(57)【要約】内視鏡システムは、第一撮像部を有する第一内視鏡と、第二撮像部を有する第二内視鏡と、前記第一内視鏡に取り付けられ前記第一内視鏡を移動させるために動作可能なアームと、所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を検知する第一位置姿勢検知手段と、前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を検知する第二位置姿勢検知手段と、前記アームの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記アームを動作させるための制御手順として、前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を前記第二位置姿勢検知手段から取得して前記第二撮像部の光軸の位置及び方向を算出する第一算出ステップと、前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記アームを動作させるための前記アームの動作量を算出する動作量算出ステップと、前記動作量に基づいて前記アームを動作させるための動作指示を出力する指示ステップと、を含み、前記制御手順に従って前記アームの動作を制御する。
2017138208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一撮像部を有する第一内視鏡と、
第二撮像部を有する第二内視鏡と、
前記第一内視鏡に取り付けられ前記第一内視鏡を移動させるために動作可能なアームと、
所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を検知する第一位置姿勢検知手段と、
前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を検知する第二位置姿勢検知手段と、
前記アームの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記アームを動作させるための制御手順として、
前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を前記第二位置姿勢検知手段から取得して前記第二撮像部の光軸の位置及び方向を算出する第一算出ステップと、
前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記アームを動作させるための前記アームの動作量を算出する動作量算出ステップと、
前記動作量に基づいて前記アームを動作させるための動作指示を出力する指示ステップと、
を含み、前記制御手順に従って前記アームの動作を制御する
内視鏡システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第一算出ステップ，前記動作量算出ステップ，及び前記指示ステップをこの順に繰り返して実行し、
前記動作量算出ステップにおいて、すでに実行された前記指示ステップの直前に実行された前記第一算出ステップにおける前記第二撮像部の光軸の位置及び方向と当該指示ステップの直後に実行された前記第一算出ステップにおける前記第二撮像部の光軸の位置及び方向とが所定の閾値以上のずれ量を有していた場合に、前記第一撮像部の光軸が前記ずれ量と等しく移動するように前記動作量を算出する
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記第一算出ステップ，前記動作量算出ステップ，及び前記指示ステップをこの順に繰り返して実行し、
すでに実行された前記指示ステップ以降に実行された前記動作量算出ステップにおいて算出された動作量が所定の閾値を超えない場合には前記指示ステップの実行をスキップして前記第一算出ステップを実行し、
前記動作量が前記所定の閾値を超える場合には前記指示ステップを実行する
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記第一内視鏡は、
前記第一撮像部の視野方向を変更するために動作可能な関節部と、
前記関節部に接続された軸部と、
前記軸部を前記アームに接続するためのアダプタと、
を有し、
前記制御装置は、
前記動作量算出ステップにおいて、前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記関節部を動作させるための関節駆動量を前記動作量に含み、
前記指示ステップにおいて、前記動作量に基づいて前記アーム及び前記関節部を動作させるための動作指示を出力する
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記第二内視鏡に取り付けられ前記第二内視鏡を移動させるために動作可能な第二アームをさらに備えた請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第二アームを動作させるための制御手順として、
前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第二撮像部の光軸の位置及び方向を算出する第二算出ステップと、
前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記第二アームを動作させるための前記第二アームの動作量を算出する第二動作量算出ステップと、
前記第二アームの動作量に基づいて前記第二アームを動作させるための動作指示を出力する指示ステップと、
を含み、前記制御手順に従って前記第二アームの動作を制御する
請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記アームの可動域を制限する制限ステップを制御手順に含み、
前記制御装置は、前記第一撮像部の光軸のベクトルと前記第二撮像部の光軸のベクトルとのなす角が最小となるように、前記制限ステップにより制限された可動域の範囲内で前記アームを動作させる
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第一撮像部の光軸と前記第二撮像部の光軸との距離が最小となるように、前記制限ステップにより制限された可動域の範囲内で前記アームを動作させる
請求項７に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システムに関する。本願は、２０１６年２月１０日に、日本国に出願された特願２０１６−０２３６７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察対象物の状況の俯瞰的観察と観察対象物の一部の拡大観察とを切り替えながら処置をする手術が知られている。
たとえば特許文献１には、観察対象物の３次元的な状況を把握するための超音波プローブとその保持具とを備えた超音波観察システムが開示されている。
また、特許文献２には、手術用顕微鏡を用いた観察中に他の画像情報を観察可能な手術用顕微鏡が開示されている。
また、特許文献３には、処置部位の狭角画像を取得するための処置用スコープと、処置部位の広角画像を取得するための観察用内視鏡とを備えた内視鏡システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００４−１３６０６６号公報
【特許文献２】日本国特開２００１−１６１６３８号公報
【特許文献３】日本国特開２０００−３２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
処置部位を含んだ観察対象領域の広角画像と処置部位近傍の狭角画像とを切り替えながら処置を行う場合、切り替え前後の画像の関係を容易に把握できることが望ましい。特許文献１，２，３に開示された技術では、複数の画像をそれぞれ執刀医が認識して互いの対応関係を把握し、必要であれば実際に臓器等を見て再確認する等の作業を要するので、執刀医に対する負担が大きい。
一方、たとえば１つの内視鏡を処置部位に対して近づけたり遠ざけたりする進退操作により、視野中心が互いに一致した状態にある狭角画像と広角画像とを取得することができる。しかしながら、このような進退操作を術中に精度よく行うためには熟練を要し、内視鏡の操作者に対する負担が大きい。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、２つの内視鏡が撮像したそれぞれの画像の対応付けが容易で執刀医や内視鏡の操作者に対する負担が少ない内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様に係る内視鏡システムは、第一撮像部を有する第一内視鏡と、第二撮像部を有する第二内視鏡と、前記第一内視鏡に取り付けられ前記第一内視鏡を移動させるために動作可能なアームと、所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を検知する第一位置姿勢検知手段と、前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を検知する第二位置姿勢検知手段と、前記アームの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記アームを動作させるための制御手順として、前記所定の座標系における前記第二内視鏡の位置及び姿勢を前記第二位置姿勢検知手段から取得して前記第二撮像部の光軸の位置及び方向を算出する第一算出ステップと、前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記アームを動作させるための前記アームの動作量を算出する動作量算出ステップと、前記動作量に基づいて前記アームを動作させるための動作指示を出力する指示ステップと、を含み、前記制御手順に従って前記アームの動作を制御する。【０００７】
本発明の第二の態様によれば、第一の態様に係る内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記第一算出ステップ，前記動作量算出ステップ，及び前記指示ステップをこの順に繰り返して実行し、前記動作量算出ステップにおいて、すでに実行された前記指示ステップの直前に実行された前記第一算出ステップにおける前記第二撮像部の光軸の位置及び方向と当該指示ステップの直後に実行された前記第一算出ステップにおける前記第二撮像部の光軸の位置及び方向とが所定の閾値以上のずれ量を有していた場合に、前記第一撮像部の光軸が前記ずれ量と等しく移動するように前記動作量を算出してもよい。【０００８】
本発明の第三の態様によれば、第一の態様に係る内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記第一算出ステップ，前記動作量算出ステップ，及び前記指示ステップをこの順に繰り返して実行し、すでに実行された前記指示ステップ以降に実行された前記動作量算出ステップにおいて算出された動作量が所定の閾値を超えない場合には前記指示ステップの実行をスキップして前記第一算出ステップを実行し、前記動作量が前記所定の閾値を超える場合には前記指示ステップを実行してもよい。【０００９】
本発明の第四の態様によれば、第一の態様に係る内視鏡システムでは、前記第一内視鏡は、前記第一撮像部の視野方向を変更するために動作可能な関節部と、前記関節部に接続された軸部と、前記軸部を前記アームに接続するためのアダプタと、を有し、前記制御装置は、前記動作量算出ステップにおいて、前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記関節部を動作させるための関節駆動量を前記動作量に含み、前記指示ステップにおいて、前記動作量に基づいて前記アーム及び前記関節部を動作させるための動作指示を出力してもよい。【００１０】
本発明の第五の態様によれば、第一の態様に係る内視鏡システムでは、上記態様の内視鏡システムは、前記第二内視鏡に取り付けられ前記第二内視鏡を移動させるために動作可能な第二アームをさらに備えていてもよい。【００１１】
本発明の第六の態様によれば、第五の態様に係る内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記第二アームを動作させるための制御手順として、前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第二撮像部の光軸の位置及び方向を算出する第二算出ステップと、前記所定の座標系における前記第一内視鏡の位置及び姿勢を前記第一位置姿勢検知手段から取得して前記第一撮像部の光軸が前記第二撮像部の光軸と一致する方向へ前記第一撮像部が移動するように前記第二アームを動作させるための前記第二アームの動作量を算出する第二動作量算出ステップと、前記第二アームの動作量に基づいて前記第二アームを動作させるための動作指示を出力する指示ステップと、を含み、前記制御手順に従って前記第二アームの動作を制御してもよい。【００１２】
本発明の第七の態様によれば、第一の態様に係る内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記アームの可動域を制限する制限ステップを制御手順に含み、前記制御装置は、前記第一撮像部の光軸のベクトルと前記第二撮像部の光軸のベクトルとのなす角が最小となるように、前記制限ステップにより制限された可動域の範囲内で前記アームを動作させてもよい。【００１３】
本発明の第八の態様によれば、第七の態様に係る内視鏡システムでは、前記制御装置は、前記第一撮像部の光軸と前記第二撮像部の光軸との距離が最小となるように、前記制限ステップにより制限された可動域の範囲内で前記アームを動作させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２つの内視鏡がそれぞれ撮像した画像の対応付けが容易で操作者に対する負担が少ない内視鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡システムの模式的な全体図である。
【図２】同内視鏡システムの要部のブロック図である。
【図３】同内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図４】同内視鏡システムの作用を説明するための図である。
【図５】同内視鏡システムの作用を説明するための図である。
【図６】同内視鏡システムの作用を説明するための図である。
【図７】同内視鏡システムの作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る内視鏡システムの一部を示す模式図である。
【図９】同内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る内視鏡システムを示す模式的な全体図である。
【図１１】同内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る内視鏡システムを示す模式的な全体図である。
【図１３】同内視鏡システムの作用を説明するための模式図である。
【図１４】同内視鏡システムの作用を説明するための模式図である。
