点が確定した状態で計測を実行するものとしている。
【００５４】
計測画面上のカーソルの色や、形状、移動速度は、図９に示すメニュー画面の操作により、ユーザが適宜選択することが可能である。カーソルの移動速度に関しては、高速・中速・低速の３種類の中から最高速度を選択することが可能である。図１０はカーソルの移動速度を示している。図１０（ａ）では、ユーザがジョイスティックを倒した時点から時間Ｔ１が経過するまでカーソルの移動速度は一定であり、時間Ｔ１が経過したら、カーソルの移動速度は最高速度となる。また、図１０（ｂ）では、ユーザがジョイスティックを倒した時点から時間Ｔ１が経過するまでカーソルの移動速度は一定であり、時間Ｔ１が経過したら、設定された最高速度に応じて時間と共に移動速度が増加し、最後は最高速度で一定となる。
【００５５】
以下、ステレオ計測の具体的な手順を説明する。まず、図１１および図１２を参照しながら第１の動作例を説明する。最初にＣＰＵ１８は初期化を実行し、計測モードを設定する（ステップＳＳ１）。このとき、ＣＰＵ１８は、ユーザによる操作部６の操作結果に応じて計測モードを設定する。続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納される２点目フラグに０を設定する（ステップＳＳ２）。２点目フラグは、１点目の計測点が確定し、２点目の計測点の入力を行う状態であるか否かを示すフラグである。２点目フラグに０が設定されている場合には、１点目の計測点は確定していない。また、２点目フラグに１が設定されている場合には、１点目の計測点が確定しており、２点目の計測点の入力を行うことが可能である。
【００５６】
続いて、ＣＰＵ１８は計測モードを判定する（ステップＳＳ３）。計測モードが、面積計算等の重い処理を伴うモードに設定されている場合には、ＣＰＵ１８は面積計算等の計測を実行する（ステップＳＳ４）。面積計算については、例えば特開２００１−２７５９３４により公知であるため、説明を省略する。計測の実行後、ステレオ計測が終了する。また、計測モードが、軽い処理で実行可能な２点間計測に設定されている場合には、ＣＰＵ１８は、ＲＳ２３２Ｃ  Ｉ／Ｆ１７を介して操作部６から入力される信号を監視し、計測点入力用のジョイスティックが倒されているか否かを判定する（ステップＳＳ５）。ステップＳＳ５において、ジョイスティックが倒されている場合には、処理がステップＳＳ６に進む。また、ジョイスティックが倒されていない場合には、処理がステップＳＳ１４に進む。
【００５７】
モニタ４には、内視鏡２で撮像された画像と共に、計測点入力用のカーソルが表示される。図１１および図１２では、カーソルの表示に関する処理は図示を省略している。ＣＰＵ１８は、操作メニューと共にカーソルを表示するためのグラフィック画像信号を生成し、カーソルの表示位置の情報と共に映像信号処理回路１２へ出力する。映像信号処理回路１２は、グラフィック画像信号とＣＣＵ９からの映像信号を合成し、表示信号を生成する。このとき、映像信号処理回路１２は、ＣＰＵ１８から通知された表示位置にカーソルを表示するようにグラフィック画像信号と映像信号を合成する。
【００５８】
このカーソルの示す位置が計測点の位置となる。計測点が確定する前の状態では、ユーザはジョイスティックの操作により、カーソルを自在に移動することが可能である。ＣＰＵ１８は、操作部６からの信号に基づいてジョイスティックの操作を監視し、ジョイスティックの操作に応じたカーソルの位置情報を取得する。ＣＰＵ１８は、取得した位置情報が示す位置にカーソルを表示するように映像信号処理回路１２を制御する。ＣＰＵ１８が取得するカーソル位置情報は左画像上でのカーソル位置を示している。左画像上でのカーソル位置に対応した右画像上の位置は、後述するパターンマッチング処理で算出される。
【００５９】
処理がステップＳＳ６に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、上記と同様のジョイスティックの監視により画像上のカーソル位置を取得する（ステップＳＳ６）。ＣＰＵ１８が取得したカーソル位置の情報は、カーソル位置ＮＯＷとしてＲＡＭ１４に格納される。続いて、ＣＰＵ１８は、カーソル位置ＮＯＷとしてＲＡＭ１４に格納したカーソル位置の情報をカーソル位置ＯＬＤとしてＲＡＭ１４に格納する（ステップＳＳ７）。この時点では、カーソル位置ＮＯＷとカーソル位置ＯＬＤは同一である。続いて、カーソル位置ＮＯＷの３次元座標を算出する３次元座標解析が実行される（ステップＳＳ８）。ステップＳＳ８の詳細は後述する。
【００６０】
図1４を参照して後述するが、ステップＳＳ８で算出された３次元座標のうちＺ座標は物体距離となる。ＣＰＵ１８は、物体距離を表示するため、物体距離を含むグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＳ９）。これによって、物体距離が表示される。
