(57)【要約】【課題】  カメラ及び照明装置の指向方向を個別に自動的に調節することのできる撮像装置を提供する。【解決手段】  カメラ９及び投光器２３を共通の支持台７に備えた構成の撮像装置であって、前記カメラ９及び投光器２３から離れた位置の指示光源５９を検出するための複数のセンサを前記カメラ９及び投光器２３に対応してそれぞれ備えると共に、前記各センサの検出に基いて前記カメラ９を前記指示光源５９の方向に指向するためのカメラ方向制御手段と、前記指示光源５９の方向に前記投光器２３を指向するための投光器方向制御手段とを備えており、前記カメラ９及び投光器２３は、前記支持台７に回動可能に支持された球状体４１内に設けられており、この球状体４１に前記センサを備えており、前記センサは、入射光を所定位置へ反射するための入射光反射部材５７を備えている。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ及び投光器を共通の支持台に備えた構成の撮像装置であって、前記カメラ及び投光器から離れた位置の指示光源を検出するための複数のセンサを前記カメラ及び投光器に対応してそれぞれ備えると共に、前記各センサの検出に基いて前記カメラを前記指示光源方向に指向するためのカメラ方向制御手段と、前記指示光源方向に前記投光器を指向するための投光器方向制御手段とを備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記支持台は水平方向へ移動可能であり、前記カメラ及び投光器は、前記支持台に回動可能に支持された球状体内に設けられており、この球状体に前記センサを備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記センサは、入射光を所定位置へ反射するための入射光反射部材を備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
支持台に対して投光器を回動可能に設けてなる照明装置において、Ｘ軸方向に対向した第１のアームとＹ軸方向に対向した第２のアームとを備えてなる回動支持体の一方のアームを前記支持台に回動可能に支持して設け、前記回動支持体の他方のアームに回動可能に支持された球状体内に投光器を備えていることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＶカメラなどのごときカメラ及び上記カメラによって撮像する箇所を照明するための照明装置を共通の支持台に備えた撮像装置に係り、さらに詳細には、点光源によって指示された箇所へ前記カメラ及び照明装置が自動的に指向する構成の撮像装置及びその照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手術台上の患者の手術を行うとき、上記患者の手術部を照明するための照明装置が開発されている。上記照明装置は複数の照明ランプを備えている構成が一般的であるので、複数の照明ランプが患者の手術部を指向するように、それぞれを手動的に調節することは中々厄介なものである。
【０００３】
そこで、患者の手術部に相当する位置に配置した発光器からの光を検知して、複数の照明ランプが前記発光器の方向を自動的に指向する構成の医用照明装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。上記構成によれば、複数の照明ランプの指向方向を個別に調節する必要がなく、患者の手術部の照明を容易に行うことができる。
【特許文献１】特開昭６０−１１９９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の照明装置の構成は、固定板の中央部に設けた丸い大きな回動体収容孔内に配置したリング状のＹ軸回動体を、前記固定板に対してＹ軸方向の軸心回りに回動可能に支持し、このＹ軸回動体内に配置したリング状のＸ軸回動体を、前記Ｙ軸回動体に対してＸ軸方向の軸心回りに回動可能に支持してある。そして、照明ランプ及び反射体を前記Ｘ軸回転体の中央部に備えた構成である。
【０００５】
すなわち、前記構成は、Ｙ軸回動体の内側にＸ軸回動体を備え、このＸ軸回動体の中央部に照明ランプ等を備えた構成であって平面的に広くなる構成であり、小型化を図る上において問題がある。
【０００６】
