(57)【要約】【課題】マスタスレーブシステムにおいて、二対のマスタ部及びスレーブ部が備えられる場合、操作倍率の変化に伴い、各対のマスタ部及びスレーブ部をより適切に制御することを可能にする。【解決手段】スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、制御装置が提供される。【選択図】図１０
2020163522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、
制御装置。
【請求項２】
二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部における前記スレーブ部の操作領域は略同一である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記操作オフセットを適用することで第２の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の少なくともいずれか一方の指定位置を変更する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことを検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に、前記操作倍率を縮小する縮小制御を行う、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことが検出されている間、前記縮小制御を継続的に行う、
請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、前記スレーブ部の操作に用いられる画像に関する倍率である画像倍率を制御する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記操作倍率の変化率と、前記画像倍率の変化率とが略同一になるように前記操作倍率及び前記画像倍率を制御する、
請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記操作オフセットの制御に伴い、前記スレーブ部の操作に用いられる画像のオフセットを示す画像オフセットをさらに制御する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記マスタ部の可動域に対応する前記スレーブ部の操作領域の移動方向及び移動量と、前記画像に係る表示範囲の移動方向及び移動量とが、略同一になるように前記操作オフセット及び前記画像オフセットを制御する、
請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
スレーブ部と、
前記スレーブ部の操作に用いられるマスタ部と、
前記スレーブ部の移動量に対する前記マスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、
マスタスレーブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置及びマスタスレーブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡外科手術等を施す際に用いられる手術システムとして、患者の体を大きく切開することなく患部へのアプローチを可能とするマスタスレーブ方式のシステム（以下、マスタスレーブシステムとも称される）が知られている。係るマスタスレーブシステムでは、医師等の術者（ユーザ）が入力インタフェースを備えたマスタ部を操作し、鉗子、攝子、あるいは内視鏡等の医療用器具を備えたスレーブ部が術者によるマスタ部の操作に応じて遠隔操作される。スレーブ部は、例えば、先端に術具が保持されるアーム装置として構成され、腹腔内において先端器具の位置又は姿勢を変化させることができる。
【０００３】
マスタスレーブシステムでは、内視鏡等により取得された患部の画像を表示する表示部（例えばディスプレイ等）が用いられ、術者は表示部に表示された当該画像を見ながらマスタ部を操作することで処置を行う（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０１７５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここでマスタスレーブシステムにおいて、二対のマスタ部及びスレーブ部が備えられる場合、スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比（以下、操作倍率とも称される）の変化に伴い、各対のマスタ部及びスレーブ部を適切に制御することができない可能性があった。例えば、二対のマスタ部及びスレーブ部におけるスレーブ部の操作領域が略同一の状態で、操作倍率が変更された場合、各対のマスタ部及びスレーブ部の少なくともいずれか一方の指定位置が変化してしまう（すなわち、各対のマスタ部及びスレーブ部の少なくともいずれか一方が移動してしまう）場合がある。これにより、上述のような外科手術に用いるマスタスレーブシステムでは患部への意図しない接触が発生する等の操作ミスが誘発され得る。
【０００６】
そこで、本開示は上記に鑑みてなされたものであり、本開示は、マスタスレーブシステムにおいて、二対のマスタ部及びスレーブ部が備えられる場合、操作倍率の変化に伴い、各対のマスタ部及びスレーブ部をより適切に制御することが可能な、新規かつ改良された制御装置及びマスタスレーブシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、制御装置が提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、スレーブ部と、前記スレーブ部の操作に用いられるマスタ部と、前記スレーブ部の移動量に対する前記マスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、マスタスレーブシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態が創作されるに至った背景を説明するための図である。
【図２】本開示の実施形態が創作されるに至った背景を説明するための図である。
【図３】本実施形態に係るマスタスレーブシステムの構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係るマスタ部の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るスレーブ部の一例を示す図である。
【図６】操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第１の対のマスタ部及びスレーブ部の制御例を説明するための図である。
【図７】操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第２の対のマスタ部及びスレーブ部の制御例を説明するための図である。
【図８】操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う画像制御例を説明するための図である。
【図９】操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小が行われる際の可動域及び操作領域を３次元的に示した図である。
【図１０】本実施形態に係る制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る制御部の処理フロー例を示すフローチャートである。
【図１２】変形例において、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第２の対のマスタ部及びスレーブ部の制御例を説明するための図である。
【図１３】本実施形態に係る制御部のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．背景
２．実施形態
２．１．システム構成例