【００６１】
続いて、ＣＰＵ１８は、ジョイスティックの監視により画像上のカーソル位置を再度取得する（ステップＳＳ１０）。ＣＰＵ１８が取得したカーソル位置の情報により、ＲＡＭ１４内のカーソル位置ＮＯＷが更新される。続いて、ＣＰＵ１８は、カーソル位置ＮＯＷ、カーソル位置ＯＬＤ、２点目フラグをそれぞれＲＡＭ１４から読み出し、カーソル位置ＮＯＷとカーソル位置ＯＬＤが異なり、かつ２点目フラグの値が１であるか否かを判定する（ステップＳＳ１１）。
【００６２】
カーソル位置ＮＯＷとカーソル位置ＯＬＤが異なり、かつ２点目フラグの値が１であった場合には、処理がステップＳＳ１２に進む。すなわち、ステップＳＳ６〜ＳＳ１０の間にカーソルが移動せず、かつ１点目の計測点が確定している場合には、処理がステップＳＳ１２に進む。また、カーソル位置ＮＯＷとカーソル位置ＯＬＤが同一、または２点目フラグの値が０であった場合には、処理がステップＳＳ１４に進む。すなわち、ステップＳＳ６〜ＳＳ１０の間にカーソルが移動した場合、または１点目の計測点が確定していない場合には、処理がステップＳＳ１４に進む。
【００６３】
処理がステップＳＳ１２に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、２点目の計測点の座標（左画像）を示す２点目座標としてカーソル位置ＮＯＷをＲＡＭ１４に格納する（ステップＳＳ１２）。続いて、１点目および２点目の計測点の座標に基づいて２点間計測を行う計測処理が実行される（ステップＳＳ１３）。ステップＳＳ１３の詳細は後述する。
【００６４】
続いて、ＣＰＵ１８は、計測点の確定のためにジョイスティックが押し込まれているか否かを判定する（ステップＳＳ１４）。ジョイスティックが押し込まれている場合には、処理がステップＳＳ１５に進む。また、ジョイスティックが押し込まれていない場合には、処理がステップＳＳ２０に進む。
【００６５】
処理がステップＳＳ１５に進んだ場合、ＣＰＵ１８は２点目フラグをＲＡＭ１４から読み出し、２点目フラグの値が０であるか否かを判定する（ステップＳＳ１５）。２点目フラグの値が０であった場合（１点目の計測点が確定していない場合）には、処理がステップＳＳ１６に進む。２点目フラグが１であった場合（１点目の計測点が確定している場合）には、処理がステップＳＳ１８に進む。
【００６６】
処理がステップＳＳ１６に進んだ場合、ジョイスティックの押し込みにより１点目の計測点が確定する。このため、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納されている２点目フラグに１を設定し（ステップＳＳ１６）、カーソル位置ＮＯＷとしてＲＡＭ１４に格納されているカーソル位置の情報を、１点目の計測点の座標（左画像）を示す１点目座標としてＲＡＭ１４に格納する（ステップＳＳ１７）。続いて、処理がステップＳＳ２０に進む。
【００６７】
この場合、ＣＰＵ１８は、１点目の計測点のアイコンを含むグラフィック画像信号を生成し、アイコンの表示位置の情報と共に映像信号処理回路１２へ出力する。また、これ以降、ＣＰＵ１８は１点目の計測点を画像上で固定するため、１点目の計測点については計測点のアイコンを同一位置に表示するように映像信号処理回路１２を制御する。さらに、ＣＰＵ１８は、２点目の計測点入力用のカーソルを表示するためのグラフィック画像信号を生成し、カーソルの表示位置の情報と共に映像信号処理回路１２へ出力する。これにより、１点目の計測点が固定表示され、ユーザはジョイスティックの操作により、２点目の計測点を入力するため、カーソルを自在に移動することが可能となる。
【００６８】
一方、処理がステップＳＳ１８に進んだ場合、ジョイスティックの押し込みにより２点目の計測点が確定する。このため、ＣＰＵ１８は、カーソル位置ＮＯＷとしてＲＡＭ１４に格納されているカーソル位置の情報を２点目座標としてＲＡＭ１４に格納する（ステップＳＳ１８）。この場合、ＣＰＵ１８は、２点目の計測点のアイコンを含むグラフィック画像信号を生成し、アイコンの表示位置の情報と共に映像信号処理回路１２へ出力する。続いて、１点目および２点目の計測点の座標に基づいて２点間計測を行う計測処理が実行される（ステップＳＳ１９）。ステップＳＳ１９の詳細は後述する。続いて、処理がステップＳＳ２０に進む。
【００６９】
ステップＳＳ１７およびステップＳＳ１９に続いて、ＣＰＵ１８は、メニュースイッチが操作されたか否かを判定する（ステップＳＳ２０）。メニュースイッチが操作されていない場合には、処理がステップＳＳ２２に進む。また、メニュースイッチが操作された場合には、ＣＰＵ１８は、メニューを変更するためのグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＳ２１）。