また、前記特許文献１に記載の構成においては、手術室の天井に照明装置を取付ける構成であるので、例えば手術台の設置位置は照明装置の直下付近に限られるものであり、汎用性に欠けるきらいがあると共に、患者の手術部をカメラによって撮像する場合には、カメラマンが必要であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、カメラ及び投光器を共通の支持台に備えた構成の撮像装置であって、前記カメラ及び投光器から離れた位置の指示光源を検出するための複数のセンサを前記カメラ及び投光器に対応してそれぞれ備えると共に、前記各センサの検出に基いて前記カメラを前記指示光源方向に指向するためのカメラ方向制御手段と、前記指示光源方向に前記投光器を指向するための投光器方向制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明は、上記撮像装置において、前記支持台は水平方向へ移動可能であり、前記カメラ及び投光器は、前記支持台に回動可能に支持された球状体内に設けられており、この球状体に前記センサを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、上記撮像装置において、前記センサは、入射光を所定位置へ反射するための入射光反射部材を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、支持台に対して投光器を回動可能に設けてなる照明装置において、Ｘ軸方向に対向した第１のアームとＹ軸方向に対向した第２のアームとを備えてなる回動支持体の一方のアームを前記支持台に回動可能に支持して設け、前記回動支持体の他方のアームに回動可能に支持された球状体内に投光器を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共通の支持台に備えたカメラ及び投光器は、離れた位置の指示光源を検知して、前記指示光源の方向を個別に指向するので、カメラ及び投光器の指向方向を個別に調節する必要がなく、カメラ及び投光器の方向性の設定を容易に行うことができるものである。すなわち撮影すべき箇所へカメラを指向すること及び撮影箇所へ投光器を指向することが容易であり、撮影箇所の撮影を容易に行い得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１，図２及び図３を参照するに、本発明の実施形態に係る撮像装置１は、例えば手術室の壁などの支持部材３にリンク機構５を介して水平に移動自在に支持された支持台７を備えており、この支持台７の長手方向（左右方向）の中央部には、ＴＶカメラあるいはＣＣＤカメラなどのごときカメラ９が備えられている。そして、カメラ９の両側方には適数の照明装置１１が備えられている。前記カメラ９はオートフォーカス機能あるいは遠隔操作によるフォーカス機能を備えた構成であって、例えば手術台、解剖台などのごとき移動台１３上の患者の手術部或は献体の解剖部等を撮像（撮影）するものであり、前記照明装置１１は前記撮影箇所の照明を行うものである。
【００１３】
前記リンク機構５は、図３に詳細に示すように、基端部側を前記支持部材３に水平に回動可能に枢支した一対の第１リンク１５Ａ，１５Ｂを備えてなる第１平行リンク機構１５を備え、この第１平行リンク機構１５における上記第１リンク１５Ａ，１５Ｂの先端部に一対の第２リンク１７Ａ，１７Ｂの基部側を水平に回動可能に枢支連結した第２平行リンク機構１７を備えた構成である。前記第１リンク１５Ａ，１５Ｂと第２リンク１７Ａ，１７Ｂとの枢支連結部には中間リンク１９の両端部が枢支連結してある。そして前記第２リンク１７Ａ，１７Ｂの先端部に前記支持台７が枢支されており、この支持台７にはハンドル２１が設けられている。
【００１４】
前記構成により、前記支持台７に備えたハンドル２１を保持して適宜に移動することにより、支持台７は、前記移動台１３の上方において、図３，図４に示すように、移動台１３に対して前後，左右方向（Ｘ，Ｙ方向）へ水平に移動することができる。この際、前記支持台７の方向性は、第１，第２の平行リンク機構１５，１７の作用によって常に一定に保持されて平行移動されるものである。
【００１５】
したがって、撮影箇所の変更に対応して支持台７を移動した場合であってもカメラ９の高さ位置は一定であって前後、左右方向の方向性は一定であり、例えば上記カメラ９による撮像を離れた位置のモニターによって観察する場合、モニターの映像の方向性が常に一定に保持されるものである。
【００１６】
