JP7447249B2 - テストチャート、検査システム、及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、被写体の大きさを測定するための計測用マーカに関する検査に用いるテストチャート、検査システム、及び検査方法に関する。

光源装置、内視鏡、及び、プロセッサ装置を有する内視鏡システムでは、被写体までの距離又は被写体の大きさなどを取得することが行われている。例えば、特許文献１では、照明光及び計測光を被写体に照射し、ビーム光の照射により被写体に、スポット光などのビーム照射領域を出現させる。そして、スポット光の位置に対応させて、被写体のサイズを計測するための計測用マーカを被写体画像上に表示している。

国際公開第２０１８／０５１６８０号

計測用マーカは病変部のサイズなどの計測に用いられることから、被写体画像上において、計測用マーカは、被写体のサイズを正確に表示することが必要である。しかしながら、計測光を出射する出射部の位置は、内視鏡の機差によってばらつきが生じることが有り、このような出射部の位置のばらつきなどによって、計測用マーカが被写体のサイズを正確に表示できないことがある。そこで、計測用マーカを用いる内視鏡使用前に、計測用マーカの表示が適正かどうかの確認検査を行うことが求められていた。

本発明は、被写体のサイズを計測するための計測用マーカが適正に表示されているかどうかの確認検査を行うことができるテストチャート、検査システム、及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、被写体のサイズを計測するための計測用マーカに関する検査に用いられるテストチャートにおいて、特定形状の検査領域を有する検査領域部と、検査基準位置とが設けられたチャート本体を有し、検査領域部は、計測光が照射されたチャート本体を内視鏡で撮像して得られる検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせた場合に、照射位置に基づいて検査画像に表示される計測用マーカが検査領域に入っているかどうかの確認検査に用いられる。

チャート本体には、計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、各検査領域の確認検査は、計測光の出射位置とチャート本体との距離を変化させて複数に分けて行われることが好ましい。チャート本体は、確認検査を補助するための確認検査補助部を有することが好ましい。特定形状は円形であり、複数の検査領域は、検査基準位置を中心として、同心状に設けられており、確認検査補助部は、検査基準位置から放射状に延び、且つ、検査領域と交差する複数の放射状ラインであることが好ましい。放射状ラインの角度間隔は、等角度間隔であることが好ましい。放射状ラインは線対称であることが好ましい。

テストチャートには、計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、各検査領域の確認検査は、計測光の出射位置とチャート本体との距離を一定に保持して、１回で行われることが好ましい。特定形状は円形であり、複数の検査領域は、各検査領域の特定の１点を、検査基準位置として共有していることが好ましい。

複数の検査領域は互いに彩度が異なっていることが好ましい。チャート本体に照射した場合の計測光の色相は、被写体に照射した場合の計測光の色相と同じであることが好ましい。検査領域とチャート本体のうち検査領域以外の領域は、それぞれ同じ色相であることが好ましい。

検査領域の幅は、計測用マーカのサイズに対応する誤差範囲を有することが好ましい。検査領域の幅は、計測用マーカのサイズが大きくなる程、大きくなることが好ましい。チャート本体の種類を識別可能なチャート識別子を有することが好ましい。

本発明の検査システムは、検査基準位置が設けられたチャート本体を有するテストチャートと、内視鏡からの計測光が照射されたチャート本体を内視鏡で撮像して得られる検査画像を表示するディスプレイと、内視鏡の先端部とテストチャートと対向した状態で内視鏡を保持し、且つ、テストチャートを移動可能に保持する移動機構部と、を備え、移動機構部は、計測光の出射位置とチャート本体との距離、又は、チャート本体における計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させることにより、検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせる。

チャート本体は、特定形状の検査領域を有する検査領域部を有し、検査領域部は、計測光が照射されたチャート本体を内視鏡で撮像して得られる検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせた場合に、照射位置に基づいて検査画像に表示される計測用マーカが検査領域に入っているかどうかの確認検査に用いられることが好ましい。

テストチャートには、計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、移動機構部は、各検査領域の確認検査毎に、計測光の出射位置とチャート本体との距離を変化させ、ディスプレイは、距離を変化させる毎に、距離に対応する計測用マーカを表示することにより、各検査領域の確認検査を複数に分けて行うことが好ましい。

テストチャートには、計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、移動機構部は、計測光の出射位置とチャート本体との距離を一定に保持し、ディスプレイは、複数の検査領域に対応する全ての計測用マーカを表示することにより、全ての検査領域の確認検査を１回で行うことが好ましい。

計測光はスポット光であることが好ましい。計測光はライン状の計測光であることが好ましい。計測光はパターン状の計測光であることが好ましい。計測光は３次元平面光であることが好ましい。

本発明は、検査基準位置が設けられたチャート本体を有するテストチャートを用いる検査方法において、内視鏡からの計測光が照射されたチャート本体を内視鏡で撮像して検査画像を得るステップと、検査画像をディスプレイに表示するステップと、計測光の出射位置とチャート本体との距離、又は、チャート本体における計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させることにより、検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせるステップとを有する。

本発明によれば、被写体のサイズを計測するための計測用マーカが適正に表示されているかどうかの確認検査を行うことができる。

内視鏡システムの外観図である。 内視鏡の先端部を示す平面図である。 内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 （Ａ）は、デジタルズーム機能がＯＦＦの状態の被写体画像を、（Ｂ）はデジタルズーム機能ＯＮの被写体画像を示す説明図である。 ビーム光出射部を示すブロック図である。 計測光によって被写体上に形成されるスポットＳＰを示す説明図である。 内視鏡の先端部と観察距離の範囲Ｒｘ内の近端Ｐｘ、中央付近Ｐｙ、及び遠端Ｐｚとの関係を示す説明図である。 信号処理部の機能を示すブロック図である。 観察距離が近端Ｐｘである場合のスポット及び第１の計測用マーカを示す画像図である。 観察距離が中央付近Ｐｙである場合のスポット及び第１の計測用マーカを示す画像図である。 観察距離が遠端Ｐｚである場合のスポット及び第１の計測用マーカを示す画像図である。 十字型、目盛り付き十字型、歪曲十字型、円及び十字型、及び計測用点群型の第１の計測用マーカを示す説明図である。 色がそれぞれ同じ３つの同心円状のマーカを示す画像図である。 色がそれぞれ異なる３つの同心円状のマーカを示す画像図である。 歪曲同心円状のマーカを示す画像図である。 スポット光を間欠的に照射する発光パターンを示す説明図である。 交差ライン及び目盛りを示す画像図である。 ライン状の計測光を間欠的に照射する発光パターンを示す説明図である。 縞状パターン光ＺＰＬを示す説明図である。 位相Ｘ、位相Ｙ、位相Ｚの縞状パターン光ＺＰＬの発光パターンを示す説明図である。 格子状パターンの計測光ＬＰＬを示す説明図である。 格子状パターンの計測光を間欠的に照射する発光パターンを示す説明図である。 ３次元平面光ＴＰＬを示す説明図である。 ３次元平面光を間欠的に照射する発光パターンを示す説明図である。 検査システムの機能を示すブロック図である。 複数の計測用マーカの確認検査を複数回に分けて行う場合に用いられるテストチャートを示す平面図である。 計測光の照射位置に基づいて計測用マーカが表示された検査画像を示す画像図である。 移動機構部を示す正面図である。 計測用マーカＭｐが検査領域に入っている場合の検査画像を示す画像図である。 計測用マーカＭｐの一部が検査領域からはみ出ている場合の検査画像を示す画像図である。 計測用マーカＭｑが検査領域に入っている場合の検査画像を示す画像図である。 計測用マーカＭｒが検査領域に入っている場合の検査画像を示す画像図である。 複数の計測用マーカの確認検査を１回で行う場合に用いられるテストチャートを示す平面図である。 複数の計測用マーカの確認検査を１回で行う場合において全ての計測用マーカＭｐ、Ｍｑ、Ｍｒが対応する検査領域に入っている場合の検査画像を示す画像図である。 複数の計測用マーカの確認検査を１回で行う場合において１つの計測用マーカＭｐが対応する検査領域からはみ出ている場合の検査画像を示す画像図である。 ひし形の検査領域が設けられたテストチャートを示す平面図である。 矩形の検査領域が設けられたテストチャートを示す平面図である。 テストチャートのチャート本体の層構造を示す断面図である。 ライン状の計測光を用いる場合のテストチャートを示す平面図である。 パターン状の計測光を用いる場合のテストチャートを示す平面図である。 キャリブレーションモードの一連の流れを示すフローチャートである。