【００７０】
続いて、ＣＰＵ１８は、終了スイッチが操作されたか否かを判定する（ステップＳＳ２２）。終了スイッチが操作されていない場合には、処理がステップＳＳ５に戻る。また、終了スイッチが操作された場合には、ステレオ計測が終了する。
【００７１】
上記の処理を簡単にまとめると以下のようになる。２点間計測では、まず１点目の計測点の入力が行われるが、その際にステップＳＳ８の処理により、カーソル位置の３次元座標が算出され、ステップＳＳ９で物体距離が表示される。ユーザがジョイスティックを押し込む操作を行うと、１点目の計測点が確定する。１点目の計測点が確定すると、続いて２点目の計測点の入力が行われる。２点目の計測点の入力の際にも、ステップＳＳ８の処理により、カーソル位置の３次元座標が算出され、ステップＳＳ９で物体距離が表示される。また、ステップＳＳ１３で計測処理が実行され、２点間距離が計測結果として表示される。２点目の計測点が確定すると、１点目の計測点の入力を再度行うことが可能となる。すなわち、上記の処理を繰り返し行うことにより、２点間計測を繰り返し行うことが可能である。
【００７２】
次に、図１３を参照しながら、ステップＳＳ８（３次元座標解析）の詳細を説明する。まず、ＣＰＵ１８はパターンマッチング処理を実行して、左右の２画像（ステレオ画像）の対応点であるマッチングポイントを検出する（ステップＳＳ８１）。パターンマッチング処理の詳細は後述する。続いて、ＣＰＵ１８は、対応点の座標から左右の２画像のずれ量を求める（ステップＳＳ８２）。
【００７３】
続いて、ＣＰＵ１８は、対象としている点の３次元座標を算出する（ステップＳＳ８３）。以下、３次元座標解析の基本原理について、図１４を用いて説明する。図１４は、ｘ，ｙ，ｚ軸をもつ３次元空間座標系上の左右の２画像の位置関係を示している。この図１４には、被写体までの距離（物体距離）の計測対象となる点Ｐが撮像素子の右結像面２８Ｒおよび左結像面２８Ｌ上に結像した状態が示されている。図１４において、点ＯＲ，ＯＬを光学系の主点とし、距離ｆを焦点距離とし、点ＱＲ，ＱＬを点Ｐの結像位置とし、距離Ｌを点ＯＲ−点ＯＬ間の距離とする。
【００７４】
図１４において、直線ＱＲ−ＯＲから（１）式が成立する。
ｘ／ｘＲ＝｛ｙ−（Ｌ／２）｝／｛ｙＲ−（Ｌ／２）｝＝ｚ／（−ｆ）  ・・・（１）
また、直線ＱＬ−ＯＬから（２）式が成立する。
ｘ／ｘＬ＝｛ｙ＋（Ｌ／２）｝／｛ｙＬ＋（Ｌ／２）｝＝ｚ／（−ｆ）  ・・・（２）
この式をｘ，ｙ，ｚについて解けば、点Ｐの三次元座標が得られる。これにより、内視鏡２の撮像面から被写体までの距離（物体距離）が求まる。実際は像伝送光学系２７の効果により、左右２つの像の光線は折り曲げられて右結像面２８Ｒと左結像面２８Ｌの間隔はもっと小さくなるが、ここでは図を簡略にするために像伝送光学系２７の効果を省いて図示している。
【００７５】
図１５はステップＳＳ８１のパターンマッチング処理の手順を示している。まず、ＣＰＵ１８は、パターンマッチングを行うパターンの大きさを示すパターンエリアの絞り込みを行う（ステップＳＳ８１１）。本実施形態の例では、値ｋに対応したパターンエリアを設定する。すなわち、
ｋ＝１ではパターンエリアを３５×３５（ピクセル）、
ｋ＝２ではパターンエリアを２３×２３（ピクセル）、
ｋ＝３ではパターンエリアを１１×１１（ピクセル）、
とし、値ｋを小から大へ切り換えて領域を大から小へ絞り込んでいき、対応点検出の精度を上げるようにする。
【００７６】
続いて、ＣＰＵ１８は検索範囲を設定する。すなわち、パターンを探す右画像の領域を決定する（ステップＳＳ８２）。その検索範囲の設定には、エピポーララインに誤差を考慮してエピポーラライン±５ピクセル以内とする場合と、モニタ画面上で水平に±７ピクセル以内とする場合と、画面上で手動により指示された略マッチング点を中心に±１０ピクセル以内とする場合がある。なお、上記±１０ピクセルは、手動による誤差を考慮した最適な値である。
【００７７】
続いて、ＣＰＵ１８は、設定した検索範囲でのパターンマッチングを行う（ステップＳＳ８３）。このパターンマッチングでは、正規化相互相関による対応点検出を行い、最も正規化相互相関係数（−１〜＋１）の大きな座標（Ｘ，Ｙ）を対応点とする。値ｋをインクリメントし、その値ｋに対応してパターンを絞り込みながら、かつ検索範囲内でパターンエリアを動かしながらパターンマッチングが繰り返し行われる。
【００７８】
パターンマッチングに利用する正規化相互相関関数Ｍ（ｕ，ｖ）には、一般的に以下の式を用いる。すなわち、ｔ（ｘ，ｙ）をテンプレートとし、ｇ（ｘ，ｙ）を画像データとし、ｔ’をテンプレートの平均輝度とし、さらに、ｇ’を画像の平均輝度として、以下の（３）式が適用される。ここで、ΣΣＳは画素の和をとることを表す。
