特許 6373452 距離計測機能付き内視鏡および距離計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6373452

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】距離計測機能付き内視鏡および距離計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/06 20060101AFI20180806BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20180806BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20180806BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   G01C3/06 120S

   A61B1/00 553

   A61B1/00 730

   G02B23/24 B

   G01B11/00 G

【請求項の数】15

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-103518(P2017-103518)

(22)【出願日】2017年5月25日

(65)【公開番号】特開2018-4624(P2018-4624A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2017年5月26日

(31)【優先権主張番号】105120513

(32)【優先日】2016年6月29日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】510195490

【氏名又は名称】醫電鼎▲衆▼股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(72)【発明者】

【氏名】▲セン▼志俊

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０００２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−０７９１０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２００５／０９８４７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ３／００−３／３２

Ａ６１Ｂ １／００

Ｇ０１Ｂ １１／００

Ｇ０２Ｂ ２３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チューブによって連結された内視鏡本体および観察機構を備え、
前記観察機構は、管状基部、単波長光源、回折格子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇ）、撮像機構および遮光板を有し、
前記管状基部は、先端に開口部を有し、
前記単波長光源は、前記管状基部の内部に配置され、波長が一定した光線を前記開口部から放出し、
前記回折格子は、前記管状基部の内部かつ前記単波長光源と前記開口部との間に配置され、複数のスリットを有し、単波長光は前記回折格子の前記スリットを通って回折し、前記開口部から観察対象に当たり、０次光点、０次光点の両側に位置する＋１次光点および−１次光点を生じ、前記単波長光源から前記０次光点とその両側に隣接する光点の間へのベクトルの角度は一定した波長および前記回折格子の前記スリットの幅に基づいて算出され、
前記撮像機構は、前記管状基部の内部に配置され、画像センサーおよびレンズ拡大率を有するレンズを有し、前記撮像機構は前記開口部から前方を撮像し、画像を生成し、撮像範囲が前記０次光点、前記＋１次光点および前記−１次光点を含み、
前記遮光板は、前記管状基部の内部に配置され、前記単波長光源および前記回折格子の組み合せから前記撮像機構を隔離するため、前記単波長光源から放出された単波長光を前記管状基部の内部の前記撮像機構に反射や屈折させることはなく、
前記内視鏡本体は、内部に標準光点画素数が記録してある計算機構を有し、前記計算機構は第一演算論理、第二演算論理および第三演算論理に基づいて構築され、
前記第一演算論理は、前記レンズ拡大率、前記画像上の任一の光点の画素数および前記標準光点画素数に基づいて計算し、距離拡大率を算出し、
前記第二演算論理は、前記距離拡大率に基づいて前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を計算し、前記観察対象に当たった二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出し、
前記第三演算論理は、前記観察対象に当たった二つの隣り合う前記光点の間の距離および前記ベクトルの角度に基づいて前記回折格子と前記０次光点との間の距離を算出することを特徴とする、
距離計測機能付き内視鏡。

【請求項2】

さらにサブレンズを備え、前記サブレンズは、前記単波長光源と前記回折格子との間に配置され、前記単波長光源から放出された前記単波長光は、前記サブレンズを透過して前記回折格子に当たり、前記サブレンズによって拡散せず直線状に維持されることを特徴とする請求項１に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項3】

前記第一演算論理は数１によって前記距離拡大率を算出することであり、

【数1】

前記数１において、ｍは前記レンズ拡大率であり、△Ｐ（Ｘ）は前記画像上の任一の光点の画素数であり、Ｐは前記標準光点画素数であり、Ｍは前記距離拡大率であり、前記レンズ拡大率および前記標準光点画素数が固定値である場合、前記画像上の任一の光点の画素数が変わると前記距離拡大率も変わることを特徴とする請求項１に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項4】

前記第二演算論理は数２によって前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出することであり、

【数2】

前記数２において、△Ｘ’は前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離であり、△Ｘは前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離であり、前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出すれば、前記距離拡大率に基づいて前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を計算することができることを特徴とする請求項３に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項5】

前記第三演算論理は数３によって前記回折格子と前記０次光点との間の距離を算出することであり、

【数3】

前記数３において、θは前記ベクトルの角度であり、Ｄは前記回折格子と前記０次光点との間の距離であることを特徴とする請求項４に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項6】