図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、ディスプレイ１８と、ユーザーインターフェース２０と、を有する。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、ユニバーサルケーブル１２ｃと、を有する。ユニバーサルケーブル１２ｃは、光源装置１４が発する照明光を導光するライトガイド２８（図３参照）や、内視鏡１２の制御に使用する制御信号を伝送するための制御線、観察対象を撮像して得られた画像信号を送信する信号線、内視鏡１２の各部に電力を供給する電力線等が一体になったケーブルである。ユニバーサルケーブル１２ｃの先端には光源装置１４に接続するコネクタ２９が設けられている。

光源装置１４は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の半導体光源やキセノンランプ、ハロゲンランプ等によって照明光を発生する。コネクタ２９を光源装置１４に接続した場合、照明光はコネクタ２９のライトガイド２８（図３参照）に入射し、挿入部１２ａの先端から観察対象に照射される。

また、光源装置１４はプロセッサ装置１６と電気的に接続しており、内視鏡１２のコネクタ２９は光源装置１４を介してプロセッサ装置１６と接続する。光源装置１４とコネクタ２９の制御信号や画像信号等の送受信は無線通信である。このため、光源装置１４は、無線でコネクタ２９と送受信した制御信号等をプロセッサ装置１６に伝送する。さらに、光源装置１４はコネクタ２９に内視鏡１２を駆動するための電力を供給するが、この電力の供給も無線で行う。

プロセッサ装置１６は、光源装置１４が発する照明光の光量や発光タイミング、内視鏡１２の各部を制御し、照明光が照射された観察対象を撮像して得る画像信号を用いて内視鏡画像を生成する。また、プロセッサ装置１６は、ディスプレイ１８及びユーザーインターフェース２０と電気的に接続する。ディスプレイ１８は、プロセッサ装置１６が生成した内視鏡画像や、内視鏡画像に関する情報等を表示する。ユーザーインターフェース２０は、機能設定等の入力操作を受け付ける機能を有する。

内視鏡１２は、通常観察モードと、特殊光観察モードと、測長モードと、キャリブレーションモードとを備えており、これら３つのモードは内視鏡１２の操作部１２ｂに設けられたモード切替スイッチ１３ａによって切り替えられる。通常観察モードは、照明光によって観察対象を照明するモードである。特殊光観察モードは、照明光と異なる特殊光によって観察対象を照明するモードである。測長モードは、照明光及び計測光を観察対象に照明し、且つ、観察対象の撮像により得られる被写体画像上に、観察対象の大きさなどの測定に用いられる計測用マーカを表示する。キャリブレーションモードは、テストチャートを用いて、計測用マーカの表示が適正であるかどうかを確認するためのモードである。キャリブレーションモードの詳細については後述する。なお、照明光は、観察対象全体に明るさを与えて観察対象全体を観察するために用いられる光である。特殊光は、観察対象のうち表面血管などの特定領域を強調するために用いられる光である。計測光は、計測用マーカの表示に用いられる光である。

また、内視鏡１２の操作部１２ｂには、被写体画像の静止画の取得を指示する静止画取得指示を操作するためのフリーズスイッチ１３ｂが設けられている。ユーザーがフリーズスイッチ１３ｂを操作することにより、ディスプレイ１８の画面がフリーズ表示し、合わせて、静止画取得を行う旨のアラート音（例えば「ピー」）を発する。そして、フリーズスイッチ１３ｂの操作タイミング前後に得られる被写体画像の静止画が、プロセッサ装置１６内の静止画保存部４２（図３参照）に保存される。なお、静止画保存部４２はハードディスクやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、又は不揮発性メモリなどの記憶部である。プロセッサ装置１６がネットワークに接続可能である場合には、静止画保存部４２に代えて又は加えて、ネットワークに接続された静止画保存サーバ（図示しない）に被写体画像の静止画を保存するようにしてもよい。また、静止画保存部４２が不揮発性メモリでる場合には、静止画保存部４２に静止画を一旦保存した後、ＵＳＢメモリやＣＦ（Compact Flash）カード、ネットワーク上の画像保存サーバ等に静止画を転送してもよい。

なお、フリーズスイッチ１３ｂ以外の操作機器を用いて、静止画取得指示を行うようにしてもよい。例えば、プロセッサ装置１６にフットペダルを接続し、ユーザーが足でフットペダル（図示しない）を操作した場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。モード切替についてのフットペダルで行うようにしてもよい。また、プロセッサ装置１６に、ユーザーのジェスチャーを認識するジェスチャー認識部（図示しない）を接続し、ジェスチャー認識部が、ユーザーによって行われた特定のジェスチャーを認識した場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。モード切替についても、ジェスチャー認識部を用いて行うようにしてもよい。

また、ディスプレイ１８の近くに設けた視線入力部（図示しない）をプロセッサ装置１６に接続し、視線入力部が、ディスプレイ１８のうち所定領域内にユーザーの視線が一定時間以上入っていることを認識した場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。また、プロセッサ装置１６に音声認識部（図示しない）を接続し、音声認識部が、ユーザーが発した特定の音声を認識した場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。モード切替についても、音声認識部を用いて行うようにしてもよい。また、プロセッサ装置１６に、タッチパネルなどのオペレーションパネル（図示しない）を接続し、オペレーションパネルに対してユーザーが特定の操作を行った場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。モード切替についても、オペレーションパネルを用いて行うようにしてもよい。

図２に示すように、内視鏡１２の先端部１２ｄは略円形となっており、被写体からの光を受光する撮像光学系２１と、被写体に対して照明光を照射するための照明光学系２２と、被写体に対して計測光を被写体に放射するビーム光出射部２３と、処置具を被写体に向けて突出させるための開口２４と、送気送水を行うための送気送水ノズル２５とが設けられている。

撮像光学系２１の光軸Axは、紙面に対して垂直な方向に延びている。縦の第１方向D１は、光軸Axに対して直交しており、横の第２方向D２は、光軸Aｘ及び第１方向D１に対して直交する。撮像光学系２１とビーム光出射部２３とは、それぞれ先端部１２ｄの異なる位置に設けられており、第１方向D１に沿って配列されている。

図３に示すように、光源装置１４は、光源部２６と、光源制御部２７とを備えている。光源部２６は、被写体を照明するための照明光又は特殊光を発生する。光源部２６から出射された照明光又は特殊光は、ライトガイド２８に入射され、照明レンズ２２ａを通って被写体に照射される。光源部２６としては、照明光の光源として、白色光を出射する白色光源、又は、白色光源とその他の色の光を出射する光源（例えば青色光を出射する青色光源）を含む複数の光源等が用いられる。また、光源部２６としては、特殊光の光源として、表層血管など表層情報を強調するための青色狭帯域光を含む広帯域光を発する光源が用いられる。光源制御部２７は、プロセッサ装置１６のシステム制御部４１と接続されている。なお、照明光としては、青色光、緑色光、及び赤色光をそれぞれ組み合わせた白色の混色光としてもよい。この場合には、赤色光の照射範囲に比べて緑色光の照射範囲のほうが大きくなるように、照明光学系２２の光学設計を行うことが好ましい。

光源制御部２７は、システム制御部４１からの指示に基づいて光源部２６を制御する。システム制御部４１は、光源制御部２７に対して、光源制御に関する指示を行う他に、ビーム光出射部２３の光源２３ａ（図５参照）も制御する。通常観察モードの場合には、システム制御部４１は、照明光を点灯し、計測光を消灯する制御を行う。特殊光観察モードの場合は、特殊光を点灯し、計測光を消灯する制御を行う。測長モードの場合には、システム制御部４１は、照明光を点灯し、計測光を点灯する制御を行う。キャリブレーションモードの場合には、システム制御部４１は、照明光を消灯し、計測光を点灯する制御を行う。

照明光学系２２は照明レンズ２２ａを有しており、この照明レンズ２２ａを介して、ライトガイド２８からの光が観察対象に照射される。撮像光学系２１は、対物レンズ２１ａ、ズームレンズ２１ｂ、及び撮像素子３２を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ２１ａ及びズームレンズ２１ｂを介して、撮像素子３２に入射する。これにより、撮像素子３２に観察対象の反射像が結像される。

ズームレンズ２１ｂは、テレ端とワイド端との間で移動することによって、ズーム機能として、被写体を拡大又は縮小する光学ズーム機能を有する。光学ズーム機能のＯＮとＯＦＦは、内視鏡の操作部１２ｂに設けられたズーム操作部１３ｃ（図１参照）により切り替えることが可能であり、光学ズーム機能がONの状態で、さらにズーム操作部１３ｃを操作することにより、特定の拡大率で被写体を拡大又は縮小する。