２．２．制御部による制御例
２．３．制御部の構成例
２．４．制御部の処理フロー例
２．５．変形例
２．６．制御部のハードウェア構成例
３．むすび
【００１２】
＜１．背景＞
本開示の実施形態について説明する前に、まず、本開示の実施形態が創作されるに至った背景を説明する。
【００１３】
近年、内視鏡外科手術等において、マスタスレーブ方式の手術システムであるマスタスレーブシステムが用いられている。係るマスタスレーブシステムは、マスタ部とスレーブ部とを含む。マスタ部は、スレーブ部を操作するための構成であり、医師等の術者（以下では、ユーザとも称される）が操作するための入力インタフェースを備える。また、スレーブ部は鉗子、攝子、あるいは内視鏡等の医療用器具等を備え、マスタ部におけるユーザの操作に応じて遠隔操作される。
【００１４】
マスタスレーブシステムでは、マスタ部において入力された移動量（以下、単にマスタ部に係る移動量とも称される）とスレーブ部における医療用術具等の移動量（以下、単にスレーブ部に係る移動量とも称される）が対応するように制御され得る。例えば、スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比（すなわち、操作倍率）が一定になるように、マスタ部に係る移動量に応じてスレーブ部が制御される。
【００１５】
また、マスタ部とスレーブ部はそれぞれ制御の基準点を有しており、スレーブ部についての制御の基準点とマスタ部についての制御の基準点との差異は操作オフセットと称される。マスタ部が有する入力インタフェースの可動域（以下、単にマスタ部の可動域とも称される）と、マスタ部への操作によりスレーブ部の医療用術具等を移動させることが可能な領域（以下、操作領域とも称される）とは、操作倍率及び操作オフセットに基づいて対応付けられ得る。したがって、操作倍率が大きい程、操作領域は小さくなり、操作オフセットに応じて操作領域は移動する。
【００１６】
マスタスレーブシステムにおいて、操作倍率を動的に設定すること（すなわち、操作倍率を変更すること）が可能であってもよく、例えば操作倍率をより大きく設定することで、より細かい領域の作業を拡大して行うことが可能である。しかし、マスタ部の可動域は操作倍率によらず一定であるため、操作倍率をより大きく設定すると操作領域がより小さくなり大きな動きが困難となる恐れがあった。また、操作倍率がより大きく設定される場合、スレーブ部において大きな素早い動作を行うためには、マスタ部においてより大きく素早い操作を行う必要があり、そのような動作が困難となる恐れがあった。このため、スレーブ部において、微細な動作とスピードを要する大きな動作とを同時に行うためには、例えば操作倍率のシームレスな変更が可能であることが望ましい。
【００１７】
マスタスレーブシステムを用いる腹腔鏡手術等においては、比較的低い操作倍率、倍率レンジの狭い操作が行われる場合が多い一方で、比較的高い操作倍率、倍率レンジの広い操作が行われる脳外科手術等のような分野も存在するところ、このような分野では、操作倍率の変更を簡単に行えることは特に重要である。例えば、脳外科手術等では縫合糸を結ぶ際には比較的高い操作倍率で精密な作業を行うことが求められる一方で、結んだ縫合糸を引っ張る際にはより大きな動きをすることが求められる。また、医療用術具を変更する場合等においてはより大きく動いて一度患部から離れることが求められるほか、他の部位に接触しないよう、画像倍率を下げて周囲の状況を確認することも求められる。
【００１８】
ここで、マスタスレーブシステムにおいて二対のマスタ部及びスレーブ部が備えられる場合、操作倍率の変化に伴い、各対のマスタ部及びスレーブ部を適切に制御することができない可能性があった。例えば、二対のマスタ部及びスレーブ部におけるスレーブ部の操作領域が略同一の状態で、操作倍率が変更された場合、各対のマスタ部及びスレーブ部の少なくともいずれか一方の指定位置が変化してしまう（すなわち、各対のマスタ部及びスレーブ部の少なくともいずれか一方が移動してしまう）場合がある。以下では、図１及び図２を参照して当該事象についてより具体的に説明する。なお、本書における「マスタ部の指定位置」は、マスタ部によって定まる位置であり、例えば、ユーザがマスタ部へ入力することによって指定される（マスタ部の）位置であり得る。また、「スレーブ部の指定位置」とは、マスタ部の指定位置によって定まる位置であり、例えば、ユーザがマスタ部へ入力することによって指定される（スレーブ部の）位置であり得る。すなわち、ユーザがマスタ部を操作することによってマスタスレーブシステム上で決定されるスレーブ部の位置であり得る。また、「指定位置」は、必ずしもユーザの意思によって指定される位置に限られない。例えば、「マスタ部の指定位置」は、単にマスタ部の位置によって定まる位置であってもよい（「スレーブ部の指定位置」についても同様である）。
【００１９】
図１には、状態Ｔ１における、二対のマスタ部及びスレーブ部のうち第１の対のマスタ部の可動域の中心ＣＭ１、第１の対のマスタ部の可動域の境界ＢＭ１、第２の対のマスタ部の可動域の中心ＣＭ２、第２の対のマスタ部の可動域の境界ＢＭ２が示されている。そして、操作倍率の変化に応じて、マスタ部の可動域に対応するスレーブ部の操作領域の大きさが変化し得る。図１に示される状態Ｔ１において、第１の対及び第２の対のマスタ部の可動域に対応する第１の対及び第２の対のスレーブ部の操作領域の境界は境界ＢＶ１であり、第１の対及び第２の対のスレーブ部の操作領域の中心が中心ＣＳである。
【００２０】
また、第１の対のマスタ部の指定位置は、境界ＢＭ１の内側である可動域を移動可能であり、状態Ｔ１においてはマスタ位置ＰＭ１として示されている。また、状態Ｔ１において、第１の対のスレーブ部の指定位置がマスタ位置ＰＭ１に応じたスレーブ位置ＰＳ１１へ移動するように第１の対のスレーブ部が制御される。図１の例では、マスタ位置ＰＭ１は境界ＢＭ１に接しており、スレーブ位置ＰＳ１１は、マスタ位置ＰＭ１に応じるように境界ＢＶ１に接している。一方、第２の対のマスタ部の指定位置は、境界ＢＭ２の内側である可動域を移動可能であり、状態Ｔ１においてはマスタ位置ＰＭ２として示されている。また、状態Ｔ１において、第２の対のスレーブ部の指定位置がマスタ位置ＰＭ２に応じたスレーブ位置ＰＳ２１へ移動するように第２の対のスレーブ部が制御される。図１の例では、マスタ位置ＰＭ２は境界ＢＭ２に接しており、スレーブ位置ＰＳ２１は、マスタ位置ＰＭ２に応じるように境界ＢＶ１に接している。
【００２１】
図２には、操作倍率が縮小された状態Ｔ２を示す図である。操作倍率が縮小されることで、第１の対及び第２の対のスレーブ部の操作領域の境界が境界ＢＶ１から境界ＢＶ２へ拡大している。この変化によって、第１の対のスレーブ部の指定位置が、スレーブ位置ＰＳ１１から、マスタ位置ＰＭ１に応じたスレーブ位置ＰＳ１２へ移動し、第２の対のスレーブ部の指定位置が、スレーブ位置ＰＳ２１から、マスタ位置ＰＭ２に応じたスレーブ位置ＰＳ２２へ移動してしまう。すなわち、操作倍率の変化により、第１の対及び第２の対のスレーブ部が動いてしまう。マスタ部が動かないにも関わらずスレーブ部が動いてしまうため、患部への意図しない接触が発生する等の操作ミスが誘発され得る。
【００２２】
なお、第１の対及び第２の対のスレーブ部の指定位置が一定にされると、第１の対及び第２の対のスレーブ部の指定位置それぞれに応じて第１の対及び第２の対のマスタ部の指定位置が移動することになる。すなわち、操作倍率の変化により、第１の対及び第２の対のマスタ部が動いてしまう。これにより、マスタ部の操作感が変化してしまう他、装置の仕様によっては操作倍率の変化中にはユーザは作業を中断せざるを得なくなる。
【００２３】
