JP2022038252A

JP2022038252A - 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法、およびプログラム

Info

Publication number: JP2022038252A
Application number: JP2020142645A
Authority: JP
Inventors: 正矩牧; Masanori Maki; 秀彰高橋; Hideaki Takahashi
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20220061635A1

Abstract

【課題】撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子が誤った位置に配置された状態で撮像素子が画像を生成する状況の発生を抑えることができる内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】内視鏡装置は、撮像素子、第１の光学系、および光学素子を先端に有する内視鏡を有する。前記光学素子は、前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える。また、内視鏡装置は、検出部、判断部、および制御部を有する。前記検出部は、前記光学素子の動きを検出する。前記判断部は、前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動するか否かを判断する。前記制御部は、前記判断部が実行した判断の結果に基づいて、前記光学素子の位置を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法、およびプログラムに関する。

エンジン、タービン、および化学プラントの内部などのように直接目視できない場所の傷または腐食などの外観検査において工業用内視鏡が使用される。その傷または腐食などの不具合の程度に応じて、修理などの対応方法が変わる。このため、傷または腐食などの大きさを測定する計測機能は重要である。

この計測方法の１つとして、例えば特許文献１に示す方法が開示されている。この方法を使用する装置は、互いに視差のある２つの光学系を有する。２つの光学系は同時に光学像を形成し、撮像素子（イメージセンサ）は２つの光学像に基づいて２枚の画像を同時に生成する。その装置は、２つの光学像に対応する２枚の画像を使用することにより、ステレオ計測の原理に基づいて被写体の３次元座標および被写体の大きさを算出する。

特許文献１に示す装置は２つの光学系を有し、光は２つの異なる光路を通る。被写体の２つの光学像が１つの撮像素子上の２つの異なる領域に形成される。１つの光学像が撮像素子上の領域の半分のみに形成され、画角が狭くなるため、観察性能が低下する欠点がある。

２つの撮像素子が使用される場合、画角が広がり、上記の欠点が解消される。しかしながら、現状では撮像素子の小型化が難しい。小型化が重要である内視鏡において上記の欠点を解消するために、特許文献２に示す光学装置が存在する。この光学装置は、２つの光路を有し、光路切替機構を使用することにより２つの光路を切り替える。これにより、２つの光路の各々を通る光の光学像が撮像素子上の領域全体に形成される。互いに視差のある２枚の画像を取得するためには光路を切り替える必要がある。そのため、２枚の画像の撮像タイミングの間に時間差が発生する。しかしながら、各光学系を通る光の光学像が撮像素子の領域全体に形成されるため、特許文献１に示す装置に比べて、広い画角での観察が可能となる。

特開２００４－４９６３８号公報特開２０１０－１２８３５４号公報

特許文献２に示す光学装置は、２つの光路のうちいずれか一方を通る光のみの光学像を撮像素子上に形成するために２つの光路を切り替える機構を有する。その機構は、例えば、遮蔽物として機能するシャッターを使用することにより２つの光路を切り替える。あるいは、その機構は、レンズを光路から抜く、またはレンズを光路に挿入することにより２つの光路を切り替える。例えば、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）が、２つの光路を切り替えるための機械的な駆動を実施する。しかし、この機械的な切替機構が使用される場合、シャッターまたはレンズのような光学素子が、衝撃などの外的要因によって、本来意図していない方向へ移動する問題がある。その問題が発生したとき、内視鏡は、正しい光路を通る光に基づく画像を取得できない。そのため、内視鏡は、正しい計測結果を得ることができない。

電源の供給が少ない環境下で工業用内視鏡が使用されるため、工業用内視鏡はバッテリーなどの内蔵電源を有する。例えば、機械的な切替機構が光学素子に力を加え続けて光学素子を保持する場合、衝撃などによる光学素子の移動が抑えられる。しかし、この方法が使用される場合、工業用内視鏡が動作できる時間が短くなる。また、ＭＥＭＳが連続的に駆動される場合、発熱による破損または撮像素子の性能低下が発生する。したがって、常に電力を消費することにより光学素子を保持する方法は現実的ではない。

本発明は、撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子が誤った位置に配置された状態で撮像素子が画像を生成する状況の発生を抑えることができる内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、を先端に有する内視鏡と、前記光学素子の動きを検出する検出部と、前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動するか否かを判断する判断部と、前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行する、かつ、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断部が判断した場合に前記配置制御を実行する制御部と、を備えた内視鏡装置である。

本発明は、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、を先端に有する内視鏡を備えた内視鏡装置の作動方法であって、検出部に前記光学素子の動きを検出させる検出ステップと、判断部に、前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動するか否かを判断させる判断ステップと、制御部に、前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行させる第１の制御ステップと、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断部が判断した場合、前記制御部に前記配置制御を実行させる第２の制御ステップと、を有する内視鏡装置の作動方法である。

本発明は、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、を先端に有する内視鏡を備えた内視鏡装置のコンピュータに、前記光学素子の動きを検出する検出ステップと、前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動するか否かを判断する判断ステップと、前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行する第１の制御ステップと、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断ステップにおいて判断された場合、前記配置制御を実行する第２の制御ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法、およびプログラムは、光学素子が誤った位置に配置された状態で撮像素子が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の動作の手順を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置が有する磁気アクチュエータの構成を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置が有する磁気アクチュエータの構成を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置が有する判断部に入力されるデジタル信号の波形を示すグラフである。本発明の第２の実施形態におけるデジタル信号から抽出された重力加速度を示すグラフである。本発明の第２の実施形態におけるデジタル信号から重力加速度およびノイズを除去することにより得られた加速度を示すグラフである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置と比較される内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置と比較される内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第３の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第４の実施形態の内視鏡装置が有する磁気アクチュエータの構成を示す斜視図である。本発明の第５の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第５の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第６の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。グローバルシャッタ方式を使用する撮像素子における露光期間を示すタイミングチャートである。ローリングシャッタ方式を使用する撮像素子における露光期間を示すタイミングチャートである。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置が有する磁気アクチュエータの構成を示す斜視図である。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置が有する磁気アクチュエータの構成を示す斜視図である。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第７の実施形態の内視鏡装置における画像生成シーケンスを示すタイミングチャートである。本発明の第８の実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置１０の構成を示す。図１に示す内視鏡装置１０は、内視鏡１１、検出部１２、判断部１３、および制御部１４を有する。内視鏡１１は、撮像素子１６、第１の光学系１７、および光学素子１８を有する。撮像素子１６、第１の光学系１７、および光学素子１８は、内視鏡１１の先端１５に配置されている。

第１の光学系１７は、被写体５０からの光を撮像素子１６に導く。光学素子１８は、第１の光学系１７の光路上の第１の位置Ｐ１と、第１の光学系１７の光路から外れた第２の位置Ｐ２とのいずれか一方に配置され、撮像素子１６に入射する光の状態を切り替える。検出部１２は光学素子１８の動きを検出する。判断部１３は、光学素子１８の動きに基づいて、光学素子１８が第１の位置Ｐ１または第２の位置Ｐ２から移動したか否かを判断する。制御部１４は、光学素子１８を第１の位置Ｐ１または第２の位置Ｐ２に配置する配置制御を実行する。また、制御部１４は、所定の状態において配置制御を再度実行する。所定の状態は、配置制御が実行された後であって配置制御が次に実行される前に光学素子１８が第１の位置Ｐ１または第２の位置Ｐ２から移動したと判断部１３が判断した状態である。

例えば、光学素子１８は、第１の状態と第２の状態とを切り替える。例えば、第１の状態において第１の光学系１７を通る光が撮像素子１６に入射し、かつ第２の状態において第１の光学系１７を通る光が撮像素子１６に入射しない。あるいは、第１の状態において第１の光学系１７のみを通る光が撮像素子１６に入射し、かつ第２の状態において第１の光学系１７および光学素子１８を通る光が撮像素子１６に入射する。制御部１４は、配置制御を実行することにより、光学素子１８を第１の位置Ｐ１および第２の位置Ｐ２の一方に配置する。

図１に示す例では、光学素子１８は第１の光学系１７と撮像素子１６との間に配置されている。第１の光学系１７が光学素子１８と撮像素子１６との間に配置されてもよい。内視鏡１１は、検出部１２、判断部１３、および制御部１４の少なくとも１つを有してもよい。検出部１２、判断部１３、および制御部１４の少なくとも１つが先端１５に配置されてもよい。

例えば、検出部１２はセンサまたはプロセッサ（制御回路）である。例えば、判断部１３および制御部１４は、プロセッサである。検出部１２がプロセッサである場合、判断部１３および制御部１４は、検出部１２を構成するプロセッサと同じまたは異なるプロセッサである。判断部１３および制御部１４は、互いに異なるプロセッサであってもよい。

例えば、光学素子１８はシャッターまたはレンズである。光学素子１８は、第１の位置Ｐ１および第２の位置Ｐ２の間で移動できる。光学素子１８は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２へ、または第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１へ移動できる。

図２は、内視鏡装置１０の動作の手順を示す。図２を参照し、内視鏡装置１０の動作を説明する。

まず、初期設定が実行される。このとき、画像を生成するための画像生成シーケンスの詳細を示すシーケンス情報が内視鏡装置１０に設定される。例えば、シーケンス情報は、撮像素子１６が撮像を実行する回数および各撮像における光学素子１８の位置を示す。画像生成シーケンスにおいて１枚以上の画像が生成される。制御部１４は、配置制御を実行し、シーケンス情報が示す位置に光学素子１８を移動させる（ステップＳ１）。

ステップＳ１の後、検出部１２は光学素子１８の動きを検出する。例えば、検出部１２は、光学素子１８の絶対的な動きを検出する、または撮像素子１６に対する光学素子１８の相対的な動きを検出する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の後、判断部１３は、光学素子１８の動きに基づいて、光学素子１８が第１の位置Ｐ１または第２の位置Ｐ２から移動したか否かを判断する（ステップＳ３）。判断部１３は、制御部１４によって実行される配置制御と異なる原因で光学素子１８が移動したか否かを判断する。光学素子１８が実際に移動した場合、または光学素子１８が移動したと推定される場合、判断部１３は、光学素子１８が移動したと判断する。

光学素子１８が第１の位置Ｐ１または第２の位置Ｐ２から移動したと判断部１３がステップＳ３において判断した場合、制御部１４は復帰制御を実行する（ステップＳ４）。

例えば、光学素子１８の位置が第２の位置Ｐ２に配置された後、光学素子１８が移動したと判断部１３が判断する場合がある。その場合、光学素子１８が第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１に移動している可能性がある。そのため、制御部１４は、ステップＳ４において光学素子１８を第２の位置Ｐ２に移動させるための制御を実行する。

光学素子１８が正しい位置に移動した後、画像生成シーケンスの残りを実行するために撮像が再開されてもよい。光学素子１８が正しい位置に移動した後、画像生成シーケンスの最初から撮像が開始されてもよい。

光学素子１８が移動していないと判断部１３がステップＳ３において判断した場合、通常制御が実行される（ステップＳ５）。例えば、撮像素子１６はステップＳ５において撮像を実行し、画像を生成する。

ステップＳ４またはステップＳ５の後、撮像を続行するか否かが判断される（ステップＳ６）。例えば、撮像素子１６が、シーケンス情報によって示される回数だけ撮像を実行していない場合、撮像を続行すると判断される。撮像素子１６が、シーケンス情報によって示される回数だけ撮像を実行した場合、撮像を続行しないと判断される。

撮像を続行するとステップＳ６において判断された場合、ステップＳ２が実行される。撮像を続行しないとステップＳ６において判断された場合、図２に示す処理が終了する。

第１の実施形態において、制御部１４は、判断部１３が光学素子１８の動きを判断した結果に基づいて光学素子１８の位置を制御する。そのため、内視鏡装置１０は、光学素子１８が誤った位置に配置された状態で撮像素子１６が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

（第１の実施形態の変形例）
図３および図４は、本発明の第１の実施形態の変形例の内視鏡装置１０ａの構成を示す。図３および図４に示す内視鏡装置１０ａは、内視鏡１１ａ、検出部１２、判断部１３、および制御部１４を有する。内視鏡１１ａは、撮像素子１６、第１の光学系１７、光学素子１８、および第２の光学系１９を有する。撮像素子１６、第１の光学系１７、光学素子１８、および第２の光学系１９は、内視鏡１１ａの先端１５ａに配置されている。図１に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

第２の光学系１９は、被写体５０からの光を撮像素子１６に導く。光学素子１８は、光を遮断するシャッターである。第２の位置Ｐ２は第２の光学系１９の光路上にある。光学素子１８が第２の位置Ｐ２に配置されているとき、撮像素子１６は、第１の光学系１７を通る光が形成する第１の光学像に基づいて第１の画像を生成する。光学素子１８が第１の位置Ｐ１に配置されているとき、撮像素子１６は、第２の光学系１９を通る光が形成する第２の光学像に基づいて第２の画像を生成する。第１の光学像および第２の光学像は、被写体５０の光学像（被写体像）を含む。撮像素子１６は、第１の画像を１回以上生成し、かつ第２の画像を１回以上生成するためのステレオ撮像を実行する。