撮像素子３２はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この撮像素子３２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像素子３２は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の赤色画像、緑色画像、及び赤色画像を得るためのカラーの撮像センサである。赤色画像は、撮像素子３２において赤色のカラーフィルタが設けられた赤色画素から出力される画像である。緑色画像は、撮像素子３２において緑色のカラーフィルタが設けられた緑色画素から出力される画像である。青色画像は、撮像素子３２において青色のカラーフィルタが設けられた青色画素から出力される画像である。撮像素子３２は、撮像制御部３３によって制御される。

撮像素子３２から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）３５により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、通信Ｉ／Ｆ（Interface）３６を介して、光源装置１４の通信Ｉ／Ｆ（Interface）３７に入力される。

プロセッサ装置１６は、光源装置１４の通信Ｉ／Ｆ（Interface）３７と接続される受信部３８と、信号処理部３９と、表示制御部４０と、システム制御部４１とを備えている。通信Ｉ／Ｆは、通信Ｉ／Ｆ３７から伝送されてきた画像信号を受信して信号処理部３９に伝達する。信号処理部３９は、受信部３８から受けた画像信号を一時記憶するメモリを内蔵しており、メモリに記憶された画像信号の集合である画像信号群を処理して、被写体画像を生成する。なお、受信部３８は、光源制御部２７に関連する制御信号については、システム制御部４１に直接送るようにしてもよい。また、プロセッサ装置１６のうち、測長モードに関連する処理部（例えば、第１信号処理部５０及び第２信号処理部５２）については、プロセッサ装置１６とは別体の測長用プロセッサ（図示しない）に設けてもよい。この場合、測長用プロセッサとプロセッサ装置１６とは、画像又は各種情報が送受信可能なように、互いに通信可能な状態にしておく。

信号処理部３９では、通常観察モードに設定されている場合には、被写体画像の青色画像はディスプレイ１８のBチャンネルに、被写体画像の緑色画像はディスプレイ１８のGチャンネルに、被写体画像の赤色画像はディスプレイ１８のRチャンネルにそれぞれ割り当てる信号割り当て処理を行うことによって、カラーの被写体画像がディスプレイ１８に表示する。測長モードについても、通常観察モードと同様の信号割り当て処理を行う。一方、信号処理部３９では、特殊光観察モードに設定されている場合には、被写体画像の赤色画像はディスプレイ１８の表示には使用せず、被写体画像の青色画像をディスプレイ１８のBチャンネルとGチャンネルに割り当て、被写体画像の緑色画像をディスプレイ１８のRチャンネルに割り当てることによって、疑似カラーの被写体画像をディスプレイ１８に表示する。

信号処理部３９は、ズーム機能として、ユーザーインターフェース２０によってデジタルズーム機能がＯＮに設定されている場合には、被写体画像の一部を切り取って拡大又は縮小することによって、特定の倍率で被写体を拡大又は縮小する。図４（Ａ）は、デジタルズーム機能がＯＦＦの状態の被写体画像を示しており、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の被写体画像のうち中心部分を切り取って拡大したデジタルズーム機能ＯＮの被写体画像を示している。なお、デジタルズーム機能がＯＦＦの場合には、被写体画像の切り取りによる被写体の拡大又は縮小は行われない。

なお、信号処理部３９では、測長モードに設定されている場合には、被写体画像に対して、血管などの構造を強調する構造強調処理や、観察対象のうち正常部と病変部などとの色差を拡張した色差強調処理を施すようにしてもよい。

表示制御部４０は、信号処理部３９によって生成された被写体画像をディスプレイ１８に表示する。システム制御部４１は、内視鏡１２に設けられた撮像制御部３３を介して、撮像素子３２の制御を行う。撮像制御部３３は、撮像素子３２の制御に合わせて、ＣＤＳ／ＡＧＣ３４及びＡ／Ｄ３５の制御も行う。

図５に示すように、ビーム光出射部２３は、撮像光学系２１の光軸Ａｘに対して斜めに計測光を出射する。ビーム光出射部２３は、光源２３ａと、回折光学素子ＤＯＥ２３ｂ（Diffractive Optical Element）と、プリズム２３ｃと、出射部２３ｄとを備える。光源２３ａは、撮像素子３２の画素によって検出可能な色の光（具体的には可視光）を出射するものであり、レーザー光源ＬＤ（Laser Diode）又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子と、この発光素子から出射される光を集光する集光レンズとを含む。なお、光源２３ａはスコープエレキ基板（図示しない）に設けられている。スコープエレキ基板は、内視鏡の先端部１２ｄに設けられており、光源装置１４又はプロセッサ装置１６から電力の供給を受けて、光源２３ａに電力を供給している。

本実施形態では、光源２３ａが出射する光の波長は、例えば、６００ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の赤色（ビーム光の色）のレーザー光を使用するが、その他の波長帯域の光、例えば、４９５nm以上５７０ｎｍ以下の緑色光を用いてもよい。光源２３ａはシステム制御部４１によって制御され、システム制御部４１からの指示に基づいて光出射を行う。ＤＯＥ２３ｂは、光源から出射した光を、計測情報を得るための計測光に変換する。なお、計測光は、人体、目、内臓保護の観点に基づいて光量が調整され、且つ、内視鏡１２の観察範囲では十分に白飛び（画素飽和）する程度の光量に調整されることが好ましい。

プリズム２３ｃは、ＤＯＥ２３ｂで変換後の計測光の進行方向を変えるための光学部材である。プリズム２３ｃは、対物レンズ２１ａを含む撮像光学系２１の視野と交差するように、計測光の進行方向を変更する。計測光の進行方向の詳細についても、後述する。プリズム２３ｃから出射した計測光Ｌｍは、光学部材で形成される出射部２３ｄを通って、被写体へと照射される。

計測光が被写体に照射されることにより、図６に示すように、被写体において、ビーム照射領域としてのスポットＳＰが形成される。このスポットＳＰの位置は、照射位置検出部５８（図８参照）によって特性され、また、スポットＳＰの位置に応じて、被写体のサイズを表す計測用マーカが設定される。設定された計測用マーカは、被写体画像上に表示される。なお、計測用マーカには、後述するように、第１の計測用マーカ、第２の計測用マーカなど複数の種類が含まれ、いずれの種類の計測用マーカを被写体画像上に表示するかについては、ユーザーの指示によって選択が可能となっている。ユーザーの指示としては、例えば、ユーザーインターフェース２０が用いられる。

なお、出射部２３ｄを光学部材で構成することに代えて、内視鏡の先端部１２ｄに形成される計測補助用スリットとしてもよい。また、出射部２３ｄを光学部材で構成する場合には、反射防止コート（ＡＲ（Anti-Reflection）コート）（反射防止部）を施すことが好ましい。このように反射防止コートを設けるのは、計測光が出射部２３ｄを透過せずに反射して、被写体に照射される計測光の割合が低下すると、後述する照射位置検出部５８が、計測光により被写体上に形成されるスポットＳＰの位置を認識し難くなるためである。

なお、ビーム光出射部２３は、計測光を撮像光学系２１の視野に向けて出射できるものであればよい。例えば、光源２３ａが光源装置に設けられ、光源２３ａから出射された光が光ファイバによってＤＯＥ２３ｂにまで導光されるものであってもよい。また、プリズム２３ｃを用いずに、光源２３ａ及びＤＯＥ２３ｂの向きを、撮像光学系２１の光軸Ａｘに対して斜めに設置することで、撮像光学系２１の視野を横切る方向に計測光Ｌｍを出射させる構成としてもよい。

計測光の進行方向については、図７に示すように、計測光の光軸Ｌｍが撮像光学系２１の光軸Aｘと交差する状態で、計測光を出射する。観察距離の範囲Ｒｘにおいて観察可能であるとすると、範囲Ｒｘの近端Ｐｘ、中央付近Ｐｙ、及び遠端Ｐｚでは、各点での撮像範囲（矢印Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚで示す）における計測光Ｌｍによって被写体上に形成されるスポットＳＰの位置（各矢印Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚが光軸Ａｘと交わる点）が異なることが分かる。なお、撮像光学系２１の撮影画角は２つの実線１０１ａで挟まれる領域内で表され、この撮影画角のうち収差の少ない中央領域（２つの点線１０１ｂで挟まれる領域）で計測を行うようにしている。