そこで、本件の創作者は、上記事情を一着眼点にして本開示に係る実施形態を創作するに至った。本実施形態に係る制御装置は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部及びスレーブ部のうち第１の対のマスタ部及びスレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対のマスタ部及びスレーブ部についての操作オフセットを制御する。これにより本実施形態に係る制御装置は、操作倍率の変化中においても第１の対のマスタ部及びスレーブ部を静止させつつ、第２の対のマスタ部及びスレーブ部を静止又はコントロールすることができる。そして本実施形態に係る制御装置は、患部への意図しない接触が発生する等の操作ミスを防止することができ、操作倍率の変化中においても操作を続行することができる。以下、このような効果を有する本開示の実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
＜２．実施形態＞
（２．１．システム構成例）
上記では、本開示の実施形態の創作に至った背景を説明した。続いて、本開示の実施形態に係るマスタスレーブシステム１の構成例を説明する。
【００２５】
図３は、本開示の実施形態に係るマスタスレーブシステム１の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、マスタスレーブシステム１は、マスタ部１０Ｌと、マスタ部１０Ｒと、スレーブ部２０Ｌと、スレーブ部２０Ｒと、表示部３０と、撮像部４０と、制御部５０と、を備える。以降、マスタ部１０Ｌ及びマスタ部１０Ｒの両方を指す場合には単にマスタ部１０と称する場合がある。また、スレーブ部２０Ｌ及びスレーブ部２０Ｒの両方を指す場合には単にスレーブ部２０と称する場合がある。また、本実施形態に係るマスタスレーブシステム１は、内視鏡外科手術等に用いられる手術システムである場合を想定して説明するところ、マスタスレーブシステム１の種類は必ずしも手術システムに限定されない。なお、本実施形態に係る制御装置は、上記構成のうち少なくとも制御部５０を備えていればよい。
【００２６】
マスタ部１０は、マスタスレーブシステム１におけるマスタ側の装置である。マスタ部１０Ｌは、スレーブ部２０Ｌの操作に用いられ、マスタ部１０Ｒは、スレーブ部２０Ｒの操作に用いられ得る。例えば、マスタ部１０Ｌはユーザの左手により操作され、マスタ部１０Ｒはユーザの右手により操作されてもよい。マスタ部１０は、受動関節を含む１又は２以上の関節と、関節に接続されるリンクとを有するマニピュレータ（受動関節を含むリンク機構を有するロボット）であってよい。
【００２７】
図４は、本実施形態に係るマスタ部１０の一例を示す図である。図４に示す例では、マスタ部１０は、受動関節に接続されるリンクに設けられる操作体１１０と、操作体１１０に印加される力を計測する力センサ１２０とを含む。マスタ部１０Ｌ及びマスタ部１０Ｒそれぞれが、図４に示す装置により実現され得る。ここで、本実施形態に係る力センサ１２０としては、例えば、“歪ゲージを用いる方式等の任意の方式の力覚センサ”や、“圧電素子やマイクロフォン等で振動を計測することにより触覚を得る方式等の任意の方式の触覚センサ”等の、操作体１１０に印加される力を計測することが可能な任意のセンサが、挙げられる。また、マスタ部１０は、例えば、関節の動きを計測するための動きセンサを、関節それぞれに対応する位置に備える。
【００２８】
本実施形態において、操作体１１０は、マスタ部１０の入力インタフェースであり、ユーザは操作体１１０の位置を移動させる操作により、スレーブ部２０の位置を移動させる（遠隔操作する）ことが可能である。本明細書では、マスタ部１０が有する操作体１１０の位置を単にマスタ位置と称する場合がある。また、本実施形態において、マスタ部１０の可動域とは操作体１１０の可動域を意味し、マスタ部１０の可動域限界とは操作体１１０の可動域限界を意味する。
【００２９】
なお、図４では、マスタ部１０に設けられる操作体１１０が、スタイラス型の操作デバイスである例を示しているが、本実施形態に係る操作体１１０は、図４に示す例に限られない。本実施形態に係る操作体１１０としては、例えば、グローブ型の操作デバイス等の、任意の形状の操作デバイスが挙げられる。また、本実施形態に係る操作体１１０は、ハプティックデバイスに適用することが可能な、任意の操作デバイスであってもよい。また、マスタ部１０は、操作体１１０を交換することが可能な構造を有していてもよい。なお、本実施形態に係るマスタ部１０の構成は、図４に示す例に限定されず、任意の構成であってよい。
【００３０】
スレーブ部２０はマスタスレーブシステム１におけるスレーブ側の装置である。スレーブ部２０Ｌは、マスタ部１０Ｌへの入力操作に応じて制御部５０により制御され、スレーブ部２０Ｒは、マスタ部１０Ｒへの入力操作に応じて制御部５０により制御され得る。例えば、スレーブ部２０Ｌはユーザの左手により操作され、スレーブ部２０Ｒはユーザの右手により操作されてもよい。スレーブ部２０は、マスタ部１０への入力操作に対応して動くための、１又は２以上の能動関節と、能動関節に接続されるリンクとを有するマニピュレータ（能動関節を含むリンク機構を有するロボット）であってよい。また、スレーブ部２０は、例えば、能動関節を駆動させるための駆動機構を、能動関節それぞれに対応する位置に備える。上記駆動機構としては、例えば、モータ、又はドライバ等が挙げられる。係る駆動機構は、後述する制御部５０により制御され得る。
【００３１】
図５は、本実施形態に係るスレーブ部２０の一例を示す図である。図５に示す例では、スレーブ部２０のアームの先端部分である先端部２１０は、術具が患者と接触する接触部２１１を含み、ユーザはマスタ部１０を操作することにより、接触部２１１の位置を遠隔操作する。スレーブ部２０Ｌ及びスレーブ部２０Ｒそれぞれが、図５に示す装置により実現され得る。以下では、スレーブ部２０が有する接触部２１１の位置を単にスレーブ位置と称する場合がある。また、本実施形態において、上述したスレーブ部２０の操作領域とは、例えばマスタ部１０への操作により接触部２１１が移動可能な領域に相当し得る。なお、図５に示したのは一例であり、本実施形態に係るスレーブ部２０の構成は図５の例に限定されるものではない。
【００３２】
表示部３０は、後述する制御部５０から出力される画像を表示する構成である。表示部３０は、設置型のディスプレイであってもよいし、ユーザの頭部に装着されるＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）であってもよい。
【００３３】
撮像部４０は、患部の画像を撮像により取得する構成である。撮像部４０は、例えば内視鏡等であってもよい。また、撮像部４０は、ステレオカメラであってもよい。本実施形態に係る撮像部４０は、ズーム機構を有し、撮像倍率（ズーム倍率）を変更可能であってよい。また、撮像部４０は、例えばロボットアーム（図示なし）により支持され、ロボットアームの関節の角度等が制御されることで撮像部４０の位置及び姿勢が変更されてもよい。撮像部４０のズーム倍率、並びに撮像部４０の位置及び姿勢は、後述する制御部５０により制御され得る。
【００３４】
制御部５０は、マスタスレーブシステム１に含まれる他の各構成を制御する構成である。制御部５０は、マスタスレーブシステム１に含まれる他の各構成と任意の通信方式で接続される。例えば、制御部５０は、マスタ部１０が有するセンサにより計測された情報をマスタ部１０から受信し、受信した情報に基づいてマスタ位置（マスタ部１０が有する操作体１１０の位置）を取得する。そして、制御部５０は、取得したマスタ位置、上述した操作倍率、及び操作オフセット等に基づいてスレーブ位置（スレーブ部２０が有する接触部２１１）を制御する。
【００３５】
また、本実施形態に係る制御部５０は、操作倍率に基づいて操作オフセットを制御する。より具体的には、制御部５０は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０のうち第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０（例えば、マスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌ）の指定位置を一定とした場合の、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０についての操作オフセットを制御する。以下、制御部５０による操作オフセット等の制御について詳細に説明する。