【図１５】同内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図１７】同内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【図１８】同内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【図２０】同内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【図２１】本発明の第７実施形態に係る内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【図２２】同内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【図２３】同内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【図２４】同内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【図２５】同内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る内視鏡システムの模式的な全体図である。図２は、内視鏡システムの要部のブロック図である。図３は、内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。図４から図７までは、内視鏡システムの作用を説明するための図である。
【００１７】
図１に示す本実施形態に係る内視鏡システム１は、手術等に使用される医療用のシステムである。
図１に示すように、内視鏡システム１は、第一内視鏡１０と、アーム２０と、第一画像処理装置２５と、第一サブモニタ２６と、第二内視鏡３０と、第二画像処理装置３６と、第二サブモニタ３７と、位置姿勢検知装置４１と、メインモニタ４５と、制御装置５０とを備えている。
【００１８】
第一内視鏡１０は、本実施形態に係る内視鏡システム１において、処置部位を含む狭い領域を撮像対象とする画像（狭角画像）を取得して、第一サブモニタ及びメインモニタ４５に表示させるための内視鏡である。第一内視鏡１０は、信号線ＳＬ１を介して第一画像処理装置２５に接続されている。さらに、信号線ＳＬ１´を介して、第一画像処理装置２５と制御装置５０とが接続されている。
第一内視鏡１０は、挿入部１１と、駆動部１５とを有している。
【００１９】
挿入部１１は、体外から処置対象となる患者の体内へと挿入される長尺部である。
挿入部１１は、撮像部１２（第一撮像部）と、関節部１３と、軸部１４とを有している。
【００２０】
撮像部１２は、処置部位を撮像対象部位とした画像を取得するために、たとえばイメージセンサ及び対物光学系（いずれも不図示）を有している。撮像部１２のイメージセンサは、たとえば、撮像対象部位の明視野画像を取得することができる。撮像部１２の対物光学系は、所定の光軸Ｌ１を有している。撮像部１２が撮像する画像の視野中心は、撮像部１２の光軸Ｌ１の位置である。撮像部１２が撮像した画像は、後述する第一画像処理装置２５へ送信され、さらに制御装置５０へ送信される。第一内視鏡１０の撮像部１２の画角は、第二内視鏡３０の撮像部３２の画角と同じでもよいし、第二内視鏡３０の撮像部３２の画角と異なっていてもよい。また、本実施形態において第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像する狭角画像とは、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像する画像の一部を撮像視野とした画像であり、第一内視鏡１０の撮像部１２の画角が第二内視鏡３０の撮像部３２の画角よりも狭いことを意味するものに限られない。
【００２１】
関節部１３は、回動軸を介して互いに連結された複数の関節要素を有している。関節部１３は、軸部１４に対して撮像部１２を移動させるように変形可能である。また、関節部１３は、撮像部１２の位置及びその撮像視野の方向を調整するために動作可能である。関節部１３には、関節部１３を動作させるための力量を伝達する操作ワイヤ１８が連結されている。
【００２２】
軸部１４は、撮像部１２を体内の処置部位の近傍まで案内するために、硬質な筒状形状である。軸部１４の内部には、撮像部１２からの不図示の信号線や、関節部１３を動作させるために関節部１３を後述する駆動部１５に接続するための操作ワイヤ１８などが配線されている。
【００２３】
駆動部１５は、挿入部１１における撮像部１２側とは反対側の端部（本実施形態において第一内視鏡１０の基端部という）に配置されている。駆動部１５は、軸部１４に固定されている。駆動部１５の内部には、撮像部１２から延びる不図示の信号線と、関節部１３から延びる操作ワイヤ１８とが配線されている。さらに、駆動部１５は、操作ワイヤ１８を移動させるために操作ワイヤ１８に接続されたアクチュエータ１６と、アクチュエータ１６の動作量を検知するためのエンコーダ１７とを有している。駆動部１５に設けられたアクチュエータ１６は、制御装置５０による制御に従って動作する。また、駆動部１５は、第一内視鏡１０をアーム２０に取り付けるためのアダプタとしての機能も有している。
【００２４】
本実施形態の第一内視鏡１０は、処置部位に対して直接的に切開や縫合などをするための構造を有している必要はない。なお、挿入部１１は、処置部位に対して切開や縫合などをするための不図示の処置具を先端に有していてもよい。また、挿入部１１は、公知の内視鏡用処置具を挿入するためのチャンネルを有していてもよい。
【００２５】
また、第一内視鏡１０は、撮像部１２の撮像視野を、視野中心を回転中心として（たとえば撮像部１２の光軸Ｌ１を回転中心として）回転させることができるようになっていてもよい。撮像視野の回転は、撮像部１２を機械的に回転させる構成であってもよいし、撮像部１２のイメージセンサが取得した画像を画像処理により回転させる構成であってもよい。これらのような撮像視野の移動や回転を可能とすることにより、後述する第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像と第一内視鏡１０の撮像部１２による画像との対応付けを容易にすることができる。
【００２６】
アーム２０は、第一内視鏡１０を所望の位置及び姿勢で保持したり、第一内視鏡１０を所望の方向へ移動させたりする。アーム２０は、信号線ＳＬ２を介して制御装置５０に接続されている。
アーム２０は、リンク部２１と、関節部２２と、アクチュエータ２３と、エンコーダ２４と、を有している。
【００２７】
リンク部２１は、第一内視鏡１０の駆動部１５を取り付けることができる着脱構造を有する遠位側のリンク部２１ａと、関節部２２を構成する各関節要素をつなぐ近位側の複数のリンク部２１ｂとを有している。
【００２８】
関節部２２は、隣り合う２つのリンク部２１をたとえば屈曲可能に連結する。また、複数の関節部２２を構成する各関節部２２のうちのいくつかは、隣り合う２つのリンク部２１を各々の中心線が同軸をなすように回転可能に連結してもよい。
アーム２０の自由度の上限は特に限定されない。関節部２２の配置や数等は、第一内視鏡１０の位置及び姿勢を制御するために必要最低限の自由度をアーム２０に付与できるようになっていればよい。
【００２９】
一例として、アクチュエータ２３は、関節部２２に配置されている。アクチュエータ２３は、制御装置５０による動作制御に従って関節部２２を動作させる。
【００３０】
一例として、エンコーダ２４は、複数の関節部２２に配置されている。本実施形態では、アーム２０に含まれるすべての関節部２２にエンコーダ２４が配置されている。
エンコーダ２４は、後述する制御装置５０に電気的に接続されている。エンコーダ２４は、各関節部２２の移動量を制御装置５０に出力する。なお、エンコーダ２４は、各関節部２２の絶対角度を示す信号を制御装置５０に出力するものであってもよい。
【００３１】
図２に示すように、第一画像処理装置２５は、第一内視鏡１０の撮像部１２と接続される。第一画像処理装置２５は、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像情報を撮像部１２から受信して第一サブモニタ２６に映像信号として出力するとともに、この画像情報を制御装置５０の画像制御部５２へ出力する。
【００３２】
第一サブモニタ２６は、第一画像処理装置２５から出力された映像信号に基づいて映像を表示する。第一サブモニタ２６は、処置部位を含む狭角画像を表示することができる。
【００３３】
第二内視鏡３０は、本実施形態に係る内視鏡システム１において、処置部位を含む広い領域を撮像対象とする画像（広角画像）を取得して第二サブモニタ及びメインモニタ４５に表示させるための内視鏡である。第二内視鏡３０は、信号線ＳＬ３を介して第二画像処理装置３６に接続されている。さらに、信号線ＳＬ３´を介して、第二画像処理装置３６と制御装置５０とが接続されている。
第二内視鏡３０は、挿入部３１と、操作部３４とを有している。
【００３４】
第二内視鏡３０の挿入部３１は、全体として細長の棒状である。本実施形態における第二内視鏡３０の挿入部３１は、たとえば硬性の性質を有する。すなわち、本実施形態において、第二内視鏡３０は硬性鏡である。
第二内視鏡３０の挿入部３１は、撮像部３２（第二撮像部）と、軸部３３とを有している。
【００３５】
第二内視鏡３０の撮像部３２は、処置部位の画像を取得するために、たとえばイメージセンサ及び対物光学系（いずれも不図示）を有している。第二内視鏡３０の撮像部３２のイメージセンサは、たとえば、撮像対象部位の明視野画像を取得することができる。撮像部３２の対物光学系は、所定の光軸Ｌ２を有している。撮像部３２が撮像する画像の視野中心は、撮像部３２の光軸Ｌ２の位置である。第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像は、後述する制御装置５０へ送信される。第二内視鏡３０の撮像部３２の画角は、第一内視鏡１０の撮像部１２の画角と同じでもよいし、第一内視鏡１０の撮像部１２の画角と異なっていてもよい。また、本実施形態において第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像する広角画像とは、第一内視鏡１０の撮像部１２の撮像視野よりも広い範囲を撮像する画像であり、第二内視鏡３０の撮像部３２の画角が第一内視鏡１０の撮像部１２の画角よりも広いことを意味するものに限られない。
【００３６】
第二内視鏡３０の軸部３３は、第二内視鏡３０の撮像部３２を体内の処置部位の近傍まで案内するために、硬質な筒状形状である。第二内視鏡３０の軸部３３の内部には、第二内視鏡３０の撮像部３２を後述する制御装置５０に接続するための不図示の信号線が配線されている。
【００３７】
操作部３４は、体外で第二内視鏡３０を操作するために、第二内視鏡３０の挿入部３１における撮像部３２側とは反対側の端部（本実施形態において第二内視鏡３０の基端部という）に配置されている。
操作部３４は、把持部３５を有している。
【００３８】
把持部３５は、第二内視鏡３０を操作する操作者が把持することができる部位である。
本実施形態では、操作者が把持部３５を把持して移動させることにより、第二内視鏡３０の挿入部３１全体を移動させることができる。すなわち、本実施形態では、第二内視鏡３０の使用時に操作者が把持部３５を把持して移動させることにより、第二内視鏡３０の撮像部３２の撮像視野を移動させることができる。
把持部３５には、後述する視点変更スイッチ３９及び視野合せスイッチ４０が配されていてもよい。
【００３９】
なお、第二内視鏡３０の構成は上記の構成には限定されない。第二内視鏡３０は、上記の広角画像を撮像するための撮像部３２を有する硬性鏡又は軟性内視鏡であって構わない。また、第二内視鏡３０の撮像部３２の視野の向きは、第二内視鏡３０の挿入部３１に対して固定された状態、又は制御装置５０において把握可能な状態であれば、上記の構成には限定されない。
【００４０】
図２に示すように、第二画像処理装置３６は、第二内視鏡３０の撮像部３２に接続される。第二画像処理装置３６は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像情報を撮像部３２から受信して第二サブモニタ３７に映像信号として出力するとともに、この画像情報を制御装置５０の画像制御部５２へ出力する。
第二サブモニタ３７は、第二画像処理装置３６から出力された映像信号に基づいて映像を表示する。第二サブモニタ３７は、処置部位を含む広角画像を表示することができる。
図２に示すように、アーム入力部３８は、制御装置５０の駆動制御部５３に接続されている。アーム入力部３８は、例えばスコピストによって操作されることにより、アーム２０を動作させるための所定の操作信号を駆動制御部５３へ出力する。
【００４１】
視点変更スイッチ３９は、制御装置５０の画像制御部５２に電気的に接続されている。
視点変更スイッチ３９は、第一内視鏡１０によって得られた狭角画像と、第二内視鏡３０によって得られた広角画像とから、所望の一方の画像を選択する切り替えスイッチである。たとえば、視点変更スイッチ３９は、押しボタンスイッチであり、視点変更スイッチ３９が押されるたびに、メインモニタ４５に表示される画像を広角画像もしくは狭角画像に切り替える。
視点変更スイッチ３９は、処置部位に対して処置を行う者（たとえば執刀医等）や、第一内視鏡１０や第二内視鏡３０を操作する者（たとえばスコピスト）等が操作しやすい位置に配置可能である。
たとえば、視点変更スイッチ３９は、処置部位に対して処置を行う執刀医が操作する医療器具に取り付け可能である。
また、視点変更スイッチ３９は、第二内視鏡３０の把持部３５の近傍に配置されていてもよい（図１参照）。第二内視鏡３０を操作する操作者によって操作しやすい位置に本実施形態の視点変更スイッチ３９が配置されていることにより、第二内視鏡３０を用いた処置中に視点を変更することが容易となる。
【００４２】
視野合せスイッチ４０は、制御装置５０の駆動制御部５３に電気的に接続されている。
視野合せスイッチ４０は、第一内視鏡１０によって得られる狭角画像の視野中心が第二内視鏡３０によって得られた広角画像の視野中心と一致するように第一内視鏡１０を動作させるための入力を制御装置５０の駆動制御部５３に対して行うためのスイッチである。
視野合せスイッチ４０は、処置部位に対して処置を行う者（たとえば執刀医等）や、第一内視鏡１０や第二内視鏡３０を操作する者（たとえばスコピスト）等が操作しやすい位置に配置可能である。たとえば、視野合せスイッチ４０は、第二内視鏡３０の把持部３５近傍に配置されている。視野合せスイッチ４０は、押しボタンスイッチであり、視野合せスイッチ４０が押されるたびに、狭角画像の視野中心が広角画像の視野中心と一致するように制御装置５０が第一内視鏡１０を移動させる動作が開始される。
第二内視鏡３０を操作する操作者によって操作しやすい位置に本実施形態の視野合せスイッチ４０が配置されていることにより、第二内視鏡３０を用いた処置中に狭角画像の視野中心と広角画像の視野中心とを容易に合わせることができる。
【００４３】