以上のように、計測光の光軸Ｌｍを光軸Aｘと交差する状態で、計測光Lmを出射することによって、観察距離の変化に対するスポット位置の移動から、被写体の大きさを計測することができる。そして、計測光が照明された被写体を撮像素子３２で撮像することによって、スポットＳＰを含む被写体画像が得られる。被写体画像では、スポットＳＰの位置は、撮像光学系２１の光軸Ａｘと計測光Lmの光軸Lmとの関係、及び観察距離に応じて異なるが、観察距離が近ければ、同一の実寸サイズ（例えば５ｍｍ）を示すピクセル数が多くなり、観察距離が遠ければピクセル数が少なくなる。

図８に示すように、プロセッサ装置１６の信号処理部３９は、測長モードの実行の可否等を制御し、測長モードの実行が許可された状態において、被写体画像におけるスポットＳＰの位置を検出する第１信号処理部５０と、スポットＳＰの位置に応じて計測用マーカを設定する第２信号処理部５２とを備えている。なお、信号処理部３９には、通常観察モードに設定されている場合には、照明光によって照明された被写体の被写体画像が入力される。特殊光観察モードに設定されている場合には、特殊光によって照明された被写体の被写体画像が入力される。測長モードに設定されている場合には、照明光及び計測光によって照明された被写体の被写体画像が入力される。キャリブレーションモードに設定されている場合には、キャリブレーション用のパターンが形成されたチャートの検査画像が入力されるが、そのときに照明する光は、キャリブレーションの進度に伴い、計測光及び照明光が任意に切り替えて照明される。

第１信号処理部５０は、被写体画像又は検査画像からスポットＳＰの照射位置を検出する照射位置検出部５８を備えている。照射位置検出部５８では、測長モードの実行が許可された状態で、被写体画像から、スポットＳＰの照射位置を検出する。具体的には、照射位置検出部５８では、リアルタイムに、被写体画像からスポットＳＰの座標を算出し、算出した座標からスポットＳＰの照射位置を求める。照射位置検出部５８にてスポットＳＰの照射位置を検出するためには、被写体画像に、計測光の色に基づくビーム色光画像が含まれていることが必ず必要である。照射位置の検出方法としては、被写体画像におけるスポットＳＰの重心位置座標を取得することが好ましい。

第２信号処理部５２は、スポットＳＰの照射位置に基づいて、被写体のサイズを計測するための計測用マーカとして、第１の計測用マーカを設定し、第１の計測用マーカをディスプレイ１８に表示するマーカ表示位置を設定する。第２信号処理部５２は、スポットＳＰの照射位置及びマーカ表示位置によって表示態様が異なる計測用マーカ画像と、スポットの照射位置とのを関連付けて記憶するマーカ用テーブル６２を参照して、照射位置に対応する計測用マーカ画像を設定する。

計測用マーカ画像は、スポットＳＰの照射位置及びマーカ表示位置によって、例えば、大きさ、又は、形状が異なっている。計測用マーカ画像の表示に関しては、後述する。また、マーカ用テーブル６２については、プロセッサ装置１６の電源をＯＦＦにした場合であっても、保存内容が維持される。なお、マーカ用テーブル６２は、計測用マーカ画像と照射位置とを関連付けて記憶するが、照射位置に対応する被写体との距離（内視鏡１２の先端部１２ｄと被写体との距離）と計測用マーカ画像とを関連付けて記憶してもよい。

表示制御部４０は、計測用マーカを被写体画像に重畳した計測用画像をディスプレイ１８に表示する場合において、計測用マーカを、スポットＳＰの照射位置及びマーカ表示位置に応じて表示態様が異なる制御を行う。具体的には、表示制御部４０は、スポットＳＰを中心として、第１の計測用マーカを重畳した計測用画像をディスプレイ１８に表示する。第１の計測用マーカとしては、例えば、円型の計測マーカを用いる。この場合、図９に示すように、観察距離が近端Ｐｘに近い場合には、被写体の腫瘍ｔｍ１上に形成されたスポットＳＰ１の中心に合わせて、実寸サイズ５ｍｍ（被写体画像の水平方向及び垂直方向）を示すマーカＭ１が表示される。なお、計測用マーカをディスプレイ１８に表示する場合には、観察距離も合わせてディスプレイ１８に表示してもよい。

マーカＭ１のマーカ表示位置は、撮像光学系２１による歪みの影響を受ける被写体画像の周辺部に位置しているため、マーカＭ１は、歪み等の影響に合わせて、楕円状となっている。以上のマーカＭ１は腫瘍ｔｍ１の範囲とはほぼ一致しているため、腫瘍ｔｍ１は５ｍｍ程度と計測することができる。なお、被写体画像に対しては、スポットを表示せず、第１の計測用マーカのみを表示するようにしてもよい。

また、図１０に示すように、観察距離が中央付近Ｐｙに近い場合、被写体の腫瘍ｔｍ２上に形成されたスポットＳＰ２の中心に合わせて、実寸サイズ５ｍｍ（被写体画像の水平方向及び垂直方向）を示すマーカＭ２が表示される。マーカＭ２のマーカ表示位置は、撮像光学系２１によって歪みの影響を受けにくい被写体画像の中心部に位置しているため、マーカＭ２は、歪み等の影響を受けることなく、円状となっている。

また、図１１に示すように、被写体の腫瘍ｔｍ３上に形成されたスポットＳＰ３の中心に合わせて、実寸サイズ５ｍｍ（被写体画像の水平方向及び垂直方向）を示すマーカＭ３が表示される。マーカＭ３のマーカ表示位置は、撮像光学系２１による歪みの影響を受ける被写体画像の周辺部に位置しているため、マーカＭ１は、歪み等の影響に合わせて、楕円状となっている。以上の図９～図１１に示すように、観察距離が長くなるにつれて同一の実寸サイズ５ｍｍに対応する第１の計測用マーカの大きさが小さくなっている。また、マーカ表示位置によって、撮像光学系２１による歪みの影響に合わせて、第１の計測用マーカの形状も異なっている。

なお、図９～図１１では、スポットＳＰの中心とマーカの中心を一致させて表示しているが、計測精度上問題にならない場合には、スポットＳＰから離れた位置に第１の計測用マーカを表示してもよい。ただし、この場合にもスポットの近傍に第１の計測用マーカを表示することが好ましい。また、第１の計測用マーカを変形して表示するのではなく、被写体画像の歪曲収差を補正し変形させない状態の第１の計測用マーカを補正後の被写体画像に表示するようにしてもよい。

また、図９～図１１では、被写体の実寸サイズ５ｍｍに対応する第１の計測用マーカを表示しているが、被写体の実寸サイズは観察対象や観察目的に応じて任意の値（例えば、２ｍｍ、３ｍｍ、１０ｍｍ等）を設定してもよい。また、図９～図１１では、第１の計測用マーカを、略円型としているが、図１２に示すように、縦線と横線が交差する十字型としてもよい。また、十字型の縦線と横線の少なくとも一方に、目盛りＭｘを付けた目盛り付き十字型としてもよい。また、第１の計測用マーカとして、縦線、横線のうち少なくともいずれかを傾けた歪曲十字型としてもよい。また、第１の計測用マーカを、十字型と円を組み合わせた円及び十字型としてもよい。その他、第１の計測用マーカを、スポットから実寸サイズに対応する複数の測定点ＥＰを組み合わせた計測用点群型としてもよい。また、第１の計測用マーカの数は一つでも複数でもよいし、実寸サイズに応じて第１の計測用マーカの色を変化させてもよい。

なお、第１の計測用マーカとして、図１３に示すように、大きさが異なる３つの同心円状のマーカＭ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ４Ｃ（大きさはそれぞれ直径が２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ）を、腫瘍ｔｍ４上に形成されたスポットＳＰ４を中心として、被写体画像上に表示するようにしてもよい。この３つの同心円状のマーカは、マーカを複数表示するので切替の手間が省け、また、被写体が非線形な形状をしている場合でも計測が可能である。なお、スポットを中心として同心円状のマーカを複数表示する場合には、大きさや色をマーカ毎に指定するのではなく、複数の条件の組合せを予め用意しておきその組み合わせの中から選択できるようにしてもよい。

図１３では、３つの同心円状のマーカを全て同じ色（黒）で表示しているが、複数の同心円状のマーカを表示する場合、マーカによって色を変えた複数の色付き同心円状のマーカとしてもよい。図１４に示すように、マーカＭ５Ａは赤色を表す点線、マーカＭ５Ｂは青色を表す実線、マーカＭ５Ｃは白を表す一点鎖線で表示している。このようにマーカの色を変えることで識別性が向上し、容易に計測を行うことができる。