例えば、光学素子１８は、第１の状態と第２の状態とを切り替える。例えば、第１の状態において第１の光学系１７を通る光が撮像素子１６に入射し、かつ第２の光学系１９を通る光が撮像素子１６に入射しない。第２の状態において第２の光学系１９を通る光が撮像素子１６に入射し、かつ第１の光学系１７を通る光が撮像素子１６に入射しない。

図３は、光学素子１８が第２の位置Ｐ２に配置されている例を示す。被写体５０から発せられた光は第１の光学系１７を通る。一方、被写体５０から発せられた光は第２の光学系１９を通る。第１の光学系１７を通る光は光学素子１８によって遮られずに撮像素子１６に入射する。その光は第１の光学像を撮像素子１６上に形成する。第２の光学系１９を通る光は光学素子１８によって遮られ、撮像素子１６に入射しない。撮像素子１６は、第１の光学像に基づいて第１の画像を生成する。

図４は、光学素子１８が第１の位置Ｐ１に配置されている例を示す。第１の光学系１７を通る光は光学素子１８によって遮られ、撮像素子１６に入射しない。第２の光学系１９を通る光は光学素子１８によって遮られずに撮像素子１６に入射する。その光は第２の光学像を撮像素子１６上に形成する。撮像素子１６は、第２の光学像に基づいて第２の画像を生成する。

第１の実施形態の変形例において、内視鏡装置１０ａは、光学素子１８が誤った位置に配置された状態で撮像素子１６がステレオ撮像を実行する状況の発生を抑えることができる。

（第２の実施形態）
図５および図６は、本発明の第２の実施形態の内視鏡装置１の構成を示す。図５および図６に示す内視鏡装置１は、本体部２、挿入部３、先端部４、操作部５、表示部６、記録媒体７、および電源８を有する。挿入部３は計測対象の物体の内部に挿入され、先端部４は挿入部３の先端に配置される。挿入部３および先端部４は、図１に示す内視鏡１１の例である。操作部５、表示部６、記録媒体７、および電源８は本体部２に接続される。

先端部４は、第１の光学系１０１、第２の光学系１０２、光路切替部１０３、撮像光学系１０４、撮像素子１０５、および動き検出部１０６を有する。挿入部３に対する先端部４の装着と、挿入部３からの先端部４の取り外しとが可能であってもよい。先端部４は、挿入部３に常に固定されていてもよい。先端部４は、図１に示す先端１５の例である。

第１の光学系１０１は第１の光路Ｌ１を形成する。第１の光学系１０１は、図１に示す第１の光学系１７の例である。第２の光学系１０２は第２の光路Ｌ２を形成する。第２の光学系１０２は、図３および図４に示す第２の光学系１９の例である。

第１の光学系１０１および第２の光学系１０２は、凹レンズと凸レンズとを組み合わせた対物レンズを有する。第２の光学系１０２は、第１の光学系１０１に対して視差を有するように配置されている。つまり、第１の光学系１０１および第２の光学系１０２は、互いに視差方向に離れている。視差方向は、第１の光学系１０１の光学中心（主点）と第２の光学系１０２の光学中心（主点）とを通る直線の方向である。視差方向は、各光学系の光軸とほぼ直交する。第１の光学系１０１に入射した光は第１の光路Ｌ１を通る。第２の光学系１０２に入射した光は、第１の光路Ｌ１と異なる第２の光路Ｌ２を通る。第１の光学系１０１は被写体の第１の光学像を形成し、かつ第２の光学系１０２は被写体の第２の光学像を形成する。

撮像光学系１０４は、第１の光路Ｌ１を通る光と、第２の光路Ｌ２を通る光とのいずれか一方によって形成された被写体の光学像を撮像素子１０５の撮像領域１０５１に形成する。つまり、撮像光学系１０４は、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２のうち、撮像時の光路として設定された光路を通る光に基づく光学像を撮像素子１０５の撮像領域１０５１に形成する。以下では、撮像素子１０５が撮像を実行するときに使用される光路を撮像光路と呼ぶ。

撮像素子１０５は、被写体の第１の光学像および被写体の第２の光学像が共通に形成される撮像領域１０５１を有する。複数の画素が撮像領域１０５１において行列状に配置されている。第１の光学像は、第１の光路Ｌ１を通る光によって形成される。第２の光学像は、第１の光路Ｌ１と異なる第２の光路Ｌ２を通る光によって形成される。撮像素子１０５は、撮像を実行することにより、第１の光学像および第２の光学像を取得する。

撮像素子１０５は、第１の撮像タイミングで撮像を実行し、第１の光学系１０１を通る光によって形成される第１の光学像を取得する。撮像素子１０５は、第１の撮像タイミングと異なる第２の撮像タイミングで撮像を実行し、第２の光学系１０２を通る光によって形成される第２の光学像を取得する。撮像素子１０５は、撮像領域１０５１に形成された第１の光学像に基づく第１の画像を生成し、撮像領域１０５１に形成された第２の光学像に基づく第２の画像を生成する。

撮像素子１０５は、互いに異なる１回以上の第１の撮像タイミングで第１の光学像を取得し、かつ１枚以上の第１の画像を生成する。また、撮像素子１０５は、互いに異なる１回以上の第２の撮像タイミングで第２の光学像を取得し、かつ１枚以上の第２の画像を生成する。撮像素子１０５は、第１の画像および第２の画像を、本体部２が有する装置制御部１０７に出力する。撮像素子１０５の動作は、装置制御部１０７によって制御される。例えば、撮像素子１０５としてＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサが使用できる。撮像素子１０５は、図１に示す撮像素子１６の例である。

光路切替部１０３は、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２のうちいずれか一方を通る光のみを透過させ、かつ、他方を通る光を遮断する機能を持つ。光路切替部１０３は、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とで光路を切り替えることにより、第１の光学像および第２の光学像のうちのいずれか一方のみを撮像素子１０５の撮像領域１０５１に形成させる。

動き検出部１０６は、光学素子の動きを検出する機能を持つ。光学素子は、光路切替部１０３が有する遮蔽部１０３１である。一般的な意味では、動き検出部１０６は、先端部４の動きを検出するということもできる。動き検出部１０６は、光学素子の絶対的な動きを検出する、または撮像素子１６に対する光学素子の相対的な動きを検出する。動き検出部１０６は、光学素子の動きを計測することによりその動きを検出してもよい。動き検出部１０６は、図１に示す検出部１２の例である。動き検出部１０６の詳細については後述する。

本体部２は、装置制御部１０７、フレームメモリ１０８、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１を有する。

装置制御部１０７は、内視鏡装置１全体を制御する。装置制御部１０７は、光路切替制御、第１の画像生成制御、第２の画像生成制御、および計測制御を実行する。装置制御部１０７は、撮像に使用される撮像光路の情報を光路制御部１１１に通知することにより、光路切替制御を実行する。光路制御部１１１は、その情報に基づいて光路切替部１０３を制御することにより、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２との切り替えを制御する。第１の光路Ｌ１が使用されるとき、装置制御部１０７は、第１の画像生成制御を実行することにより、撮像素子１０５に、第１の光学像を取得させ、かつ第１の光学像に基づく１枚以上の第１の画像を生成させる。第２の光路Ｌ２が使用されるとき、装置制御部１０７は、第２の画像生成制御を実行することにより、撮像素子１０５に、第２の光学像を撮像させ、かつ第２の光学像に基づく１枚以上の第２の画像を生成させる。装置制御部１０７は、計測制御を実行することにより、計測部１０９に計測を実行させる。装置制御部１０７が、光路切替制御を再度実行するための通知を光路制御部１１１から受け取った場合、装置制御部１０７は計測部１０９の制御をやり直すことができる。装置制御部１０７は、図１に示す制御部１４の例である。

フレームメモリ１０８は、撮像素子１０５によって生成された第１の画像および第２の画像を記憶する。フレームメモリ１０８は、揮発性または不揮発性のメモリとして構成される。例えば、フレームメモリ１０８は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、またはフラッシュメモリのような揮発性または不揮発性のメモリである。内視鏡装置１は、第１の画像および第２の画像を記録するためのハードディスクドライブを有してもよい。

計測部１０９は、第１の画像および第２の画像に基づいて被写体の形状および被写体までの距離（被写体距離）の少なくとも１つを計測する。例えば、被写体の形状は、被写体上の任意の２点間の距離および被写体上の３点以上で構成される領域の面積などである。被写体距離は、撮像素子１０５が配置された先端部４から被写体までの距離である。計測部１０９は、２つの画像が有する視差を利用した三角測量によりステレオ計測を実行する。

判断部１１０は、動き検出部１０６から出力されたデータに基づいて、先端部４に衝撃が発生したか否かを判断することにより光学素子が移動したか否かを判断する機能を持つ。例えば、判断部１１０は、所定量を超える瞬間的な動きがあったか否かを判断する、または所定の大きさを超える大きさを持つ瞬間的な力が先端部４に加わったか否かを判断することにより、先端部４に衝撃が発生したか否かを判断することができる。判断部１１０は、図１に示す判断部１３の例である。

光路制御部１１１は、光路切替部１０３を制御する機能を持つ。光路制御部１１１は、図１に示す制御部１４の例である。

装置制御部１０７、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成される。例えば、プロセッサとしては、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などが使用できる。例えば、論理回路として、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などが使用できる。装置制御部１０７、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。装置制御部１０７、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１は、１つまたは複数の論理回路を含むことができる。

内視鏡装置１のコンピュータが、装置制御部１０７、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１の動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、かつ、読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、装置制御部１０７、計測部１０９、判断部１１０、および光路制御部１１１の機能は、ソフトウェアによって実現されてもよい。このプログラムは、例えば、フラッシュメモリのような、コンピュータが読み取り可能な記録媒体により、提供されてもよい。また、上述したプログラムは、このプログラムが保存された記録装置などを有するコンピュータから、伝送媒体を通じて、あるいは、伝送媒体中の伝送波によって内視鏡装置１に伝送されてもよい。プログラムを伝送する伝送媒体は、インターネットなどのネットワーク（通信網）や、電話回線などの通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体である。また、上述したプログラムは、前述した機能をコンピュータに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

操作部５は、ユーザーから指示を受け付けるユーザーインターフェースである。ユーザーは、操作部５を操作することにより、内視鏡装置１全体の各種動作を制御するために必要な指示を入力する。操作部５は、ユーザーから受け付けた指示を示す信号を装置制御部１０７に出力する。操作部５には、例えば、ボタン、スイッチ、キー、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、トラックボールおよびタッチパネルの少なくとも１つが用いられる。

表示部６は、第１の画像および第２の画像の少なくとも１つを表示する。また、表示部６は、操作制御内容および計測結果などを表示する。例えば、操作制御内容は、メニューとして表示される。表示部６には、例えば、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイの少なくとも１つが用いられる。また、表示部６は、タッチパネルディスプレイであってもよい。その場合、操作部５および表示部６を一体化させることができる。

記録媒体７は、第１の画像、第２の画像、および計測結果などを記憶する。例えば、記録媒体７は、フラッシュメモリなどのような、不揮発性の記録媒体である。本体部２に対する記録媒体７の装着と、本体部２からの記録媒体７の取り外しとが可能であってもよい。

電源８は、内視鏡装置１を動作させるために必要な電力を内視鏡装置１の各部に供給する。例えば、電源８として、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池のような二次電池（蓄電池）を用いることができる。内視鏡装置１が野外で使用される場合、一般的に二次電池を使用する必要がある。外部電源が使用される場合もある。図１において、一般の内視鏡で使用されている光源などの機能は示されていない。

光路切替部１０３は、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２のうちいずれか一方を通る光のみを透過させ、かつ、他方を通る光を遮断するように構成されている。これにより、光路切替部１０３は、第１の光学像および第２の光学像のうちのいずれか一方のみが撮像素子１０５の撮像領域１０５１に形成されるように、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とで光路を切り替えることができる。例えば、光路切替部１０３は、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２のうちいずれか一方のみに挿入される遮蔽部１０３１を含む。遮蔽部１０３１は、図１に示す光学素子１８の例である。

光路切替部１０３が第１の光路Ｌ１の光を透過させるとき、図５に示すように遮蔽部１０３１が第２の光路Ｌ２に挿入され、かつ第２の光路Ｌ２を通る光が遮断される。このとき、遮蔽部１０３１は、第２の光路Ｌ２上の第２の位置に配置される。したがって、第１の光路Ｌ１が撮像光路として使用される。一方、光路切替部１０３が第２の光路Ｌ２の光を透過させるとき、図６に示すように遮蔽部１０３１が第１の光路Ｌ１に挿入され、かつ第１の光路Ｌ１を通る光が遮断される。このとき、遮蔽部１０３１は、第１の光路Ｌ１上の第１の位置に配置される。したがって、第２の光路Ｌ２が撮像光路として使用される。

光路切替部１０３は、遮蔽部１０３１を第１の位置から第２の位置へ、または第２の位置から第１の位置へ移動させることにより第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２を切り替える。光路切替部１０３は、第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２のいずれか一方を撮像光路として設定する。光路切替部１０３の動作は、光路制御部１１１によって制御される。

光路切替部１０３が光路を切り替える動作を実現するための例を説明する。図７および図８は、光路切替部１０３の例である磁気アクチュエータ２０１の構成を示す。

図７および図８に示す磁気アクチュエータ２０１は、第１の電磁石２０２、第２の電磁石２０３、第１の永久磁石２０４、第２の永久磁石２０５、第３の永久磁石２０６、第４の永久磁石２０７、第１の開口２０８、第２の開口２０９、遮蔽部２１０、電流制御部２１１、および光選択部２１２を有する。遮蔽部２１０は、光路切替部１０３の遮蔽部１０３１に対応する。

