JPH0380824A - 測定内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被写体上の任意の点の位置に関連した測定が
可能な測定内視Ｒ装置に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、医
療分野及び工業分野において、内視鏡か広く用いられる
ようになった。

ところで、前記内視鏡を用いて被写体の実大寸法を測定
する装置として、本出願人は、例えば特願昭６２−３４
８８２号において、視差を有する２つの搬像光学系を備
えた特別な内視鏡を用いることによって、被写体上の任
意の点の空間座標を求めることができ、従って、それら
の点の間の距離も計痒できる装置を提案している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の測定方法では、前記特願昭６２−
３４８８２Ｎに示されるように２つの随像光学系を有す
るか、または、本出願人が先に提出した特願平１−３３
５３号に示されるように２つの搬像光学系を配置できる
空間を西視鏡先ｔｊ′ｊａ部に有していなければならな
い。そのため、内視鏡先端部が極めて複雑な構造になり
、また、外径が太くなって細い孔に挿入できないという
問題点がある。また、内視鏡が高価なものになってしま
うという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特別
な内視鏡を用いることなく、被写体上の任意の点の位置
に関連した測定が可能な測定内視鏡装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の測定内視鏡装置は、挿入部の先端部に観察窓を
有する内視鏡と、前記観察窓を通して被写体の画像を得
る手段と、前記挿入部の移動量を測定づる移動量測定手
段と、前記観察窓が第１の位置にあるとぎの前記被写体
上の任意の点の前記画像上におジノる位置、前記観察窓
が第２の位置にあるときの前記任意の点の前記画像上に
おける位置、及び前記観察窓が前記第１の位置から前記
第２の位置に移動したときに前記移動量測定手段によっ
て測定される前記挿入部の移動量を用いて、前記任意の
点の位置に関連した演算を行う演算手段とを備えたもの
である。

［作用］ 本発明では、観察窓が第１の位置にあるときの被写体上
の任意の点の画像上における位置と、観察窓が第２の位
置にあるときの前記任意の点の画像上にお（プる位置と
、観察窓が前記第１の位置から前記第２の位置に移動し
たときの挿入部の移動量とを用いて、前記任意の点の位
置に関連した演算が行われる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は内視鏡装置の構成を示す説明図、第２図はロータリエ
ンコーダの斜視図、第３図は位置の測定原理を示す説明
図である。

第１図に示すように、内視鏡］は、細長の挿入部２を有
し、第３図に示づように、前記挿入部２の先端部３には
、照明窓と観察窓とが設けられている。前記照明窓の内
側には、照明レンズ５が設けられ、この照明１ノンズ５
の後端に、ライトガイド６が連設されている。このライ
トガイド６は、前記挿入部２内を挿通され、入射端部は
、光源装置７に接続されるようになっている。そして、
この光源装置７から出射される照明光が、ライトガイド
６、照明レンズ５を経て、前記照明窓から被写体に向け
て出国されるようになっている。また、前記観察窓の内
側には、対物レンズ８が設けられ、この対物レンズ８の
結像位置に、固体搬像素子９が配設されている。前記固
体搬像索子９に接続されたケーブル１０は、前記挿入部
２内を挿通され、映像信号処理袋＠１１に接続されるよ
うになっている。そして、前記対物レンズ８によって結
像された被写体像は、前記固体搬像素子９によって電気
信号に変換され、前記映像信号処理装置１１によって標
準ビデオ信号に変換されるようになっている。前記映像
信号処理装置１１から出力されるビデオ信号は、ケーブ
ル１２を介してモニタ１３に入力され、このモニタ１３
に、被写体像が表示されるようになっている。また、前
記ビデオ信号は、ケーブル１４を介して、′ｅＩ算・表
示装置１５に入力されるようになっている。

また、前記挿入部２の挿入、抜去の際には、挿入部２は
軸方向に移動するが、その移動距離を測定する装置とし
て、ロータリエンコーダ１７が設けられている。このロ
ータリエンコーダ１７は、第２図に示すように、ロータ
１８と、このロータ１８を回転自在に支持する固定台１
９とを有し、前記ロータ１８の回転角度に比例した数の
パルスを信号線２０に出力するようになっている。１）
η記信号線２０は、前記演算・表示装置１５に接続され
ている。前記固定台１つは、空洞状の被写体２１の内視
鏡挿入孔近傍に固定され、内視！ｆｔ１の挿入部２が前
記ロータ１８に接触したまま軸ブノ向に移動するように
なっている。これにより、挿入部２の軸方向の移動に応
じてロータ１８が回転し、その回転量に応じた数のパル
スがロータリエンーダ１７から出力される。従って、ぞ
のパルスの数を演算・表示装置１５でカウントすること
により、挿入部２の移動量を測定することができる。例
えば第１図において、挿入部２の先端部３がＢの位置か
らＡの位置まで移動したとづると、ロータリエンコーダ
１７からの出力パルスを演算・表示装置１５でカウント
することにより、距離ＡＢを測定づることかできる。