前記計算機構はさらに第四演算論理を有し、前記第四演算論理は前記０次光点および前記１次光点の間の距離と前記０次光点および前記ー１次光点の間の距離との差に基づいて、前記０次光点を生じさせる前記単波長光の方向に垂直の面と前記観察対象の表面との間の傾斜角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項7】

前記第四演算論理は数４によって前記傾斜角度を算出することであり、

【数4】

前記数４において、ｄ１は前記０次光点および前記１次光点の間の距離であり、ｄ２は前記０次光点および前記ー１次光点の間の距離であり、αは前記０次光点を生じさせる前記単波長光の方向に垂直の面と前記観察対象の表面との間の前記傾斜角度であることを特徴とする請求項６に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項8】

前記単波長光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または光ファイバーと発光光源の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の距離計測機能付き内視鏡。

【請求項9】

ステップＡ）、ステップＢ）およびステップＣ）を含み、
前記ステップＡ）は、内視鏡のチューブの前端に位置する観察機構内の単波長光源によって波長が一定した光線を放出し、放出した前記光線を回折格子から観察対象に照射し、前記観察対象の表面に０次光点、前記０次光点の両側に位置する＋１次光点および−１次光点を生じさせ、前記単波長光源から前記０次光点とその両側に隣接する光点の間へのベクトルの角度は一定した波長および前記回折格子のスリットの幅に基づいて算出され、
前記ステップＢ）は、前記内視鏡の撮像機構によって前記観察対象を撮像し、前記０次光点、前記＋１次光点および前記−１次光点を含む画像を撮り、
前記ステップＣ）は、前記内視鏡本体の計算機構によって前記画像中の前記０次光点、前記＋１次光点および前記−１次光点の画素数を計算し、続いて前記計算機構の標準光点画素数を参考にし、第一演算論理および前記撮像機構のレンズ拡大率によって距離拡大率を算出し、続いて第二演算論理によって前記距離拡大率を参考に前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を計算し、前記観察対象に当たった二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出し、続いて第三演算論理によって前記観察対象に当たった二つの隣り合う前記光点の間の距離および前記ベクトルの角度を参考に前記回折格子と前記０次光点との間の距離を算出することを特徴とする、
内視鏡の距離計測方法。

【請求項10】

前記第一演算論理は数１によって前記距離拡大率を算出することであり、

【数1】

前記数１において、ｍは前記レンズ拡大率であり、△Ｐ（Ｘ）は前記画像上の任一の光点の画素数であり、Ｐは前記標準光点画素数であり、Ｍは前記距離拡大率であり、前記レンズ拡大率および前記標準光点画素数が固定値である場合、前記画像上の任一の光点の画素数が変わると前記距離拡大率も変わることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡の距離計測方法。

【請求項11】

前記第二演算論理は数２によって前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出することであり、

【数2】

前記数２において、△Ｘ’は前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離であり、△Ｘは前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離であり、前記画像上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を算出すれば、前記距離拡大率に基づいて前記観察対象上の二つの隣り合う前記光点の間の距離を計算することができることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡の距離計測方法。

【請求項12】

前記第三演算論理は数３によって前記回折格子と前記０次光点との間の距離を算出することであり、

【数3】

前記数３において、θは前記ベクトルの角度であり、Ｄは前記回折格子と前記０次光点との間の距離であることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡の距離計測方法。

【請求項13】

前記計算機構はさらに第四演算論理を有し、前記第四演算論理は前記０次光点および前記１次光点の間の距離と前記０次光点および前記ー１次光点の間の距離との差に基づいて、前記０次光点を生じさせる前記単波長光の方向に垂直の面と前記観察対象の表面との間の傾斜角度を算出することを特徴とする請求項９に記載の内視鏡の距離計測方法。

【請求項14】

前記第四演算論理は数４によって前記傾斜角度を算出することであり、

【数4】

前記数４において、ｄ１は前記０次光点および前記１次光点の間の距離であり、ｄ２は前記０次光点および前記ー１次光点の間の距離であり、αは前記０次光点を生じさせる前記単波長光の方向に垂直の面と前記観察対象の表面との間の前記傾斜角度であることを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡の距離計測方法。