位置姿勢検知装置４１は、たとえば本実施形態に係る内視鏡システム１が設備される手術室等の空間における第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０の位置及び姿勢を検知する。
位置姿勢検知装置４１は、第一マーカー４２と、第二マーカー４３と、カメラ４４とを有している。また、位置姿勢検知装置４１は、後述する制御装置５０に接続されている。
【００４４】
第一マーカー４２は、第一内視鏡１０の駆動部１５に配されている。第一マーカー４２は、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とを区別することができるように、第二マーカー４３とは異なるマーカーである。
第一マーカー４２の構成は、カメラ４４によって撮像可能であり制御装置５０において認識可能であれば特に限定されない。たとえば、第一マーカー４２は、第一マーカー４２に固有の形状を有していたり、所定の形状の模様を有していたり、カメラ４４に対して所定の光を発したりするものであって構わない。
【００４５】
第二マーカー４３は、第二内視鏡３０の操作部３４に配されている。第二マーカー４３は、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とを区別することができるように、第一マーカー４２とは異なるマーカーである。
第二マーカー４３の構成は、カメラ４４によって撮像可能であり制御装置５０において認識可能であれば特に限定されない。たとえば、第二マーカー４３は、第二マーカー４３に固有の形状を有していたり、所定の形状の模様を有していたり、カメラ４４に対して所定の光を発したりするものであって構わない。
【００４６】
なお、第一マーカー４２と第二マーカー４３とが互いに区別できないものであっても、内視鏡システム１の使用時に対応付けをするとともに内視鏡システム１の使用時に常に各マーカーの位置及び姿勢を追跡するようになっていれば、構わない。
【００４７】
カメラ４４は、第一マーカー４２及び第二マーカー４３を含む画像を撮像し、制御装置５０に対して画像を送信する。カメラ４４は、視野が互いに異なる複数の画像を取得する。たとえば、カメラ４４は、視野が互いに異なる２つの撮像装置を含んでいる。カメラ４４は、内視鏡システム１が配置される手術室等の空間内の一部に固定されている。たとえば手術室内の一部にカメラ４４が固定されて第一マーカー４２及び第二マーカー４３を含む画像を撮像することにより、カメラ４４の位置を基準とした所定の座標系（基準座標系）における第一マーカー４２及び第二マーカー４３の位置及び姿勢を検知することができる。
【００４８】
メインモニタ４５は、信号線ＳＬ４を介して制御装置５０に接続されている。メインモニタ４５は、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像及び第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像を、画像制御部５２を介して表示することができる。本実施形態では、メインモニタ４５は、第一内視鏡１０が撮像した画像と第二内視鏡３０が撮像した画像とのうち、視点変更スイッチ３９による切り替え入力によって選択された一方の画像を表示する。メインモニタ４５における表示状態は、制御装置５０の画像制御部５２によって制御されている。メインモニタ４５の具体的な構成は特に限定されない。たとえば、メインモニタ４５として、アナログやデジタルの映像信号に基づいて画像を表示する公知のディスプレイシステムが適宜選択されてよい。
【００４９】
制御装置５０は、アーム２０及び第二内視鏡３０を制御する。さらに、制御装置５０は、メインモニタ４５に、第一内視鏡１０からの画像や第二内視鏡３０からの画像などを表示させる。
図１及び図２に示す制御装置５０は、位置算出部５１と、画像制御部５２と、駆動制御部５３とを備えている。
【００５０】
位置算出部５１は、カメラ４４から画像信号を受信して、第一マーカー４２及び第二マーカー４３の位置を算出する。位置算出部５１は、カメラ４４の位置を基準とした所定の座標系（基準座標系）における第一マーカー４２及び第二マーカー４３の位置及び姿勢を座標情報として記憶する。
【００５１】
画像制御部５２は、第一画像処理装置２５，第二画像処理装置３６，駆動制御部５３，視点変更スイッチ３９，及びメインモニタ４５に接続されている。さらに、画像制御部５２は、第一画像処理装置２５から出力される画像情報と、第二画像処理装置３６から出力される画像情報とを用いて、駆動制御部５３を動作させるための所定の情報を生成して駆動制御部５３へと出力する。
また、画像制御部５２は、第一内視鏡１０が撮像した画像及び第二内視鏡３０が撮像した画像を取得し、視点変更スイッチ３９による切り替え入力に対応した画像を、メインモニタ４５へと出力する。なお、メインモニタ４５は親画面と子画面による２画面で構成されていてもよく、画像制御部５２は、視点変更スイッチ３９による切り替え入力により指定された画像を親画面に表示させ、切り替え入力により選択されなかった画像を子画面に表示させるようになっていてもよい。
【００５２】
駆動制御部５３は、位置算出部５１に接続されている。さらに、駆動制御部５３は、第一内視鏡１０のアクチュエータ１６及びエンコーダ１７並びにアーム２０のアクチュエータ２３及びエンコーダ２４に接続されている。さらに、駆動制御部５３は、アーム入力部３８に接続されている。
駆動制御部５３は、アーム入力部３８に対する操作者による操作により生成される操作信号に基づいて、第一内視鏡１０の関節部１３と、アーム２０との動作を制御する。
【００５３】
次に、第一内視鏡１０の位置及び姿勢並びに第二内視鏡３０の位置及び姿勢の検知及び認識について説明する。
位置算出部５１は、位置姿勢検知装置４１のカメラ４４が撮像した画像から、第一マーカー４２を認識する。カメラ４４から位置算出部５１へ送信される画像は、視野が互いに異なる複数の画像が組になっており、位置算出部５１は、複数の画像から、基準座標系における第一マーカー４２の位置及び姿勢を認識する。第一マーカー４２は、第一内視鏡１０の駆動部１５に配置されており、第一マーカー４２の位置に対する第一内視鏡１０の位置は予め制御装置５０に記憶されている。このため、第一マーカー４２の位置及び姿勢に基づいて、位置算出部５１は、第一内視鏡１０の位置及び姿勢を認識することができる。一例として、位置算出部５１は、第一内視鏡１０の駆動部１５における所定の基準点を、第一内視鏡１０の位置として利用する。すなわち、位置算出部５１は、基準座標系における第一内視鏡１０の基準点の座標を、第一内視鏡１０の位置として認識する。さらに、位置算出部５１は、基準座標系における第一マーカー４２の方向を、第一内視鏡１０の姿勢として利用する。
【００５４】
駆動制御部５３は、第一内視鏡１０の関節部１３に設けられたエンコーダ１７を参照することにより、上記の第一内視鏡１０の位置及び姿勢に加えて、関節部１３の先端部分に配された撮像部１２の位置及び姿勢を認識する。たとえば、駆動制御部５３は、基準座標系における撮像部１２の一部の座標を、撮像部１２の位置として認識する。また、駆動制御部５３は、基準座標系における光軸の方向を、撮像部１２の姿勢として認識する。
【００５５】
すなわち、本実施形態において、位置姿勢検知装置４１、位置算出部５１、及び駆動制御部５３により、基準座標系における第一内視鏡１０の位置及び姿勢を検知する第一位置姿勢検知手段が構成されている。さらに、本実施形態において、制御装置５０は、第一内視鏡１０及びその光軸の位置及び姿勢を検知することができる。
【００５６】
また、位置算出部５１は、位置姿勢検知装置４１のカメラ４４が撮像した画像から、第二マーカー４３を認識する。位置算出部５１は、第一マーカー４２の位置及び姿勢の認識と同様に第二マーカー４３の位置及び姿勢を認識する。さらに、駆動制御部５３は、基準座標系における第二内視鏡３０の撮像部３２の一部の座標を、第二内視鏡３０の撮像部３２の位置として認識する。また、駆動制御部５３は、基準座標系における光軸の方向を、第二内視鏡３０の撮像部３２の姿勢として認識する。
すなわち、本実施形態において、位置姿勢検知装置４１、位置算出部５１、及び駆動制御部５３により、基準座標系における第二内視鏡３０の位置及び姿勢を検知する第二位置姿勢検知手段が構成されている。さらに、本実施形態において、制御装置５０は、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び姿勢を検知することができる。
【００５７】
次に、第一内視鏡１０及びアーム２０の制御について、図２を参照して説明する。
駆動制御部５３は、第二内視鏡３０の把持部３５に配置されたアーム入力部３８に対する入力を受け付け、この入力に基づいて第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させる。
また、駆動制御部５３は、第二内視鏡３０の把持部３５に配置された視野合せスイッチ４０に対する入力を受け付け、この入力に基づいて第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させる。
視野合せスイッチ４０に対する入力を受け付けた駆動制御部５３は、図３に示すように、ステップＳ１からステップＳ４までの各ステップに示すように第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させる。
【００５８】
まず、駆動制御部５３は、基準座標系における第一内視鏡１０の位置及び姿勢と、基準座標系における第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置及び姿勢を認識する（第一算出ステップ，ステップＳ１）。
さらに、駆動制御部５３は、基準座標系における第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び姿勢を認識する（第二算出ステップ，ステップＳ２）。なお、ステップＳ２は、上記のステップＳ１の前に実行されてもよいし、上記のステップＳ１の後に実行されてもよい。
【００５９】
ステップＳ１及びステップＳ２の後、駆動制御部５３は、ステップＳ２において認識した第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び姿勢に近づくように第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させるための動作量を算出する（動作量算出ステップ，ステップＳ３）。
ステップＳ３において、駆動制御部５３は、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置を示す座標に対して光軸方向の先側に所定の距離だけずれた位置を、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動目標位置に設定する。すなわち、ステップＳ３において、駆動制御部５３は、第二内視鏡３０の撮像部３２の先端と撮像対象部位との間の領域に第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動目標位置を設定する。ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置は、基準座標系における第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上の一点の座標である。
【００６０】
なお、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置の精度は、それほど厳密でなくてもよい。これは、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の光軸Ｌ２とが平行であれば、各光軸の距離がある程度離れていても、画像上の視野中心は実用上問題ない程度のずれに収まるからである。たとえば、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置は、ある程度の誤差を許容するために一定の範囲の領域として設定されてもよい。たとえば、図６に示すように、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置Ｘ１は、基準座標系における第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と直交する平面に沿い光軸を中心とする所定径の円Ｃ１内の座標であってもよい。また、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置は、基準座標系における第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置の座標を中心とする球内の座標であってもよい。また、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する移動目標位置は、基準座標系において第二内視鏡３０の光軸Ｌ２を中心線とする円柱内の座標であってもよい。
【００６１】
この場合、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上に達したと判定する際に誤差を許容できるので、たとえば第二内視鏡３０を操作する操作者による手振れなどにより第二内視鏡３０の光軸Ｌ２が移動してしまうことにより第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動が完了できなくなることを防ぐことができる。また、この場合、第一内視鏡１０からの画像と第二内視鏡３０からの画像とを両方ともメインモニタ４５に表示させる場合に、第二内視鏡３０を操作する際の手振れにより第一内視鏡１０の撮像部１２が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２を追って移動し続けることによる画像の乱れを軽減することもできる。
【００６２】
さらに、ステップＳ３において、駆動制御部５３は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の現在位置から移動目標位置までの移動経路を設定する。第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の現在位置から移動目標位置までの移動経路の設定方法は、移動経路中に障害物がないことを考慮したものであれば、特に限定されない。第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動経路が設定された後、駆動制御部５３は、この移動経路に沿って光軸が移動するように第一内視鏡１０を移動させるためのアーム２０の動作量を算出する。
【００６３】