Ｍ（ｕ，ｖ）＝｛ΣΣＳ（ｇ（ｘ＋ｕ，ｙ＋ｖ）−ｇ’）（ｔ（ｘ，ｙ）−ｔ’）｝／｛ΣΣＳ（ｇ（ｘ＋ｕ，ｙ＋ｖ）−ｇ’）２×ΣΣＳ（ｔ（ｘ，ｙ）−ｔ’）２｝１／２  ・・・（３）
【００７９】
上記のパターンマッチングが終了すると、パターンマッチング処理が終了する。
【００８０】
次に、図１６を参照しながら、ステップＳＳ１３およびステップＳＳ１９（計測処理）の詳細を説明する。まず、ＣＰＵ１８は、１点目の計測点に対応した１点目座標をＲＡＭ１４から読み出し（ステップＳＳ１３１）、１点目座標を入力値とする３次元座標解析を実行する（ステップＳＳ１３２）。ステップＳＳ１３２の詳細な手順は、図１３に示した通りである。
【００８１】
続いて、ＣＰＵ１８は、２点目の計測点に対応した２点目座標をＲＡＭ１４から読み出し（ステップＳＳ１３３）、２点目座標を入力値とする３次元座標解析を実行する（ステップＳＳ１３４）。ステップＳＳ１３４の詳細な手順は、図１３に示した通りである。１点目および２点目の計測点の３次元座標が求まったので、ＣＰＵ１８は２つの計測点の２点間距離を算出する（ステップＳＳ１３５）。さらに、ＣＰＵ１８は、算出した２点間距離を計測結果として表示するため、計測結果を含むグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＳ１３６）。これによって、計測結果が表示され、計測処理が終了する。
【００８２】
次に、図１７を参照しながら、ステレオ計測の第２の動作例を説明する。図１７に示す処理は、図１１に示した処理を変形したものである。図１７において、図１１に示した処理と同一の処理には同一の符号を付与し、説明を省略する。ステップＳＳ１の初期化では、タイマが起動される。ステップＳＳ６でカーソル位置を取得した後、ＣＰＵ１８は、タイマが計測した時間を取得する（ステップＳＳ３１）。続いて、ＣＰＵ１８は、ステップＳＳ３１で取得した時間に基づいて、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＳ３２）。
【００８３】
所定時間が経過していない場合には、処理がステップＳＳ１４に進む。また、所定時間が経過した場合には、ＣＰＵ１８はタイマをリセットする（ステップＳＳ３３）。続いて、処理はステップＳＳ７に進む。上記以外の処理は、図１１に示した処理と同様である。
【００８４】
上記の処理により、１点目の計測点が確定していて、カーソル位置ＯＬＤとカーソル位置ＮＯＷとが異なる（カーソルが動かされた）場合には、所定時間が経過する毎にステップＳＳ１３の計測処理が実行される。カーソルが移動可能な状態で計測とカーソルの描画を頻繁に行うと、ＣＰＵ１８の処理能力によっては、処理負荷の増加により描画処理が遅れる可能性がある。したがって、計測処理の実行タイミングを制御し、計測処理の実行頻度を下げることによって、処理負荷の増加を抑えることができる。
【００８５】
次に、図１８を参照しながら、ステレオ計測の第３の動作例を説明する。図１８に示す処理は、図１１に示した処理を変形したものである。図１８において、図１１に示した処理と同一の処理には同一の符号を付与し、説明を省略する。ステップＳＳ１の初期化では、タイマが起動される。ステップＳＳ６でカーソル位置を取得した後、ＣＰＵ１８は、タイマが計測した時間を取得し、タイマをリセットする（ステップＳＳ４１）。続いて、ＣＰＵ１８は、カーソル位置ＮＯＷおよびカーソル位置ＯＬＤをＲＡＭ１４から読み出し、両者から算出したカーソルの移動距離と、ステップＳＳ４１で取得した時間とからカーソルの移動速度を算出する（ステップＳＳ４２）。
【００８６】
続いて、ＣＰＵ１８は、ステップＳＳ４２で算出したカーソルの移動速度に基づいて、ズームウィンドウの倍率を設定する（ステップＳＳ４３）。例えば、カーソルの移動速度が速い場合には、倍率は低い値（×２など）に設定され、カーソルの移動速度が遅い場合には、倍率は高い値（×４など）に設定される。ＣＰＵ１８によって設定された倍率の情報は映像信号処理回路１２へ出力される。映像信号処理回路１２は、この倍率の情報に基づいて画像の拡大処理を行う。
【００８７】
図１９は、ズームウィンドウの倍率が×２から×４に変化したときの計測画面を示している。ズームウィンドウ１９００，１９０１の倍率は×４となっている。また、カーソル１９１０，１９１１の周囲のエリア１９１２，１９１３の大きさは、図８に示したエリア８１２，８１３と比較して小さくなる。
【００８８】
ステップＳＳ４３に続いて、ステップＳＳ７の処理が実行される。ステップＳＳ７に続いて、ＣＰＵ１８は、カーソルの移動速度が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＳ４４）。カーソルの移動速度が所定値を超えている場合には、処理がステップＳＳ１４に進む。また、カーソルの移動速度が所定値以下であった場合には、処理がステップＳＳ８に進む。上記の処理では、ステップＳＳ４４での判定にカーソルの移動速度を用いているが、所定時間毎にステップＳＳ４４での判定を行うようにし、その判定にカーソルの移動距離を用いてもよい。