【請求項15】

前記単波長光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または光ファイバーと発光光源の組み合わせであることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡の距離計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内視鏡の距離計測技術に関し、詳しくは光干渉技術による距離計測機能付き内視鏡および距離計測方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の内視鏡の距離計測方法において、特許文献１は可動関節（ｍｏｖａｂｌｅ ｊｏｉｎｔ）および視軸（ｖｉｓｕａｌ ａｘｉｓ）に基づいて距離計測を行う技術である。該技術は構造に連結された関節が可動性であるため、コントロール方式および計測方式が比較的複雑である。

【0003】

特許文献２は観察対象の表面に測光（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）を照射してパターンを形成し、パターンの形を画像化し、形の大きさを計算することによって内視鏡と観察対象との間の距離および角度を求める技術である。

【0004】

それに対し、本出願は先行技術と異なり、内視鏡で光干渉／回折方式によって距離計測を行う技術である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】ＷＯ２０１５／０９８３５３Ａ１号公報

【特許文献2】ＵＳ２０１０／０３２４３６６Ａ１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、先行技術と異なり、光干渉／回折方式で距離を計測する技術による距離計測機能を有する内視鏡を提供することを主な目的とする。

【0007】

本発明は、先行技術と異なり、光干渉／回折方式で距離を計測する内視鏡の距離計測方法を提供することをもう一つの目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するため、距離計測機能付き内視鏡は内視鏡本体および観察機構を備える。内視鏡本体はチューブによって観察機構に連結される。観察機構は管状基部、単波長光源、回折格子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇ）、撮像機構および遮光板を有する。管状基部は先端に開口部を有する。単波長光源は管状基部の内部に配置され、波長が一定した光線を開口部から放出する。

【0009】

回折格子は、管状基部の内部かつ単波長光源と開口部との間に配置され、複数のスリットを有する。単波長光は回折格子のスリットを通って回折し、開口部から測定対象に当たり、０次光点、０次光点の両側に位置する＋１次光点および−１次光点を生じる。単波長光源から０次光点とその両側に隣接する光点の間へのベクトルの角度は一定した波長および回折格子のスリットの幅に基づいて算出される。撮像機構は管状基部の内部に配置され、開口部から前方を撮像し、画像を生成し、撮像範囲が０次光点、＋１次光点および−１次光点を含む。撮像機構は画像センサーおよびレンズを有する。レンズはレンズ拡大率を有する。遮光板は管状基部の内部に配置され、単波長光源および回折格子の組合せから撮像機構を隔離するため、単波長光源から放出された単波長光を管状基部の内部の撮像機構に反射や屈折させることはない。内視鏡本体は内部に標準光点画素数が記録してある計算機構を有する。計算機構は下記の三つの演算論理に基づいて構築される。第一演算論理はレンズ拡大率、画像上の任一の光点の画素数および標準光点画素数に基づいて計算し、距離拡大率を算出する。第二演算論理は距離拡大率に基づいて画像上の二つの隣り合う光点の間の距離を計算し、観察対象に当たった二つの隣り合う光点の間の距離を算出する。第三演算論理は観察対象に当たった二つの隣り合う光点の間の距離およびベクトルの角度に基づいて回折格子と０次光点との間の距離を算出する。