また、第１の計測用マーカとしては、複数の同心円状のマーカの他、図１５に示すように、各同心円を歪曲させた複数の歪曲同心円状のマーカを用いてもよい。この場合、歪曲同心円状のマーカＭ６Ａ、マーカＭ６Ｂ、マーカＭ６Ｃが、腫瘍ｔｍ５に形成されたスポットＳＰ５を中心に被写体画像に表示されている。

なお、測長モードにおいては、照明光とスポット光（計測光）を常時被写体に照射しているが、図１６に示すように、照明光は常時点灯して被写体に常時照射する一方で、スポット光は１フレーム毎（又は数フレーム毎）に、点灯と消灯（又は減光）を繰り返すことによって、スポット光を間欠的に被写体に照射してもよい。この場合には、スポット光を点灯するフレームにおいて、スポット光の位置検出及び計測用マーカの表示設定を行う。そして、照明光のみを照射するフレームにおいて得られた画像に対して、表示設定を行った計測用マーカを重畳表示するようにすることが好ましい。

なお、計測光については、被写体に照射された場合に、スポットとして形成される光を用いているが、その他の光を用いるようにしてもよい。例えば、被写体に照射された場合に、図１７に示すように、被写体上に交差ライン８０として形成されるライン状の計測光を用いるようにしてもよい。ライン状の計測光が被写体に照射されることで、被写体上にはライン状の照射領域である交差ライン８０が形成される。この場合には、計測用マーカとして、交差ライン８０及び交差ライン８０上に被写体の大きさ（例えば、ポリープＰ）の指標となる目盛り８２からなる第２の計測用マーカを生成する。ライン状の計測光を用いる場合には、照射位置検出部５８は、交差ライン８０の位置（計測光の照射位置）を検出する。交差ライン８０が下方に位置する程、観察距離が近く、交差ライン８０が上方に位置する程、観察距離が遠くなる。そのため、交差ライン８０が下方に位置する程、目盛り８２の間隔は大きくなり、交差ライン８０が上方に位置する程、目盛り８２の間隔は小さくなる。

計測光としてライン状の計測光を用いる場合においては、測長モード中に、照明光とライン状の計測光を常時被写体に照射してもよく、また、図１８に示すように、照明光は常時被写体に照射する一方で、ライン状の計測光は１フレーム毎（又は数フレーム毎）に、点灯と消灯（又は減光）を繰り返すことによって、ライン状の計測光を間欠的に被写体に照射してもよい。この場合には、ライン状の計測光を点灯するフレームにおいて、ライン状の計測光の位置検出及び計測用マーカの表示設定を行う。そして、照明光のみを照射するフレームにおいて得られた画像に対して、表示設定を行った計測用マーカを重畳表示することが好ましい。

なお、計測光については、被写体に照射された場合に、図１９に示すように、被写体上に縞状のパターンの光として形成される縞状パターン光ＺＰＬを用いてもよい（例えば、特開２０１６－１９８３０４号公報参照）。縞状パターン光ＺＰＬは、透過率可変の液晶シャッター（図示しない）に特定のレーザー光を照射することによって得られ、液晶シャッタによって特定のレーザー光を透過する領域（透過領域）と特定のレーザー光を透過しない（非透過領域）とが水平方向に周期的に繰り返す２つの異なる縦縞のパターンから形成される。計測光として縞状パターン光を用いる場合には、被写体との距離によって、縞状パターン光の周期が変化することから、液晶シャッタによって縞状パターン光の周期又は位相をシフトして複数回照射し、周期又は位相をシフトして得られる複数の画像に基づいて、被写体の３次元形状の測定が行われている。

例えば、位相Ｘの縞状パターン光と、位相Ｙの縞状パターン光と、位相Ｚの縞状パターン光とを交互に被写体に照射する。位相Ｘ、Ｙ、Ｚの縞状パターン光は、縦縞のパターンを１２０°（２π／３）ずつ位相シフトしている。この場合には、各縞状パターン光に基づいて得られる３種類の画像を用いて、被写体の３次元形状を測定する。例えば、図２０に示すように、位相Ｘの縞状パターン光と、位相Ｙの縞状パターン光と、位相Ｚの縞状パターン光とを、それぞれ１フレーム単位（又は数フレーム単位）で切り替えて被写体に照射することが好ましい。なお、照明光は常時被写体に照射することが好ましい。

なお、計測光については、被写体に照射された場合に、図２１に示すように、格子状のパターンとして形成される格子状パターンの計測光ＬＰＬを用いてもよい（例えば、特開２０１７－２１７２１５号公報参照）。この場合は、格子状パターンの計測光ＬＰＬを被写体に照射した場合の格子状パターンの変形状態によって被写体の３次元形状を測定することから、格子状パターンを正確に検出することが求められる。そのため、格子状パターンの計測光ＬＰＬは完全な格子状ではなく、格子状パターンの検出精度を高めるように、波状にするなど格子状から若干変形させている。また、格子状のパターンには、左右の横線分の端点が連続であることを示すＳのコードが設けられている。格子状パターンの検出時には、パターンだけでなく、Ｓのコードも合わせて検出することによって、パターンの検出精度を高めている。なお、格子状パターンとしては、縦線と横線が規則的に配列されたパターンの他、複数のスポットが縦と横に格子状に配列されたパターンであってもよい。

計測光として格子状パターンの計測光ＬＰＬを用いる場合においては、測長モード中に、照明光と格子状パターンの計測光ＬＰＬを常時被写体に照射してもよく、また、図２２に示すように、照明光は常時被写体に照射する一方で、格子状パターンの計測光ＬＰＬは１フレーム毎（又は数フレーム毎）に、点灯と消灯（又は減光）を繰り返すことによって、格子状パターンの計測光ＬＰＬを間欠的に被写体に照射してもよい。この場合には、格子状パターンの計測光ＬＰＬを点灯するフレームにおいて、格子状パターンの計測光ＬＰＬに基づく３次元形状の計測を行う。そして、照明光のみを照射するフレームにおいて得られた画像に対して、３次元形状の計測結果を重畳表示することが好ましい。

なお、計測光については、図２３示すように、被写体画像上において網線によって表される３次元平面光ＴＰＬを用いてもよい（例えば、特表２０１７－５０８５２９号公報参照）。この場合には、３次元平面光ＴＰＬが測定対象に合うように先端部１２ｄを動かす。そして、３次元平面光ＴＰＬが測定対象に交差した場合に、３次元平行光ＴＰＬと被写体との交差曲線ＣＣの距離を、ユーザーインターフェース等の手動操作に基づく処理又は自動処理によって、算出する。

計測光として３次元平面光ＴＰＬを用いる場合においては、測長モード中に、照明光と３次元平面光ＴＰＬを常時被写体に照射してもよく、また、図２４に示すように、照明光は常時被写体に照射する一方で、３次元平面光ＴＰＬは１フレーム毎（又は数フレーム毎）に、点灯と消灯（又は減光）を繰り返すことによって、３次元平面光ＴＰＬを間欠的に被写体に照射してもよい。

キャリブレーションモードの詳細について説明する。キャリブレーションモードは、内視鏡システム１０に加えて、内視鏡システム１０のプロセッサ装置１６と接続された検査システム１００と連携して実行される。モード切替スイッチ１３ａの操作により、キャリブレーションモードに切り替えられると、内視鏡１２から計測光が照射される。キャリブレーションモードでは、計測光をテストチャート（図２６参照）に照射して、計測用マーカの表示が適正か否かの確認検査を行う。

図２５に示すように、検査システム１００は、テストチャート１０２と、ディスプレイ１８と、移動機構部１０４とを備えている。なお、ディスプレイ１８は、内視鏡システム１０で使用するディスプレイを共用するが、別途、精度検査用のディスプレイを設けてもよい。

図２６に示すように、テストチャート１０２はチャート本体１０５を有し、チャート本体１０５には、特定形状の検査領域を有する検査領域部１０６と、精度検査時に、計測光の照射位置を合わせる基準となる検査基準位置１０８とが設けられている。図２７に示すように、ディスプレイ１８は、内視鏡１２からの計測光（例えば、スポット光ＳＰ）が照射されたチャート本体１０５を内視鏡１２で撮像して得られる検査画像を表示する。また、検査画像には、検査領域部１０６及び検査基準位置１０８に加えて、計測光の照射位置に対応する計測用マーカＭが表示される。