第１の永久磁石２０４および第２の永久磁石２０５は、遮蔽部２１０に取り付けられている。例えば、第１の永久磁石２０４および第２の永久磁石２０５は、遮蔽部２１０の中央部を挟むように配置されている。第１の電磁石２０２および第３の永久磁石２０６は、第１の永久磁石２０４と対向する位置に配置されている。第２の電磁石２０３および第４の永久磁石２０７は、第２の永久磁石２０５と対向する位置に配置されている。

第１の電磁石２０２は、電流が第１の電磁石２０２に流れるときに第１の永久磁石２０４と引き合う、または、反発するように配置されている。第２の電磁石２０３は、電流が第２の電磁石２０３に流れるときに第２の永久磁石２０５と引き合う、または、反発するように配置されている。

第１の永久磁石２０４は、例えば、第１の電磁石２０２の方向にＮ極を向ける。このとき、第３の永久磁石２０６は、第１の永久磁石２０４と引き合うように第１の永久磁石２０４の方向にＳ極を向ける。第２の永久磁石２０５は、例えば、第２の電磁石２０３の方向にＳ極を向ける。このとき、第４の永久磁石２０７は、第２の永久磁石２０５と引き合うように第２の永久磁石２０５の方向にＮ極を向ける。

第３の永久磁石２０６は、遮蔽部２１０の移動方向が、重力加速度の発生する方向と同じになったときに遮蔽部２１０が動かないような保持力を発生できる。遮蔽部２１０の移動方向は、遮蔽部２１０が移動できる方向を示す。また、第３の永久磁石２０６は、第１の電流が第１の電磁石２０２に流れるときに遮蔽部２１０が動き始める保持力を発生できる。第１の電流は、第１の永久磁石２０４と反発する磁場を第１の電磁石２０２に発生させる。

第４の永久磁石２０７は、遮蔽部２１０の移動方向が、重力加速度の発生する方向と同じになったときに遮蔽部２１０が動かないような保持力を発生できる。また、第４の永久磁石２０７は、第２の電流が第２の電磁石２０３に流れるときに遮蔽部２１０が動き始める保持力を発生できる。第２の電流は、第２の永久磁石２０５と反発する磁場を第２の電磁石２０３に発生させる。

式（１）は、遮蔽部２１０の移動方向が、重力加速度の発生する方向と同じになったときに遮蔽部２１０が動かないための条件を示す。式（１）を使用することにより、第１の永久磁石２０４と第３の永久磁石２０６との間の磁束密度の関係を計算することができる。

ここで、Ｂ_２は第１の永久磁石２０４の磁束密度を示し、Ｓ_３は第３の永久磁石２０６の断面積を示し、Ｂ_３は第３の永久磁石２０６の磁束密度を示し、ｄは第１の永久磁石２０４と第３の永久磁石２０６との間の距離を示し、ｋ_ｍはクーロン定数を示し、ｍは遮蔽部２１０の質量を示し、ｇは重力加速度を示す。

式（２）は、第１の電流が第１の電磁石２０２に流れるときに遮蔽部２１０が動き始めるための条件を示す。第１の電流は、第１の永久磁石２０４と反発する磁場を第１の電磁石２０２に発生させる。式（２）を使用することにより、第１の電磁石２０２、第１の永久磁石２０４、および第３の永久磁石２０６の間の磁束密度の関係を計算することができる。

ここで、Ｂ_１は第１の電磁石２０２の磁束密度を示し、Ｓ_１は第１の電磁石２０２の断面積を示す。また、第１の電磁石２０２の磁束密度Ｂ_１は、以下の式（３）を使用することにより計算することができる。

ここで、μ_ｒは第１の電磁石２０２内部の透磁率を示し、μ_０は真空中の透磁率を示し、ｎは第１の電磁石２０２のコイルの巻き数を示し、Ｉは第１の電磁石２０２に流れる電流の大きさを示す。

これらの式（１）から（３）を使用することにより、第１の永久磁石２０４および第３の永久磁石２０６の各々に必要な磁束密度と、第１の電磁石２０２の設計値とを計算することができる。ここで、式（１）は、先端部４の動きを想定していない最低限の条件を示す。実際には、式（１）の左辺の値が右辺の値に近くない値となる必要がある。実際には、式（１）から（３）と、設計上可能な電流値と、設計上可能な磁石の断面積とを使用することにより、最適な値を調整する必要がある。

遮蔽部２１０を保持するための第４の永久磁石２０７および第２の電磁石２０３の間の磁束密度の関係も、上記と同様に定義することができる。

第３の永久磁石２０６および第４の永久磁石２０７は、所定の大きさを持つ力で、遮蔽部２１０を第１の位置または第２の位置に保持する保持機構である。所定の大きさを超える大きさを持つ力が遮蔽部２１０に加わった場合、遮蔽部２１０は移動する。

遮蔽部２１０と重なるように板状の光選択部２１２が配置されている。光選択部２１２は、第１の光学系１０１を通る光と、第２の光学系１０２を通る光との一方を選択し、選択した光を撮像素子１０５の撮像領域１０５１に投影する。

第１の開口２０８および第２の開口２０９が光選択部２１２に形成されている。第１の開口２０８および第２の開口２０９は、遮蔽部２１０の移動方向に沿って形成されている。第１の開口２０８は、図１に示す第１の光路Ｌ１と重なる。第１の開口２０８は、遮蔽部２１０が第２の電磁石２０３側に移動したときに光を通過させることができる。第２の開口２０９は、図１に示す第２の光路Ｌ２と重なる。第２の開口２０９は、遮蔽部２１０が第１の電磁石２０２側に移動したときに、光を通過させることができる。

遮蔽部２１０が第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３によって動かされたとき、遮蔽部２１０は、第１の開口２０８および第２の開口２０９の一方を遮蔽する位置に移動する。

図７は、遮蔽部２１０が第２の開口２０９を遮蔽している状態を示す。遮蔽部２１０は、第２の開口２０９を遮蔽する第２の位置に配置されている。遮蔽部２１０は、第１の開口２０８を遮蔽しない。第１の光学系１０１を通る光は第１の開口２０８を通る。その光は、撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射する。第２の光学系１０２を通る光は遮蔽部２１０によって遮られる。その光は、撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射しない。したがって、光選択部２１２は、第１の光学系１０１を通る光を選択する。

図８は、遮蔽部２１０が第１の開口２０８を遮蔽している状態を示す。遮蔽部２１０は、第１の開口２０８を遮蔽する第１の位置に配置されている。遮蔽部２１０は、第２の開口２０９を遮蔽しない。第２の光学系１０２を通る光は第２の開口２０９を通る。その光は、撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射する。第１の光学系１０１を通る光は遮蔽部２１０によって遮られる。その光は、撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射しない。したがって、光選択部２１２は、第２の光学系１０２を通る光を選択する。

電流制御部２１１は、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３に流れる電流を制御する。電流制御部２１１は、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３に電流を流し、かつ第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３に磁場を発生させることにより、第１の状態または第２の状態を実現する。第１の状態において、第１の電磁石２０２と第１の永久磁石２０４とが互いに反発し、かつ第２の電磁石２０３と第２の永久磁石２０５が互いに引き合う。第１の状態において遮蔽部２１０は、第２の開口２０９を遮蔽する第２の位置に配置される。第２の状態において、第１の電磁石２０２と第１の永久磁石２０４とが互いに引き合い、かつ第２の電磁石２０３と第２の永久磁石２０５とが互いに反発する。第２の状態において遮蔽部２１０は、第１の開口２０８を遮蔽する第１の位置に配置される。電流制御部２１１は、この２つの状態を制御することにより、遮蔽部２１０を動かすことができる。

電流制御部２１１は、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３への電流の供給を停止することにより、第３の状態を実現する。第３の状態において、遮蔽部２１０は第３の永久磁石２０６または第４の永久磁石２０７によって保持され、遮蔽部２１０は静止する。これにより、電流制御部２１１は、電力の消費を抑えることができ、かつ電流による発熱を抑えることができる。

電流制御部２１１は、光路を切り替えるための信号を光路制御部１１１から受け取り、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３に流れる電流を制御する。これにより、電流制御部２１１は、遮蔽部２１０の位置を切り替えることができる。磁気アクチュエータ２０１は、遮蔽部２１０を第１の位置から第２の位置へ、または第２の位置から第１の位置へ移動させる。

動き検出部１０６の詳細を説明する。動き検出部１０６は、光学素子の動きを検出する。第２の実施形態において、動き検出部１０６は、光学素子の絶対的な動きを検出する。

第２の実施形態において、動き検出部１０６として一軸の加速度センサが使用される。この他にも、例えば、二軸または三軸の加速度センサまたはジャイロセンサが動き検出部１０６として使用でき、加速度センサおよびジャイロセンサの両方を含む慣性計測装置（ＩＭＵ：ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）などが動き検出部１０６として使用できる。第２の実施形態において動き検出部１０６は、光路切替部１０３の遮蔽部２１０の移動方向の動きを検出する。

動き検出部１０６は、検出された動きの量を示すアナログ値を生成する。動き検出部１０６は、Ａ／Ｄコンバーターを使用することによりアナログ値をデジタル値に変換し、そのデジタル値を示すデジタル信号を判断部１１０に出力する。動き検出部１０６と判断部１１０との間の伝送方法として、電線または光ファイバケーブルのような通信線を使用する有線通信、あるいは無線ＬＡＮまたは無線ＭＡＮのような無線通信が使用される。動き検出部１０６は、光路切替部１０３の近傍に配置されている必要はない。

判断部１１０の詳細を説明する。以下の例では、判断部１１０は、光学素子に加わる力の大きさを判断することにより、光学素子の動きの量を判断する。具体的には、判断部１１０は、所定の大きさを超える大きさを持つ力が光学素子に加わるか否かを判断することにより、光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断する。例えば、所定の大きさは、光学素子を第１の位置から第２の位置へ移動させる、または光学素子を第２の位置から第１の位置へ移動させるために必要な力の大きさを示す。光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断部１１０が判断する例として、衝撃が発生したか否かを判断部１１０が判断する例を説明する。

動き検出部１０６から出力されたデジタル信号が判断部１１０に入力される。このデジタル信号は、一軸の加速度センサの方向に働く重力を含むため、判断部１１０は、ローパスフィルタを使用することにより重力加速度をデジタル信号から抽出する。判断部１１０は、デジタル信号から、抽出された重力加速度を示す信号を減算する。これにより、判断部１１０は、衝撃の判断における重力加速度の影響を低減させることができる。

また、ノイズの影響を低減するため、判断部１１０は、ローパスフィルタを使用し、重力加速度を示す信号が減算されたデジタル信号を処理する。このとき、ノイズを低減させるためのローパスフィルタは、重力加速度を抽出するためのローパスフィルタと比較して、高い周波数を持つ信号を通過させるように設計される。これにより、判断部１１０は、動き検出部１０６から得られたデジタル信号から、光路切替部１０３の遮蔽部２１０の移動方向の重力加速度および加速度を取得できる。

図９は、判断部１１０に入力されるデジタル信号の波形を示す。図１０は、デジタル信号から抽出された重力成分（重力加速度）を示す。図１１は、デジタル信号から重力加速度およびノイズを除去することにより得られた加速度を示す。図９、図１０、および図１１の各々において、横軸は時間を示し、縦軸は加速度を示す。

判断部１１０は、デジタルフィルタを使用することにより取得された重力加速度および加速度のデータに基づいて、先端部４に衝撃が発生したか否かを判断する。例えば、判断部１１０は、以下の判断方法を使用する。

遮蔽部２１０の位置は、第１の永久磁石２０４と第３の永久磁石２０６とが互いに引き合う保持力または第２の永久磁石２０５と第４の永久磁石２０７とが互いに引き合うことによって発生する保持力によって固定されている。この保持力Ｆ_ｒは、式（４）によって算出できる。

式（４）に示す保持力Ｆ_ｒを超える力が発生したとき、遮蔽部２１０は、意図せず動く。式（５）に示す重力Ｆ_ｇおよび、式（６）に示す慣性力Ｆ_ｉが遮蔽部２１０に働く。式（５）に示す重力Ｆ_ｇは、遮蔽部２１０の移動方向に働く重力を示す。ここで、式（５）におけるｇは、デジタル信号から抽出された重力加速度を示す。式（６）に示す慣性力Ｆ_ｉは、先端部４が急激に動くことによって発生する加速度に基づく力を示す。ここで、式（６）におけるａは、デジタル信号から重力加速度およびノイズを除去することにより得られた加速度を示す。

よって、以下の式（７）に示す条件が満たされる場合に、遮蔽部２１０が動く。つまり、遮蔽部２１０に働く重力および慣性力の和が式（４）に示す保持力Ｆ_ｒを超えるとき、遮蔽部２１０が動く。

判断部１１０は、式（４）に示す保持力Ｆ_ｒを算出する。判断部１１０は、遮蔽部２１０の移動方向に働く重力加速度および加速度のデータに基づいて、式（７）を使用することにより、衝撃が発生したか否かを判断する。このとき、式（４）に示す保持力Ｆ_ｒが閾値として使用される。式（７）に示す条件が満たされる場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断する。式（７）に示す条件が満たされない場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、判断部１１０は、衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。