【００３６】
（２．２．制御部による制御例）
上記では、本実施形態に係るマスタスレーブシステム１の構成例を説明した。続いて、図６〜図９を参照して、本実施形態に係る制御部５０による制御例を説明する。以降では一例として、第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０は、マスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌであり、第２の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０は、マスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒであるとする。
【００３７】
図６は、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第１の対のマスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌの制御例を説明するための図である。図６には、操作倍率の縮小前の状態Ｔ１における、第１の対のマスタ部１０Ｌの可動域の中心ＣＭ１、第１の対のマスタ部１０Ｌの可動域の境界ＢＭ１、境界ＢＭ１に対応する第１の対のスレーブ部２０Ｌの操作領域の境界ＢＶ１１、第１の対のスレーブ部２０Ｌの操作領域の中心ＣＳ１１、第１の対のマスタ部１０Ｌの指定位置であるマスタ位置ＰＭ１、マスタ位置ＰＭ１に応じた第１の対のスレーブ部２０Ｌの指定位置であるスレーブ位置ＰＳ１１が示されている。また、スレーブ部２０Ｌ（特に、接触部２１１）の可動域の境界ＢＳ１も示されている。
【００３８】
図６の例では、制御部５０の縮小制御により、状態Ｔ１が状態Ｔ２へ遷移する。ここで、制御部５０は、状態Ｔ１から状態Ｔ２への遷移においてマスタ位置ＰＭ１（第１の対のマスタ部１０Ｌの指定位置）及びスレーブ位置ＰＳ１１（第１の対のスレーブ部２０Ｌの指定位置）を一定に保つ。このために、制御部５０は、マスタ位置ＰＭ１及びスレーブ位置ＰＳ１１を一定に保つことができる操作オフセットを、操作倍率変更前の操作オフセット、スレーブ位置ＰＳ１１、及び操作倍率変更前後の操作倍率に基づいて算出する。具体的には、制御部５０は、以下の式１を用いて操作倍率変更後の操作オフセットを算出する。
【００３９】
【数１】
2020163522.tif 000003
【００４０】
そして、制御部５０は、算出した操作倍率変更後の操作オフセットを適用することで、操作領域の中心を中心ＣＳ１１から中心ＣＳ１２へ移動させる。その結果、図６に示すように、状態Ｔ２において、マスタ部１０Ｌの可動域に対応するスレーブ部２０Ｌの操作領域は、状態Ｔ１における操作領域よりも大きく、状態Ｔ２における操作領域の境界ＢＶ１２は、状態Ｔ１における境界ＢＶ１１よりも外側に存在することになる。
【００４１】
図７は、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第２の対のマスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒの制御例を説明するための図である。図７には、操作倍率の縮小前の状態Ｔ１における、第２の対のマスタ部１０Ｒの可動域の中心ＣＭ２、第２の対のマスタ部１０Ｒの可動域の境界ＢＭ２、境界ＢＭ２に対応する第２の対のスレーブ部２０Ｒの操作領域の境界ＢＶ２１（図６の境界ＢＶ１１と略同一）、第２の対のスレーブ部２０Ｒの操作領域の中心ＣＳ２１（図６の中心ＣＳ１１と略同一）、第２の対のマスタ部１０Ｒの指定位置であるマスタ位置ＰＭ２、マスタ位置ＰＭ２に応じた第２の対のスレーブ部２０Ｒの指定位置であるスレーブ位置ＰＳ２１が示されている。また、スレーブ部２０Ｒ（特に、接触部２１１）の可動域の境界ＢＳ２（図６の境界ＢＳ１と略同一）も示されている。
【００４２】
制御部５０の縮小制御により状態Ｔ１が状態Ｔ２へ遷移する場合、制御部５０は、上記で算出した操作オフセット（すなわち、第１の対に係るマスタ位置ＰＭ１及びスレーブ位置ＰＳ１１を一定に保つことができる操作オフセット）を適用する。これにより、操作領域の中心が中心ＣＳ２１から中心ＣＳ２２（図６の中心ＣＳ１２と略同一）へ移動し、スレーブ位置ＰＳ２１がスレーブ位置ＰＳ２２へ移動する。すなわち、マスタ部１０Ｒが移動することなくスレーブ部２０Ｒが移動する。その結果、図７に示すように、状態Ｔ２において、マスタ部１０Ｒの可動域に対応するスレーブ部２０Ｒの操作領域は、状態Ｔ１における操作領域よりも大きく、状態Ｔ２における操作領域の境界ＢＶ２２（図６の境界ＢＶ１２と略同一）は、状態Ｔ１における境界ＢＶ２１よりも外側に存在することになる。
【００４３】
上記の縮小制御により、制御部５０は、第１の対のマスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌと、第２の対のマスタ部１０Ｒを移動させることなく、第２の対のスレーブ部２０Ｒを移動させることができる。
【００４４】
ここで、制御部５０は、マスタ部１０の可動域限界に基づいて操作倍率を変更してもよい。より具体的には、制御部５０は、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に操作倍率を縮小してもよい。例えば、制御部５０は、図７の状態Ｔ１に示したように、マスタ位置ＰＭ２がマスタ部１０Ｒの可動域限界である境界ＢＭ２に達したことが検出された場合に操作倍率を縮小してもよい。マスタ位置ＰＭ２が境界ＢＭ２に達している場合、ユーザは操作領域の中心からより離れる方向へスレーブ部２０Ｒを移動させたいと意図していると考えられる。そこで、ユーザは、マスタ位置ＰＭ２が境界ＢＭ２に達するようにマスタ部１０Ｒを操作することで、図７の状態Ｔ２に示したようにスレーブ部２０Ｒの操作領域を拡大させ、操作領域の中心からより離れる方向へスレーブ部２０Ｒを移動させることができる。また、ユーザは、専用の入力デバイスを使用することなくマスタ部１０のみを用いて操作倍率を変更することができる。
【００４５】
また、制御部５０は、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出されている間、縮小制御を継続的に行ってもよい。例えば、制御部５０は、図７の状態Ｔ１に示したように、マスタ位置ＰＭ２がマスタ部１０Ｒの可動域限界である境界ＢＭ２に達したことが検出されている間、縮小制御を継続的に行ってもよい。これにより、例えばユーザは、マスタ位置ＰＭ２が境界ＢＭ２に達するようにマスタ部１０Ｒを操作し続けることで、図７の状態Ｔ２に示したようにスレーブ部２０Ｒの操作領域を所望の大きさまで拡大させることができる。制御部５０は、当該機能を応用すると、例えば第１の対のスレーブ部２０Ｌで縫合糸の端を固定したまま、第２の対のスレーブ部２０Ｒで縫合糸のもう一方の端を所望量だけ引くという作業を実現することができる。当該機能の応用方法がこれに限定されないことは言うまでもない。
【００４６】
さらに、制御部５０は、操作倍率の変化に伴い、スレーブ部２０の操作に用いられる画像に関する倍率である画像倍率を制御する。具体的には、制御部５０は、操作倍率に基づいて画像倍率を制御する。例えば、制御部５０は、操作倍率の変化率と、画像倍率の変化率とが略同一になるように操作倍率及び画像倍率を制御する。
【００４７】
図８は、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う画像制御の例を説明するための図である。図８には、状態Ｔ１において、図６及び図７に示した各構成と共に、撮像部４０により撮像される撮像範囲Ｒ１１が示されている。なお、本実施形態では、撮像範囲Ｒ１１は、表示部３０に表示される表示範囲でもあり得る。図８に示す例では、状態Ｔ１における撮像範囲Ｒ１１は、スレーブ部２０の操作領域の全体を含む。また、図８に示す例において、撮像範囲Ｒ１１の中心は、スレーブ部２０の可動域の中心ＣＳ１１と一致する。