また、ステップＳ３において、駆動制御部５３は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の方向が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の方向と一致するように、撮像部１２の動作目標方向を設定する。本実施形態では、ステップＳ３において、駆動制御部５３は、移動目標位置に第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が位置した時点における第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の方向が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の方向と平行するように、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置を示す座標を中心として撮像部１２を回動させるための関節部１３の関節駆動量を算出する。なお、ステップＳ３において駆動制御部５３が設定する撮像部１２の動作目標方向は、ある程度の誤差を許容するために一定の範囲の領域として設定されてもよい。
このように、ステップＳ３では、アーム２０の動作量及び関節部１３の動作量を駆動制御部５３が算出する。
これでステップＳ３は終了し、ステップＳ４へ進む。
【００６４】
ステップＳ４は、上記のステップＳ３において算出されたアーム２０の動作量及び関節部１３の動作量に基づいてアーム２０及び関節部１３を動作させるための動作指示をアーム２０及び関節部１３に出力する指示ステップである。
ステップＳ４では、駆動制御部５３は、アーム２０及び関節部１３に対して動作指示を出力することによって、アーム２０及び関節部１３を動作させる。たとえば、ステップＳ４において、駆動制御部５３はまずアーム２０に対して動作指示を出力することにより、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上の移動目標位置に到達するまで第一内視鏡１０を移動させる。続いて、駆動制御部５３は関節部１３に対して動作指示を出力することにより、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と同軸となるまで第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上で第一内視鏡１０の撮像部１２を回動させる。
このとき、駆動制御部５３は、ステップＳ３で算出された動作方向にアーム２０及び関節部１３を移動させるために、関節部１３及びアーム２０の各自由度の動作量を、逆運動学を用いて算出し、各アクチュエータの制御量を決定する。この制御量に基づいて、駆動制御部５３は、駆動信号を出力する。
【００６５】
駆動制御部５３は、動作指示の出力が終了した後、アーム２０及び関節部１３の姿勢を検知するエンコーダ２４および１７により、移動目標位置に第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が到達したか否かを判定し、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が移動目標位置へ到達したことを駆動制御部５３が判定したらステップＳ４は終了する。
【００６６】
このように、上記のステップＳ１からステップＳ４までの動作手順により、駆動制御部５３は、視野合せスイッチ４０に対する入力に対応して、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の光軸Ｌ２とが同軸をなす状態となるように、第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させる。
【００６７】
本実施形態に係る内視鏡システム１の作用について、内視鏡システム１の使用時の動作とともに説明する。
内視鏡システム１の使用時には、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０が体内に挿入される。すなわち、第一内視鏡１０の挿入部１１及び第二内視鏡３０の挿入部３１が、たとえばトロッカを通じて体内に挿入され、図４に示すように、第二内視鏡３０の撮像部３２が体内の処置部位の近傍に案内され、第一内視鏡１０の撮像部１２が、処置部位の近傍で第二内視鏡３０よりもさらに近い位置まで案内される。
【００６８】
第一内視鏡１０の撮像部１２及び第二内視鏡３０の撮像部３２がともに処置部位の近傍に案内された状態において、第一内視鏡１０の撮像部１２と処置部位との距離は、第二内視鏡３０の撮像部３２と処置部位との距離よりも短い。そのため、第一内視鏡１０の撮像部１２は、第二内視鏡３０の撮像部３２よりも撮像視野が狭い状態となっている。すなわち、上記のような距離の関係を有して第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とがそれぞれ体内に配されている場合に、第一内視鏡１０は処置部位を含んだ狭角画像を撮像することができ、第二内視鏡３０は処置部位を含んだ広角画像を撮像することができる。なお、本実施形態において、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０がズームやマクロなどの光学機能を有していてもよいが、これらの光学機能を考慮した説明は本明細書では省略される。
【００６９】
第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０が処置部位の近傍に案内された後、たとえば、操作者（たとえば執刀医やスコピスト）は、処置部位を観察する。まず、体内において処置部位を把握するために、操作者は、第二内視鏡３０を用いて処置部位を含む広い領域を俯瞰的に観察する。このとき、操作者は第二内視鏡３０を主に操作する。操作者は、第二内視鏡３０の操作部３４を移動させて所望の部位を観察することにより、処置部位近傍の状況を把握する。
【００７０】
処置部位の状況を把握した後、操作者は、処置部位が画像の視野中心に位置するように第二内視鏡３０を維持し、さらに視野合せスイッチ４０に対する入力を行う。すると、上記のステップＳ１からステップＳ４までの制御手順に従って駆動制御部５３がアーム２０及び第一内視鏡１０を制御する。
【００７１】
これにより、図５に示すように、第二内視鏡３０の視野内に第一内視鏡１０の撮像部１２が進入する。さらに、図６に示すように、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上の点Ｘ１を中心とした円Ｃ１内に第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１が到達したところで、撮像部１２の移動は停止し、続いて、図７に示すように、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と同軸となるように第一内視鏡１０の撮像部１２の向きが変わる。
【００７２】
第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と同軸となるように第一内視鏡１０の撮像部１２が配置されている状態では、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像の視野中心に第一内視鏡１０の撮像部１２が位置している。操作者は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した広角画像によって、第一内視鏡１０の撮像部１２が処置部位近傍に配置されたことを把握することができる。第一内視鏡１０の撮像部１２が処置部位近傍にある状態で、操作者は、視点変更スイッチ３９に対する入力を行う。すると、制御装置５０の画像制御部５２は、メインモニタ４５に表示される画像を、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像から、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像に切り替える。
第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の光軸Ｌ２とは同軸をなしているので、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像における視野中心は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像における視野中心と一致している。このため、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像から第一内視鏡１０が撮像した画像に切り替わることにより、メインモニタ４５における表示は、広角画像の視野中心を含む一部が拡大（ズームイン）されたような画像となる。
【００７３】
第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像は、処置部位を視野内に捉えた狭角画像である。操作者は、処置部位に対する処置を、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像を見ながら行うことができる。
【００７４】
また、操作者は、必要に応じて、視点変更スイッチ３９を用いて、メインモニタ４５に表示させる画像を、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像する狭角画像から、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像する広角画像に切り替えることができる。これは、狭角画像を用いた処置中に処置部位の周囲の状態を確認する場合等に行うことができる。第二内視鏡３０の撮像部３２は、第一内視鏡１０の撮像視野を含んだ広い領域を撮像視野としている。このため、メインモニタ４５に表示される画像が第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像から第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像に切り替わることにより、メインモニタ４５における表示は、狭角画像の視野が広角化（ズームアウト）されたような画像となる。
【００７５】
操作者は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像がメインモニタ４５に表示された状態で、第二内視鏡３０の操作部３４を把持して移動させたりすることにより、処置部位の周囲を観察することができる。第一内視鏡１０は、処置部位を視野中心に捉えた狭角画像を取得可能な状態で停止している。
【００７６】
第二内視鏡３０を用いた処置部位の周囲の観察が終了し、処置部位に対する処置を再開しようとする場合には、処置部位を含んだ狭角画像を再びメインモニタ４５に表示させる。この場合、操作者は、まず、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像に基づいて、第一内視鏡１０の撮像部１２の位置を参考にして、第二内視鏡３０の撮像部３２の視野中心の位置を容易に処置部位に戻すことができる。第二内視鏡３０の撮像部３２の視野中心の位置を操作者が大まかに処置部位に戻した後、操作者は、視点変更スイッチ３９に対する入力を行い、メインモニタ４５に表示される画像を、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像する画像から、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像する画像に切り替える。
【００７７】
第一内視鏡１０は、処置部位を視野中心に捉えた狭角画像を取得可能な状態で停止している。すなわち、第一内視鏡１０は、狭角画像から広角画像に切り替える前の位置関係を維持している。このため、メインモニタ４５に表示される画像が広角画像から狭角画像に切り替わった後、操作者は容易に処置を再開することができる。
【００７８】
また、第二内視鏡３０を用いた観察時に、処置部位を含んだ組織の全体を移動させると、処置部位と第一内視鏡１０との位置関係が変化して、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像における処置部位の位置や姿勢などが変化する場合がある。この場合、操作者は、処置部位を第二内視鏡３０の撮像部３２の視野中心に捉えた状態で、視野合せスイッチ４０に対する入力を行い、処置部位へ第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させることができる。このとき、上記のステップＳ１からステップＳ４までの制御手順に従って駆動制御部５３がアーム２０及び第一内視鏡１０を制御することにより、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２と第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１とが同軸となる。この状態で視点変更スイッチ３９に対する入力をすることにより、処置部位を視野中心に捉えた狭角画像がメインモニタ４５に表示され、この新たな部位に対する処置をすることができる。
【００７９】
また、操作者は、第二内視鏡３０の操作部３４を把持して移動させたりすることにより処置部位の周囲を観察した結果、新たな部位を処置部位として別の処置をする必要が生じる場合がある。新たな部位を処置部位とする場合、操作者は、処置部位とする新たな部位を第二内視鏡３０の撮像部３２の視野中心に捉えた状態で、視野合せスイッチ４０に対する入力を行い、新たな部位へ第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させることができる。このとき、上記のステップＳ１からステップＳ４までの制御手順に従って駆動制御部５３がアーム２０及び第一内視鏡１０を制御することにより、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２と第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１とが同軸となる。この状態で視点変更スイッチ３９に対する入力をすることにより、処置部位とする新たな部位を視野中心に捉えた狭角画像がメインモニタ４５に表示され、この新たな部位に対する処置をすることができる。
【００８０】
一例として、本実施形態に係る内視鏡システム１を用いて処置を行う執刀医は、メインモニタ４５を使用することにより、処置部位を含む広角画像及び狭角画像を見ながら処置を行うことができる。また、本実施形態に係る内視鏡システム１の第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０を操作するスコピストは第一サブモニタ２６及び第二サブモニタ３７を使用しながら、執刀医による処置とは独立して、あるいは執刀医による処置と協働して、各内視鏡の位置や姿勢を調整することができる。
【００８１】
以上に説明したように、本実施形態では、２つの内視鏡（第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０）の光軸が互いに同軸をなし、狭角画像と広角画像とをそれぞれ撮像しているので、視点変更スイッチ３９に対する入力に基づいてメインモニタ４５に表示される画像を画像制御部５２が切り替えたときに、狭角画像に対するズームアウト、あるいは広角画像に対するズームインのような操作感を得ることができる。本実施形態に係る内視鏡システム１では、２つの内視鏡の光軸を一致させるための操作の大部分を自動化することができるので、操作者に対する負担が少ない。