【００８９】
上記の処理により、１点目の計測点が確定している場合には、カーソルの移動速度が所定値以下となれば、ステップＳＳ１３の計測処理が実行される。カーソルが高速に移動している状態で計測とカーソルの描画を頻繁に行うと、ＣＰＵ１８の処理能力によっては、処理負荷の増加により描画処理が遅れる可能性がある。したがって、計測処理の実行タイミングを制御し、カーソルの移動速度が遅くなったときに計測処理を行うことによって、処理負荷の増加を抑えることができる。
【００９０】
また、上記の処理により、カーソルの移動速度に応じてズームウィンドウの倍率が制御される。ズームウィンドウの倍率が高く、カーソルの移動速度が速い場合には、ＣＰＵの表示処理が追いつかず、カーソル位置での拡大画像を表示できなくなり、計測点の位置を決定する作業の効率が低下する可能性がある。したがって、カーソルの移動速度が速い場合にズームウィンドウの倍率を低く、カーソルの移動速度が遅い場合にズームウィンドウの倍率を高くすることによって、計測作業の効率を向上することができる。
【００９１】
次に、図２０を参照しながら、ステップＳＭ（画像記録処理）の詳細を説明する。まず、ＣＰＵ１８は初期化を実行する（ステップＳＭ１）。続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納される結果フラグに０を設定する（ステップＳＭ２）。結果フラグは、画像記録時の計測結果の有無を示すフラグである。結果フラグに０が設定されている場合には、計測処理が実行されておらず、計測結果が存在しない。また、計測フラグに１が設定されている場合には、計測処理が実行されており、計測結果が存在する。
【００９２】
続いて、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納される計測点確定フラグに０を設定する（ステップＳＭ３）。計測点確定フラグは、画像記録時に２点目の計測点が確定しているか否か（言い換えると、２点目の計測点を確定する操作が行われたか否か）を示すフラグである。計測点確定フラグに０が設定されている場合には、２点目の計測点が確定していない。また、計測点確定フラグに１が設定されている場合には、２点目の計測点が確定している。
【００９３】
続いて、ＣＰＵ１８は計測結果の有無を判定する（ステップＳＭ４）。計測結果がある場合には、処理がステップＳＭ５に進む。また、計測結果がない場合には、処理がステップＳＭ８に進む。処理がステップＳＭ５に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納されている結果フラグに１を設定する（ステップＳＭ５）。続いて、ＣＰＵ１８は２点目の計測点の確定の有無を判定する（ステップＳＭ６）。２点目の計測点が確定している場合には、処理がステップＳＭ７に進む。また、２点目の計測点が確定していない場合には、処理がステップＳＭ８に進む。
【００９４】
処理がステップＳＭ７に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１４に格納されている計測点確定フラグに１を設定する（ステップＳＭ７）。続いて、処理がステップＳＭ８に進む。処理がステップＳＭ８に進んだ場合、ＣＰＵ１８はＲＡＭ１４から各種フラグおよび各種座標を読み出す（ステップＳＭ８）。続いて、ＣＰＵ１８は、映像信号処理回路１２から取り込んだ画像データに対して、ステップＳＭ８でＲＡＭ１４から読み出した情報を含む付加情報を付加し、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２に記録する（ステップＳＭ９）。付加情報は、画像記録時の画面状態を示す情報である。画像データおよび付加情報の記録が終了すると、画像記録処理が終了する。
【００９５】
図２１は付加情報の内容を示している。画像フラグは画像データの有無を示している。画像フラグの値が１の場合には画像データがあり、画像フラグの値が０の場合には画像データがない。結果フラグについては前述した通りであり、結果フラグの値が１の場合には計測結果があり、結果フラグの値が０の場合には計測結果がない。計測結果は、計測処理で算出された２点間距離等を示している。計測結果がない場合には０が格納され、計測結果がある場合には計測結果の数値が格納される。
【００９６】
計測点確定フラグについては前述した通りであり、計測点確定フラグの値が１の場合には２点目の計測点が確定しており、計測点確定フラグの値が０の場合には２点目の計測点が確定していない。１点目座標および２点目座標はそれぞれ１点目、２点目の計測点の２次元座標である。計測点の２次元座標がない場合には０が格納され、計測点の２次元座標がある場合には座標値が格納される。現在カーソル座標はカーソル位置ＮＯＷの座標である。