【００４８】
縮小制御により状態Ｔ１が状態Ｔ２へ遷移するのに伴い、制御部５０は、操作倍率の変化率と、画像倍率の変化率とが略同一になるように操作倍率及び画像倍率を制御することで、撮像範囲Ｒ１１を撮像範囲Ｒ１２に変化させる。操作倍率の変化率と、画像倍率の変化率とが略同一であるため、撮像範囲Ｒ１２は、撮像範囲Ｒ１１と同様にスレーブ部２０の操作領域の全体を含む。これにより、マスタ部１０の移動量に対する、表示部３０に表示されるスレーブ部２０の移動量が操作倍率の変化前後で変わらないため、ユーザは容易に操作を行うことができる。
【００４９】
また、制御部５０は、操作オフセットの制御に伴い、スレーブ部２０の操作に用いられる画像のオフセットを示す画像オフセットをさらに制御する。具体的には、制御部５０は、スレーブ部２０の操作領域と画像オフセットとを対応させるように操作オフセット及び画像オフセットを制御する。例えば、制御部５０は、操作倍率を縮小するのに伴い、マスタ部１０の可動域に対応するスレーブ部２０の操作領域の移動方向及び移動量と、画像に係る表示範囲の移動方向及び移動量とが、略同一になるように操作オフセット及び画像オフセットを制御する。これにより、図８に示す状態Ｔ１が状態Ｔ２へ遷移するのに伴い、ユーザによる追加の操作を要することなく、制御部５０は、操作領域を移動すると共に、操作領域を追従するように撮像範囲（表示範囲）を移動させることができる（すなわち、状態Ｔ２における撮像範囲Ｒ１２の中心は、操作領域の中心ＣＳ１２と一致する）。これにより、操作オフセットの制御が行われる間、ユーザはスレーブ位置ＰＳ１１及びスレーブ位置ＰＳ２２を（つまり、スレーブ部２０の接触部２１１を）見失わない。
【００５０】
図９は、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小が行われた際の可動域及び操作領域を３次元的に示した図である。図９には、マスタ部１０の可動域の境界ＢＭ１、スレーブ部２０の可動域の境界ＢＳ１、及びマスタ部１０の可動域に対応するスレーブ部２０の操作領域の境界ＢＶ１１が示されている。操作倍率が縮小されると画像倍率も併せて縮小されるため、図９に示されるように、スレーブ部２０の操作領域が３次元的に拡大し、境界ＢＶ１１が境界ＢＶ１２に変化する。また、操作倍率が縮小されると操作オフセットだけでなく画像オフセットも制御されるため、図９に示されるように、操作領域が移動すると共に、操作領域の移動方向及び移動量と略同一の移動方向及び移動量で撮像部４０も移動する。
【００５１】
（２．３．制御部の構成例）
上記では、本実施形態に係る制御部５０による制御例を説明した。続いて、図１０を参照して、本実施形態に係る制御部５０の構成例を説明する。
【００５２】
図１０は、本実施形態に係る制御部５０の構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、制御部５０は、検出部５１０と、倍率制御部５２０と、オフセット制御部５３０と、マスタスレーブ制御部５４０と、撮像制御部５５０と、表示制御部５６０と、を備える。
【００５３】
検出部５１０は、マスタ部１０から通信連携された情報に基づき、マスタ部１０（マスタ部１０Ｌ及びマスタ部１０Ｒを含む）の指定位置が可動域限界に達したことを検出する。上述したように、本実施形態において、マスタ部１０の可動域限界は、マスタ部１０が有する入力インタフェースである操作体１１０の可動域限界を意味する。また、マスタ部１０の可動域限界とは、操作体１１０を特定の方向へ移動させることができない状態、あるいはそれに近い状態である。
【００５４】
検出部５１０は、例えばマスタ部１０から通信連携された情報に基づいて特定されるマスタ位置（操作体１１０の位置）が操作体１１０の可動域の境界（図６に示した境界ＢＭ１、図７に示した境界ＢＭ２）に接している場合に、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達していることを検出してもよい。検出部５１０は、例えば、マスタ部１０が有する関節に設けられたエンコーダの計測値（例えば、関節角）からマスタ位置を算出する。あるいは、検出部５１０は、例えばマスタ位置が操作体１１０の可動域の境界から所定の距離範囲内に存在する場合に、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達していることを検出してもよい。あるいは、マスタ部１０自身が可動域限界に達したこと示す情報を送信する機能を有する場合、検出部５１０は、マスタ部１０から通信連携された当該情報に基づいて、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことを検出してもよい。あるいは、検出部５１０は、マスタ部１０から通信連携された情報に基づいて特定される操作体１１０の位置が、表示部３０に現在表示されている画面の端部に接する、あるいは端部の近傍である場合に、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことを検出してもよい。また、検出部５１０は、制御の基準点（図６に示した中心ＣＭ１、図７に示した中心ＣＭ２）からマスタ位置までの距離に基づき、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したか否かを検出してもよい。例えば、検出部５１０は、制御の基準点からマスタ位置までの距離を監視しておき、当該距離が制御の基準点から可動域の境界までの距離と一致した場合、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達していることを検出してもよい。
【００５５】
倍率制御部５２０は、操作倍率及び画像倍率の制御を行う。倍率制御部５２０は、操作倍率をマスタスレーブ制御部５４０へ出力し、画像倍率を撮像制御部５５０へ出力する。例えば、倍率制御部５２０は、図６〜図８を参照して説明したように、検出部５１０によりマスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に、操作倍率及び画像倍率の縮小制御を行う。また、倍率制御部５２０は、検出部５１０によりマスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出されている間、操作倍率及び画像倍率の縮小制御を継続的に行ってもよい。操作倍率及び画像倍率の決定方法は特に限定されない。例えば、倍率制御部５２０は、ユーザから指定された操作倍率及び画像倍率を設定してもよいし、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達した場合に所定数だけ縮小させた操作倍率及び画像倍率を設定してもよいし、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達した際の当該指定位置の速度等に応じて操作倍率及び画像倍率を設定してもよい。
【００５６】
さらに、倍率制御部５２０は、操作倍率と画像倍率とを略同時に制御してもよい。係る構成により、ユーザは操作倍率の変更に応じて、表示される画像に関する追加の操作を行わなくてもよいため、ユーザの負荷が軽減される。
【００５７】
また、倍率制御部５２０は、上述したように操作倍率の変化率と、画像倍率の変化率とが略同一であるように操作倍率及び画像倍率を制御してもよい。係る構成により、操作領域の大きさと表示範囲（本実施形態においては撮像範囲と同一）の大きさの関係が維持されるため、ユーザはより快適に操作を行うことが可能となる。
【００５８】
オフセット制御部５３０は、操作オフセット及び画像オフセットの制御を行う。オフセット制御部５３０は、操作オフセットをマスタスレーブ制御部５４０へ出力し、画像オフセットを撮像制御部５５０へ出力する。例えば、オフセット制御部５３０は、図６〜図８を参照して説明したように、検出部５１０によりマスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に、操作オフセット及び画像オフセットの制御（オフセット制御）を行う。また、オフセット制御部５３０は、検出部５１０によりマスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出されている間、操作オフセット及び画像オフセットの制御を継続的に行ってもよい。