【００８２】
また、従来の腹腔鏡下手術で、一本の内視鏡を用いて処置を行うケースにおいて、近接した視野（狭角視野）で剥離操作や血管の露出などの処置を行っている最中に、周辺組織状態を確認したり現在処置している血管の走行を確認したりする必要が生じる場合などがある。
この場合、近接させていた内視鏡を遠ざけて、全体が見える位置で観察を行い、周辺組織や血管の走行等を確認してから元の位置に内視鏡を戻す作業を行うことになる。最初の近接した視野は、処置しやすい状態となるようにスコピストへ指示を出して作り出した術野（視野）であった。ところが、全体を観察することによって、最初に作り出した視野は崩された状態となっている。全体観察の後、処置しやすい状態（視野）を再現するために、執刀医はスコピストへの指示を繰り返さねばならず、処置復帰可能となるまでの時間が長くなり、執刀医にはストレスと疲労がたまる。このため、執刀医は、このストレスと疲労を回避するために、ちょっとした確認程度では視野を崩すことを避けたくなり、全体を確認したいとおもってもあきらめてしまう可能性もある。
本実施形態では、執刀医が確認したいと思った瞬間に広角視野で周囲を確認し、さらに、確認後は処置していた視野に速やかに戻ることができる。このため、本実施形態では、処置復帰までのタイムラグが少なく、執刀医に対するストレスも疲労も少ない。加えて、本実施形態では、広角画像を用いて周辺組織を適宜確認できるので、より安全な手術が行える可能性もある。
【００８３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図８は、本実施形態に係る内視鏡システムの一部を示す模式図である。図９は、内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【００８４】
図８に一部を示す本実施形態に係る内視鏡システム２は、撮像対象部位までの距離を測定するための測距手段を、第一内視鏡１０，第二内視鏡３０，及び制御装置６６に備えている。
一具体例として、本実施形態の第一内視鏡１０は、上記第１実施形態に開示された撮像部１２とは構成が異なる撮像部６０を、上記第１実施形態の撮像部１２に代えて備えている。また、本実施形態の第二内視鏡３０は、上記第１実施形態に開示された撮像部３２とは構成が異なる撮像部６３を、上記第１実施形態の撮像部３２に代えて備えている。
さらに、本実施形態に係る内視鏡システム２は、本実施形態の各撮像部６０，６３が撮像した画像に基づいて撮像対象物までの距離を考慮して第一内視鏡１０及びアーム２０（図１参照）を動作させるステップを動作手順に含んだ制御装置６６を、上記第１実施形態の制御装置５０に代えて備えている。
【００８５】
第一内視鏡１０の撮像部６０は、撮像対象部位の三次元情報を取得することができる点で上記第１実施形態に開示された第一内視鏡１０の撮像部１２と構成が異なっている。一具体例として、第一内視鏡１０は、左側撮像部６１及び右側撮像部６２を備えている。
【００８６】
左側撮像部６１及び右側撮像部６２は、同一の撮像対象部位に対して視差を有する二枚一組の画像を撮像する。たとえば、左側撮像部６１と右側撮像部６２とは、それぞれが独立してイメージセンサや対物光学系を有している。左側撮像部６１が撮像した画像及び右側撮像部６２が撮像した画像は、第１実施形態と同様に不図示の信号線等を通じて、制御装置６６の画像制御部６７へ送信される。
【００８７】
第二内視鏡３０の撮像部６３は、たとえば第一内視鏡１０の撮像部６０と同様に、左側撮像部６４及び右側撮像部６５を備えている。
【００８８】
制御装置６６の画像制御部６７は、第一内視鏡１０の左側撮像部６１及び右側撮像部６２がそれぞれ取得した画像に基づいて、第一内視鏡１０から撮像対象部位までの距離を測定する機能を有する。一例として、制御装置６６の画像制御部６７は、第一内視鏡１０の左側撮像部６１及び右側撮像部６２が取得した画像の視差を用いて撮像対象部位までの距離を測定する。
【００８９】
さらに、制御装置６６の画像制御部６７は、第二内視鏡３０の左側撮像部６４及び右側撮像部６５がそれぞれ取得した画像に基づいて、第二内視鏡３０から撮像対象部位までの距離を測定する機能を有する。一例として、制御装置６６の画像制御部６７は、第二内視鏡３０の左側撮像部６４及び右側撮像部６５が取得した画像の視差を用いて撮像対象部位までの距離を測定する。
【００９０】
なお、第一内視鏡１０とその撮像対象部位との距離あるいは第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離を測定するための構成は上記の構成には限られない。たとえば、第一内視鏡１０や第二内視鏡３０は、公知のレーザー測距器や赤外線測距器などの構成を適宜有していてもよい。
【００９１】
第一内視鏡１０及びアーム２０を移動させるための本実施形態の制御装置６６による具体的な制御の一例について、上記の第１実施形態における制御手順と異なる部分を中心に説明する。
本実施形態において、制御装置６６は、上記の第１実施形態に開示されたステップＳ１からステップＳ４までの各ステップを制御手順に含んでいる。このため、本実施形態に係る内視鏡システム２は、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０が共に処置部位を視野中心に捉えた状態で互いの光軸が一致した位置関係にある狭角画像及び広角画像を撮像し、狭角画像と広角画像とのいずれか一方又は両方をメインモニタ４５に表示させることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０がともに処置部位を視野中心に捉えた画像を撮像している状態において、第二内視鏡３０の移動に追従して第一内視鏡１０及びアーム２０を制御装置６６が動作させる場合の制御手順（図９参照）が上記の第１実施形態と異なっている。
【００９３】
第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０がともに処置部位を視野中心に捉えた画像を撮像している状態において、制御装置６６は、第一内視鏡１０の撮像対象部位と第一内視鏡１０との距離を測定する。たとえば、制御装置６６は、基準座標系における第一内視鏡１０の撮像部６０の光軸の位置の座標から第一内視鏡１０の撮像部６０が撮像した二枚一組の画像における所定の一方の画像の視野中心までの距離を算出する（第一測距ステップ，ステップＳ１１，図９参照）。
さらに、制御装置６６は、第二内視鏡３０の撮像対象部位と第二内視鏡３０との距離を測定する。たとえば、制御装置６６は、基準座標系における第二内視鏡３０の撮像部６３の光軸の位置の座標から第二内視鏡３０の撮像部６３が撮像した二枚一組の画像における所定の一方の画像の視野中心までの距離を算出する（第二測距ステップ，ステップＳ１２，図９参照）。ステップＳ１２は、上記のステップＳ１１の前に実行されてもよいし、上記のステップＳ１１の後に実行されてもよい。
上記のステップＳ１１及びステップＳ１２では、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０は共に処置部位を視野中心に捉えており、上記のステップＳ１１及びステップＳ１２により算出される各距離は、それぞれ、第一内視鏡１０と処置部位との距離、及び、第二内視鏡３０と処置部位との距離である。
【００９４】
操作者が第二内視鏡３０を移動させて新たな部位を処置部位として処置を開始する場合、操作者は、第二内視鏡３０の撮像部６３が撮像した画像の視野中心を、処置部位となる新たな部位に合せるように第二内視鏡３０を操作する。その後、操作者は、視野合せスイッチ４０に対する入力を行う。
【００９５】
視野合せスイッチ４０からの入力があったことを制御装置６６が検知すると、制御装置６６は、まず、第二内視鏡３０の撮像部６３が撮像した画像の視野中心と第二内視鏡３０との距離を算出する（第三測距ステップ，ステップＳ１３，図９参照）。また、ステップＳ１３では、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び姿勢を制御装置６６が第１実施形態と同様に検知する。
ステップＳ１３では、第二内視鏡３０の撮像部６３が撮像した画像の視野中心には、新たな処置部位が位置している。このため、ステップＳ１３では、第二内視鏡３０と新たな処置部位との距離が算出されることとなる。
【００９６】
ステップＳ１３の後、制御装置６６の駆動制御部６８は、ステップＳ１３において認識した第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び姿勢に近づくように第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させるための動作量を算出する（ステップＳ１４，図９参照）。
ステップＳ１４において、駆動制御部６８は、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置を示す座標に対して光軸方向の先側に所定の距離だけずれた位置を、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動目標位置に設定する。
なお、第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離が、第一内視鏡１０とその撮像対象部位との距離よりも短い場合には、制御装置６６は、第二内視鏡３０をその撮像対象部位から離すように、第一内視鏡１０又は第二内視鏡３０を移動させることを促すメッセージをたとえばメインモニタ４５に表示させる。この場合、制御装置６６は、上記のステップＳ１２に戻って第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離を再度算出し、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置を示す座標に対して光軸方向の先側に所定の距離だけずれた位置を、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動目標位置に設定する。
このように、ステップＳ１４において、制御装置６６は、第二内視鏡３０の撮像部６３の先端と撮像対象部位との間の領域に第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動目標位置を設定する。
【００９７】
さらに、制御装置６６の駆動制御部６８は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の現在位置から移動目標位置までの移動経路を設定する。第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の現在位置から移動目標位置までの移動経路の設定方法は、移動経路中に障害物がないことを考慮したものである。ステップＳ１４において設定される移動経路は、上記の第１実施形態におけるステップＳ３で設定される移動経路と同様の設定方法により設定されてよい。第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動経路が設定された後、駆動制御部６８は、この移動経路に沿って光軸が移動するように第一内視鏡１０を移動させるためのアーム２０の動作量を算出する。
また、ステップＳ１４において、駆動制御部６８は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の方向が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の方向と一致するように、第一内視鏡１０の撮像部６０の動作目標方向を設定する。本実施形態では、ステップＳ１４において、駆動制御部６８は、移動目標位置に第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が位置した時点における第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の方向が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の方向と平行するように、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置を示す座標を中心として第一内視鏡１０の撮像部６０を回動させるための関節部１３の動作量を算出する。
このように、ステップＳ１４では、アーム２０の動作量及び関節部１３の動作量を駆動制御部６８が算出する。
これでステップＳ１４は終了し、ステップＳ１５へ進む。
【００９８】
ステップＳ１５は、上記のステップＳ１４において算出されたアーム２０の動作量及び関節部１３の動作量に基づいてアーム２０及び関節部１３を動作させるための動作指示をアーム２０及び関節部１３に出力する指示ステップである（図９参照）。
ステップＳ１５では、駆動制御部６８は、アーム２０及び関節部１３に対して動作指示を出力することによって、アーム２０及び関節部１３を動作させる。たとえば、ステップＳ１５において、駆動制御部６８はまずアーム２０に対して動作指示を出力することにより、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上の移動目標位置に到達するまで第一内視鏡１０を移動させる。続いて、駆動制御部６８は関節部１３に対して動作指示を出力することにより、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と同軸となるまで第二内視鏡３０の光軸Ｌ２上で第一内視鏡１０の撮像部６０を回動させる。
これでステップＳ１５は終了する。このように、上記のステップＳ１１からステップＳ１５までの動作手順により、駆動制御部６８は、視野合せスイッチ４０に対する入力に対応して、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の光軸Ｌ２とが同軸となるまで、第一内視鏡１０及びアーム２０を動作させる。また、本実施形態では、第一内視鏡１０及びアーム２０の動作前における第一内視鏡１０と処置部位との距離と、第一内視鏡１０及びアーム２０の動作後における第一内視鏡１０と新たな処置部位との距離とが互いに等しい。このため、第一内視鏡１０の撮像部６０が撮像した画像を用いて新たな処置をする場合にその処置部位の状況を把握するのが容易である。
【００９９】
（変形例）
上記実施形態の変形例について説明する。
本変形例の内視鏡システム２は、ある処置部位（第一部位）から別の新たな処置部位（第二部位）まで第一内視鏡１０の撮像部６０を移動させる移動経路において、処置部位を含んだ組織等までの距離を一定に保って第一内視鏡１０の撮像部６０を移動させることができる。