【００９７】
図２１（ａ）は、計測結果がない場合の付加情報の内容を示している。画像フラグの値は１であるが、それ以外の結果フラグ等の値は０である。図２１（ｂ）は、２点目の計測点が確定している場合の付加情報の内容を示している。２点目の計測点が確定しているため、計測点確定フラグの値は１である。また、１点目座標および２点目座標にはそれぞれ１点目、２点目の計測点の２次元座標が格納されている。また、２点目の計測点が確定したことにより、計測点入力用のカーソルが表示されなくなるため、現在カーソル座標の値は０である。また、２点目の計測点が確定しているため、計測処理が実行され、計測結果が格納されている。
【００９８】
図２１（ｃ）は、２点目の計測点が確定していない場合の付加情報の内容を示している。２点目の計測点が確定していないため、計測結果確定フラグの値は０であり、１点目座標には１点目の計測点の２次元座標が格納されているが、２点目座標には０が格納されている。また、２点目の計測点入力用のカーソルが表示されているため、現在カーソル座標には画像記録時のカーソルの２次元座標が格納されている。また、２点間計測では、２点目が確定していなくても計測処理が実行されるため、計測結果が格納されている。
【００９９】
上記の画像記録処理によって、画像記録時の計測点の確定の有無やカーソルの位置等の画面状態を画像と共に記録することができる。
【０１００】
次に、図２２を参照しながら、ステップＳＯ（画像再生処理）の詳細を説明する。まず、ＣＰＵ１８は初期化を実行する（ステップＳＯ１）。続いて、ＣＰＵ１８は、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から付加情報を読み出し、付加情報中の結果フラグの値が１であるか否かを判定する（ステップＳＯ２）。結果フラグの値が１であった場合（計測結果がある場合）には、処理がステップＳＯ３に進む。また、結果フラグの値が０であった場合（計測結果がない場合）には、処理がステップＳＯ６に進む。
【０１０１】
処理がステップＳＯ３に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、付加情報中の計測点確定フラグの値が１であるか否かを判定する（ステップＳＯ３）。計測点確定フラグの値が１であった場合（２点目の計測点が確定している場合）には、処理がステップＳＯ４に進む。また、計測点確定フラグの値が０であった場合（２点目の計測点が確定していない場合）には、処理がステップＳＯ５に進む。
【０１０２】
処理がステップＳＯ４に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から画像データを読み出し、映像信号処理回路１２へ出力する。また、ＣＰＵ１８は、付加情報に基づいて、操作メニューや、計測結果、計測点のアイコン等を表示するためのグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＯ４）。これによって、画像と共に操作メニューや、計測結果、計測点のアイコン等がモニタ４に表示される。このとき、ＣＰＵ１８は、付加情報中の１点目座標および２点目座標が示す位置に１点目および２点目の計測点のアイコンを固定表示するように映像信号処理回路１２を制御する。
【０１０３】
処理がステップＳＯ５に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から画像データを読み出し、映像信号処理回路１２へ出力する。また、ＣＰＵ１８は、付加情報に基づいて、操作メニューや、計測結果、カーソル、計測点のアイコン等を表示するためのグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＯ５）。これによって、画像と共に操作メニューや、計測結果、カーソル、計測点のアイコン等がモニタ４に表示される。このとき、ＣＰＵ１８は、付加情報中の１点目座標が示す位置に１点目の計測点のアイコンを固定表示し、付加情報中の現在カーソル座標が示す位置にカーソルを表示するように映像信号処理回路１２を制御する。この後、ユーザがジョイスティックを操作すれば、その操作に応じてカーソルが移動する。
【０１０４】
処理がステップＳＯ６に進んだ場合、ＣＰＵ１８は、カード  Ｉ／Ｆ１５を介してメモリカード３２から画像データを読み出し、映像信号処理回路１２へ出力する。また、ＣＰＵ１８は、付加情報に基づいて、操作メニューやカーソル等を表示するためのグラフィック画像信号を生成し、映像信号処理回路１２へ出力する（ステップＳＯ６）。これによって、画像と共に操作メニューやカーソル等がモニタ４に表示される。このとき、ＣＰＵ１８は、所定のデフォルト位置にカーソルを表示するように映像信号処理回路１２を制御する。この後、ユーザがジョイスティックを操作すれば、その操作に応じてカーソルが移動する。ステップＳ０１〜Ｓ０６が終了すると、画像再生処理が終了する。