二軸または三軸の加速度センサが使用される場合も、判断方法は上記の方法と同様である。また、判断部１１０は、遮蔽部２１０の移動方向以外の方向の加速度も使用することにより、より安全に判断を実行することができる。ジャイロセンサが使用される場合、判断部１１０は、角速度の差分を算出することにより加速度を算出する。また、判断部１１０は、遮蔽部２１０の移動方向に慣性が発生するような動きを検出することにより、衝撃を判断することができる。

上記の例では、判断部１１０は、所定の大きさを超える大きさを持つ瞬間的な力が発生したと判断する。所定量を超える瞬間的な動きがあった場合、所定の大きさを超える大きさを持つ瞬間的な力が発生する。そのため、判断部１１０は、所定量を超える瞬間的な動きが発生したと判断するということができる。

光路制御部１１１の詳細を説明する。光路制御部１１１は、撮像に使用される動作モードに対応する情報を装置制御部１０７から受け取る。光路制御部１１１は、その情報に基づいて光路切替部１０３を制御することにより、遮蔽部２１０を第１の位置および第２の位置のいずれか一方に配置する。これにより、光路制御部１１１は、第１の光路Ｌ１と第２の光路Ｌ２とを切り替える。

例えば、動作モードとして、観察モードおよび計測モードが定義される。観察モードでは、予め設定された第１の光路Ｌ１または第２の光路Ｌ２のみが撮像光路として使用される。計測モードでは、撮像素子１０５は、第１の光路Ｌ１を通る光によって形成される第１の光学像を１つ以上の第１の撮像タイミングで取得し、１枚以上の第１の画像を生成する。また、計測モードでは、撮像素子１０５は、第２の光路Ｌ２を通る光によって形成される第２の光学像を１つ以上の第２の撮像タイミングで取得し、１枚以上の第２の画像を生成する。

また、光路制御部１１１は、判断部１１０から出力された衝撃発生信号を受け取り、光路切替部１０３を制御する。例えば、観察モードが内視鏡装置１に設定されているときに光路制御部１１１が衝撃発生信号を受け取った場合、光路制御部１１１は、予め設定された第１の光路Ｌ１または第２の光路Ｌ２が撮像光路として使用されるように光路切替部１０３を制御する。例えば、計測モードが内視鏡装置１に設定されているときに光路制御部１１１が衝撃発生信号を受け取った場合、光路制御部１１１は、計測モードで実施される動作を最初からやり直す。光路制御部１１１が衝撃発生信号を判断部１１０から受け取った後、光路制御部１１１は上記の制御を実行する。これにより、光路制御部１１１は、衝撃によって発生する光路切替部１０３の異常な動作に対処することができ、観察モードまたは計測モードに適した動作を実行する状態に光路切替部１０３の状態を戻すことができる。

図１２および図１３を参照し、観察モードまたは計測モードにおける内視鏡装置１の動作を説明する。観察モードの画像生成シーケンスにおいて２枚以上の画像が生成される。計測モードの画像生成シーケンスにおいて２枚以上の画像が生成される。

図１２は、衝撃が発生したときに光路を切り替え、かつ画像生成シーケンスを続行するために内視鏡装置１が実行する処理の手順を示す。図１２に示す処理では、衝撃が発生した後、画像生成シーケンスの残りを実行するために撮像が再開される。

装置制御部１０７は、初期設定を実行する。このとき、装置制御部１０７は、画像を生成するための画像生成シーケンスの詳細を示すシーケンス情報を選択する。例えば、シーケンス情報は、撮像素子１０５が撮像を実行するフレームの数を示し、かつ各フレームにおける光学素子１８の位置を示す。１つ以上のシーケンス情報が内視鏡装置１のメモリに予め記憶されている。例えば、ユーザーが観察モードまたは計測モードを指定したとき、装置制御部１０７は、ユーザーによって指定されたモードに対応するシーケンス情報を選択し、そのシーケンス情報を光路制御部１１１に出力する。また、装置制御部１０７は、撮像が実行されたフレームの数を示す撮像フレーム数を初期化する。例えば、初期化された撮像フレーム数は０を示す。光路制御部１１１は、配置制御を実行し、シーケンス情報が示す位置に光路切替部１０３の遮蔽部２１０を移動させる（ステップＳ１）。

ステップＳ１の後、動き検出部１０６は、光学素子の動きを検出し、検出された動きを示すデジタル信号を判断部１１０に出力する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の後、判断部１１０は、動き検出部１０６から出力されたデジタル信号に基づいて、衝撃が発生したか否かを判断する（ステップＳ３ａ）。

衝撃が発生したと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合、判断部１１０は衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。光路制御部１１１は、復帰制御（ステップＳ４ａ）を実行する。復帰制御において、以下のステップＳ４１が実行される。

光路制御部１１１は、シーケンス情報および撮像フレーム数に基づいて、光路切替部１０３の電流制御部２１１を制御する。電流制御部２１１は、遮蔽部２１０を移動させる。これにより、光路制御部１１１は、シーケンス情報が示す位置に遮蔽部２１０を移動させ、かつ光路を切り替える（ステップＳ４１）。このとき、撮像光路は、画像生成シーケンスにおける正しい光路に変更される。

例えば、正しい光路が第１の光路Ｌ１である場合、遮蔽部２１０は、第２の開口２０９を遮蔽する第２の位置に配置されている。衝撃が発生した場合、遮蔽部２１０が第１の開口２０８を遮蔽する第１の位置に移動する可能性がある。ステップＳ４１が実行される直前に遮蔽部２１０が第１の位置に配置されている場合、光路制御部１１１はステップＳ４１において遮蔽部２１０を第２の位置に移動させる。ステップＳ４１が実行される直前に遮蔽部２１０が第２の位置に配置されている場合、光路制御部１１１は遮蔽部２１０を移動させる必要はない。第２の実施形態の内視鏡装置１は遮蔽部２１０の位置を確認する機構を有していないため、上記の例では、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０を第２の位置に移動させるための制御を実行する。

衝撃が発生していないと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合、判断部１１０は判断結果を装置制御部１０７に出力する。装置制御部１０７は、通常制御（ステップＳ５ａ）を実行する。通常制御において、以下のステップＳ５１からステップＳ５４が実行される。

装置制御部１０７は、撮像素子１０５に撮像を実行させる。撮像素子１０５は、第１の光学像または第２の光学像を取得し、第１の画像または第２の画像を生成する（ステップＳ５１）。

ステップＳ５１の後、装置制御部１０７は、シーケンス情報および撮像フレーム数に基づいて、光路を切り替えるか否かを判断する（ステップＳ５２）。例えば、次のフレームにおける撮像光路が前のフレームにおける撮像光路と同じであることをシーケンス情報が示す場合、装置制御部１０７は、光路を切り替えないと判断する。これは、観察モードに対応する。次のフレームにおける撮像光路が前のフレームにおける撮像光路と異なることをシーケンス情報が示す場合、装置制御部１０７は、光路を切り替えると判断する。これは、計測モードに対応する。

光路を切り替えないと装置制御部１０７がステップＳ５２において判断した場合、ステップＳ５４が実行される。この場合、光路制御部１１１は光路を切り替えない。

光路を切り替えると装置制御部１０７がステップＳ５２において判断した場合、装置制御部１０７は、光路の切り替えを光路制御部１１１に指示する。光路制御部１１１は、ステップＳ４１と同様の処理を実行することにより、光路を切り替える（ステップＳ５３）。

ステップＳ５３の後、装置制御部１０７は、撮像フレーム数を１増加させることにより撮像フレーム数を更新する（ステップＳ５４）。

ステップＳ４１またはステップＳ５４の後、装置制御部１０７は、シーケンス情報および撮像フレーム数に基づいて、撮像を続行するか否かを判断する（ステップＳ６）。例えば、撮像フレーム数がシーケンス情報によって示される所定の回数よりも小さい場合、撮像素子１０５はその所定の回数だけ撮像を実行していない。この場合、装置制御部１０７は、撮像を続行すると判断する。撮像フレーム数がその所定の回数と同じである場合、撮像素子１０５はその所定の回数だけ撮像を実行している。この場合、装置制御部１０７は、撮像を続行しないと判断する。

撮像を続行するとステップＳ６において装置制御部１０７が判断した場合、ステップＳ２が実行される。撮像を続行しないとステップＳ６において装置制御部１０７が判断した場合、図１２に示す処理が終了する。

図１２に示す処理が観察モードのみにおいて実行される場合、ステップＳ５２およびステップＳ５３が実行されなくてもよい。つまり、ステップＳ５１の後、ステップＳ５２およびステップＳ５３を実行せずにステップＳ５４が実行されてもよい。

撮像素子１０５が画像生成シーケンスに従って画像を生成する前、衝撃が発生し、復帰制御が実行される可能性がある。あるいは、撮像素子１０５が画像生成シーケンスにおいて生成される予定の２枚以上の画像の一部を生成した後、衝撃が発生し、復帰制御が実行される可能性がある。光路制御部１１１は、復帰制御においてステップＳ４１を実行する。

ステップＳ４１の後、装置制御部１０７は、ステップＳ５１において遮蔽部２１０が正しい位置に配置されている状態で撮像素子１０５に撮像を実行させる。これにより、装置制御部１０７は、画像生成シーケンスにおいて生成される予定の２枚以上の画像の残りを生成するために、撮像素子１０５に撮像を再開させる。衝撃が発生したと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合であっても、撮像素子１０５は画像生成シーケンスに従って撮像を続行する。動作モードが計測モードである場合、撮像素子１０５はステレオ撮像を続行する。

図１２に示す処理において、撮像素子１０５がステレオ撮像を開始した後、所定の状態において、光路制御部１１１は、復帰制御（ステップＳ４ａ）を実行する。所定の状態は、配置制御が実行された後であって配置制御が次に実行される前に遮蔽部２１０が第１の位置または第２の位置から移動したと判断部１１０が判断した状態である。光路制御部１１１は、ステップＳ４１において、直前に実行された配置制御により遮蔽部２１０が配置された位置に遮蔽部２１０を配置する。あるいは、光路制御部１１１は、ステップＳ４１において、次の配置制御により遮蔽部２１０が配置される予定であった位置に遮蔽部２１０を配置する。

遮蔽部２１０が配置される位置と、撮像素子１０５が第１の画像および第２の画像の各々を生成する回数とは、シーケンス情報として予め設定されている。衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、光路制御部１１１は、撮像素子１０５が第１の画像または第２の画像を生成するために必要な所定の位置に遮蔽部２１０を移動させる。所定の位置は、第１の位置および第２の位置のいずれか一方である。遮蔽部２１０が所定の位置に移動した後、装置制御部１０７は、撮像素子１０５に撮像を続行させる。動作モードが計測モードである場合、装置制御部１０７は、撮像素子１０５にステレオ撮像を続行させる。

図１３は、衝撃が発生したときに光路を切り替え、かつ画像生成シーケンスをやり直すために内視鏡装置１が実行する処理の手順を示す。図１３に示す処理では、衝撃が発生したときに画像生成シーケンスの最初から撮像が再開される。図１２に示す処理と同じ処理の説明を省略する。

衝撃が発生したと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合、判断部１１０は衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。光路制御部１１１は、復帰制御（ステップＳ４ｂ）を実行する。復帰制御において、以下のステップＳ４１およびステップＳ４２が実行される。

光路制御部１１１は、画像生成シーケンスの最初から撮像をやり直すために、ステップＳ１において遮蔽部２１０が配置された位置と同じ位置（初期位置）に遮蔽部２１０を移動させる。つまり、光路制御部１１１は、画像生成シーケンスの最初に遮蔽部２１０が配置された初期位置に遮蔽部２１０を移動させる。具体的には、光路制御部１１１は、シーケンス情報に基づいて、電流制御部２１１を制御する。電流制御部２１１は、遮蔽部２１０を移動させる。これにより、光路制御部１１１は、シーケンス情報が示す位置に遮蔽部２１０を移動させ、かつ光路を切り替える（ステップＳ４１）。

例えば、第１の光路Ｌ１を撮像光路として使用するために、光路制御部１１１は、ステップＳ１において、第２の開口２０９を遮蔽する第２の位置に遮蔽部２１０を移動させる。その後、第２の光路Ｌ２を撮像光路として使用するために、光路制御部１１１は、ステップＳ５３において、第１の開口２０８を遮蔽する第１の位置に遮蔽部２１０を移動させる。第２の実施形態の内視鏡装置１は遮蔽部２１０の位置を確認する機構を有していない。衝撃が発生したと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合、光路制御部１１１は、ステップＳ４１において、遮蔽部２１０の実際の位置にかかわらず、遮蔽部２１０を第２の位置に移動させるための制御を実行する。

ステップＳ４１の後、装置制御部１０７は、初期設定を実行する。このとき、装置制御部１０７は、ステップＳ１において選択されたシーケンス情報と同じシーケンス情報を選択し、そのシーケンス情報を光路制御部１１１に出力する。また、装置制御部１０７は、撮像が実行されたフレームの数を示す撮像フレーム数を初期化する。例えば、初期化された撮像フレーム数は０を示す（ステップＳ４２）。ステップＳ４２の後、ステップＳ６が実行される。