一具体例として、本変形例の内視鏡システム２は、上記の第２実施形態におけるステップＳ１４において、駆動制御部６８は、第一内視鏡１０の撮像部６０が撮像した画像に基づいて、第一部位から第二部位までをたとえば最短経路で結ぶ線と第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置との距離が常に一致するように、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の移動経路を設定する。
本変形例では、組織の第一部位と第二部位とを結ぶ線上に凹凸を有する障害物がある場合に、第一内視鏡１０の撮像部６０はこの凹凸を有する障害物に対応して凹凸を有する障害物を避けながら移動することができる。
【０１００】
なお、本変形例の構成に代えて、駆動制御部６８は、組織の第一部位と第二部位とを結ぶ線上にある凹凸を有する障害物を第一内視鏡１０の撮像部６０からの画像に基づいて認識して凹凸を有する障害物を避けながら第一内視鏡１０を移動させてもよい。この場合、駆動制御部６８は、第一内視鏡１０が移動する過程で適宜撮像部６０の向きを調整しながら組織との距離を算出することにより、第一内視鏡１０と組織との距離を一定に保って第一内視鏡１０を移動させる。
【０１０１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素には、上記実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図１０は、本実施形態に係る内視鏡システムを示す模式的な全体図である。図１１は、内視鏡システムの制御装置８０による制御手順を示すフローチャートである。
【０１０２】
図１０に示す本実施形態に係る内視鏡システム３は、第二内視鏡３０を移動させるためのアーム（第二アーム７１）を備えている点で上記の第１実施形態に係る内視鏡システム１と構成が異なっている。
すなわち、本実施形態に係る内視鏡システム３は、第１実施形態に開示された第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０と、第一内視鏡１０を移動させるための第一アーム７０と、第二内視鏡３０を移動させるための第二アーム７１と、制御装置８０とを備えている。
【０１０３】
第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０の構成は、上記の第１実施形態と同様である。なお、本実施形態における第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とは同一の構成を有する同型機であってもよい。
【０１０４】
第一アーム７０は、上記第１実施形態に開示されたアーム２０と同様の構成を有している。
第二アーム７１は、上記第１実施形態に開示されたアーム２０と同様の構成を有している。すなわち、第二アーム７１は、リンク部７２と、関節部７３と、アクチュエータ７４と、エンコーダ７５と、を有している。第二アーム７１のリンク部７２には、第二内視鏡３０の操作部３４を取り付けることができる。第二アーム７１は、制御装置８０に接続されている。
【０１０５】
本実施形態に係る内視鏡システム３が備える制御装置８０は、第一内視鏡１０、第二内視鏡３０、第一アーム７０、及び第二アーム７１の動作を制御する。
制御装置８０は、第一内視鏡１０及び第一アーム７０を第１実施形態と同様に動作させるための動作指示を第一内視鏡１０及びアーム２０に出力することができる位置算出部８１，画像制御部８２，駆動制御部８３を有している。
また、本実施形態の駆動制御部８３は、第二アーム７１を動作させるための動作指示を第二アーム７１に出力する。なお、本実施形態において第二内視鏡３０が第一内視鏡１０の関節部１３と同様の関節部を有している場合、駆動制御部８３は、第二内視鏡３０に設けられた上記の関節部を制御できるようになっていてもよい。
【０１０６】
次に、本実施形態に係る内視鏡システム３における要部の制御手順を図１１を参照して示すことにより、制御装置８０の構成について説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム３の制御装置８０は、上記第１実施形態に開示された制御装置５０と異なり、第二アーム７１を動作させる制御手順を含んでいる。
すなわち、制御装置８０は、第一内視鏡１０が処置部位を含んだ狭角画像を撮像している状態で、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが同軸となるように、第二アーム７１を動作させることにより第二内視鏡３０を移動させる。
【０１０７】
第二内視鏡３０を移動させるための制御手順は、以下のステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップを含んでいる。
まず、制御装置８０は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置及び方向を、位置姿勢検知装置４１のカメラ４４が撮像した第一マーカー４２を含む画像に基づいて認識する（第一算出ステップ，ステップＳ２１，図１１参照）。
また、制御装置８０は、第二内視鏡３０の位置及び姿勢を、位置姿勢検知装置４１のカメラ４４が撮像した第二マーカー４３を含む画像に基づいて認識する（第二算出ステップ，ステップＳ２２，図１１参照）。ステップＳ２２は、ステップＳ２１の前に実行されてもよいし、ステップＳ２１の後に実行されてもよい。
【０１０８】
ステップＳ２２の後、制御装置８０の駆動制御部８３は、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが同軸となるように、第二内視鏡３０の動作量を算出する（動作量算出ステップ，ステップＳ２３，図１１参照）。一例として、ステップＳ２３において、制御装置８０の駆動制御部８３は、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び方向が基準座標系における第一内視鏡１０の光軸Ｌ１の位置を通り光軸の方向と平行となるように、第二内視鏡３０の移動量を算出する。ステップＳ２３における第二内視鏡３０の移動量は、第二内視鏡３０が取り付けられている第二アーム７１の動作量を算出する。
これでステップＳ２３は終了し、ステップＳ２４へ進む。
【０１０９】
ステップＳ２４は、上記のステップＳ２３において算出された動作量に基づいて第二アーム７１を動作させるための動作指示を第二アーム７１へ出力する指示ステップである（図１１参照）。
ステップＳ２４では、上記のステップＳ２３において算出された動作量が、第二アーム７１の各関節部２２の動作量に変換され、第二アーム７１の各関節部２２にそれぞれ設けられたアクチュエータ２３へと動作指示として出力される。これにより、ステップＳ２４において出力された動作指示に従って第二アーム７１が動作し、第二アーム７１が第二内視鏡３０を移動させる。
【０１１０】
上記のステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップを含んだ制御手順に従って駆動制御部８３が第二アーム７１を動作させることにより、制御装置８０は、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸となるように、第一内視鏡１０の動作に追従して第二内視鏡３０を動作させることができる。
【０１１１】
次に、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０との主従関係を制御装置８０が設定する制御手順について説明する。
本実施形態の制御装置８０は、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とのいずれ一方を主として設定し、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とのうち主に設定されなかった方を従として設定する。第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とのうち主として設定された内視鏡は操作者が操作する内視鏡であり、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０とのうち従として設定された内視鏡は、主として設定された内視鏡の撮像部１２の光軸Ｌ１の移動に追従して移動するように制御装置８０により自動制御される。
【０１１２】
第一内視鏡１０と第二内視鏡３０との主従関係は、視点変更スイッチ３９に対する入力状態に基づいて設定される。すなわち、制御装置８０は、メインモニタ４５に表示される画像を第一内視鏡１０からの画像にするための入力が視点変更スイッチ３９に対して行われた場合には、第一内視鏡１０を主の内視鏡として設定し、第二内視鏡３０を従の内視鏡として設定する。逆に、制御装置８０は、メインモニタ４５に表示される画像を第二内視鏡３０からの画像にするための入力が視点変更スイッチ３９に対して行われた場合には、第二内視鏡３０を主の内視鏡として設定し、第一内視鏡１０を従の内視鏡として設定する。このように、制御装置８０は、視点変更スイッチ３９に対する入力状態に基づいて、第一内視鏡１０と第二内視鏡３０との主従関係を設定する。
【０１１３】
本実施形態に係る内視鏡システム３における制御装置８０による制御手順について、内視鏡システム３の全体的な動作とともにさらに詳細に説明する。
【０１１４】
本実施形態に係る内視鏡システム３では、上記の第１実施形態と同様に、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の光軸Ｌ２と同軸となるように、第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させることができる。すなわち、処置部位を俯瞰的に観察するために広角画像を撮像する第二内視鏡３０が主の内視鏡として設定されており、主の内視鏡である第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２と同軸となるように、従の内視鏡である第一内視鏡１０が追従して制御装置８０により自動制御される。
【０１１５】
また、本実施形態では、第一内視鏡１０の撮像部１２からの撮像部１２をメインモニタ４５に表示させている状態で第一内視鏡１０全体あるいは第一内視鏡１０の関節部１３を動作させると、主の内視鏡である第一内視鏡１０の撮像部１２が移動するとともに、従の内視鏡である第二内視鏡３０が第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に追従して移動する。
【０１１６】
たとえば、第一内視鏡１０を用いて処置部位の狭角画像を撮像し、狭角画像をメインモニタ４５に表示させた状態では、第二内視鏡３０は、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸をなすように、制御装置８０により位置及び姿勢が制御されている。従って、操作者が視点変更スイッチ３９に対する入力を行って、メインモニタ４５に表示される画像を画像制御部８２によって狭角画像から広角画像に切り替えた場合、メインモニタ４５に表示される広角画像は、狭角画像の視野中心を視野中心に捉えた画像となっている。このため、メインモニタ４５に表示される画像が第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像から第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像に画像制御部８２によって切り替えられることにより、メインモニタ４５における表示は、狭角画像の視野が広角化（ズームアウト）されたような画像となる。
【０１１７】
本実施形態では、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像がメインモニタ４５に表示されている状態において、制御装置８０は、第二内視鏡３０を主の内視鏡として設定し、第一内視鏡１０を従の内視鏡として設定している。さらに、制御装置８０は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像がメインモニタ４５に表示されている状態では、視野合せスイッチ４０に対する入力があるまでは第二内視鏡３０の移動と第一内視鏡１０の移動との連動を解除している。すなわち、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像がメインモニタ４５に表示されている状態で、操作者は、第一内視鏡１０の撮像部１２を停止させたまま、第二内視鏡３０を移動させて処置部位の周囲の状態を観察することができる。
【０１１８】
処置部位の周囲の状態の観察の終了後、処置部位の処置を再開する場合には、操作者は、視点変更スイッチ３９に対する入力を行って、メインモニタ４５に表示される画像を切り替える。この場合、主の内視鏡が第二内視鏡３０から第一内視鏡１０に切り替わり、従の内視鏡が第一内視鏡１０から第二内視鏡３０に切り替わる。その結果、従の内視鏡である第二内視鏡３０が制御装置８０により自動制御されるようになる。具体的には、本実施形態におけるステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様に、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸となるように、第二アーム７１が制御装置８０により制御される。
【０１１９】
本実施形態では、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像がメインモニタ４５に表示されている状態では、制御装置８０による第二アーム７１の動作中であっても、処置部位を含んだ狭角画像を見ながら処置を再開することができる。すなわち、処置部位の周囲の状態を観察するために第二内視鏡３０を動作させた後に第二内視鏡３０を元に戻す動作は、メインモニタ４５に表示される画像の切替後に、バックグラウンドで制御装置８０により自動制御される。このため、操作者は第二内視鏡３０をもとに戻すために第二内視鏡３０を手動で移動させる必要がなく、且つ、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と同軸になる状態まで自動的に戻るので、再び広角画像を撮像する場合に狭角画像と広角画像との視野中心が一致する。
【０１２０】
なお、処置部位の周囲の状態の観察の終了後、処置部位とは異なる部位を新たな処置部位とする場合には、操作者は、視野合せスイッチ４０に対する入力を行なう。この場合、主の内視鏡は第二内視鏡３０であり、従の内視鏡である第一内視鏡１０が制御装置８０により自動制御される。具体的には、上記第１実施形態におけるステップＳ１からステップＳ４までの各ステップと同様に、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２と同軸となるように、第一アーム７０や関節部１３が制御装置８０により制御される。
【０１２１】