【０１０５】
図２３は、画像再生処理によりモニタ４に表示される画面を示している。図２３（ａ）は、２点目の計測点が確定している場合の画面を示している。１点目の計測点２３００，２３０１および２点目の計測点２３１０，２３１１の位置には、確定した計測点を示す「×」印のアイコンが表示される。また、カーソルが計測点２３１０，２３１１の位置に表示され、次の２点間計測のために１点目の計測点を入力することが可能となる。図２３（ｂ）は、２点目の計測点が確定していない場合の画面を示している。１点目の計測点２３０２，２３０３の位置には、確定した計測点を示す「×」印のアイコンが表示される。また、２点目の計測点の入力を行うためのカーソル２３２０，２３２１が表示される。
【０１０６】
上記の画像再生処理によって、画像記録前の画面状態を再現し、ユーザが続けて計測のための操作を行うことができる。なお、右画像上の計測点の座標については、左画像上の計測点の座標からパターンマッチング処理により算出してもよいし、右画像上の計測点の座標も付加情報に含めて画像と共に記録してもよい。
【０１０７】
次に、本実施形態の変形例を説明する。２点間計測の他に、２点間を結ぶ基準線に対して１点から下ろした垂線の長さを計測する線基準計測でもリアルタイムに計測を行うことが可能である。図２４は、線基準計測時にモニタ４に表示される画面を示している。前述した手順と同様にして、ユーザが計測点２４００，２４０１を確定する操作を行うと、計測点２４００，２４０１を結ぶ基準線２４１０が描かれる。基準線２４１０を決定する際には、確定した１点目の計測点とカーソル位置との２点間距離がリアルタイムに算出され、計測結果２４３０として表示される。計測点２４００，２４０１の確定後、ユーザがジョイスティックの操作によりカーソル２４２０を移動させると、カーソル２４２０の位置から基準線２４１０に下ろした垂線２４１１の長さが算出され、計測結果２４３０として表示される。
【０１０８】
また、処理能力の高い装置（パーソナルコンピュータ等）の使用により面積計算をリアルタイムに行うことが可能な場合にも、本実施形態の計測方法を適用することが可能である。図２５は、面積計算時にモニタ４に表示される画面を示している。前述した手順と同様にして、ユーザは計測点２５００，２５０１，２５０２，２５０３を確定する操作を行う。ユーザがジョイスティックの操作により所望の位置にカーソルを移動させ、計測点を確定する操作を行うと、その位置に計測点が固定表示され、次の計測点を入力するためのカーソルが表示される。また、最後に確定した計測点とカーソル位置との２点間距離がリアルタイムに算出され、計測結果２５３０として表示される。
【０１０９】
５点目の計測点を入力するためのカーソル２５１０および４点目の計測点２５０３を結ぶ線分２５２０が、１点目の計測点２５００および２点目の計測点２５０１を結ぶ線分２５２１と交差すると、面積計算の対象となる閉領域が確定する。この閉領域は、線分２５２１，２５２２，２５２３，２５２４で囲まれた領域である。線分２５２４は閉領域の説明のために図示しているが、他の線分と同様に画面上に表示してもよい。閉領域が確定すると、閉領域の面積が算出され、計測結果２５３１として表示される。
【０１１０】
上述したように、本実施形態によれば、確定していない計測点と、確定した計測点との両方に基づいて計測を実行することが可能となる。これによって、計測点を確定する操作（ジョイスティックの押し込み操作）が減るので、操作の負担を軽減し、計測作業の効率を向上することができる。
【０１１１】
また、２点間計測のように軽い処理で実行可能な計測を行う場合には、確定していない計測点と、確定した計測点との両方に基づいて計測を実行することによって、計測作業の効率を向上することができる。さらに、面積計算のように重い処理が必要な計測を行う場合には、確定した計測点のみに基づいて計測を実行することによって、計測を頻繁に行うことによる処理負荷の増加を抑えることができる。
【０１１２】
また、画像記録時に画面状態を画像データと共に記録し、画像再生時にその画面状態を再現することによって、計測作業の効率を維持することができる。
【０１１３】
また、タイマから取得した時間、またはカーソルの移動速度に基づいて計測の実行タイミングを制御することによって、計測を頻繁に行うことによる処理負荷の増加を抑えることができる。
【０１１４】
また、カーソルの移動速度に応じてズームウィンドウの倍率を制御し、カーソルの移動速度が速い場合にズームウィンドウの倍率を低く、カーソルの移動速度が遅い場合にズームウィンドウの倍率を高くすることによって、計測作業の効率を向上することができる。