図２８に示すように、移動機構部１０４は、内視鏡１２の先端部１２ｄとテストチャート１０２と対向した状態で内視鏡１２を保持し、且つ、テストチャート１０２を移動可能に保持する。具体的には、移動機構部１０４は、基台１０９と、基台１０９に取り付けられ、内視鏡１２を保持する内視鏡保持部１１０と、基台１０９に取り付けられ、テストチャート１０２を移動可能に保持するチャート保持部１１２と、チャート保持部１１２を上下方向Ｖ又は左右方向Ｗに移動させるための移動量調整部１１４とを備えている。なお、移動量調整部１１４は、ユーザーによる手動又は自動のいずれで行ってもよい。テストチャート１０２と内視鏡の先端部１２ｄの距離が正確に把握できるように、目盛りもしくは位置基準のキャリブレーションを可能にしてもよい。また、テストチャート１０２に対して内視鏡１２を正確に正対させるため、撮像光学系の光軸Ａｘとテストチャート１０２を垂直にするための角度微調整機構を内視鏡保持部１１０及び／又は基台１０９もしくは移動機構部１０４に有することが好ましい。

以上のように、移動機構部１０４は、移動量調整部１１４を操作して、チャート保持部１１２を上下方向Ｖ又は左右方向Ｗに移動させることにより、計測光の出射位置とチャート本体１０５との距離、又は、チャート本体１０５における計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させることができる。チャート保持部１１２を介してチャート本体１０５を上下方向Ｗ又は左右方向Ｗに移動させることで、検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせることができる。

テストチャート１０２の詳細について説明する。テストチャート１０２に設けられた検査領域部１０６は、検査画像において、計測光の照射位置を検査基準位置に合わせた場合に、照射位置に基づいて検査画像に表示される計測用マーカが特定形状の検査領域に入っているかどうかの確認検査のために用いられる。本実施形態では、チャート本体１０５に、計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられているテストチャート１０２において、各検査領域の確認検査を、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間の距離を変化させて複数に分けて行う場合のテストチャート１０２（図２６参照）と、各検査領域の確認検査を、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間を一定に保持して１回で行う場合のテストチャート１２０（図３３参照）ついて説明する。

図２６に示すように、テストチャート１０２は、特定形状の検査領域として、３つの円形の検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを備えている。これら円形の検査領域１０６ａ～１０６ｃは、検査基準位置１０８を中心として、同心状に設けられている。検査領域１０６ａ～１０６ｃは、検査基準位置１０８に関して、点対称となっている。検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、それぞれ５ｍｍの計測用マーカ、１０ｍｍの計測用マーカ、及び２０ｍｍの計測用マーカの確認検査に用いられる。

検査領域の幅は、計測用マーカのサイズに対応する誤差範囲を有している。具体的には、検査領域の幅は、計測用マーカのサイズが大きくなるほど、大きくなっている。検査領域部１０６の場合であれば、検査領域１０６ａの幅Ｗｐ＜検査領域１０６ｂの幅Ｗｑ＜検査領域１０６の幅Ｗｒとなっている。これは、計測用マーカのサイズが大きくなる程、チャート保持部１１２（図２８参照）におけるチャート本体１０５の位置ずれなどの影響を受ける易くなって、正確な計測用マーカの確認検査を行い難くなるためである。例えば、検査領域の幅について計測用マーカの±１０％を誤差範囲として許容するとすれば、検査領域１０６ａの幅は０．５ｍｍとして、検査領域１０６ｃの幅は２．０ｍｍとして設計される。

５ｍｍの計測用マーカの確認検査を行う場合には、移動量調整部１１４の操作により、チャート保持部１１２を上下方向Ｖに移動させて、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間の距離を距離Ｌ１（図２８参照）に設定する。そして、ユーザーは、ディスプレイ１８に表示された検査画像を確認しながら、チャート保持部１１２を左右方向Ｗに移動させて、計測光の照射位置を検査基準位置１０８に合わせる。

図２９に示すように、検査画像において、計測用マーカＭｐが検査領域１０６ａの内部に入っている場合には、ユーザーは、５ｍｍの計測用マーカＭｐが適正に表示されていると判断する。これに対して、図３０に示すように、検査画像において、計測用マーカＭが検査領域１０６ａから一部でもはみ出しているなど計測用マーカＭｐの一部でも検査領域１０６ａに入っていない場合には、ユーザーは、５ｍｍの計測用マーカＭｐが適正に表示されていないと判断する。

なお、計測用マーカＭｐが検査領域に入っているかどうかの確認検査については、ユーザーが目視で行う他、画像処理を用いて、自動で行うようにしてもよい（その他の計測用マーカＭｑ、Ｍｒについても同様である）。この場合、チャート本体１０５に、チャート本体の種類を識別可能なチャート識別子１０３（例えば、ＱＲコード（登録商標）など）を設けることが好ましい。チャート識別子１０３からチャート本体１０５の種類をスキャナ等で読み取り、チャート本体１０５の種類に基づいて、計測用マーカの確認検査を自動的に行う。

なお、チャート本体１０５ａの種類には、確認検査を行う回数（複数回（テストチャート１０２の場合）、又は１回（テストチャート１２０の場合））他、検査領域部に設ける検査領域のサイズなどが含まれる。計測用マーカの確認検査を自動的に行った場合には、確認検査の自動判定結果をプロセッサ装置１６の判定結果保存メモリに保存するようにしてもよい。また、チャート本体１０５には、ユーザーが目視で確認検査を行う場合に備えて、チャート識別子１０３の他、チャート本体の種類を表すシリアル番号又は文字などが付されている。

１０ｍｍの計測用マーカＭｑの確認検査を行う場合には、移動量調整部１１４の操作により、チャート保持部１１２を上下方向Ｖに移動させて、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間の距離を距離Ｌ２（＞距離Ｌ１）（図２８参照）に設定する。そして、ユーザーは、ディスプレイ１８に表示された検査画像を確認しながら、チャート保持部１１２を左右方向Ｗに移動させて、計測光の照射位置を検査基準位置１０８に合わせる。そして、図３１に示すように、検査画像において、計測用マーカＭｑが検査領域１０６ａの内部に入っているかどうかによって、１０ｍｍの計測用マーカＭｑが適正に表示されているかどうかを判断する。

２０ｍｍの計測用マーカＭｒの確認検査を行う場合には、移動量調整部１１４の操作により、チャート保持部１１２を上下方向Ｖに移動させて、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間の距離を距離Ｌ３（＞距離Ｌ１、Ｌ２）（図２８参照）に設定する。そして、ユーザーは、ディスプレイ１８に表示された検査画像を確認しながら、チャート保持部１１２を左右方向Ｗに移動させて、計測光の照射位置を検査基準位置１０８に合わせる。そして、図３２に示すように、検査画像において、計測用マーカＭｒが検査領域１０６ａの内部に入っているかどうかによって、２０ｍｍの計測用マーカＭｒが適正に表示されているかどうかを判断する。

また、テストチャート１０２には、確認検査を補助するための確認検査補助部１１１が設けられている（図２６参照）。テストチャート１０２を用いる場合の確認検査補助部１１１は、検査基準位置１０８から放射状に延び、且つ、各検査領域１０６ａ～１０６ｃと交差する８本の放射状ラインである。これら８本の放射状ラインは、線対称であり、また、４５度の等角度間隔を有している。確認検査を行う場合において、計測用マーカＭが検査領域全体で入っているどうかを目視で確認するのが難しい場合もあるため、放射状ラインと検査領域との交差部分ＣＡ（図２９参照）の８か所で、計測用マーカＭが検査領域内に入っているかどうかを確認できるようにしている。例えば、交差部分ＣＡの８か所全てで、計測用マーカＭｐが検査領域に入っている場合には、ユーザーは、計測用マーカＭｐが適正に表示されていると判断する。一方、交差領域ＣＡのうち１か所でも、計測用マーカＭが検査領域から出ている場合には、ユーザーは、計測用マーカＭｐが適正に表示されていないと判断する。

図３３に示すように、テストチャート１２０は、特定形状の検査領域として、３つの円形の検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを備えている。これら３つの円形の検査領域１０６ａ～１０６ｃは、特定の一点で共有している。テストチャート１２０では、特定の一点を検査基準位置１０８としている。検査領域１０６ａ～１０６ｃは、検査基準位置１０８を通る線１０８ａに関して、線対称となっている。検査領域１０６ａは、上記と同様に、５ｍｍの計測用マーカＭｐの確認検査に用いられる。また、検査領域１０６ｂは、上記と同様に、１０ｍｍの計測用マーカＭｑの確認検査に用いられる。また、検査領域１０６ｃは、上記と同様に、２０ｍｍの計測用マーカＭｒの確認検査に用いられる。