以上に説明したように、本実施形態では、第一内視鏡１０の撮像部１２を操作者が移動させることによってたとえば処置部位を所望の方向から観察している間、制御装置８０は、第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に追従するように第二内視鏡３０を移動させることができる。その結果、本実施形態に係る内視鏡システム３によれば第一内視鏡１０の撮像部１２の視野中心と第二内視鏡３０の撮像部３２の視野中心とのずれが常に解消された状態とすることができる。
【０１２２】
また、第二内視鏡３０からの広角画像を用いて処置部位の周囲を俯瞰的に観察した後、処置部位の処置を再開する場合には、第二内視鏡３０の位置を制御装置８０が自動制御によって元の位置及び姿勢に戻すようになっている。すなわち、第二内視鏡３０が元の処置部位を視野中心に捉えた状態とするように第二内視鏡３０を移動させる操作を操作者に代わって制御装置８０が行うので、操作者の操作負担を軽減することができる。
【０１２３】
（変形例）
本実施形態の変形例について説明する。
本変形例の内視鏡システム３は、第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に追従して第二内視鏡３０を移動させるための制御手順の一部が上記実施形態と異なっている。
すなわち、本変形例では、操作者が視野合せスイッチ４０に対して入力を行ったときに、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸となるように、制御装置８０が第二アーム７１を動作させる。一例として、上記のステップＳ２１及びステップＳ２２が、操作者が視野合せスイッチ４０に対して入力を行ったことを制御装置８０が検知したことをトリガーとして開始される。
本変形例の内視鏡システム３では、第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させた場合、操作者が視野合せスイッチ４０に対して入力を行うまでは、第二内視鏡３０は移動しない。
たとえば第一内視鏡１０の撮像部１２を用いて処置部位を撮像しているときに、メインモニタ４５に第一内視鏡１０からの狭角画像のみを表示させている状態では、第二内視鏡３０が体内でどのような姿勢にあるかを把握できない場合があり、体内で第二内視鏡３０を常に自動的に移動させることが好ましくない状況が考えられる。
本変形例では、視野合せスイッチ４０に対する入力がない場合には第二内視鏡３０を移動させる第二アーム７１の動作を禁止するように制御装置８０の駆動制御部８３が第二アーム７１を制御することにより、第二アーム７１により第二内視鏡３０を移動させる必要があるときのみ第二アーム７１を動作可能とすることができる。
【０１２４】
（変形例）
本実施形態の変形例について説明する。
本変形例の内視鏡システム３は、第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に追従して第二内視鏡３０を移動させるための制御手順の一部が上記実施形態と異なっている。
【０１２５】
本変形例では、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが一定以上離れたときに、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸をなすように、制御装置８０の駆動制御部８３が第二アーム７１を動作させる。一例として、上記のステップＳ２１及びステップＳ２２が、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが所定の距離以上離れたことを位置算出部８１を介して駆動制御部８３が検知したことをトリガーとして開始される。
【０１２６】
第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２との距離は、基準座標系における第一内視鏡１０の位置及び姿勢並びに第二内視鏡３０の位置及び姿勢に基づいてたとえば位置算出部８１又は駆動制御部８３が算出する。
【０１２７】
本変形例の内視鏡システム３では、第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させた場合、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが一定以上離れるまでは、第二内視鏡３０は移動しない。すなわち、制御装置８０は、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とに所定の閾値以上のずれが生じている場合にのみ第二内視鏡３０を移動させる。たとえば、制御装置８０は、第二内視鏡３０の直近の移動後から現在までに蓄積されたずれの総和を、第二内視鏡３０を移動させるべき移動量として算出する。さらに、制御装置８０は、上記のずれの総和に基づいて算出された移動量が所定の閾値を超えない場合には第二内視鏡３０の移動を行わず、上記のずれの総和に基づいて算出された移動量が所定の閾値を超えたときに、ずれを減少させるように第二内視鏡３０を移動させる。このため、第一内視鏡１０を用いて処置部位を撮像する際の細かな操作時には、第二内視鏡３０は移動せずに処置部位の近傍及び周囲に対する定点カメラとして使用可能である。第二内視鏡３０は、撮像対象部位に対する距離が第一内視鏡１０よりも離れているので、第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に応じて第二内視鏡３０を移動させる量が多い。このため、第一内視鏡１０の撮像部１２の細かな移動に追従して第二内視鏡３０を常に移動させる場合、第二内視鏡３０の挿入部３１がトロッカを介して患者の体壁等を移動させることが多くなってしまい、患者への負担が高くなることが考えられる。本変形例では、広角画像と狭角画像との視野中心が常に厳密に合っているわけではないが、処置及び観察に問題がない程度のずれに収まっている。このため、本変形例では、第二内視鏡３０の無用な動作を減らし、患者への負担を下げることができる。
また、本変形例では、第二内視鏡３０の無用な動作を減らすことにより、操作中の作動音を低減させることができる。
【０１２８】
（変形例）
本実施形態の変形例について説明する。
本変形例の内視鏡システム３は、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０が上記の第２実施形態と同様にそれぞれ測距手段を備えている。測距手段の構成は、たとえば上記の第２実施形態と同様に左側撮像部６１と右側撮像部６２とを有して視差を有する二枚一組の画像を撮像して距離の測定に使用するものであってよい。第２実施形態と同様に、本変形例においても測距手段の構成は特に限定されない。
【０１２９】
なお、第二内視鏡３０の撮像部３２の視野において処置部位が第一内視鏡１０の撮像部１２の陰に隠れている場合を考慮して、制御装置８０は、第二内視鏡３０と処置部位との距離に代えて、第一内視鏡１０の撮像部１２と第二内視鏡３０との距離を算出してもよい。この場合、第一内視鏡１０と処置部位との距離の情報と第一内視鏡１０の撮像部１２と第二内視鏡３０との距離の情報とに基づいて、処置部位と第二内視鏡３０との距離を算出することができる。
【０１３０】
本変形例の内視鏡システム３では、第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離を制御装置８０が算出し、第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離を制御装置８０が一定に維持する。これにより、第一内視鏡１０の撮像部１２の移動に追従して第二内視鏡３０が第二アーム７１により移動されるときに、第二内視鏡３０の移動前後で第二内視鏡３０とその撮像対象部位との距離が変わらない。
【０１３１】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素には、上記実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図１２は、本実施形態に係る内視鏡システムを示す模式的な全体図である。図１３及び図１４は、内視鏡システムの作用を説明するための模式図である。図１５は、内視鏡システムの制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【０１３２】
図１２に示す本実施形態に係る内視鏡システム４は、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１に対して第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２を同軸にするように第二内視鏡３０を移動させることができない場合を考慮した制御が可能な制御装置８５を、上記第３実施形態に開示された制御装置８０に代えて有している。本実施形態に係る内視鏡システム４の構成は、上記第３実施形態に開示された制御装置８０に代えて異なる制御装置８５を備えていること以外は上記の第３実施形態と同様であってよい。
【０１３３】
たとえば、上記第３実施形態及び本実施形態において、第一内視鏡１０の撮像部１２は第一アーム７０及び関節部１３により移動可能であることに対して、第二内視鏡３０の撮像部３２の可動範囲は第二アーム７１の可動域に制限されている。また、上記第３実施形態及び本実施形態において、第二内視鏡３０がトロッカ１００を通じて体内に挿入されている場合、第二内視鏡３０の挿入部３１は、トロッカ１００を中心とした揺動動作及びトロッカに対する進退動作は容易であるものの、トロッカ１００を移動させることを要するような動作には限界がある（図１２から図１４までを参照）。
【０１３４】
本実施形態において、制御装置８５は、第二内視鏡３０を移動させるための第二アーム７１の可動域を、第二内視鏡３０の挿入部３１がトロッカ１００を中心として揺動動作する範囲（図１２に符号Ｄ１で示す）と、第二内視鏡３０の挿入部３１がトロッカ１００内を進退動作する範囲（図１２に符号Ｄ２で示す）と、トロッカ１００の中心軸を回転中心として第二内視鏡３０の挿入部３１を回転させる範囲（図１２に符号Ｄ３で示す）とに制限する（制限ステップ，ステップＳ３１，図１５参照）。制御装置８５は、ステップＳ３１において、上記の制限の範囲に位置する第二内視鏡３０の位置及び姿勢に基づいて、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置及び方向を算出する。また、制御装置８５は、体内における臓器や他の医療器具等の配置に対応して、第二内視鏡３０の挿入部３１が衝突しないようにあらかじめ第二内視鏡３０の挿入部３１の移動可能範囲を制限してもよい。
【０１３５】
さらに、制御装置８５は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と同軸となる方向へ第二内視鏡３０の光軸Ｌ２を移動させるための動作量を算出する（動作量算出ステップ，ステップＳ３２，図１５参照）。ステップＳ３２において、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１のベクトルと第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２のベクトルとのなす角が最小となるように、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の移動目標位置及び移動目標方向を制御装置８５が設定する。さらに、制御装置８５は、制限ステップにより制限された可動域の範囲内で第二アーム７１を動作させる移動経路（動作量）を設定する。
【０１３６】
ステップＳ３２の後、ステップＳ３２において算出された動作量に基づいて、制御装置８５が第二アーム７１に動作指示を出力する（指示ステップ，ステップＳ３３，図１５参照）。第二アーム７１は、制御装置８５から出力された動作指示に従って、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と同軸となる方向へ第二内視鏡３０の光軸Ｌ２を移動させる。
【０１３７】
本変形例の構成によれば、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２は、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と同軸とはならない場合にも、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１と概ね平行する。このため、本変形例では、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像の視野中心が第二内視鏡３０の撮像部３２の撮像視野の略中心に位置する状態とすることができる。
【０１３８】
なお、本変形例において、制御装置８５は、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２との距離が最小となるように、制限ステップにより制限された可動域の範囲内で第二アーム７１を動作させてもよい。この場合、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とを、実質的に同軸とみなせる程度に近接した状態にすることができる。
【０１３９】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素には、上記実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図１６は、本実施形態に係る内視鏡システムの制御装置８６による制御手順を示すフローチャートである。図１７および図１８は、内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【０１４０】
本実施形態に係る内視鏡システム５（図１７参照）は、第１実施形態と同様の第一内視鏡１０，アーム２０，及び第二内視鏡３０（図１参照）と、第一内視鏡１０及びアーム２０の動作を制御するための制御装置８６（図１７参照）とを備えている。
【０１４１】
制御装置８６は、上記の第１実施形態の制御装置５０が含む制御手順とは異なる制御手順を含んでいる。以下では、本実施形態に係る内視鏡システム５における要部の制御手順を示すことにより、制御装置８６の構成について説明する。
本実施形態の制御装置８６は、メインモニタ４５に表示される画像が第二内視鏡３０からの画像となるように視点変更スイッチ３９（図１参照）に対する入力が行われたときに、下記のステップＳ４１からステップＳ４４までの各ステップにより、第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させる。
【０１４２】
まず、制御装置８６は、視点変更スイッチ３９に対する入力が行われたことに基づいて、第一内視鏡１０の現在の位置及び姿勢（図１７参照）を記憶する（位置記憶ステップ，ステップＳ４１，図１６参照）。
【０１４３】
ステップＳ４１の後、制御装置８６は、第一内視鏡１０の挿入部１１を体外へ抜去する方向へ、所定距離だけ第一内視鏡１０の挿入部１１を移動させる（退避ステップ，ステップＳ４２，図１６参照）。