なお、前記支持台７を左右方向へ水平に移動可能な構成としては、前記平行リンク機構に限ることなく、例えば前記支持部材３に前後方向（又は左右方向）のガイド部材を設け、このガイド部材に沿って移動可能なスライダに、前記支持台７を左右方向（又は前後方向）へ移動可能に支持する構成とすることも可能である。すなわち、前記移動台１３の上方位置に、ＸＹテーブルを配置し、このＸＹテーブルに前記支持台７を備えた構成とすることも可能である。
【００１７】
前記支持台７による前記カメラ９、照明装置１１の支持構造は同一であるので、照明装置１１の支持構造の場合について説明し、カメラ９の支持構造についての説明は省略する。
【００１８】
前記照明装置１１は、例えばキセノンランプなどのごとき投光器２３（図６参照）をＸ軸心回り及びＹ軸心回りに回動自在（揺動自在）に備えている。
【００１９】
すなわち、図５，図６を参照するに、前記支持台７に装置した支持枠２５には回動支持体２７がＸ軸方向（左右方向）の軸心回りに回動可能に支持されている。上記回動支持体２７は、十字形状に形成したプレートのそれぞれのアームをほぼ球形状に湾曲成形することによりＸ軸方向に対向した第１のアーム２９Ａ，２９Ｂ及びＹ軸方向に対向した第２のアーム３１Ａ，３１Ｂを備えた構成である。
【００２０】
より詳細には、前記第１アーム２９Ａ，２９Ｂ及び第２アーム３１Ａ，３１Ｂは先端部が下端部となるように湾曲（屈曲）してあって、前記第１アーム２９Ａ，２９Ｂの先端部（下端部）は、前記支持枠２５に対向して設けた軸受３３に回動自在に支持されたＸ軸方向の支持軸３５に支持されている。そして、上記一方の軸受３３には、前記支持軸３５を回転するためのＸ軸モータ３７が装着してある。なお、上記Ｘ軸モータ３７の駆動によって前記支持軸３５を回転するための構成は、前記特許文献１に記載の構成と同様の構成で良いので、その詳細については説明を省略する。
【００２１】
上記構成により、Ｘ軸モータ３７を駆動することにより、回動支持体２７を支持軸３５の軸心回りに回動することができる。すなわちＸ軸方向の軸心回りに回動支持体２７を回動することができるものである。
【００２２】
前記第２アーム３１Ａ，３１Ｂの先端部（下端部）には、Ｘ軸方向に対して直交するＹ軸方向（前後方向）の支持軸３９を介して中空状の球状体（球状ケーシング）４１が回動自在に支持されている。そして、前記第２アーム３１Ａには、前記支持軸３９を介して球状体４１を回動するためのＹ軸モータ４３が設けられている。上記構成により、Ｙ軸モータ４３を駆動することにより球状体４１を支持軸３９の軸心回りにすなわちＹ軸方向の軸心回りに回動することができる。
【００２３】
既に理解されるように、前記Ｘ軸モータ３７を駆動することにより、回動支持体２７を支持枠２５に対してＸ軸の軸心回りに回動でき、かつＹ軸モータ４３を駆動することにより、回動支持体２７に対して球状体４１をＹ軸の軸心回りに回動することができる。すなわち、球状ケーシングである球状体４１は、前記支持枠２５に対してＸ軸の軸心回り及びＹ軸の軸心回りに回動することができるものである。
【００２４】
ところで、前記回動支持枠２７に一対の第１アーム２９Ａ，２９Ｂ及び一対の第２アーム３１Ａ，３１Ｂを備えた構成であり、前記第２アーム３１Ａ，３１Ｂに球状体４１を支持した構成であることにより、前記第１アーム２９Ａ，２９Ｂにおける先端部の間隔寸法と第２アーム３１Ａ，３１Ｂにおける先端部の間隔寸法とをほぼ等しい寸法とすることが可能である。すなわち、球状体４１をＸ軸の軸心回り及びＹ軸の軸心回りに回動自在に支持した構成において、全体的構成のコンパクト化を図ることができるものである。
【００２５】
前記球状体４１は、球体の中心（重心）を通る水平な仮想平面と平行な切断面を上部側及び下部側に備えた態様の形態である。そして、前記支持軸３５及び支持軸３９は、前記球状体４１のほぼ中心を通る同一平面内に配置してある。換言すれば、各支持軸３５，３９における軸心の延長部は、球状体４１のほぼ中心を通るものである。
【００２６】
前記球状体４１の下部側は、前記支持枠２５に形成した丸穴４５から下側に突出してある。そして、前記球状体４１内のほぼ中心位置に設けたプレート状の支持部材４７の中央部には、前記投光器２３が、上記支持部材４７に対してほぼ直交して取付けてある。さらに、前記球状体４１の下部にはフェース板４９が取付けてあり、内部には、Ｘ軸方向の一対のセンサ５１Ａ，５１Ｂ及びＹ軸方向の一対のセンサ５３Ａ，５３Ｂが設けられている。