図１３に示す処理が計測モードのみにおいて実行される場合、ステップＳ５２が実行されなくてもよい。つまり、ステップＳ５１の後、ステップＳ５２を実行せずにステップＳ５３が実行されてもよい。

撮像素子１０５が画像生成シーケンスに従って画像を生成する前、衝撃が発生し、復帰制御が実行される可能性がある。あるいは、撮像素子１０５が画像生成シーケンスにおいて生成される予定の２枚以上の画像の一部を生成した後、衝撃が発生し、復帰制御が実行される可能性がある。光路制御部１１１は、復帰制御においてステップＳ４１およびステップＳ４２を実行する。

ステップＳ４２の後、装置制御部１０７は、ステップＳ５１において遮蔽部２１０が初期位置に配置されている状態で撮像素子１０５に撮像を実行させる。これにより、装置制御部１０７は、画像生成シーケンスにおいて生成される予定の２枚以上の画像の全てを生成するために、撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させる。撮像素子１０５は、ステップＳ３ａにおける判断が実行される前に開始されたステレオ撮像を停止し、ステレオ撮像を最初から再開する。

図１３に示す処理において、光路制御部１１１は、ステップＳ１において配置制御を実行することにより、第１の位置と第２の位置とのうち予め設定された初期位置に遮蔽部２１０を配置する。装置制御部１０７は、ステップＳ５１において撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させる。撮像素子１０５がステレオ撮像を開始した後、所定の状態において、光路制御部１１１は、復帰制御（ステップＳ４ｂ）を実行する。所定の状態は、配置制御が実行された後であって配置制御が次に実行される前に遮蔽部２１０が第１の位置または第２の位置から移動したと判断部１１０が判断した状態である。光路制御部１１１は、ステップＳ４１において、遮蔽部２１０を初期位置に配置する配置制御を実行する。装置制御部１０７は、ステップＳ５１において撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させる。

光路制御部１１１は、ステップＳ４１において、遮蔽部２１０を第１の位置と第２の位置とのいずれか一方に配置する配置制御を実行してもよい。遮蔽部２１０が配置される位置は、初期位置と同じである、または初期位置と異なる。遮蔽部２１０が第１の位置または第２の位置に配置された後、装置制御部１０７は、ステップＳ５１において撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させてもよい。

図１４から図１８は、画像生成シーケンスの具体例を示す。図１４から図１８において、横軸は時間を示す。図１４から図１８において、第１の画像は“Ｌ”と記載され、第２の画像は“Ｒ”と記載されている。図１４から図１８において、フレーム番号が時間の経過を示す軸の上側に記載されている。フレーム番号に含まれる文字Ｎは、１以上の整数を示す。

図１４は、判断部１１０を有してなく、かつ光路制御部１１１が実行する切替制御と同様の制御を実行しない内視鏡装置における画像生成シーケンスの例を示す。図１４に示す例では、動作モードは観察モードである。

第Ｎのフレームから第Ｎ＋２のフレームまで、撮像素子は第１の画像“Ｌ”を生成する。第Ｎ＋２のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、衝撃が発生する。そのため、第Ｎ＋３のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて、撮像素子は第２の画像“Ｒ”を生成する。このように、判断部１１０を有していない内視鏡装置において、予定された画像と異なる画像が生成された場合、意図しない画像の生成が続く。そのため、ユーザーが意図する画像と異なる画像が表示され続ける。

図１５は、判断部１１０が衝撃に関する判断を実行し、かつ光路制御部１１１が切替制御を実行する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図１５に示す例では、動作モードは観察モードである。

図１４に示す例と同様に撮像が開始される。動き検出部１０６は、各フレームにおいて光学素子の動きを検出する。図１４に示すタイミングと同じタイミングで衝撃が発生する。図１５に示す例では、第Ｎ＋２のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出し、光路制御部１１１は切替制御を実行する。第Ｎ＋３のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、光路制御部１１１は光路を切り替える。第Ｎ＋３のフレームにおいて撮像素子１０５は第２の画像“Ｒ”を生成し、第Ｎ＋４のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて、撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。

光路制御部１１１が光路を切り替えるため、第Ｎ＋４のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて、撮像素子１０５は正しい画像を生成することができる。予定された画像と異なる画像が生成された場合であっても、内視鏡装置１は、撮像光路を観察に必要な所定の光路に変更し、かつ正しい画像を生成し続けることができる。

衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、装置制御部１０７は、意図しない画像の表示を回避するための制御を実行してもよい。例えば、衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、装置制御部１０７は、衝撃が発生したフレームにおいて生成された画像を表示部６に表示させない。装置制御部１０７は、衝撃が発生したフレームの後の各フレームにおいて生成された画像を表示部６に表示させる。装置制御部１０７は、衝撃が発生したフレームにおいて生成された画像の代わりに、衝撃が発生したフレームの１つ前のフレームにおいて生成された画像を表示部６に表示させてもよい。

図１５に示す例では、装置制御部１０７は、第Ｎ＋３のフレームにおいて生成された画像を表示部６に表示させない。装置制御部１０７は、第Ｎ＋４のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて生成された画像を表示部６に表示させる。表示部６は、第１の画像“Ｌ”のみを表示し続ける。そのため、ユーザーは、予定された画像と異なる画像が生成されたことを知らずに、観察を続けることができる。

図１６は、計測部１０９において必要な画像を生成するための画像生成シーケンスの例を示す。図１６に示す例では、動作モードは計測モードである。

図１６に示す例では、第Ｎのフレーム、第Ｎ＋２のフレーム、および第Ｎ＋４のフレームの各々において撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成し、第Ｎ＋１のフレームおよび第Ｎ＋３のフレームの各々において撮像素子１０５は第２の画像“Ｒ”を生成する。

図１７は、判断部１１０を有してなく、かつ光路制御部１１１が実行する切替制御と同様の制御を実行しない内視鏡装置における画像生成シーケンスの例を示す。図１７に示す例では、動作モードは最初に所定のモード（例えば、観察モード）に設定され、その後、動作モードが計測モードに変更される。

第Ｎ－２のフレームおよび第Ｎ－１のフレームの各々において撮像素子は第１の画像“Ｌ”を生成する。その後、動作モードが計測モードに変更され、第Ｎのフレームにおいて計測用の画像生成シーケンスが開始される。第Ｎのフレームにおいて撮像素子は第１の画像“Ｌ”を生成する。第Ｎのフレームにおいて画像データの転送が終了した後、衝撃が発生する。衝撃が発生しなければ、第Ｎ＋１のフレームにおいて撮像素子は第２の画像“Ｒ”を生成する。衝撃が発生したため、第Ｎ＋１のフレームにおいて、撮像素子は第１の画像“Ｌ”を生成する。第Ｎ＋２のフレームから第Ｎ＋４フレームの各々において、撮像素子は、画像生成シーケンスに従って第１の画像“Ｌ”または第２の画像“Ｒ”を生成する。

装置制御部１０７は、第Ｎのフレームから第Ｎ＋４のフレームの各々において生成された画像をフレームメモリ１０８から計測部１０９に出力する。図１７に示す例では、計測部１０９に入力される画像群は、図１６に示す画像生成シーケンスにおける画像群と異なる。そのため、計測部１０９が計測を正しく実行することができない。

図１８は、判断部１１０が衝撃に関する判断を実行し、かつ光路制御部１１１が切替制御を実行する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図１８に示す例では、動作モードは最初に所定のモード（例えば、観察モード）に設定され、その後、動作モードが計測モードに変更される。

図１７に示す例と同様に、第Ｎ－２のフレームおよび第Ｎ－１のフレームの各々において撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成し、第Ｎのフレームにおいて計測用の画像生成シーケンスが開始される。第Ｎのフレームにおいて撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。動き検出部１０６は、各フレームにおいて光学素子の動きを検出する。図１７に示すタイミングと同じタイミングで衝撃が発生する。図１８に示す例では、第Ｎのフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出し、光路制御部１１１は切替制御を実行する。光路制御部１１１は第Ｎ＋２のフレームにおける撮像光路を第Ｎのフレームにおける撮像光路と同じ光路に設定する。画像生成シーケンスが第Ｎ＋２のフレームから第Ｎ＋６のフレームまでやり直される。第Ｎ＋２のフレームから第Ｎ＋６のフレームの各々において、撮像素子１０５は、画像生成シーケンスに従って第１の画像“Ｌ”または第２の画像“Ｒ”を生成する。

光路制御部１１１が撮像光路を画像生成シーケンスにおける最初の撮像光路と同じ光路に設定し、画像生成シーケンスが最初から再開される。そのため、内視鏡装置１は、計測部１０９において必要な画像を生成することができる。計測部１０９は、計測を正しく実行することができる。

第２の実施形態において、光路制御部１１１は、衝撃に関する判断の結果に基づいて遮蔽部２１０の位置を制御する。そのため、内視鏡装置１は、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

観察モードにおいて衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、光路制御部１１１は、最後に実行された配置制御により遮蔽部２１０が配置された位置に遮蔽部２１０を配置する。言い換えると、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０が現在配置されているべき位置に遮蔽部２１０を配置する。あるいは、光路制御部１１１は、次の配置制御により遮蔽部２１０が配置される予定である位置に遮蔽部２１０を配置する。衝撃によって遮蔽部２１０が誤った位置に配置された場合、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０を正しい位置に移動させることができる。遮蔽部２１０が正しい位置に移動した後、内視鏡装置１は、観察のための画像の生成を再開することができる。

計測モードにおいて衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、光路制御部１１１は遮蔽部２１０を初期位置に配置し、かつ装置制御部１０７は撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させる。内視鏡装置１は、計測のための画像の生成を最初から再開することができる。

（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態の内視鏡装置１ａの構成を示す。図５および図６に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図５および図６に示す本体部２は、本体部２ａに変更される。図５および図６に示す先端部４は、先端部４ａに変更される。先端部４ａは動き検出部１０６を有してなく、本体部２ａは動き検出部１０６ａを有する。

装置制御部１０７は、フレームメモリ１０８における１枚以上の第１の画像および１枚以上の第２の画像の各々の記憶位置（アドレス）を動き検出部１０６ａに出力する。動き検出部１０６ａは、装置制御部１０７から出力された記憶位置に基づいて第１の画像および第２の画像の少なくとも一方をフレームメモリ１０８から読み出す。動き検出部１０６ａは、第１の画像および第２の画像の少なくとも一方に基づいて光学素子の動きを検出する。

第１の光学系１０１および第２の光学系１０２は、互いに離れている。そのため、第１の光学系１０１を通る光によって形成される第１の光学像と、第２の光学系１０２を通る光によって形成される第２の光学像との間に視差が発生する。光路切替部１０３の遮蔽部２１０が意図せず動く場合、第１の光学像と第２の光学像との間の視差に基づいて被写体像の動きが画像において発生する。視差に基づいて発生する動きの方向は、画像の横方向と同じである。

第３の実施形態において、動き検出部１０６ａは、撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きを検出する。例えば、動き検出部１０６ａは、連続する２枚の画像を使用し、被写体像の動きを検出する。これにより、動き検出部１０６ａは、光学素子の動きを検出する。

動き検出部１０６ａは、被写体像の動きを検出するために画像マッチング手法を使用することができる。動き検出部１０６ａは、画像マッチング手法として、例えばテンプレートマッチング、特徴点マッチング、位相限定相関などを使用できる。動き検出部１０６ａは、テンプレートマッチングにおいて、ＳＡＤ（ＳｕｍｏｆＡｂｓｏｌｕｔｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＳＳＤ（ＳｕｍｏｆＳｑｕａｒｅｄＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＮＣＣ（ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＣｒｏｓｓＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）、またはＺＮＣＣ（ＺｅｒｏｍｅａｎｓＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＣｒｏｓｓＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）などの類似度指標を使用することができる。また、動き検出部１０６ａは、特徴点マッチングにおいて、ＢＲＩＳＫ（ＢｉｎａｒｙＲｏｂｕｓｔＩｎｖａｒｉａｎｔＳｃａｌａｂｌｅＫｅｙｐｏｉｎｔｓ）、ＯＲＢ（ＯｒｉｅｎｔｅｄＦＡＳＴ（ＦｅａｔｕｒｅｓｆｒｏｍＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＳｅｇｍｅｎｔＴｅｓｔ）ａｎｄＲｏｔａｔｅｄＢＲＩＥＦ（ＢｉｎａｒｙＲｏｂｕｓｔＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＥｌｅｍｅｎｔａｒｙＦｅａｔｕｒｅｓ））、ＫＡＺＥ、またはＡＫＡＺＥ（ＡｃｃｅｌｅｒａｔｅｄＫＡＺＥ）などの特徴量を使用することができる。動き検出部１０６ａは、画像上の動き量を被写体像の動きとして検出する。

動き検出部１０６ａは、画像上の動き量の検出結果を判断部１１０に出力する。動き検出部１０６ａは、画像上の動き量を光学素子の動きの推定値に変換し、かつその推定値を判断部１１０に出力してもよい。あるいは、動き検出部１０６ａは、判断部１１０から出力された動き量を光学素子の動きの推定値に変換してもよい。