ステップＳ４２において、制御装置８６は、処置部位近傍の組織に関節部１３や撮像部１２が接触しないように、第一内視鏡１０の挿入部１１が体外へ抜去される移動に連動して、関節部１３の基端側から順に直線状になるように（図１８参照）関節部１３を駆動する。なお、ステップＳ４２において、関節部１３の形状を維持したまま第一内視鏡１０の挿入部１１が体外へ抜去される方向へ第一内視鏡１０の挿入部１１を移動させてもよい。
ステップＳ４２における第一内視鏡１０の挿入部１１の移動は、制御装置８６がアーム２０の各関節部２２を動作制御することにより行われる。
ステップＳ４２によって、第一内視鏡１０の撮像部１２は、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２から離れた位置へと移動する。ステップＳ４２における第一内視鏡１０の撮像部１２の移動先は、たとえば、第二内視鏡３０の撮像部３２の撮像視野外や、第二内視鏡３０の撮像部３２の撮像視野内であっても第二内視鏡３０を用いた観察の邪魔にならない位置などである。
これでステップＳ４２は終了する。
【０１４４】
ステップＳ４２が終了した状態では、第二内視鏡３０の撮像部３２の撮像視野の中心部分には第一内視鏡１０の撮像部１２が位置していないので、第二内視鏡３０の撮像部３２により、処置部位及びその近傍の状態を好適に観察可能である。
【０１４５】
第二内視鏡３０の撮像部３２を用いた観察の終了後、処置部位に対する処置を再開する場合に、本実施形態では、上記のステップＳ４２において移動させた第一内視鏡１０の撮像部１２を、上記のステップＳ４１において記憶した位置へと移動させる。
たとえば、処置部位に対する処置を再開する場合に、操作者は、メインモニタ４５に表示される画像を、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像に切り替えるための入力として、視点変更スイッチ３９に対する入力を行う。
制御装置８６は、視点変更スイッチ３９に対する入力が行われたことに基づいて、上記のステップＳ４１において記憶された第一内視鏡１０の位置及び姿勢を読み出す（読み出しステップ，ステップＳ４３，図１６参照）。
【０１４６】
ステップＳ４３の次に、制御装置８６は、第一内視鏡１０の位置及び姿勢が上記のステップＳ４１において読みだされた位置及び姿勢となるように、第一内視鏡１０及びアーム２０に対して動作指示を出力する（復帰ステップ，ステップＳ４４，図１６参照）。
【０１４７】
上記のステップＳ４３及びステップＳ４４によって、第一内視鏡１０の撮像部１２は、ステップＳ４１における移動の前に記憶された位置（図１７参照）に戻り、移動前の姿勢で処置部位を視野中心に捉えた狭角画像を撮像することができる。
【０１４８】
以上に説明したように、本実施形態に係る内視鏡システム５によれば、第二内視鏡３０を用いた撮像した広角画像の視野中心から第一内視鏡１０の撮像部１２を退避させ、広角画像の視野中心近傍にある処置部位及びその周囲を好適に観察することができる。また、広角画像を用いた観察後に、第一内視鏡１０の撮像部１２を退避状態から自動的に元に戻すことができるので、操作者の操作負担を軽減することができる。
【０１４９】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素には、上記実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図１９は、本実施形態に係る内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。図２０は、内視鏡システムの使用時の動作を説明するための模式図である。
【０１５０】
本実施形態に係る内視鏡システム６（図１９参照）は、第３実施形態と同様の第一内視鏡１０，第二内視鏡３０，第一アーム７０及び第二アーム７１（図１０参照）と、第一内視鏡１０，第一アーム７０，及び第二アーム７１の動作を制御するための制御装置８７（図１９参照）とを備えている。
【０１５１】
制御装置８７は、上記の第５実施形態の制御装置８６とは異なる制御手順を含んでいる点で上記の第５実施形態と構成が異なっている。
【０１５２】
制御装置８７は、まず、上記の第５実施形態に開示されたステップＳ４１からステップＳ４４までの各ステップと同様に、第一内視鏡１０による狭角画像から第二内視鏡３０による広角画像に操作者が切り替えた際に第一内視鏡１０の撮像部１２を退避させ（図１９参照）、その後第二内視鏡３０による広角画像から第一内視鏡１０による狭角画像に操作者が切り替えた際に第一内視鏡１０の撮像部１２を元の位置に戻す。
【０１５３】
さらに、本実施形態の制御装置８７は、第一内視鏡１０の撮像部１２を元の位置に戻し、メインモニタ４５に狭角画像を表示させた後、上記の第３実施形態に開示されたステップＳ２１からステップＳ２４までの各ステップと同様に、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２とが同軸となるように（図２０参照）、第二アーム７１を移動させる。
【０１５４】
本実施形態に係る内視鏡システム６によれば、第二内視鏡３０を用いて撮像対象部位の広角画像を用いて処置部位及びその周辺を俯瞰的に観察する場合には処置部位から第一内視鏡１０の撮像部１２を退避させることができ、第二内視鏡３０を用いて処置部位を観察する場合に第一内視鏡１０の撮像部１２が邪魔にならない。
また、本実施形態に係る内視鏡システム６は、第二内視鏡３０を操作者が移動させて処置部位の周辺を観察した後に、メインモニタ４５に表示される画像を狭角画像に戻すと、第一内視鏡１０の撮像部１２は退避した位置から処置部位を視野中心に捉える位置まで移動して元に戻る。さらに、内視鏡システム６の第二内視鏡３０の撮像部３２は、第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸となるように、バックグラウンドで第二アーム７１により移動される。その結果、制御装置８７は、第一内視鏡１０の撮像部１２及び第二内視鏡３０の撮像部３２が共に処置部位を視野中心に捉えるように、第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０を自動的に移動させることができる。これにより、本実施形態に係る内視鏡システム６によれば、操作者の操作負担を軽減することができる。
【０１５５】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素には、上記実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略されている。図２１及び図２２は、本実施形態に係る内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
【０１５６】
本実施形態に係る内視鏡システム７は、上記の第１実施形態に開示された制御装置５０とは構成が異なる制御装置８９を、第１実施形態の制御装置５０に代えて備えている（図１参照）。本実施形態に係る内視鏡システム７の構成は、制御装置８９の構成以外は上記の第１実施形態と同様である。
本実施形態に係る内視鏡システム７の制御装置８９は、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２の位置をメインモニタ４５に表示させることができる。一具体例として、本実施形態の制御装置８９は、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像に対して、図２１に示すように、この画像の視野中心に所定のターゲットマークＭ１の画像を重ねてメインモニタ４５へと出力する。
【０１５７】
本実施形態に係る内視鏡システム７の使用時において、第一内視鏡１０の撮像部１２と第二内視鏡３０の撮像部３２とが共に処置部位を視野中心に捉える状態となるように第一内視鏡１０及び第二内視鏡３０の位置を調節する場合、操作者は、まず、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像を用いて第１実施形態と同様に観察する。
【０１５８】
ここで、本実施形態では、メインモニタ４５には、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像及びターゲットマークＭ１が図２１に示すように表示されているので、操作者は、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が撮像対象部位のどこに位置しているかを容易に把握することができる。このため、操作者は、図２２に示すようにターゲットマークＭ１が処置部位と重なるように第二内視鏡３０を移動させることにより、第一内視鏡１０の撮像部１２をどこに移動させるかを正確に指定することができる。
【０１５９】
ターゲットマークＭ２が処置部位と重なる状態で上記第１実施形態と同様に第一内視鏡１０が制御装置８９により動作されると、第一内視鏡１０の撮像部１２は、ターゲットマークと重なる位置へと移動する。ターゲットマークＭ２の位置は、操作者が処置対象として決定した位置を反映した位置であるので、第一内視鏡１０の撮像部１２は、操作者が決定した上記の位置を視野中心に捉えた画像を取得する。
【０１６０】
第一内視鏡１０の撮像部１２がターゲットマークと重なる位置まで移動されたら、メインモニタ４５には、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像が表示される。これにより、操作者は、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像を用いて処置部位に対する処置をすることができる。
このように、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像にターゲットマークを制御装置８９が重ねてメインモニタ４５に表示するので、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が処置部位に一致するように第二内視鏡３０を移動させるのが容易である。その結果、第二内視鏡３０の撮像部３２と第一内視鏡１０の撮像部１２とがともに処置部位を精度よく視野中心に捉えた状態を操作者が容易に作り出すことができる。
【０１６１】
（変形例）
本実施形態の変形例について説明する。図２３から図２５までは、本変形例の内視鏡システムのメインモニタに表示される画像の一例を示す模式図である。
本変形例では、上記のターゲットマークが、第二内視鏡３０の光軸Ｌ２ではなく、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像上で操作者が指定した任意の点である。
【０１６２】
図２３に示すように、本変形例では、第二内視鏡３０の視野中心を示す第一マークＭ１と、本変形例におけるターゲットマークである第二マークＭ２との両方がメインモニタ４５に表示される。
【０１６３】
一具体例として、制御装置８９は、第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２と第一内視鏡１０の光軸Ｌ１とが平行となるように第一内視鏡１０を移動させ、さらに、第一内視鏡１０の光軸Ｌ１が第二内視鏡３０の撮像部３２による画像上でターゲットマーク（第二マークＭ２）と重なるように第一内視鏡１０の撮像部１２を移動させる（図２４参照）。
その後、第一内視鏡１０の撮像部１２が撮像した画像を制御装置８９がメインモニタ４５に表示させることにより、ターゲットマーク（第二マークＭ２）に対応する位置を視野中心に含んだ狭角画像がメインモニタ４５に表示されることとなる。
【０１６４】
本変形例では、第二内視鏡３０の撮像部３２が撮像した画像において視野中心以外の部位に処置部位を設定する場合に、第二内視鏡３０を動かさずにターゲットマーク（第二マークＭ２）の位置を指定することで、第一内視鏡１０の撮像部１２が処置部位を視野中心に捉えた画像を撮像できるように第一内視鏡１０を動作させることができる。
【０１６５】
なお、本変形例の構成に対して上記の第３実施形態の構成を組み合わせることにより、第一内視鏡１０の撮像部１２が処置部位を視野中心に捉えている状態で第二内視鏡３０の撮像部３２の光軸Ｌ２が第一内視鏡１０の撮像部１２の光軸Ｌ１と同軸となるように第二内視鏡３０を移動させることができる（図２５参照）。
【０１６６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、第一マーカーは、第一内視鏡の撮像部の光軸の位置を特定するための基礎となる情報を含んでいてもよい。この情報は、たとえば、第一内視鏡の機種に固有の識別子が符号化されたものであってよい。この場合、制御装置は、第一マーカーに含まれる識別子に基づいて、第一内視鏡の構造に基づいた光軸の位置を認識するようになっていてもよい。
第二マーカーについても同様に第二内視鏡の撮像部の光軸の位置を特定するための基礎となる情報を含んでいてもよい。この場合、制御装置は、第二マーカーに含まれる識別子に基づいて、第二内視鏡の構造に基づいた光軸の位置を認識するようになっていてもよい。
【０１６７】
また、上述の各実施形態及び各変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
なお、上記具体的な構成に対する設計変更等は上記事項には限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
内視鏡システムを用いる際、２つの内視鏡が撮像したそれぞれの画像の対応付けを容易にすることができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１，２，３，４，５，６，７  内視鏡システム
１０  第一内視鏡
１１  挿入部
１２  撮像部
１３  関節部
１４  軸部
１５  駆動部
１６  アクチュエータ
１７  エンコーダ
１８  操作ワイヤ
２０  アーム
２１  リンク部
２２  関節部
２３  アクチュエータ
２４  エンコーダ
２５  第一画像処理装置
２６  第一サブモニタ
３０  第二内視鏡
３１  挿入部
３２  撮像部
３３  軸部
３４  操作部
３５  把持部
３６  第二画像処理装置
３７  第二サブモニタ
３８  アーム入力部
３９  視点変更スイッチ
４０  視野合せスイッチ
４１  位置姿勢検知装置
４２  第一マーカー（第一位置姿勢検知手段）
４３  第二マーカー（第二位置姿勢検知手段）
４４  カメラ（第一位置姿勢検知手段，第二位置姿勢検知手段）
４５  メインモニタ
５０，６６，８０，８５，８６，８７，８９  制御装置
５１，８１  位置算出部
５２，６７，８２  画像制御部
５３，８３  駆動制御部
６０，６３  撮像部
６１，６４  左側撮像部
６２，６５  右側撮像部
７０  第一アーム
７１  第二アーム
７２  リンク部
７３  関節部
７４  アクチュエータ
７５  エンコーダ
１００  トロッカ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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