【００５９】
また、オフセット制御部５３０は、操作オフセットと画像オフセットとを略同時に制御してもよい。係る構成により、ユーザは操作オフセットの変更に応じて、表示される画像に関する追加の操作を行わなくてもよいため、ユーザの負荷が軽減される。
【００６０】
また、図８を参照して説明したように、オフセット制御部５３０は、マスタ部１０の可動域に対応するスレーブ部２０の操作領域の移動方向及び移動量と、表示される画像に係る表示範囲（本実施形態においては撮像範囲と同一）の移動方向及び移動量とが、略同一になるように操作オフセット及び画像オフセットを制御してもよい。係る構成により、操作領域の位置と表示範囲（本実施形態においては撮像範囲と同一）の位置の関係が維持されるため、ユーザはより快適に操作を行うことが可能となる。
【００６１】
また、図８を参照して説明したように、オフセット制御部５３０は、操作領域の中心と、表示される画像の中心（本実施形態では撮像範囲の中心）とが一致するように、操作オフセット及び画像オフセットを制御してもよい。係る構成により、ユーザが見ている画面上で、操作領域の中心位置が変化しないため、ユーザに違和感を与え難い。
【００６２】
マスタスレーブ制御部５４０は、マスタ部１０から通信連携された情報に基づいて特定されるマスタ位置、倍率制御部５２０により制御される操作倍率、及びオフセット制御部５３０により制御される操作オフセットに基づいて、スレーブ部２０の制御（マスタスレーブ制御）を行う。
【００６３】
なお、本実施形態に係るマスタスレーブ制御部５４０によるマスタスレーブ制御は、倍率制御部５２０により制御される操作倍率、及びオフセット制御部５３０により制御される操作オフセットが適用されることを除いて、既存のマスタスレーブ方式におけるスレーブ装置の制御と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。
【００６４】
撮像制御部５５０は、倍率制御部５２０により制御される画像倍率、及びオフセット制御部５３０により制御される画像オフセットに基づいて、撮像部４０の制御（撮像制御）を行う。例えば、本実施形態において画像倍率は、撮像部４０のズーム倍率（撮像倍率）であってもよく、撮像制御部５５０は、撮像部４０のズーム倍率を制御することで、倍率制御部５２０により制御される画像倍率を撮像制御に適用し得る。また、本実施形態において、撮像制御部５５０は、ロボットアームを駆動制御することで撮像部４０を移動させることにより、画像オフセットを撮像制御に適用し得る。
【００６５】
表示制御部５６０は、撮像部４０の撮像により取得された撮像画像に基づいて、表示部３０に表示される表示画像を生成し、生成した表示画像を表示部３０に出力する。
【００６６】
以上、制御部５０の構成例について説明した。なお、図１０を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、制御部５０の構成は係る例に限定されない。例えば、制御部５０は、図１０に示す構成の全てを必ずしも備えなくてもよいし、図１０に示していない構成を備えていてもよい。また、制御部５０の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
【００６７】
（２．４．制御部の処理フロー例）
上記では、本実施形態に係る制御部５０の構成例を説明した。続いて、図１１を参照して、本実施形態に係る制御部５０の処理フロー例を説明する。
【００６８】
図１１は、本実施形態に係る制御部５０の処理フロー例を示すフローチャートである。図１１には、一例として、マスタ部１０の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に制御部５０により行われる縮小制御の処理フローが示されている。なお、第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０は、マスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌであり、第２の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０は、マスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒであるとする。
【００６９】
ステップＳ１０００では、検出部５１０がマスタ部１０から通信連携された情報に基づき、マスタ部１０Ｒの指定位置が可動域限界に達したか否かを判定する。
【００７０】
マスタ部１０Ｒの指定位置が可動域限界に達した場合（ステップＳ１０００／Ｙｅｓ）、ステップＳ１００４にて、倍率制御部５２０が、変更後（縮小制御後）の操作倍率及び画像倍率を計算する。
【００７１】
ステップＳ１００８では、オフセット制御部５３０がスレーブ部２０Ｌの指定位置等（操作倍率変更前の操作オフセット、及び操作倍率変更前後の操作倍率も含む）に基づいて変更後（縮小制御後）の操作オフセット及び画像オフセットを計算する。
【００７２】
ステップＳ１０１２では、倍率制御部５２０及びオフセット制御部５３０が計算した各パラメータ（操作倍率、画像倍率、操作オフセット、及び画像オフセット）を適用する。これにより、制御部５０は、マスタ部１０Ｒの指定位置が可動域限界まで移動することで、マスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌの指定位置を一定としつつ、スレーブ部２０Ｒの指定位置を移動させることができる。ユーザは、当該機能を応用して、例えばスレーブ部２０Ｌで縫合糸の端を固定したまま、スレーブ部２０Ｒで縫合糸のもう一方の端を所望量だけ引くという作業を実現することができる。
【００７３】
ステップＳ１０００にて、マスタ部１０Ｒの指定位置が可動域限界に達しておらず（ステップＳ１０００／Ｎｏ）、かつ、マスタ部１０Ｌの指定位置が可動域限界に達した場合（ステップＳ１０１６／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２０にて、倍率制御部５２０が、変更後（縮小制御後）の操作倍率及び画像倍率を計算する。
【００７４】
ステップＳ１０２４では、オフセット制御部５３０がスレーブ部２０Ｒの指定位置等（操作倍率変更前の操作オフセット、及び操作倍率変更前後の操作倍率も含む）に基づいて変更後（縮小制御後）の操作オフセット及び画像オフセットを計算する。
【００７５】
ステップＳ１０２８では、倍率制御部５２０及びオフセット制御部５３０が計算した各パラメータ（操作倍率、画像倍率、操作オフセット、及び画像オフセット）を適用する。これにより、制御部５０は、マスタ部１０Ｌの指定位置が可動域限界まで移動することで、マスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒの指定位置を一定としつつ、スレーブ部２０Ｌの指定位置を移動させることができる。
【００７６】
以上により、制御部５０による一連の処理が終了する。制御部５０は、図１１に示した処理を随時繰り返し行うことでマスタスレーブシステム１を適切に制御する。なお、ステップＳ１０１６にて、マスタ部１０Ｌの指定位置も可動域限界に達していない場合（ステップＳ１０１６／Ｎｏ）には縮小制御は行われない。
【００７７】
（２．５．変形例）
上記では、本実施形態に係る制御部５０の処理フロー例を説明した。続いて、本実施形態の変形例を説明する。
【００７８】