動き検出部１０６ａは、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成される。内視鏡装置１ａのコンピュータが、動き検出部１０６ａの動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、かつ、読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、動き検出部１０６ａの機能は、ソフトウェアによって実現されてもよい。

判断部１１０は、動き検出部１０６ａから出力された動き量に基づいて、衝撃が発生したか否かを判断する。被写体像の動きは先端部４ａの動きに起因するため、判断部１１０は、被写体像の動きを使用することにより、衝撃に関する判断を実行することができる。撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きがあった場合、判断部１１０は、光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したと判断する。光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断部１１０が判断する例として、衝撃が発生したか否かを判断部１１０が判断する例を説明する。

具体的には、判断部１１０は、画像上の動き量の変化に基づいて判断を実行する。例えば、判断部１１０は、第１の動き量と第２の動き量との差分を算出する。第１の動き量および第２の動き量の各々は、連続する２枚の画像に基づいて判断部１１０によって検出された動き量である。第２の動き量を算出するための２枚の画像のうちの少なくとも１枚は、第１の動き量を算出するための２枚の画像と異なる。

判断部１１０は、算出された差分と閾値とを比較することにより、判断を実行する。差分が閾値を超える場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断する。差分が閾値を超えない場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。例えば、光路切替部１０３の遮蔽部２１０が意図せず動くときの加速度に相当する動き量の変化量が閾値として使用される。

実際の加速度と、画像上の被写体像の動き量の変化との関係は、光学系の倍率（撮像素子１０５に投影される被写体像の大きさ）および画素サイズに基づいて計算することができる。画像上の被写体像の動き量は、被写体距離に応じて変化する。そのため、判断部１１０は、照明光などの条件を考慮した上で、画像マッチング手法が使用できる最大の被写体距離における被写体像の動き量の変化量を閾値として使用してもよい。判断部１１０は、簡易的な距離の計測を実行し、その距離に応じた画像上の被写体像の動き量の変化量を閾値として使用してもよい。

上記のように、閾値を計算するためには、光路切替部１０３の遮蔽部２１０が意図せず動くときの加速度が必要である。遮蔽部２１０の位置は、第１の永久磁石２０４と第３の永久磁石２０６とが引き合うとき、または第２の永久磁石２０５と第４の永久磁石２０７とが引き合うときに発生する保持力によって固定される。この保持力を超える力を想定することにより、閾値を計算することができる。この閾値は、光路切替部１０３の遮蔽部２１０の移動方向における動き量に主に基づいて設定される。その移動方向以外も考慮して閾値を設定することにより、判断部１１０は、より安全な判断を実行することができる。他の方法として、判断部１１０は、被写体像の動き量のみを判断に使用してもよい。被写体像の動き量の変化量が使用される場合の精度は、被写体像の動き量が使用される場合の精度よりも高い。

動作モードが計測モードである場合、撮像素子１０５は計測モードの画像生成シーケンスに従って第１の画像および第２の画像を生成する。そのため、画像生成シーケンスに従って光路が切り替えられた場合、視差に基づく被写体像の動きが画像に発生する。例えば、図１６に示す計測モードの画像生成シーケンスの例では、第Ｎのフレームにおける第１の画像“Ｌ”および第Ｎ＋１のフレームにおける第２の画像“Ｒ”の間で視差に基づく被写体像の動きが発生する。また、図１６に示す計測モードの画像生成シーケンスの例では、第Ｎ＋１のフレームにおける第２の画像“Ｒ”および第Ｎ＋２のフレームにおける第１の画像“Ｌ”の間で被写体像の動きが発生する。この動きは、衝撃によって画像が切り替わるときに発生する被写体像の動きと区別される必要がある。

図１７に示す計測モードの画像生成シーケンスの例では、衝撃が発生するため、第Ｎ＋１のフレームにおいて撮像素子１０５は第２の画像“Ｒ”ではなく第１の画像“Ｌ”を生成する。そのため、撮像素子１０５は第Ｎのフレームから第Ｎ＋２のフレームまで第１の画像“Ｌ”を生成し続ける。図１７に示す計測モードの画像生成シーケンスの例では、第Ｎのフレームにおける第１の画像“Ｌ”および第Ｎ＋１のフレームにおける第２の画像“Ｌ”の間で視差に基づく被写体像の動きが発生しない。また、図１７に示す計測モードの画像生成シーケンスの例では、第Ｎ＋１のフレームにおける第２の画像“Ｌ”および第Ｎ＋２のフレームにおける第１の画像“Ｌ”の間で被写体像の動きが発生しない。動作モードが計測モードであり、差分が閾値を超えない場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断する。差分が閾値を超える場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。計測モードにおける閾値は、観察モードにおける閾値と同じである、または異なる。

内視鏡装置１ａの動作は、図１２または図１３に示す動作と同様である。画像上の動き量を検出するために２枚以上の画像が必要である。そのため、撮像素子１０５が２枚以上の画像を生成するまでステップＳ３ａは実行されない。つまり、ステップＳ２が実行された後、ステップ３ａを実行せずにステップＳ５１が実行される。

第３の実施形態において、内視鏡装置１ａは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。動き検出部１０６ａは、撮像素子１０５によって生成された画像に基づいて光学素子の動きを検出する。動き検出部１０６ａが先端部４ａに配置される必要はない。そのため、先端部４ａが小型化される。

（第４の実施形態）
図２０は、本発明の第４の実施形態の内視鏡装置１ｂの構成を示す。図１９に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図１９に示す本体部２ａは、本体部２ｂに変更される。図１９に示す先端部４ａは、先端部４ｂに変更される。本体部２ｂにおいて、図１９に示す動き検出部１０６ａは動き検出部１０６ｂに変更される。先端部４ｂにおいて、図１９に示す光路切替部１０３は光路切替部１０３ｂに変更される。光路切替部１０３ｂは、図１９に示す光路切替部１０３と同様に遮蔽部１０３１を有する。

図２１は、第４の実施形態における光路切替部１０３ｂとして使用される磁気アクチュエータ２０１ｂの構成を示す。図７および図８に示す構成と同じ構成の説明を省略する。図７および図８に示す電流制御部２１１は、電流制御部２１１ｂに変更される。

電流制御部２１１ｂは、図７および図８に示す電流制御部２１１の機能に加えて、電流が第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３へ印加されない間、回路内の電流に関する値を測定する機能を持つ。遮蔽部２１０が移動するとき、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３内の磁場が変化する。例えば、遮蔽部２１０が、第１の電磁石２０２側から第２の電磁石２０３側へ移動した場合、第１の電磁石２０２内の磁場は減少し、かつ第２の電磁石２０３内の磁場は増加する。これにより、第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３の各々において、電磁誘導により電位差が発生し、誘導電流が流れる。電流制御部２１１ｂは、誘導電流の電流値または電磁誘導による電位差の値を測定し、測定された値を動き検出部１０６ｂに出力する。電位差は、第１の電磁石２０２内の２点間の電位の差または第２の電磁石２０３内の２点間の電位の差を示す。

第４の実施形態において、動き検出部１０６ｂは、撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きを検出する。例えば、動き検出部１０６ｂは、磁気アクチュエータ２０１ｂに発生する電流を検出することにより光学素子の動きを検出する。具体的には、動き検出部１０６ｂは、電流制御部２１１ｂによって測定された誘導電流または電位差の測定値を受け取り、その測定値に基づいて、遮蔽部２１０が移動したか否かを判断する。電流制御部２１１ｂが第１の電磁石２０２および第２の電磁石２０３に電流を供給していない間に電流または電位差が第１の電磁石２０２または第２の電磁石２０３において発生した場合、その電流または電位差は、電磁石内の磁場が変化したことを示す。つまり、その電流または電位差は、遮蔽部２１０が意図せず移動したことを示す。

動き検出部１０６ｂは、測定値と閾値とを比較する。測定値が閾値を超える場合、動き検出部１０６ｂは、遮蔽部２１０が移動したと判断する。測定値が閾値を超えない場合、動き検出部１０６ｂは、遮蔽部２１０が移動していないと判断する。遮蔽部２１０が移動したと動き検出部１０６ｂが判断した場合、動き検出部１０６ｂは異常検出信号を判断部１１０に出力する。

撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きがあった場合、判断部１１０は、光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したと判断する。光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断部１１０が判断する例として、衝撃が発生したか否かを判断部１１０が判断する例を説明する。異常検出信号が動き検出部１０６ｂから出力された場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断し、かつ衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。異常検出信号が動き検出部１０６ｂから出力されない場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。

電流制御部２１１ｂの上記の機能は、動き検出部の機能として定義され、かつ動き検出部１０６ｂおよび判断部１１０は一体化されてもよい。電流制御部２１１ｂによって測定された電流値または電位差の値は、遮蔽部２１０の動きを示す。電流制御部２１１ｂは、測定値を判断部１１０に出力する。判断部１１０は、その測定値に基づいて、遮蔽部２１０が移動したか否かを判断する。判断部１１０のこの機能は、動き検出部１０６ｂの上記の機能と同じである。遮蔽部２１０が移動した場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断し、かつ衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。遮蔽部２１０が移動していない場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。

第４の実施形態において、内視鏡装置１ｂは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

（第５の実施形態）
図２２および図２３は、本発明の第５の実施形態の内視鏡装置１ｃの構成を示す。図５および図６に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図５および図６に示す先端部４は、先端部４ｃに変更される。先端部４ｃは、図５および図６に示す第２の光学系１０２を有していない。先端部４ｃにおいて、図５および図６に示す光路切替部１０３は光路切替部１０３ｃに変更される。

光路切替部１０３ｃは、図５および図６に示す遮蔽部１０３１の代わりにレンズ１０３２を有する。レンズ１０３２は、第１の光学系１０１の光路上の第１の位置と、第１の光学系１０１の光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置される。

図２２に示すようにレンズ１０３２が第２の位置に配置されている場合、第１の光学系１０１および撮像光学系１０４を通る光が撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射する。その光は第１の光路Ｌ１を通る。これにより、例えば、近点に焦点が合う第１の光学像が撮像領域１０５１に形成される。図２３に示すようにレンズ１０３２が第１の位置に配置されている場合、第１の光学系１０１、レンズ１０３２、および撮像光学系１０４を通る光が撮像素子１０５の撮像領域１０５１に入射する。その光は第２の光路Ｌ２を通る。これにより、例えば、遠点に焦点が合う第１の光学像が撮像領域１０５１に形成される。光路切替部１０３ｃは、レンズ１０３２を第１の位置から第２の位置へ、または第２の位置から第１の位置へ移動させることにより第１の光路Ｌ１および第２の光路Ｌ２を切り替える。

光路制御部１１１は、光路切替部１０３ｃを制御することにより、レンズ１０３２を第１の位置および第２の位置のいずれか一方に配置する。これにより、光路制御部１１１は、撮像素子１０５に入射する光の合焦状態を制御する。

第５の実施形態において、内視鏡装置１ｃは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、レンズ１０３２が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。内視鏡装置１ｃは、遠点と近点とを切り替えることができる。

（第６の実施形態）
図２４は、本発明の第６の実施形態の内視鏡装置１ｄの構成を示す。図５および図６に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図５および図６に示す本体部２は、本体部２ｄに変更される。本体部２ｄにおいて、図５および図６に示す動き検出部１０６は動き検出部１０６ｄに変更される。

動き検出部１０６ｄは、第１の画像または第２の画像をフレームメモリ１０８から読み出し、第１の画像または第２の画像に基づいて光学素子の動きを検出する。第６の実施形態において、動き検出部１０６ｄは、撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きを検出する。具体的には、動き検出部１０６ｄは、画像の特殊な状態を検出する。例えば、画像の特殊な状態は、二重像である。あるいは、画像の特殊な状態は、画像の縦方向に離れた２つの位置間の被写体像の位置ズレである。あるいは、画像の特殊な状態は、画像の縦方向に離れた２つの位置間の焦点の違いである。

二重像は、主にグローバルシャッタ方式を使用する撮像素子によって生成された画像に発生する。図２５を参照し、グローバルシャッタ方式について説明する。図２５は、グローバルシャッタ方式を使用する撮像素子における露光期間を示す。

図２５における横軸は時間を示し、図２５における縦軸は撮像素子における画素ラインを示す。撮像素子は、複数の画素ラインを有する。各画素ラインは、複数の画素を有する。

グローバルシャッタ方式では、全ての画素ラインにおいて露光期間が同時に開始され、かつ全ての画素ラインにおいて露光期間が同時に終了する。図２４に示す例では、露光期間が開始されたとき、第１の光路Ｌ１が撮像光路として使用されている。そのため、第１の光路Ｌ１を通る光によって形成される第１の光学像が全ての画素ライン上に形成される。露光期間中に衝撃が発生し、撮像光路が第１の光路Ｌ１から第２の光路Ｌ２に変更される。撮像光路が第２の光路Ｌ２に変更された後、第２の光路Ｌ２を通る光によって形成される第２の光学像が全ての画素ライン上に形成される。撮像光路が第１の光路Ｌ１から第２の光路Ｌ２に変更される間、第１の光学像および第２の光学像が全ての画素ライン上に同時に形成される。

露光期間において第１の光学像および第２の光学像が同時に撮像素子上に形成されるため、撮像素子は２つの被写体像が写った画像を生成する。つまり、撮像素子は、二重像が写った画像を生成する。