テストチャート１２０を用いることで、全ての検査領域１０６ａ～１０６ｃの確認検査を１回で行うことが可能である。テストチャート１２０を用いる確認検査を行う場合には、移動量調整部１１４の操作により、チャート保持部１１２を上下方向Ｖに移動させて、計測光の出射位置とチャート本体１０５との間の距離を特定距離（図２８参照）に設定する。また、テストチャート１２０を用いる確認検査の場合には、表示制御部４０は、計測光の照射位置に基づく５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの全ての計測用マーカＭｐ、Ｍｑ、Ｍｒを検査画像上に表示するようにする。そして、ユーザーは、ディスプレイ１８に表示された検査画像を確認しながら、チャート保持部１１２を左右方向Ｗに移動させて、計測光の照射位置を検査基準位置１０８に合わせる。

図３４に示すように、検査画像において、計測光の照射位置に基づいて表示される全ての計測用マーカＭｐ、Ｍｑ、Ｍｒが検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの内部に入っている場合には、ユーザーは、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの計測用マーカＭｐ、Ｍｑ、Ｍｒが適正に表示されていると判断する。これに対して、図３５に示すように、計測用マーカＭｐが検査領域１０６ａしている一方、計測用マーカＭｑ、Ｍｒは検査領域１０６ｂ、１０６ｃに入っている場合には、ユーザーは、５ｍｍの計測用マーカＭｐは適正に表示されていないと判断する一方、１０ｍｍ、２０ｍｍの計測用マーカＭｑ、Ｍｒは適正に表示されていると判断する。

なお、計測用マーカＭｐ、Ｍｑ、Ｍｒが検査領域に入っているかどうかの確認検査については、ユーザーが目視で行う他、画像処理を用いて、自動で行うようにしてもよい。この場合、各検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを自動検出し易くするために、検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの色相を維持しつつの彩度を異ならせることが好ましい。例えば、検査領域１０６ａの彩度＞検査領域１０６ｂの彩度＞検査領域１０６ｃの彩度とすることが好ましい。

なお、テストチャート１２０については、検査対象の計測用マーカが円形の場合に、特定形状の検査領域を円形の検査領域１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃにする他に、図３６に示すように、検査対象の計測用マーカがひし形の場合には、計測用マーカの形状に合わせて、特定形状の検査領域をひし形の検査領域１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃとする。検査領域１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、それぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの計測用マーカの確認検査に用いられる。また、図３７に示すように、検査対象の計測用マーカが矩形の場合には、計測用マーカの形状に合わせて、特定形状の検査領域を矩形の検査領域１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃとする。検査領域１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃは、それぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの計測用マーカの確認検査に用いられる。

テストチャート１０２、及びテストチャート１２０については、チャート本体１０５に照射した場合の計測光の色相が、実際の被写体（食道、胃、大腸などの人体）に照射した場合の計測光の色相と同じになるように、チャート本体１０５の色相を設定することが好ましい。ここで、色相が同じとは、それぞれの色相が完全に一致する場合の他、互いの色相の違い（色相の値の差分）が一定範囲内であることも含まれる。なお、検査領域と、チャート本体１０５のうち、検査領域以外の領域は、上記の理由（被写体における計測光と同色相とするため）から、それぞれ同じ色相であるが、検査領域とそれ以外の部分を識別し易くするために、彩度が異なっている。

上記のように、チャート本体１０５の色相を設定するために、図３８に示すように、テストチャート１０２においては、ＰＳＦ（ポリサルフォン）板１０５ａの上に粘着シート１０５ｂを設け、その粘着シート１０５ｂに対して検査領域部１０６を設ける。検査領域部１０６は、レーザープリンターなどのトナーもしくはオフセット印刷インキで印刷することが好ましい。そして、検査領域部１０６をトレーシングペーパー１０５ｃで覆うようにする。ここで、ＰＳＦ板１０５ａは反射率を高くし、且つ、若干の光散乱を有するようにすることが好ましい。一方、トレーシングペーパー１０５ｃについては、食道、胃、大腸などの被写体の平均的な粘膜の反射率及び光散乱率を有することが好ましい。以上のように、テストチャート１０２を構成することで、チャート本体１０５に照射した場合の計測光の色相が、実際の被写体（食道、胃、大腸などの人体）に照射した場合の計測光の色相と同じになるようになる。したがって、テストチャート１０２に計測光を照射した場合であっても、テストチャート１０２の反射率等が被写体の反射率等と同じであるため、プロセッサ装置１６の照射位置検出部５８は、計測光（スポット光）を確実に検出することができる。

なお、計測光としてスポット光を用いる場合には、検査基準位置をスポット光に対応させたスポット光用のテストチャート１０２、及びテストチャート１２０（図２６、図３３参照）を用いているが、計測光としてライン状の計測光を用いる場合には、図３９に示すように、検査基準位置１２８をライン状の計測光に対応させたライン用のテストチャート１３０を用いて、計測用マーカの確認検査を行うことが好ましい。また、計測光としてパターン状の計測光を用いる場合には、図４０に示すように、検査基準位置１３２を格子状の計測光に対応させた格子パターン用のテストチャート１３４を用いて、計測用マーカの確認検査を行うことが好ましく、別の形態ではパターン状の計測光から生成されたマーカの形状（設計目的によって任意）に従い、その許容誤差範囲を持たせたテストチャートを使用する方法も選択可能である。すなわち、パターン状の計測光から、水平線状もしくは略楕円のマーカを生成表示することが可能であれば、本実施形態のテストチャート１０２を準用することができる。

次に、キャリブレーションモードの一連の流れについて、図４１のフローチャートに沿って説明する。検査システム１００において、テストチャート１０２をチャート保持部１１２に載置し、内視鏡の先端部１２ｄとテストチャート１０２を対向した状態で、内視鏡１２を内視鏡保持部１１０に取り付ける。そして、モード切替スイッチ１３ａの操作により、キャリブレーションに切り替える。これにより、内視鏡１２から計測光がテストチャート１０２に向けて照射される。

内視鏡１２は、計測光が照射されたチャート本体１０５を撮像することにより、検査画像を得る。検査画像はディスプレイ１８に表示される。検査画像においては、計測光の照射位置に合わせて表示される計測用マーカが表示されている。ユーザーは、検査画像を確認して、計測光の照射位置が検査基準位置１０８に一致するように、移動量調整部１１４を操作して、計測光の出射位置とチャート本体１０５との距離、又は、チャート本体１０５における計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させる。そして、照明光の照射位置が検査基準位置に一致した場合に、ユーザーは、計測用マーカが適正に表示されているか否かの確認検査を行う。

テストチャート１０２を用いる場合の確認検査については、まず、５ｍｍの計測用マーカＭｐが検査領域１０６ａに入るように、移動量調整部１１４を操作してチャート本体１０５を上下方向Ｖ又は左右方向Ｗに移動させる。そして、計測光の照射位置が検査基準位置１０８に合わさった場合に、検査画像において、計測用マーカＭｐが検査領域１０６ａの内部に入っている場合には、計測用マーカＭｐが適正に表示されていると判断する。計測用マーカＭｐが検査領域１０６ａの内部に入っていない場合には、計測用マーカＭｐが適正に表示されていないと判断する。

次に、１０ｍｍの計測用マーカＭｑが検査領域１０６ｂに入るように、チャート本体１０５を上下方向Ｖ又は左右方向Ｗに移動させる。そして、計測光の照射位置が検査基準位置１０８に合わさった場合に、５ｍｍの計測用マーカＭｐの場合と同様に、検査画像において、計測用マーカＭｑが検査領域１０６ａの内部に入っているかどうかを判断する。次に、検査用マーカＭｑに関する確認検査が完了した後は、２０ｍｍの計測用マーカＭｒが検査領域１０６ｃに入るように、チャート本体１０５を上下方向Ｖ又は左右方向Ｗに移動させる。そして、計測光の照射位置が検査基準位置１０８に合わさった場合に、５ｍｍの計測用マーカＭｐの場合と同様に、検査画像において、計測用マーカＭｒが検査領域１０６ｃの内部に入っているかどうかを判断する。以上により、特定距離でのテストチャート１０２を用いた場合の確認検査が完了する。ここまでの流れを、予め設定した１つもしくは複数の内視鏡－チャート間距離にて繰り返し実施し、判定基準によって製品としての合否を判断することができる。