上記では、制御部５０は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０のうち第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０の指定位置を一定とした場合において、第２の対のマスタ部１０の指定位置を一定にし、第２の対のスレーブ部２０の指定位置を変更した（すなわち、操作オフセットを適用することで、第２の対のマスタ部１０を静止させ、第２の対のスレーブ部２０を移動させた）。しかし、上述したとおり、制御部５０によるマスタスレーブ制御の態様は必ずしもこれに限定されない。例えば、変形例に係る制御部５０は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０のうち第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０の指定位置を一定とした場合において、第２の対のスレーブ部２０の指定位置を一定にし、第２の対のマスタ部１０の指定位置を変更してもよい（すなわち、操作オフセットを適用することで、第２の対のスレーブ部２０を静止させ、第２の対のマスタ部１０を移動させてもよい）。
【００７９】
図１２は、変形例において、操作倍率の変更、特に操作倍率の縮小に伴う第２の対のマスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒの制御の例を説明するための図である。なお、図１２に対応する第１の対のマスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌの制御の例は図６に示したものと同一であるため説明を省略する。
【００８０】
図１２には、操作倍率の縮小前の状態Ｔ１における、第２の対のマスタ部１０Ｒの可動域の中心ＣＭ２１、第２の対のマスタ部１０Ｒの可動域の境界ＢＭ２１、境界ＢＭ２１に対応する第２の対のスレーブ部２０Ｒの操作領域の境界ＢＶ２１（図６の境界ＢＶ１１と略同一）、第２の対のスレーブ部２０Ｒの操作領域の中心ＣＳ２１（図６の中心ＣＳ１１と略同一）、第２の対のマスタ部１０Ｒの指定位置であるマスタ位置ＰＭ２１、マスタ位置ＰＭ２１に応じた第２の対のスレーブ部２０Ｒの指定位置であるスレーブ位置ＰＳ２１が示されている。また、スレーブ部２０Ｒ（特に、接触部２１１）の可動域の境界ＢＳ２（図６の境界ＢＳ１と略同一）も示されている。
【００８１】
制御部５０の縮小制御により状態Ｔ１が状態Ｔ２へ遷移する場合、制御部５０は、上記で算出した操作オフセット（図６のマスタ位置ＰＭ１及びスレーブ位置ＰＳ１１を一定に保つことができる操作オフセット）を適用する。これにより、操作領域の中心が中心ＣＳ２１から中心ＣＳ２２（図６の中心ＣＳ１２と略同一）へ移動する。ここで、変形例においては、スレーブ位置ＰＳ２１は一定に保たれたまま、マスタ位置ＰＭ２１がマスタ位置ＰＭ２２へ移動する。すなわち、スレーブ部２０Ｒが静止したままマスタ部１０Ｒが移動する。その結果、図１２に示すように、状態Ｔ２において、マスタ部１０Ｒの可動域に対応するスレーブ部２０Ｒの操作領域は、状態Ｔ１における操作領域よりも大きく、状態Ｔ２における操作領域の境界ＢＶ２２（図６の境界ＢＶ１２と略同一）は、状態Ｔ１における境界ＢＶ２１よりも外側に存在することになる。
【００８２】
上記の縮小制御により、制御部５０は、第１の対のマスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌと、第２の対のスレーブ部２０Ｒを移動させることなく、第２の対のマスタ部１０Ｒを移動させることができる。
【００８３】
なお、マスタスレーブ制御の態様は必ずしも上記に限定されない。例えば、変形例に係る制御部５０は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０のうち第１の対のマスタ部１０Ｌ及びスレーブ部２０Ｌの指定位置を一定とした場合において、第２の対のマスタ部１０Ｒ及びスレーブ部２０Ｒ両方の指定位置を変更してもよい。また、画像制御については、図８を参照して説明した内容と同様であり得るため説明を省略する。
【００８４】
（２．６．制御部のハードウェア構成例）
上記では、本実施形態の変形例を説明した。続いて、図１３を参照して、本実施形態に係るハードウェア構成例について説明する。図１３は、本実施形態に係る制御部５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る制御部５０による情報処理は、ソフトウェアと、以下に説明するハードウェアとの協働により実現される。
【００８５】
図１３に示すように、制御部５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９０３及びホストバス９０４ａを備える。また、制御部５０は、ブリッジ９０４、外部バス９０４ｂ、インタフェース９０５、入力装置９０６、出力装置９０７、ストレージ装置９０８、ドライブ９０９、接続ポート９１１、及び通信装置９１３を備える。制御部５０は、ＣＰＵ９０１に代えて、又はこれとともに、ＤＳＰ若しくはＡＳＩＣ等の処理回路を有してもよい。
【００８６】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従って制御部５０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。
【００８７】
ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０２及びＲＡＭ９０３は、ＣＰＵバス等を含むホストバス９０４ａにより相互に接続されている。ホストバス９０４ａは、ブリッジ９０４を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バス等の外部バス９０４ｂに接続されている。なお、必ずしもホストバス９０４ａ、ブリッジ９０４及び外部バス９０４ｂを分離構成する必要はなく、１つのバスにこれらの機能を実装してもよい。
【００８８】
入力装置９０６は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ及びレバー等、ユーザによって情報が入力される装置によって実現される。また、入力装置９０６は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、制御部５０の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器であってもよい。さらに、入力装置９０６は、例えば、上記の入力手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路等を含んでいてもよい。ユーザは、この入力装置９０６を操作することにより、制御部５０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００８９】
出力装置９０７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で形成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等がある。出力装置９０７は、例えば、制御部５０が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、制御部５０が行った各種処理により得られた結果を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
【００９０】
ストレージ装置９０８は、制御部５０に備えられ得る記憶部の一例として形成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９０８は、例えば、ＨＤＤ等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により実現される。ストレージ装置９０８は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。このストレージ装置９０８は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ及び外部から取得した各種のデータ等を格納する。