前記演算・表示装＠１５は、前記ビデオ信号から、前記
固体搬像素子９上に投影された被写体像中の任意の対象
点の固体搬像素子９上の位置（座標）を検知することが
できる。前記演算・表示装置１５は、被写体２１上の同
一の対象点に対して、挿入部２を移動して得られる固体
搬像索子９上の各位置と、前記ロータリエンコーダ１７
からの出力パルスをカウントして１ｑられる前記挿入部
２の移動担とを用いて、次に説明するような演算を行う
ことにより、前記対象点の空間上の位置（座標）を測定
するようになっている。

前記対象点の空間上の位置の測定屏理を、第３図を参照
して説明する。

被写体２１上に特定の２点く対象点）Ｐｔ、Ｐ２があり
、この２点間の距１１１Ｐｔ　Ｐ２を測定する場合を例
にとｂ説明する。挿入部２の先端部３が第１図における
Ｂの位置にあるときの光学的な位置関係を、第３図に示
づ。ここで、図に示すように、挿入部２の軸方向がＸ＠
と一致するようなＸｙ座標系を設定する。また、説明を
簡単するために、点Ｐ＋　、Ｐ２は、ｘｙ平面−１にあ
るものとづる。被写体像は、対物レンズ８によって固体
搬像素子９上に投影され、演算・表示装置１５は、前記
固体ａｍ素子９に投影された点Ｐ＋　、Ｐ２の固体搬像
素子９上の位置を検知する。これ（よ、例えば、モニタ
１３上にカーソルを表示させ、このカーソルを点Ｐｔ　
、Ｐ２上に移動させ、そのときのカーソルの位置を検知
し固体搬像素子９上の位置に変換することにより実現で
きる。また、固体搬像素子つと対物レンズ８の中心との
距離ｆは、固定された既知の値であるから、この距離ｒ
と、前記点Ｐ＋　、Ｐ２の固体搬像素子９上の位置とに
よって、第３図に示づように、対物レンズ８の中心と点
Ｐ、、Ｐ２を結ぶ直線■、■のＸ軸に対する角度β１．
β２を計算によって１！することができる。

同様にして、挿入部２の先端部３が、第１図のＡの位置
にあるときについても、演算・表示装置１５は、第３図
に示すように、対物レンズ８の中心と点Ｐｉ　、Ｐ２を
結ぶ直線■、■のＸ軸に対する角度α１．α２を計算に
よって得ることができる。

また、Ａの位置とＢの位置の間の距ＨＨは、前述のよう
に、ロータリエンーダ１７から出力されるパルスを演算
・表示装置１５がカウントすることにより、得ることが
できる。

このように得られたα１．α２．β１．β２゜磨を用い
て、前記演算・表示装置１５は、以下のようにして点Ｐ
＋　　（Ｘｔ　、Ｖｌ＞、Ｐ２　　（Ｘ２　。

Ｖ２）の空間上の座標を計算することができる。

すなわち、第３図に示す直線■、■、■、■の方程式は
、各々次のようになる。

直線■−・・ｙ＝　（Ｘ−１！　）−ｔａｎα１直線■
・・・ｙ＝　（ｘ−１１＞・ｔａｎα２直線■・・・ｙ
＝ｘ−ｔａｎβ１ 直線■・・・ｙ＝ｘ◆ｔａｎβ２ 点Ｐ１は、直線■と■の交点であり、その座標（Ｘｔ　
、Ｖ２　）は・ ｘｌ　＝　　　（Ｊ　−ｔａｎαＩ ｔａｎα１　−ｔａｎβ１ ｙ１＝９◆ｔａｎα　・ｔａｎβ１ ｔａｎα１−ｔａｎβ１ となる。同様に、点Ｐ２は、直線■と■の交点であり、
その座標（Ｘ２．ｙ２）は、 ｘ　２＝＝　　　Ｎ　ｔ　ａ　ｎ　ｃｒ　２ｔａｎα２
−ｔａｎβ２ ｙ２＝Ｍ　’　ｔ　ａｎ　α２　”　ｊ　ｄ　ｎβ２ｔ
　ａ　ｎα２−ｔａ口β２ となる。このようにして、点Ｐｔ、Ｐ２の座標が求めら
れる。これらが求まれば、距ＭＰＩ　Ｐ２は、ＰＩ　Ｐ
２　＝　　　Ｘｔ　−Ｘ２　　　　Ｖｔ　−ｙ２　）２
として求められる。この点Ｐ＋　、Ｐ２の座標や、距離
Ｐｉ　Ｐ２は、前記演算・表示装置１５によって表示さ
れる。