二重像は、ローリングシャッタ方式を使用する撮像素子によって生成された画像にも発生する。図２６を参照し、ローリングシャッタ方式について説明する。図２６は、ローリングシャッタ方式を使用する撮像素子における露光期間を示す。図２５と同様に、図２６における横軸は時間を示し、図２６における縦軸は撮像素子における画素ラインを示す。

ローリングシャッタ方式では、露光期間が開始されるタイミングおよび露光期間が終了するタイミングが画素ライン間で異なる。図２６に示す例では、上側の画素ラインから下側の画素ラインに向かって、露光期間が順次開始される。各画素ラインの露光期間の開始タイミングは、各画素ラインに隣接する画素ラインの露光期間の開始タイミングから所定時間だけずれている。

図２６に示す例では、撮像素子に配置された複数の画素ラインの一部の露光期間中に衝撃が発生する。露光期間中に衝撃が発生した画素ラインにおいて、図２５に示す例と同様に、第１の光学像および第２の光学像が同時に形成される。一方、他の画素ラインにおいて、露光期間は、第１の光学像および第２の光学像が同時に形成される期間と重ならない。図２６に示す例では、上側の画素ラインＰＬ１の露光期間において、第１の光学像および第２の光学像が同時に形成される。図２６に示す例では、下側の画素ラインＰＬ２の露光期間において第２の光学像のみが形成される。

複数の画素ラインの一部の露光期間において、第１の光学像および第２の光学像の両方が形成されるため、撮像素子は２つの被写体像が写った画像を生成する。つまり、撮像素子は、二重像が写った画像を生成する。

例えば、動き検出部１０６ｄは、画像の自己相関を算出する方法または画像の一部を使用する画像マッチングの方法を使用することにより、画像の互いに異なる領域が互いに類似するか否かを判断する。これにより、動き検出部１０６ｄは、二重像が発生しているか否かを判断する。

被写体像の位置ズレまたは焦点の違いは、主にローリングシャッタ方式を使用する撮像素子によって生成された画像に発生する。図２６に示すように、画素ラインＰＬ１の露光期間において、第１の光学像および第２の光学像が同時に形成され、画素ラインＰＬ２の露光期間において第２の光学像のみが形成される。画素ラインＰＬ１において第１の光学像が形成され、かつ画素ラインＰＬ２において第１の光学像が形成されないため、画像が画素ラインＰＬ１と画素ラインＰＬ２との境界で不連続になる。

例えば、動き検出部１０６ｄは、画像の縦方向に伸びる複数の直線を検出する。第１の光学像に含まれる直線は、画素ラインＰＬ１の画像に写っているが、画素ラインＰＬ２の画像に写らない。そのため、第１の光学像に含まれる直線は、画素ラインＰＬ１と画素ラインＰＬ２との境界で不連続になる。動き検出部１０６ｄは、画像の縦方向における複数の直線の連続性を判断する。全ての直線が同じ画素ラインにおいて不連続である場合、動き検出部１０６ｄは、被写体像の位置ズレが発生していると判断する。動き検出部１０６ｄは、二重像を検出するために、被写体像の位置ズレを検出する方法と同様の方法を使用してもよい。

図２４に示す先端部４が、図２２および図２３に示す先端部４ｃに変更されてもよい。動き検出部１０６ｄは、上記の方法と同様の方法を使用することにより画像の縦方向における複数の直線の連続性を判断する。図２６に示す例と同様に、複数の画素ラインの一部の露光期間において、第１の光学像および第２の光学像の両方が形成される場合、全ての直線が同じ画素ラインにおいて不連続である。先端部４ｃが使用される場合、第１の光学像と第２の光学像との間で焦点が異なる。そのため、動き検出部１０６ｄは、直線の連続性を判断することにより焦点の違いを検出することができる。

画像の特殊な状態が検出された場合、動き検出部１０６ｄは、異常検出信号を判断部１１０に出力する。撮像素子１０５に対する光学素子の相対的な動きがあった場合、判断部１１０は、光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したと判断する。光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断部１１０が判断する例として、衝撃が発生したか否かを判断部１１０が判断する例を説明する。異常検出信号が動き検出部１０６ｄから出力された場合、判断部１１０は、衝撃が発生したと判断し、かつ衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。異常検出信号が動き検出部１０６ｄから出力されない場合、判断部１１０は、衝撃が発生していないと判断する。

第６の実施形態において、内視鏡装置１ｄは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

（第７の実施形態）
図２７は、本発明の第７の実施形態の内視鏡装置１ｅの構成を示す。図５および図６に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図５および図６に示す本体部２は、本体部２ｅに変更される。図５および図６に示す先端部４は、先端部４ｅに変更される。本体部２ｅは、図５および図６に示す構成に加えて位置検出部１１２を有する。先端部４ｅにおいて、図５および図６に示す光路切替部１０３は光路切替部１０３ｅに変更される。光路切替部１０３ｅは、図５および図６に示す光路切替部１０３と同様に遮蔽部１０３１を有する。位置検出部１１２は、遮蔽部１０３１の位置を検出する。

図２８および図２９は、第７の実施形態における光路切替部１０３ｅとして使用される磁気アクチュエータ２０１ｅの構成を示す。図７および図８に示す構成と同じ構成の説明を省略する。図２８は、遮蔽部２１０が第２の開口２０９を遮蔽している状態を示す。図２９は、遮蔽部２１０が第１の開口２０８を遮蔽している状態を示す。磁気アクチュエータ２０１ｅは、図７および図８に示す構成に加えて、端子２１３、端子２１５、端子２１７、端子２１９、信号線２１４、信号線２１６、信号線２１８、信号線２２０、およびスイッチ２２１を有する。

端子２１３、端子２１５、端子２１７、および端子２１９は、光選択部２１２の表面上に配置されている。信号線２１４は、端子２１３と電流制御部２１１とを電気的に接続する。信号線２１６は、端子２１５と電流制御部２１１とを電気的に接続する。信号線２１８は、端子２１７と電流制御部２１１とを電気的に接続する。信号線２２０は、端子２１９と電流制御部２１１とを電気的に接続する。

導体のスイッチ２２１が遮蔽部２１０に取り付けられている。図２８に示すように、第２の開口２０９を遮蔽する第２の位置に遮蔽部２１０が配置されている場合、端子２１７および端子２１９がスイッチ２２１と接触する。このとき、電流制御部２１１から出力された電流は、端子２１７、端子２１９、信号線２１８、信号線２２０、およびスイッチ２２１を含む第２の回路に流れる。図２９に示すように、第１の開口２０８を遮蔽する第１の位置に遮蔽部２１０が配置されている場合、端子２１３および端子２１５がスイッチ２２１と接触する。このとき、電流制御部２１１から出力された電流は、端子２１３、端子２１５、信号線２１４、信号線２１６、およびスイッチ２２１を含む第１の回路に流れる。

したがって、第１の光路Ｌ１を撮像光路として使用するために遮蔽部２１０が第２の位置に配置されている場合、第２の回路に電流が流れるが、第１の回路に電流は流れない。第２の光路Ｌ２を撮像光路として使用するために遮蔽部２１０が第１の位置に配置されている場合、第１の回路に電流が流れるが、第２の回路に電流は流れない。電流制御部２１１は、第１の回路および第２の回路のうち電流が流れる回路を判断する。電流制御部２１１は、電流が流れる回路の情報を位置検出部１１２に出力する。

第１の回路および第２の回路が互いに抵抗値を持ち、かつ第１の回路および第２の回路が互いに並列に接続されてもよい。所定の電圧が第１の回路および第２の回路に印加されたとき、第１の回路に流れる電流の量と、第２の回路に流れる電流の量とは互いに異なる。電流制御部２１１は、第１の回路および第２の回路の全体から出力される電流の量を測定し、測定された値を位置検出部１１２に出力してもよい。その値は、電流が流れる回路に応じて異なる。

電流が流れる回路の情報が電流制御部２１１から出力された場合、位置検出部１１２は、その情報に基づいて遮蔽部２１０の位置を判断する。第１の回路の情報が電流制御部２１１から出力された場合、位置検出部１１２は、遮蔽部２１０が第１の位置に配置されていると判断する。第２の回路の情報が電流制御部２１１から出力された場合、位置検出部１１２は、遮蔽部２１０が第２の位置に配置されていると判断する。

電流の測定値が電流制御部２１１から出力された場合、位置検出部１１２は、その測定値に基づいて遮蔽部２１０の位置を判断する。例えば、所定の電圧が第１の回路および第２の回路に印加されたとき、第１の回路に流れる電流の量は、第２の回路に流れる電流の量よりも多い。位置検出部１１２は、測定値を閾値と比較する。閾値は、第１の回路に流れる電流の測定値と第２の回路に流れる電流の測定値との間の値である。測定値が閾値よりも大きい場合、位置検出部１１２は、電流が第１の回路に流れる、つまり遮蔽部２１０が第１の位置に配置されていると判断する。測定値が閾値よりも小さい場合、位置検出部１１２は、電流が第２の回路に流れる、つまり遮蔽部２１０が第２の位置に配置されていると判断する。

位置検出部１１２は、プロセッサおよび論理回路の少なくとも１つで構成される。内視鏡装置１ｅのコンピュータが、位置検出部１１２の動作を規定する命令を含むプログラムを読み込み、かつ、読み込まれたプログラムを実行してもよい。つまり、位置検出部１１２の機能は、ソフトウェアによって実現されてもよい。

位置検出部１１２は、遮蔽部２１０の位置を示す位置情報を光路制御部１１１に出力する。

遮蔽部２１０が配置される位置と、撮像素子１０５が第１の画像および第２の画像の各々を生成する回数とは、シーケンス情報として予め設定されている。衝撃が発生したと判断部１１０が判断した場合、光路制御部１１１は、位置検出部１１２から出力された位置情報に基づいて遮蔽部２１０の位置を確認する。確認された位置が、撮像素子１０５が第１の画像または第２の画像を生成するために必要な所定の位置と同じである場合、装置制御部１０７は、配置制御を実行せず、撮像素子１０５に撮像を続行させる。所定の位置は、第１の位置および第２の位置のいずれか一方である。動作モードが計測モードである場合、装置制御部１０７は、撮像素子１０５にステレオ撮像を続行させる。

動作モードが計測モードである場合、画像生成シーケンスにおいて遮蔽部２１０は最初に初期位置に配置される。初期位置は、第１の位置および第２の位置のいずれか一方である。確認された位置が、撮像素子１０５が第１の画像または第２の画像を生成するために必要な所定の位置と異なる場合、光路制御部１１１は配置制御を実行し、かつ装置制御部１０７は撮像素子１０５にステレオ撮像を開始させる。

図３０を参照し、観察モードまたは計測モードにおける内視鏡装置１ｅの動作を説明する。図３０は、衝撃が発生したときに光路を切り替え、かつ画像生成シーケンスを続行するために内視鏡装置１ｅが実行する処理の手順を示す。図３０に示す処理では、衝撃が発生した後、画像生成シーケンスの残りを実行するために撮像が再開される。図１２に示す処理と同じ処理の説明を省略する。光学素子が第１の位置または第２の位置から移動したか否かを判断部１１０が判断する例として、衝撃が発生したか否かを判断部１１０が判断する例を説明する。

衝撃が発生したと判断部１１０がステップＳ３ａにおいて判断した場合、判断部１１０は衝撃発生信号を光路制御部１１１に出力する。光路制御部１１１は、復帰制御（ステップＳ４ｃ）を実行する。復帰制御において、以下のステップＳ４３が実行される。ステップＳ４３の後、復帰制御においてステップＳ４１が実行される、または通常制御（ステップＳ５ａ）が実行される。

光路制御部１１１は、位置検出部１１２から出力された位置情報に基づいて遮蔽部２１０の位置を確認する。光路制御部１１１は、シーケンス情報に基づいて、光路が異常であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。シーケンス情報が示す遮蔽部２１０の位置と、位置情報が示す位置とが異なる場合、光路制御部１１１は、光路が異常であると判断する。シーケンス情報が示す遮蔽部２１０の位置と、位置情報が示す位置とが同じである場合、光路制御部１１１は、光路が異常ではないと判断する。

光路が異常であると光路制御部１１１がステップＳ４３において判断した場合、ステップＳ４１が実行される。光路制御部１１１がステップＳ４１において光路を切り替えるため、撮像光路は、画像生成シーケンスにおける正しい光路に変更される。

光路が異常ではないと光路制御部１１１がステップＳ４３において判断した場合、通常制御においてステップＳ５１が実行される。撮像素子１０５は、ステップＳ５１において画像生成シーケンスに従って撮像を実行する。

図１３に示す処理は、上記のステップＳ４３を含んでもよい。

図３１から図３４は、画像生成シーケンスの具体例を示す。図３１から図３４において、横軸は時間を示す。図３１から図３４において、第１の画像は“Ｌ”と記載され、第２の画像は“Ｒ”と記載されている。図３１から図３４において、フレーム番号が時間の経過を示す軸の上側に記載されている。フレーム番号に含まれる文字Ｎは、１以上の整数を示す。

図３１は、観察モードにおいて衝撃が発生する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図３１に示す例では、衝撃が発生した後、遮蔽部２１０は移動せず、遮蔽部２１０の位置は適切である。