【００９１】
ドライブ９０９は、記憶媒体用リーダライタであり、制御部５０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９０９は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０３に出力する。また、ドライブ９０９は、リムーバブル記憶媒体に情報を書き込むこともできる。
【００９２】
接続ポート９１１は、外部機器と接続されるインタフェースであって、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）等によりデータ伝送可能な外部機器との接続口である。
【００９３】
通信装置９１３は、例えば、ネットワーク９２０に接続するための通信デバイス等で形成された通信インタフェースである。通信装置９１３は、例えば、有線若しくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１３は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ又は各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１３は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。
【００９４】
なお、ネットワーク９２０は、ネットワーク９２０に接続されている装置から送信される情報の有線、又は無線の伝送路である。例えば、ネットワーク９２０は、インターネット、電話回線網、衛星通信網等の公衆回線網や、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を含む各種のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を含んでもよい。また、ネットワーク９２０は、ＩＰ−ＶＰＮ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の専用回線網を含んでもよい。
【００９５】
以上、本実施形態に係る制御部５０の機能を実現可能なハードウェア構成例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて実現されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより実現されていてもよい。したがって、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【００９６】
なお、上述のような本実施形態に係る制御部５０の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、ＰＣ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【００９７】
＜３．むすび＞
以上で説明してきたように、本開示の実施形態に係る制御装置は、操作倍率の変化に伴い、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０のうち第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０の指定位置を一定とした場合の、二対のマスタ部１０及びスレーブ部２０についての操作オフセットを制御する。これによって本実施形態に係る制御装置は、操作倍率の変化中においても第１の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０を静止させつつ、第２の対のマスタ部１０及びスレーブ部２０を静止又はコントロールすることができる。そして本実施形態に係る制御装置は、患部への意図しない接触が発生する等の操作ミスを防止することができ、操作倍率の変化中においても操作を続行することができる。
【００９８】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲は係る例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９９】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１００】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
スレーブ部の移動量に対するマスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、
制御装置。
（２）
二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部における前記スレーブ部の操作領域は略同一である、
前記（１）に記載の制御装置。
（３）
前記制御部は、前記操作オフセットを適用することで第２の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の少なくともいずれか一方の指定位置を変更する、
前記（１）又は（２）に記載の制御装置。
（４）
前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことを検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことが検出された場合に、前記操作倍率を縮小する縮小制御を行う、
前記（１）から（３）のいずれか１項に記載の制御装置。
（５）
前記制御部は、前記マスタ部の指定位置が可動域限界に達したことが検出されている間、前記縮小制御を継続的に行う、
前記（４）に記載の制御装置。
（６）
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、前記スレーブ部の操作に用いられる画像に関する倍率である画像倍率を制御する、
前記（１）から（５）のいずれか１項に記載の制御装置。
（７）
前記制御部は、前記操作倍率の変化率と、前記画像倍率の変化率とが略同一になるように前記操作倍率及び前記画像倍率を制御する、
前記（６）に記載の制御装置。
（８）
前記制御部は、前記操作オフセットの制御に伴い、前記スレーブ部の操作に用いられる画像のオフセットを示す画像オフセットをさらに制御する、
前記（１）から（７）のいずれか１項に記載の制御装置。
（９）
前記制御部は、前記マスタ部の可動域に対応する前記スレーブ部の操作領域の移動方向及び移動量と、前記画像に係る表示範囲の移動方向及び移動量とが、略同一になるように前記操作オフセット及び前記画像オフセットを制御する、
前記（８）に記載の制御装置。
（１０）
スレーブ部と、
前記スレーブ部の操作に用いられるマスタ部と、
前記スレーブ部の移動量に対する前記マスタ部の移動量の比を示す操作倍率に基づいて、前記スレーブ部についての制御の基準点と前記マスタ部についての制御の基準点との差異を示す操作オフセットを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作倍率の変化に伴い、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部のうち第１の対の前記マスタ部及び前記スレーブ部の指定位置を一定とした場合の、二対の前記マスタ部及び前記スレーブ部についての前記操作オフセットを制御する、
マスタスレーブシステム。
【符号の説明】
【０１０１】
１    マスタスレーブシステム
１０、１０Ｌ、１０Ｒ    マスタ部
２０、２０Ｌ、２０Ｒ    スレーブ部
３０    表示部
４０    撮像部
５０    制御部
５１０    検出部
５２０    倍率制御部
５３０    オフセット制御部
５４０    マスタスレーブ制御部
５５０    撮像制御部
５６０    表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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