【0010】

上述したとおり、本発明は光干渉／回折技術に基づいて光回折によって生じた光点を観測し、観察対象の距離を算出することであるため、先行技術とは異なる。

【0011】

上述した課題を解決するため、内視鏡の距離計測方法は次のステップを含む。ステップＡ）は内視鏡のチューブの前端に位置する観察機構内の単波長光源によって波長が一定した光線を放出し、放出した光線を回折格子から観察対象に照射し、観察対象の表面に０次光点、０次光点の両側に位置する＋１次光点および−１次光点を生じさせる。単波長光源から０次光点とその両側に隣接する光点の間へのベクトルの角度は一定した波長および回折格子のスリットの幅に基づいて算出される。ステップＢ）は内視鏡の撮像機構によって観察対象を撮像し、０次光点、＋１次光点および−１次光点を含む画像を取る。ステップＣ）は内視鏡本体の計算機構によって画像中の０次光点、＋１次光点および−１次光点の画素数を計算する。続いて計算機構の標準光点画素数を参考にし、第一演算論理および撮像機構のレンズ拡大率によって距離拡大率を算出する。続いて第二演算論理によって距離拡大率を参考に画像上の二つの隣り合う光点の間の距離を計算し、観察対象に当たった二つの隣り合う光点の間の距離を算出する。続いて第三演算論理によって観察対象に当たった二つの隣り合う光点の間の距離およびベクトルの角度を参考に回折格子と０次光点との間の距離を算出する。

【0012】

上述したとおり、本発明による内視鏡の距離計測方法は光干渉／回折技術に基づいて光回折によって生じた光点を観測し、観察対象の距離を算出することであるため、先行技術とは異なる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡を示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡の観察機構の内部状態を示す断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡の回折格子を示す模式図である。

【図4】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡の回路を示す模式図である。

【図5】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡の作動を示す模式図である。

【図6】本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡の作動を示す模式図である。

【図7】本発明の第２実施形態による距離計測機能付き内視鏡の観察機構の内部状態を示す断面図である。

【図8】本発明の第２実施形態による距離計測機能付き内視鏡の回路を示す模式図である。

【図9】本発明の第２実施形態による距離計測機能付き内視鏡の作動を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明による距離計測機能付き内視鏡および距離計測方法を図面に基づいて説明する。

【0015】

（第１実施形態）
図１から図６に示すように、本発明の第１実施形態による距離計測機能付き内視鏡１０は内視鏡本体１１、チューブ２１および観察機構３１から構成される。

【0016】

内視鏡本体１１は、チューブ２１によって観察機構３１に連結される。観察機構３１は管状基部３２、単波長光源３４、回折格子（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇ）３６、撮像機構３８および遮光板３９を有する。

【0017】

管状基部３２は、先端に開口部３３を有する。

【0018】

単波長光源３４は、管状基部３２の内部に配置され、波長λが一定した光線を開口部３３から放出する。単波長光源３４はレーザー光源、赤外線光源、紫外線光源または特定の波長の可視光源であるが、これに限らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）または光ファイバーと発光光源の組み合わせを採用してもよい。
発光ダイオードが単波長光源３４になる場合、発光ダイオードは直接観察機構３１の管状基部３２に配置される。光ファイバーと発光光源の組み合わせが単波長光源３４になる場合、発光光源は内視鏡本体１１に配置される。光ファイバーは内視鏡本体１１に配置され、先端がチューブ２１を通って観察機構３１の管状基部３２内に据えられる。発光光源から放出された光線を光ファイバーによって誘導する技術は従来の技術であるため、配置方法についての説明および図面を省略する。

【0019】

回折格子３６は、管状基部３２の内部かつ単波長光源３４と開口部３３との間に配置され、複数のスリット３６１を有する。単波長光は回折格子３６のスリット３６１を通って回折し、開口部３３から測定対象９９に当たり、０次光点Ｌ０、０次光点Ｌ０の両側に位置する＋１次光点Ｌ１および−１次光点Ｌ−１を生じる。
単波長光源３４から０次光点Ｌ０とその両側に隣接する光点Ｌ１、Ｌ−１の間へのベクトルの角度θは一定した波長λおよび回折格子３６のスリット３６１の幅ｓに基づいて算出される。ベクトルの角度θ、回折格子３６のスリット３６１の幅ｓおよび単波長光の波長λの関係式はｓｓｉｎθ＝λである。一方、実際の回折格子３のスリット３６１は図面に表示し切れないほど密集する。説明の便をはかるため、図中の回折格子３６のスリット３６１は実際の比によって作成されてない。

【0020】

撮像機構３８は、管状基部３２の内部に配置され、開口部３３から前方を撮像し、画像Ｉを生成し、撮像範囲が０次光点Ｌ０、＋１次光点Ｌ１および−１次光点Ｌ−１を含む。撮像機構３８は画像センサー３８１およびレンズ３８２を有する。レンズ３８２はレンズ拡大率ｍを有する。