第Ｎのフレームから第Ｎ＋２のフレームまで、撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。動き検出部１０６は、各フレームにおいて先端部４ｅの動きを検出する。第Ｎ＋２のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出する。第Ｎ＋３のフレームにおいて位置検出部１１２は、遮蔽部２１０の位置を検出する。遮蔽部２１０は移動しないため、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される位置と同じであることを確認する。そのため、光路制御部１１１は切替制御を実行しない。

図３２は、観察モードにおいて衝撃が発生する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図３２に示す例では、衝撃が発生した後、遮蔽部２１０が移動する。

図３１に示す例と同様に撮像が開始される。動き検出部１０６は、各フレームにおいて先端部４ｅの動きを検出する。図３１に示すタイミングと同じタイミングで衝撃が発生する。図３２に示す例では、第Ｎ＋２のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出する。第Ｎ＋３のフレームにおいて位置検出部１１２は、遮蔽部２１０の位置を検出する。遮蔽部２１０が移動するため、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される位置と異なることを確認する。そのため、光路制御部１１１は切替制御を実行する。

第Ｎ＋３のフレームにおいて画像データの転送が終了した後、光路制御部１１１は光路を切り替える。第Ｎ＋３のフレームにおいて撮像素子１０５は第２の画像“Ｒ”を生成し、第Ｎ＋４のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて、撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。

光路制御部１１１が光路を切り替えるため、第Ｎ＋４のフレームおよびそれに続く各フレームにおいて、撮像素子１０５は正しい画像を生成することができる。予定された画像と異なる画像が生成された場合であっても、内視鏡装置１ｅは、撮像光路を観察に必要な所定の光路に変更し、かつ正しい画像を生成し続けることができる。

図３３は、計測モードにおいて衝撃が発生する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図３３に示す例では、衝撃が発生した後、遮蔽部２１０は移動せず、遮蔽部２１０の位置は適切である。

第Ｎ－２のフレームおよび第Ｎ－１のフレームの各々において撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。その後、動作モードが計測モードに変更され、第Ｎのフレームにおいて計測用の画像生成シーケンスが開始される。第Ｎのフレームにおいて撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。動き検出部１０６は、各フレームにおいて先端部４ｅの動きを検出する。第Ｎのフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出する。第Ｎ＋１のフレームにおいて位置検出部１１２は、遮蔽部２１０の位置を検出する。遮蔽部２１０は移動しないため、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される位置と同じであることを確認する。そのため、光路制御部１１１は切替制御を実行しない。

図３４は、計測モードにおいて衝撃が発生する場合における画像生成シーケンスの例を示す。図３４に示す例では、衝撃が発生した後、遮蔽部２１０が移動する。

図３３に示す例と同様に、第Ｎ－２のフレームおよび第Ｎ－１のフレームの各々において撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成し、第Ｎのフレームにおいて計測用の画像生成シーケンスが開始される。第Ｎのフレームにおいて撮像素子１０５は第１の画像“Ｌ”を生成する。動き検出部１０６は、各フレームにおいて先端部４ｅの動きを検出する。図３３に示すタイミングと同じタイミングで衝撃が発生する。図３４に示す例では、第Ｎのフレームにおいて画像データの転送が終了した後、判断部１１０は衝撃を検出する。第Ｎ＋１のフレームにおいて位置検出部１１２は、遮蔽部２１０の位置を検出する。遮蔽部２１０が移動するため、光路制御部１１１は、遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される位置と異なることを確認する。そのため、光路制御部１１１は切替制御を実行する。

光路制御部１１１は第Ｎ＋２のフレームにおける撮像光路を第Ｎのフレームにおける撮像光路と同じ光路に設定する。画像生成シーケンスが第Ｎ＋２のフレームから第Ｎ＋６のフレームまでやり直される。第Ｎ＋２のフレームから第Ｎ＋６のフレームの各々において、撮像素子１０５は、画像生成シーケンスに従って第１の画像“Ｌ”または第２の画像“Ｒ”を生成する。

光路制御部１１１が撮像光路を画像生成シーケンスにおける最初の撮像光路と同じ光路に設定し、画像生成シーケンスが最初から再開される。そのため、内視鏡装置１ｅは、計測部１０９において必要な画像を生成することができる。計測部１０９は、計測を正しく実行することができる。

図１９に示す内視鏡装置１ａにおいて、光路切替部１０３は、磁気アクチュエータ２０１ｅと同様の構成を有してもよく、かつ本体部２ａは位置検出部１１２を有してもよい。

図２０に示す内視鏡装置１ｂにおいて、光路切替部１０３ｂは、電流制御部２１１ｂを除いて磁気アクチュエータ２０１ｅと同様の構成を有してもよく、かつ本体部２ｂは位置検出部１１２を有してもよい。

図２２および図２３に示す内視鏡装置１ｃにおいて、光路切替部１０３ｃは、レンズ１０３２を除いて磁気アクチュエータ２０１ｅと同様の構成を有してもよく、かつ本体部２は位置検出部１１２を有してもよい。

図２４に示す内視鏡装置１ｄにおいて、光路切替部１０３は、磁気アクチュエータ２０１ｅと同様の構成を有してもよく、かつ本体部２ｄは位置検出部１１２を有してもよい。

第７の実施形態において、内視鏡装置１ｅは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。衝撃が発生した場合、光路制御部１１１は遮蔽部２１０の位置を確認する。遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される正しい位置と異なる場合、光路制御部１１１は光路を切り替える。遮蔽部２１０の位置が、シーケンス情報によって示される正しい位置と同じである場合、光路制御部１１１は光路を切り替えない。したがって、光路制御部１１１は、光路の切替を正確に実行することができる。

上記の例では、遮蔽部２１０の位置が正しい位置と異なる場合、光路制御部１１１は光路を切り替える。遮蔽部２１０の位置が正しい位置と異なる場合、内視鏡装置１ｅは、遮蔽部２１０の位置に応じた処理を開始してもよい。

（第８の実施形態）
図３５は、本発明の第８の実施形態の内視鏡装置１ｆの構成を示す。図５および図６に示す構成と同じ構成の説明を省略する。

図５および図６に示す挿入部３は、挿入部３ｆに変更される。図５および図６に示す先端部４は、先端部４ｆに変更される。図５および図６に示す先端部４の構成が挿入部３ｆおよび先端部４ｆに配置される。挿入部３ｆは、撮像光学系１０４、撮像素子１０５、および動き検出部１０６を有する。撮像光学系１０４、撮像素子１０５、および動き検出部１０６は、挿入部３ｆの先端に配置されている。先端部４ｆは、第１の光学系１０１、第２の光学系１０２、および光路切替部１０３を有する。撮像光学系１０４は先端部４ｆに配置されてもよい。先端部４ｆが配置されずに第１の光学系１０１、第２の光学系１０２、および光路切替部１０３が挿入部３ｆに配置されてもよい。

第８の実施形態において、内視鏡装置１ｆは、第２の実施形態の内視鏡装置１と同様に、遮蔽部２１０が誤った位置に配置された状態で撮像素子１０５が画像を生成する状況の発生を抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態およびその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１０，１０ａ内視鏡装置
２，２ａ，２ｂ，２ｄ，２ｅ本体部
３，３ｆ挿入部
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｅ，４ｆ先端部
５操作部
６表示部
７記録媒体
８電源
１１，１１ａ内視鏡
１２検出部
１３，１１０判断部
１４制御部
１５，１５ａ先端
１６，１０５撮像素子
１７，１０１第１の光学系
１８光学素子
１９，１０２第２の光学系
１０３，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｅ光路切替部
１０４撮像光学系
１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｄ動き検出部
１０７装置制御部
１０８フレームメモリ
１０９計測部
１１１光路制御部
１１２位置検出部
２０１，２０１ｂ，２０１ｅ磁気アクチュエータ
２０２第１の電磁石
２０３第２の電磁石
２０４第１の永久磁石
２０５第２の永久磁石
２０６第３の永久磁石
２０７第４の永久磁石
２０８第１の開口
２０９第２の開口
２１０，１０３１遮蔽部
２１１，２１１ｂ電流制御部
２１２光選択部
２１３，２１５，２１７，２１９端子
２１４，２１６，２１８，２２０信号線
２２１スイッチ
１０３２レンズ
１０５１撮像領域

Claims

撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、
前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、
を先端に有する内視鏡と、
前記光学素子の動きを検出する検出部と、
前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したか否かを判断する判断部と、
前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行し、かつ、所定の状態において前記配置制御を実行し、前記所定の状態は、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断部が判断した状態である制御部と、
を備えた内視鏡装置。
前記判断部は、前記動きに基づいて、所定の大きさを超える大きさを持つ力が前記光学素子に加わるか否かを判断することにより、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したか否かを判断する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記撮像素子に対する前記光学素子の相対的な動きがあった場合、前記判断部は、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと判断する、
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記内視鏡は、前記第１の光学系と異なり、かつ前記被写体からの光を前記撮像素子に導く第２の光学系を前記先端に有し、
前記光学素子は、光を遮断するシャッターであり、
前記第２の位置は前記第２の光学系の光路上にあり、
前記光学素子が前記第２の位置に配置されているとき、前記撮像素子は、前記第１の光学系を通る光が形成する第１の光学像に基づいて第１の画像を生成し、
前記光学素子が前記第１の位置に配置されているとき、前記撮像素子は、前記第２の光学系を通る光が形成する第２の光学像に基づいて第２の画像を生成し、
前記撮像素子は、前記第１の画像を１回以上生成し、かつ前記第２の画像を１回以上生成するためのステレオ撮像を実行する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記制御部は、前記配置制御を実行することにより、前記第１の位置と前記第２の位置とのうち予め設定された初期位置に前記光学素子を配置し、前記撮像素子に前記ステレオ撮像を開始させ、
前記撮像素子が前記ステレオ撮像を開始した後、前記所定の状態において、前記制御部は、前記光学素子を前記第１の位置と前記第２の位置とのいずれか一方に配置する前記配置制御を実行し、前記撮像素子に前記ステレオ撮像を開始させる
請求項４に記載の内視鏡装置。
前記制御部は、前記撮像素子が前記ステレオ撮像を開始した後、前記所定の状態において、前記光学素子を前記初期位置に配置する前記配置制御を実行し、前記撮像素子に前記ステレオ撮像を開始させる
請求項５に記載の内視鏡装置。
前記所定の状態において、前記制御部は、前記光学素子の位置を確認し、
確認された前記位置が、前記撮像素子が前記第１の画像または前記第２の画像を次に生成するために必要な所定の位置と同じである場合、前記制御部は、前記配置制御を実行せず、前記撮像素子に前記ステレオ撮像を続行させ、
確認された前記位置が、前記撮像素子が前記第１の画像または前記第２の画像を次に生成するために必要な所定の位置と異なる場合、前記制御部は、前記配置制御を実行し、前記撮像素子に前記ステレオ撮像を開始させ、
前記所定の位置は、前記第１の位置および前記第２の位置のいずれか一方である
請求項４に記載の内視鏡装置。
前記所定の状態において、前記制御部は、前記配置制御を実行することにより、前記第１の位置と前記第２の位置とのうち予め設定された初期位置に前記光学素子を配置し、または、直前に実行された前記配置制御により前記光学素子が配置された位置に前記光学素子を配置し、または、次の前記配置制御により前記光学素子が配置される予定である位置に前記光学素子を配置する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記光学素子はレンズであり、
前記制御部は、前記光学素子を前記第１の位置および前記第２の位置のいずれか一方に配置することにより、前記撮像素子に入射する光の合焦状態を制御する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記光学素子を前記第１の位置から前記第２の位置へ、または前記第２の位置から前記第１の位置へ移動させる磁気アクチュエータをさらに備え、
前記検出部は、前記磁気アクチュエータに発生する電流を検出することにより前記光学素子の動きを検出する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記検出部は、加速度センサまたはジャイロセンサである
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記検出部は、前記撮像素子によって生成された画像に基づいて前記光学素子の動きを検出する
請求項１に記載の内視鏡装置。
前記所定の大きさを持つ力で、前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に保持する保持機構をさらに有する
請求項２に記載の内視鏡装置。
撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、
前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、
を先端に有する内視鏡を備えた内視鏡装置の作動方法であって、
検出部に前記光学素子の動きを検出させる検出ステップと、
判断部に、前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したか否かを判断させる判断ステップと、
制御部に、前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行させる第１の制御ステップと、
所定の状態において前記制御部に前記配置制御を実行させ、前記所定の状態は、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断部が判断した状態である第２の制御ステップと、
を有する内視鏡装置の作動方法。
撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に導く第１の光学系と、
前記第１の光学系の光路上の第１の位置と、前記第１の光学系の前記光路から外れた第２の位置とのいずれか一方に配置され、前記撮像素子に入射する光の状態を切り替える光学素子と、
を先端に有する内視鏡を備えた内視鏡装置のコンピュータに、
前記光学素子の動きを検出する検出ステップと、
前記動きに基づいて、前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したか否かを判断する判断ステップと、
前記光学素子を前記第１の位置または前記第２の位置に配置する配置制御を実行する第１の制御ステップと、
所定の状態において前記配置制御を実行し、前記所定の状態は、前記配置制御が実行された後であって前記配置制御が次に実行される前に前記光学素子が前記第１の位置または前記第２の位置から移動したと前記判断ステップにおいて判断された状態である第２の制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。