【００２７】
上記構成によれば、球状体４１と丸穴４５との間隔を小さくすることができると共に、球状体４１が任意の方向に回動した場合であっても上記間隔が大きく開くようなことがなく、外観が向上するものである。
【００２８】
前記センサ５１Ａ，５１Ｂ：５３Ａ，５３Ｂの構成について説明するに、上記各センサは同一の構成であるから、センサ５１Ａの構成について説明する。
【００２９】
センサ５１Ａは、図７に示すように、例えばホトダイオード又はホトトランジスタなどのごとき光検知素子５５を水平に備えたホルダ５６を備えていると共に、前記フェース板４９に形成したスリット４９Ｓから下端部が下方向へ突出した入射光反射部材５７を備えている。
【００３０】
上記入射光反射部材５７は、下部側が外方となるように外側方向へ湾曲した下端部５７Ａが前記スリット４９Ｓから下側へ突出してあることにより、下端部５７Ａの端部から前記フェース板４９の中央部側（図７において左側）に不感域を形成し、前記下端部５７Ａの端部から外側（図７において右側）の光が前記スリット４９Ｓ内に入射することを許容している。そして、前記入射光反射部材５７は、前記スリット４９Ｓに任意の方向から入射した入射光を前記光検知素子５５の方向へ反射するように湾曲してある。したがって、スリット４９Ｓに入射光が入射する範囲を広くすることができるものである。
【００３１】
前記カメラ９は、前述のごとき照明装置１１における前記投光器２３に代えてＣＣＤカメラ、ＴＶカメラ等のカメラを前記球状ケーシング内に装着するものである。
【００３２】
以上のごとき構成において、例えば移動台１３の上方位置へ支持台７を移動した後、移動台１３上の所望位置に赤外線発光ダイオードなどのごとき指示光源５９（図１参照）を配置して発光すると、上記指示光源５９からの赤外線等の光が前記カメラ９、照明装置１１に備えたＸ軸方向のセンサ５１Ａ，５１Ｂ及びＹ軸方向のセンサ５３Ａ，５３Ｂにそれぞれ入射される。なお、前記指示光源５９に相当する位置を、レーザポインターなどのレーザ光によって照射し、この照射されたレーザ光の反射光を前記各センサによって検出する構成とすることも可能であり、この場合は照射したレーザ光のスポットが指示光源に相当することになるものである。
【００３３】
前述のように、カメラ９における各センサ５１Ａ，５１Ｂ：５３Ａ，５３Ｂに指示光源５９の光が入射されると、カメラ方向制御手段（図示省略）の制御の下にＹ軸モータ４３が回動制御され、Ｘ軸方向における一対のセンサ５１Ａ，５１Ｂに対する入射光量が等しくなるように、すなわちカメラ９が前記指示光源５９を指向するように球状体４１が回動される。同様に、各センサ５３Ａ，５３Ｂに対する入射光量が等しくなるようにＸ軸モータ３７が回動制御される。照明装置１１においては、投光器方向制御手段（図示省略）の制御の下に同様にＸ軸モータ３７、Ｙ軸モータ４３が回転制御される。
【００３４】
すなわち、カメラ９においては、カメラ９が指示光源５９の方向を指向するように制御され、照明装置１１においては投光器２３が指示光源５９の方向を指向するように制御されるものである。なお、前記カメラ方向制御手段及び投光器方向制御手段は、例えば前記特許文献１に記載の構成と同一でもよいものであるから、前記両方向制御手段の詳細についての説明は省略する。
【００３５】
上述のように、指示光源５９によって所望位置を指示すると、カメラ９及び照明装置１１は指示光源５９方向を指向するように自動的に姿勢が制御されるので、カメラ９及び照明装置１１の指向方向を個別に調節することなく撮影すべき箇所の照明を行うことができると共にカメラ９によって撮影することができるものである。したがって、上記構成によれば、必要箇所の照明及び撮影を容易に行うことができるものである。
【００３６】
また、前記構成によれば、入射光反射部材５７を設けることによって入射光の入射範囲を広くできるので、指示光源５９を所望位置において点灯すればよく、例えば、カメラ９、照明装置１１の指向方向に対応した位置から所望位置へ指示光源５９を移動して、カメラ９、照明装置１１が所望位置を指向するように誘導するような操作の必要がなく、操作が容易なものである。
【００３７】
また、前記構成においては、球状体４１内にカメラ９、投光器２３及び各センサ５１Ａ，５１Ｂ：５３Ａ，５３Ｂを設けた構成であることにより、必要な配線を球状体４１内にまとめることができ、配線の引き回しを抑制することができるものである。