【０１１５】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記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設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が有する内視鏡の挿入部の先端部の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が有する内視鏡の挿入部の先端部の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置に適用される光学アダプタに特有の光学データを測定する様子を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の表示画面を示す参考図である。
【図７】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の全体動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の計測画面を示す参考図である。
【図９】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置のメニュー画面を示す参考図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるカーソルの移動速度を示す参考図である。
【図１１】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行するステレオ計測の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行するステレオ計測の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行する３次元座標解析の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態における３次元座標解析の基本原理を示す参考図である。
【図１５】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行するパターンマッチング処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行する計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行するステレオ計測の手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行するステレオ計測の手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の計測画面を示す参考図である。
【図２０】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行する画像記録処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の一実施形態における付加情報の内容を示す参考図である。
【図２２】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置が実行する画像再生処理の手順を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の再生画面を示す参考図である。
【図２４】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の計測画面を示す参考図である。
【図２５】本発明の一実施形態による計測用内視鏡装置の計測画面を示す参考図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１・・・計測用内視鏡装置、２・・・内視鏡、３・・・装置本体、４・・・モニタ、５・・・筐体、６・・・操作部（位置情報入力部、確定指示入力部）、８・・・内視鏡ユニット、９・・・ＣＣＵ（撮像信号処理部）、１０・・・制御ユニット、１２・・・映像信号処理回路（表示信号生成部）、１８・・・ＣＰＵ（計測部、表示制御部、計測制御部、モード切替部、記録部、読出部）、２０・・・挿入部、２１・・・先端部、２２・・・湾曲部、２３・・・可撓管部、２８・・・撮像素子
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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