上記実施形態において、受信部３８、信号処理部３９、表示制御部４０、システム制御部４１、静止画保存部４２、第１信号処理部５０、第２信号処理部５２、モード制御部５６、照射位置検出部５８、マーカ用テーブル６２といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。また、記憶部のハードウェア的な構造はＨＤＤ（hard disc drive）やＳＳＤ（solid state drive）等の記憶装置である。

なお、計測光と計測光の照射に関しては、以下であることが好ましい。計測光はスポット光であることが好ましい。計測光はライン状の計測光であることが好ましい。計測光は格子状パターンの計測光であることが好ましい。計測光は３次元平面光であることが好ましい。計測光を間欠的に被写体に照射することが好ましい。計測光は縞状パターン光であることが好ましい。位相又は周期が異なる複数の縞状パターン光を切り替えて被写体に照射することが好ましい。

１０ 内視鏡システム
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１３ａ モード切替スイッチ
１３ｂ フリーズスイッチ
１３ｃ ズーム操作部
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ ディスプレイ
２０ ユーザーインターフェース
２１ 撮像光学系
２１ａ 対物レンズ
２１ｂ ズームレンズ
２２ 照明光学系
２２ａ 照明レンズ
２３ ビーム光出射部
２３ａ 光源
２３ｂ ＤＯＥ
２３ｃ プリズム
２３ｄ 出射部
２４ 開口
２５ 送気送水ノズル
２６ 光源部
２７ 光源制御部
２８ ライトガイド
２９ コネクタ
３２ 撮像素子
３３ 撮像制御部
３４ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
３５ Ａ／Ｄ変換器
３６ 通信Ｉ／Ｆ
３７ 通信Ｉ／Ｆ
３８ 受信部
３９ 信号処理部
４０ 表示制御部
４１ システム制御部
４２ 静止画保存部
５０ 第１信号処理部
５２ 第２信号処理部
５６ モード制御部
５８ 照射位置検出部
６２ マーカ用テーブル
８０ 交差ライン
８２ 目盛り
１００ 検査システム
１０１ａ 実線
１０１ｂ 点線
１０２ テストチャート
１０３ チャート識別子
１０４ 移動機構部
１０５ チャート本体
１０５ａ ＰＳＦ板
１０５ｂ 粘着シート
１０５ｃ トレーシングペーパー
１０６ 検査領域部
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ 検査領域
１０８ 検査基準位置
１０８ａ 線
１０９ 基台
１１０ 内視鏡保持部
１１１ 確認検査補助部
１１２ チャート保持部
１１４ 移動量調整部
１２０ テストチャート
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ 検査領域
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ 検査領域
１２８ 検査基準位置
１３０ テストチャート
１３２ 検査基準位置
１３４ テストチャート
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 十字型のマーカ
ｔｍ１、ｔｍ２、ｔｍ３、ｔｍ４、ｔｍ５ 腫瘍
ＳＰ スポット
ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５ スポット
Ｍ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ４Ｃ、Ｍ５Ａ、Ｍ５Ｂ、Ｍ５Ｃ 同心円状のマーカ
Ｍ６Ａ、Ｍ６Ｂ、Ｍ６Ｃ 歪曲同心円状のマーカ
Ｐ ポリープ

Claims (23)

1. 被写体のサイズを計測するための計測用マーカに関する検査に用いられるテストチャートにおいて、
   特定形状の検査領域を有する検査領域部と、検査基準位置とが設けられたチャート本体を有し、
   前記検査領域部は、
   計測光が照射された前記チャート本体を内視鏡で撮像して得られる検査画像において、前記計測光の照射位置を前記検査基準位置に合わせた場合に、前記照射位置に基づいて前記検査画像に表示される前記計測用マーカが前記検査領域に入っているかどうかの確認検査に用いられるテストチャート。
2. 前記チャート本体には、前記計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、
   各検査領域の確認検査は、前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離を変化させて複数に分けて行われる請求項１記載のテストチャート。
3. 前記チャート本体は、前記確認検査を補助するための確認検査補助部を有する請求項２記載のテストチャート。
4. 前記特定形状は円形であり、
   前記複数の検査領域は、前記検査基準位置を中心として、同心状に設けられており、
   前記確認検査補助部は、前記検査基準位置から放射状に延び、且つ、前記検査領域と交差する複数の放射状ラインである請求項３記載のテストチャート。
5. 前記放射状ラインの角度間隔は、等角度間隔である請求項４記載のテストチャート。
6. 前記放射状ラインは線対称である請求項４記載のテストチャート。
7. 前記テストチャートには、前記計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、
   各検査領域の確認検査は、前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離を一定に保持して、１回で行われる請求項１記載のテストチャート。
8. 前記特定形状は円形であり、
   前記複数の検査領域は、各検査領域の特定の１点を、前記検査基準位置として共有している請求項７記載のテストチャート。
9. 前記複数の検査領域は互いに彩度が異なっている請求項７または８記載のテストチャート。
10. 前記チャート本体に照射した場合の前記計測光の色相は、前記被写体に照射した場合の前記計測光の色相と同じである請求項１ないし９いずれか１項記載のテストチャート。
11. 前記検査領域と前記チャート本体のうち前記検査領域以外の領域は、それぞれ同じ色相である請求項１ないし１０いずれか１項記載のテストチャート。
12. 前記検査領域の幅は、前記計測用マーカのサイズに対応する誤差範囲を有する請求項１ないし１１いずれか１項記載のテストチャート。
13. 前記検査領域の幅は、前記計測用マーカのサイズが大きくなる程、大きくなる請求項１２記載のテストチャート。
14. 前記チャート本体の種類を識別可能なチャート識別子を有する請求項１ないし１３いずれか１項記載のテストチャート。
15. 検査基準位置が設けられたチャート本体を有するテストチャートと、
    内視鏡からの計測光が照射された前記チャート本体を前記内視鏡で撮像して得られる検査画像を表示するディスプレイと、
    前記内視鏡の先端部と前記テストチャートと対向した状態で前記内視鏡を保持し、且つ、前記テストチャートを移動可能に保持する移動機構部と、
    を備え、
    前記移動機構部は、前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離、又は、前記チャート本体における前記計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させることにより、前記検査画像において、前記計測光の照射位置を前記検査基準位置に合わせる検査システム。
16. 前記チャート本体は、特定形状の検査領域を有する検査領域部を有し、
    前記検査領域部は、
    前記計測光が照射された前記チャート本体を前記内視鏡で撮像して得られる検査画像において、前記計測光の照射位置を前記検査基準位置に合わせた場合に、前記照射位置に基づいて前記検査画像に表示される計測用マーカが前記検査領域に入っているかどうかの確認検査に用いられる請求項１５記載の検査システム。
17. 前記テストチャートには、前記計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、
    前記移動機構部は、各検査領域の確認検査毎に、前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離を変化させ、
    前記ディスプレイは、前記距離を変化させる毎に、前記距離に対応する計測用マーカを表示することにより、各検査領域の確認検査を複数に分けて行う請求項１６記載の検査システム。
18. 前記テストチャートには、前記計測用マーカのサイズに対応する複数の検査領域が設けられており、
    前記移動機構部は、前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離を一定に保持し、
    前記ディスプレイは、前記複数の検査領域に対応する全ての計測用マーカを表示することにより、全ての検査領域の確認検査を１回で行う請求項１６記載の検査システム。
19. 前記計測光はスポット光である請求項１５ないし１８いずれか１項記載の検査システム。
20. 前記計測光はライン状の計測光である請求項１５ないし１８いずれか１項記載の検査システム。
21. 前記計測光はパターン状の計測光である請求項１５ないし１８いずれか１項記載の検査システム。
22. 前記計測光は３次元平面光である請求項１５ないし１８いずれか１項記載の検査システム。
23. 特定形状の検査領域を有する検査領域部、及び検査基準位置が設けられたチャート本体を有するテストチャートを用いて、被写体のサイズを計測するための計測用マーカに関する検査を行う検査方法において、
    内視鏡からの計測光が照射された前記チャート本体を前記内視鏡で撮像して検査画像を得るステップと、
    前記検査画像をディスプレイに表示するステップと、
    前記計測光の出射位置と前記チャート本体との距離、又は、前記チャート本体における前記計測光の照射位置の少なくともいずれかを変化させることにより、前記検査画像において、前記計測光の照射位置を前記検査基準位置に合わせるステップと、
    前記検査画像において、前記計測光の照射位置を前記検査基準位置に合わせた場合に、前記照射位置に基づいて前記検査画像に表示される前記計測用マーカが前記検査領域に入っているかどうかの確認検査を行うステップとを有する検査方法。

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