【００３８】
さらに、前記構成によれば、照明装置１１における投光器２３の指向方向の設定が容易であり、例えば歯科において患者の口腔内の照明を行う場合、患者の目を回避して口腔内を照明することが可能であって、照明による患者の不快感をなくすることができるものである。
【００３９】
図８は、前記センサ５１Ａの第２の実施形態を示すものである。この第２の実施形態においては、前記球状体４１内において、フェース板４９上にセンサケーシング６１を設け、このセンサケーシング６１内に、光検知素子５５を垂直に備えたホルダケース６３を備えると共に、フェース板４９のスリット４９Ｓから入射した入射光の一部を前記光検知素子５５方向へ反射する入射光反射部材６５を内部に備えた構成である。
【００４０】
そして、前記ホルダケース６３の下部側は内方向へ屈曲して遮光部６３Ａに形成してあると共に、前記センサケーシング６１には、フェース板４９のスリット４９Ｓから入射した余分な光を遮光するための遮光板６７が備えられている。前記遮光部６３Ａ及び遮光板６７が前記入射光反射部材６５と対向する側の面は光反射面に形成してあり、その反対側の面は反射光を減衰させるように、光吸収面に形成してある。
【００４１】
さらに、センサ５１Ａの第２の実施形態においては、前記スリット４９Ｓの内端縁部４９Ａと前記遮光部６３Ａの下端縁部６３Ｌとによって規制された狭い領域の入射光１００Ａは前記光検知素子５５に直接入射するように構成してある。また、前記スリット４９Ｓの前記内端縁部４９Ａと外端縁部４９Ｂとによって規制される狭い領域の入射斜光１００Ｂであっても、前記入射光反射部材６５の反射によって前記光検知素子５５へ入射するように構成してある。
【００４２】
上記構成により、第２の実施形態に係るセンサ５１Ａは前述したセンサと同様の効果を奏し得るものである。そして、狭い領域の前記入射光１００Ａを光検知素子５５に直接入射する構成としてあることにより、上記入射光１００Ａは減衰することなく光検知素子５５に入射される。したがって、指示光源５９に対する指向性がより向上する。さらに、前記入射光反射部材６５が内部に備えられていることにより外観の見栄がより向上するものである。
【００４３】
本発明は、前述したごとき構成のみに限るものではなく、球状体（球状ケーシング）４１を任意の方向へ回動する構成としては、例えば支持枠２５に設けた丸穴４５の部分に前記球状体４１を揺動自在に支持すると共に、前記球状体４１の上部に上方向に長く設けた操作ピンを、Ｘ，Ｙ方向に移動自在に設けたＸ，Ｙテーブルの構成によってＸ，Ｙ方向へ移動し傾斜する構成とすることにより、前記球状体４１を所望の方向に回動することができるものである。すなわち適宜の変更を行うことにより種々の態様でもって実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置及び照明装置の正面説明図である。
【図２】同上の側面説明図である。
【図３】同上の平面説明図である。
【図４】同上の作用説明図である。
【図５】照明装置の構成を示す説明図である。
【図６】照明装置の構成を示す説明図である。
【図７】センサの構成を示す断面説明図である。
【図８】センサの第２の実施形態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  撮像装置
３  支持部材
５  リンク機構
７  支持台
９  カメラ
１１  照明装置
１５  第１平行リンク機構
１７  第２平行リンク機構
２３  投光器
２７  回動支持体
２９Ａ，Ｂ  第１のアーム
３１Ａ，Ｂ  第２のアーム
３７  Ｘ軸モータ
４１  球状体（球状ケーシング）
４３  Ｙ軸モータ
４９  フェース板
４９Ｓ  スリット
５１Ａ，Ｂ  Ｘ軸方向のセンサ
５３Ａ，Ｂ  Ｙ軸方向のセンサ
５５  光検知素子
５７  入射光反射部材
５９  指示光源
【図１】
2006102100.tif 000003
【図２】
2006102100.tif 000004
【図３】
2006102100.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006102100.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006102100.tif 000009
【図８】
2006102100.tif 000010