【0021】

遮光板３９は、管状基部３２の内部に配置され、単波長光源３４および回折格子３６の組合せから撮像機構３８を隔離するため、単波長光源３４から放出された単波長光を管状基部３２の内部の撮像機構３８に反射や屈折させることはない。

【0022】

内視鏡本体１１は、内部に標準光点画素数Ｐが記録してある計算機構１２を有する。計算機構１２は下記の三つの演算論理１２１、１２２、１２３に基づいて構築される。第一演算論理１２１はレンズ拡大率ｍ、画像Ｉ上の任一の光点の画素数△Ｐ（Ｘ）および標準光点画素数Ｐに基づいて計算し、距離拡大率Ｍを算出する。第二演算論理１２２は距離拡大率Ｍに基づいて画像Ｉ上の二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘ’を計算し、観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘを算出する。第三演算論理１２３は観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘおよびベクトルの角度θに基づいて回折格子３６と０次光点Ｌ０との間の距離Ｄを算出する。
内視鏡によって観察対象９９を観察する際、観察距離は非常に短く、２０センチ以内が一般的であるため、観察距離内に内視鏡の観察機構３１を移動させても単波長光が観察対象９９に当たって生じた光点の大きさはあまり変わらない。従って製作業者は標準条件（例えば所定の距離）を設定し、かつ標準条件を設定したうえで撮像する際の単波長光点の画素数を標準光点画素数Ｐと定義することができる。

【0023】

【数1】

【0024】

数１において、ｍはレンズ拡大率である。△Ｐ（Ｘ）は画像Ｉ上の任一の光点の画素数である。Ｐは標準光点画素数である。Ｍは距離拡大率である。第一演算論理１２１は数１によって距離拡大率Ｍを算出する。

【0025】

レンズ拡大率ｍおよび標準光点画素数Ｐが固定値である場合、画像Ｉ上の任一の光点の画素数△Ｐ（Ｘ）が変わると距離拡大率Ｍも変わる。

【0026】

【数2】

【0027】

数２において、△Ｘ’は画像Ｉ上の二つの隣り合う光点の間の距離である。△Ｘは観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離である。第二演算論理１２２は数２によって観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘを算出する。

【0028】

画像Ｉ上の二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘ’を算出すれば、距離拡大率Ｍに基づいて観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘを計算することができる。

【0029】

【数3】

【0030】

数３において、θはベクトルの角度である。Ｄは回折格子３６と０次光点Ｌ０との間の距離である。第三演算論理１２３は数３によって回折格子３６と０次光点Ｌ０との間の距離Ｄを算出する。

【0031】

回折格子３６を観察機構３１と見なせばＤが観察機構３１と観察対象９９との間の距離になる。

【0032】

以上は本発明の第１実施形態の構築についての説明である。続いて、第１実施形態の構築に基づいて内視鏡の距離計測方法を説明する。

【0033】

図１から図６に示すように、本発明による内視鏡の距離計測方法は、下記のステップを含む。

【0034】

ステップＡ）は、内視鏡のチューブ２１の前端に位置する観察機構３１内の単波長光源３４によって波長λが一定した光線を放出し、放出した光線を回折格子３６から観察対象９９に照射し、観察対象９９の表面に０次光点Ｌ０、０次光点Ｌ０の両側に位置する＋１次光点Ｌ１および−１次光点Ｌ−１を生じさせる。単波長光源３４から０次光点Ｌ０とその両側に隣接する光点Ｌ１、Ｌ−１の間へのベクトルの角度θは一定した波長λおよび回折格子３６のスリット３６１の幅ｓに基づいて算出される。

【0035】

ステップＢ）は、内視鏡の撮像機構３８によって観察対象９９を撮像し、０次光点Ｌ０、＋１次光点Ｌ１および−１次光点Ｌ−１を含む画像Ｉを撮る。

【0036】

ステップＣ）は、内視鏡本体１１の計算機構１２によって画像Ｉ中の０次光点Ｌ０、＋１次光点Ｌ１および−１次光点Ｌ−１の画素数を計算する。続いて計算機構１２の標準光点画素数Ｐを参考にし、第一演算論理１２１および撮像機構３８のレンズ拡大率ｍによって距離拡大率Ｍを算出する。続いて第二演算論理１２２によって距離拡大率Ｍを参考に画像Ｉ上の二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘ’を計算し、観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘを算出する。続いて第三演算論理１２３によって観察対象９９に当たった二つの隣り合う光点の間の距離△Ｘおよびベクトルの角度θを参考に回折格子３６と０次光点Ｌ０との間の距離Ｄを算出する。第一演算論理１２１、第二演算論理１２２および第三演算論理１２３は上述した記載のとおりである。