本実施例は、内視鏡は小さい孔等から挿入して使用づる
もので・あり、また、内視鏡の使い方の特徴である挿入
、抜去という軸方向の移動に着目し、これらの特徴を利
用して被写体−［の任意の点の座機や任意の２点間の距
離等を測定できるようにしたものである。すなわち、従
来は、被写体に対して横方向に並んだ２つの視点を用い
て被写体上の点の座標を測定するのに対し、本実施例で
は、内視鏡の挿入、抜去の際に必然的に生じる被写体に
対する前後方向、すなわち内視鏡挿入部の軸方向にお番
プる複数の視点からの各画像を用いて、被写体上の点の
座標を測定するところに特徴がある。

従って、内視鏡そのものには、２つの搬像光学系を設各
プる必要がなく、従来から広く用いられている一般の内
視鏡を用いて測定することができる。

また、被写体上の点の座標を求めるために、内視鏡挿入
部の軸方向の移動量も測定する必要があるが、内視鏡１
は一定の太さの挿入部２を有しており、この挿入部２の
軸方向の移動量を測定づるのは、ロータリエンコーダ１
７等を用いれば簡単である。

このように、本実施例によれば、１つの対物光学系を有
する普通の内１１ｔ１を使用しながら、被写体上の任意
の点の空間上の座標や、任意の２点間の距離等、位置に
関連した測定が可能となる。

尚、本実施例の説明では、簡単のために点Ｐ１゜Ｐ２が
ｘｙ平面上にあるものとしたが、点Ｐ１゜Ｐ２がｘｙｚ
空間上にある場合にも点Ｐ１．Ｐ２の３次元座標を求め
ることができる。例えば、点Ｐ１の３次元座標を（Ｘ＋
　、Ｖｔ　、Ｚｔ　）とつると、直線■、■をｘｙ平面
に投影した各直線のＸ軸に対する傾きを求めることによ
り、実施例で説明した原理を用いてＸｌ、ｙ＋が求めら
れる。同様にして、直線■、■をＸＺ平面に投影した各
直線のＸ軸に対する傾きを求めることにより、実施例で
の説明においてｙをＺに置き換えることで、Ｘｉ　、ｚ
ｌが求められる。

尚、本発明Ｕ、上記実施例に限定されず、例えば、内視
鏡としては、挿入部の先端部に固体顕像素子を有する電
子内視鏡に限らず、像伝達手段としてイメージガイドフ
ァイバを用いたファイバスコープの接眼部に外付はテレ
ビカメラを取り付けたものを用いても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、挿入部を移動して
得られる２位置における各画像上での点の位置と、挿入
部の移動量とを用いて、被写体上の任意の点の位置に関
連した演算を行うようにしたので、特別な内視鏡を用い
ることなく、被写体上の任意の点の位置に関連した測定
が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は内視ｍ装置の構成を示す説明図、第２図はロータリエ
ンコーダの斜視図、第３図は位置の測定原理を示す説明
図である。 １・・・内視鏡　　　　　２・・・挿入部８・・・対物
レンズ　　　９・・・固体搬像素子１１・・・映像信号
処理装置 １５・・・演算・表示装置 １７・・・［Ｊ−タリエンーダ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 挿入部の先端部に観察窓を有する内視鏡と、前記観察窓
   を通して被写体の画像を得る手段と、前記挿入部の移動
   量を測定する移動量測定手段と、 前記観察窓が第１の位置にあるときの前記被写体上の任
   意の点の前記画像上における位置と、前記観察窓が第２
   の位置にあるときの前記任意の点の前記画像上における
   位置と、前記観察窓が前記第１の位置から前記第２の位
   置に移動したときに前記移動量測定手段によって測定さ
   れる前記挿入部の移動量とを用いて、前記任意の点の位
   置に関連した演算を行う演算手段と を備えたことを特徴とする測定内視鏡装置。