【0037】

上述したとおり、本発明は光干渉／回折方式で距離を計測する技術に基づいて内視鏡の観察機構３１と観察対象９９との間の距離を算出するため、先行技術とは異なる。

【0038】

（第２実施形態）
図７から図９に示したのは本発明の第２実施形態である。第１実施形態との違いは下記のとおりである。

【0039】

第２実施形態はさらにサブレンズ４２’を備える。計算機構１２’はさらに第四演算論理１２４’を含む。

【0040】

サブレンズ４２’は単波長光源３４’と回折格子３６’との間に配置される。単波長光源３４’から放出された単波長光はサブレンズ４２’を透過して回折格子３６‘に当たる。サブレンズ４２’は単波長光の形を調整し、単波長光を拡散させないように平行に維持する。

【0041】

第四演算論理１２４’は、０次光点Ｌ０および１次光点Ｌ１の間の距離ｄ１と０次光点Ｌ０およびー１次光点Ｌ―１の間の距離ｄ２との差に基づいて、０次光点Ｌ０を生じさせる単波長光の方向に垂直の面と観察対象９９の表面との間の傾斜角度αを算出する。

【0042】

【数4】

【0043】

数４において、ｄ１は０次光点Ｌ０および１次光点Ｌ１の間の距離である。ｄ２は０次光点Ｌ０およびー１次光点Ｌ―１の間の距離である。αは０次光点Ｌ０を生じさせる単波長光の方向に垂直の面と観察対象９９の表面との間の傾斜角度である。第四演算論理１２４’は数４によって０次光点Ｌ０を生じさせる単波長光の方向に垂直の面と観察対象９９の表面との間の傾斜角度αを算出する。

【0044】

傾斜角度αを算出すれば、観察対象９９の表面が観察方向に垂直せず傾斜するか否かを判断することができる。

【0045】

第一演算論理１２１’、第二演算論理１２２’および第三演算論理１２３’を行う際、観察対象９９の表面は傾斜するため、画像Ｉ中の０次光点Ｌ０および１次光点Ｌ１の間の距離ｄ１と０次光点Ｌ０およびー１次光点Ｌ―１の間の距離ｄ２とを平均し、二つの隣り合う光点の間の距離を算出すれば、演算を行い、回折格子３６’と０次光点Ｌ０との間の距離Ｄを計算することができる。

【0046】

第２実施形態のほかの構造および達成できる効果は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

【符号の説明】

【0047】

１０ 距離計測機能付き内視鏡
１１ 内視鏡本体
１２ 計算機構
１２１ 第一演算論理
１２２ 第二演算論理
１２３ 第三演算論理
２１ チューブ
３１ 観察機構
３２ 管状基部
３３ 開口部
３４ 単波長光源
３６ 回折格子
３６１ スリット
３８ 撮像機構
３８１ 画像センサー
３８２ レンズ
３９ 遮光板
９９ 観察対象
Ｄ 回折格子と０次光点との間の距離
Ｉ 画像
Ｌ０ ０次光点
Ｌ１ １次光点
Ｌ−１ −１次光点
ｓ スリットの幅
θ ベクトルの角度
△Ｘ 観察対象上の二つの隣り合う光点の間の距離
△Ｘ’ 画像上の二つの隣り合う光点の間の距離
１０’ 距離計測機能付き内視鏡
１２’ 計算機構
１２１’ 第一演算論理
１２２’ 第二演算論理
１２３’ 第三演算論理
１２４’ 第四演算論理
３４’ 単波長光源
３６’ 回折格子
４２’ サブレンズ
ｄ１ ０次光点および１次光点の間の距離
ｄ２ ０次光点およびー１次光点の間の距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】