(57)【要約】      （修正有）【課題】操作者が撮影領域を直感的に認識できる医療用観察システムを提供すること。【解決手段】医療用観察システムは、被観察体を撮影する撮影部と、撮影部が撮影する撮影領域Ｂの外部であって、撮影領域Ｂの近傍に撮影部の撮影状態を認識可能とする光を被観察体に投影する光投影部と、を備える。さらに、光投影部は、撮影領域Ｂを認識可能とするパターンを投影する。さらに、光投影部は、パターンとして、撮影領域Ｂの大きさを認識可能とする枠Ｆ１、又は撮影領域Ｂの上下を認識可能とするマーカを投影する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観察体を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影する撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする光を前記被観察体に投影する光投影部と、
を備える医療用観察システム。
【請求項２】
前記光投影部は、前記撮影領域を認識可能とするパターンを投影する請求項１に記載の医療用観察システム。
【請求項３】
前記光投影部は、前記パターンとして、前記撮影領域の大きさを認識可能とする枠、又は前記撮影領域の上下を認識可能とするマーカを投影する請求項２に記載の医療用観察システム。
【請求項４】
操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記光投影部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記光を投影する請求項１〜３のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項５】
前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、
前記光投影部は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記光を投影する請求項１〜４のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項６】
前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域の大きさに応じて、前記光の形状又は位置を変化させる請求項１〜４のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項７】
前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、
前記光投影部は、前記撮影領域が拡大されて前記光が前記撮影領域の内部に位置する場合、前記光を前記撮影領域の外部に位置するように投影する請求項１〜４のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項８】
前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第１検知部と、
前記なす角に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する画像処理部と、
を備える請求項１〜７のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項８に記載の医療用観察システム。
【請求項１０】
操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記画像処理部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項８に記載の医療用観察システム。
【請求項１１】
前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、
前記画像処理部は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項８に記載の医療用観察システム。
【請求項１２】
前記撮影部を支持する支持部と、
前記支持部を駆動制御して前記撮影部の上方向を制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部は、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項８に記載の医療用観察システム。
【請求項１３】
前記駆動制御部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項１２に記載の医療用観察システム。
【請求項１４】
操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記駆動制御部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする請求項１２に記載の医療用観察システム。
【請求項１５】
前記撮影部を制御するとともに、前記撮影部が撮影した画像に画像処理を施す制御装置と、
前記制御装置が生成した画像を表示する表示装置と、
前記撮影部、前記制御装置、前記表示装置、術者、又は助手のうち、少なくともいずれか１つの位置を検知する第２検知部と、を備え、
前記制御装置は、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項１〜１４のいずれか１つに記載の医療用観察システム。
【請求項１６】
前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第１検知部を備え、
前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項１５に記載の医療用観察システム。
【請求項１７】
操作者の操作を受け付ける入力部を備え、
前記制御装置は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項１５に記載の医療用観察システム。
【請求項１８】
前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、
前記制御装置は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する請求項１５に記載の医療用観察システム。
【請求項１９】
被観察体を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影方向に向けて第１照明光を出射する光出射部と、を備え、
前記光出射部は、前記撮影部が撮影する撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする第２照明光を前記被観察体に照射する医療用観察システム。
【請求項２０】
前記光出射部は、前記撮影領域の上下を認識可能とする前記第２照明光を出射する請求項１９に記載の医療用観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、被観察体である患者の脳や心臓等における微小部位の手術を行う際に微小部位を観察する手術用顕微鏡が知られている。さらに、可動式のアームの先端に撮影部を配置し、撮影部が撮影する撮影領域を容易に移動できる手術用顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６１０８６号公報
【特許文献２】特開２００１−２９９６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
術者等の操作者は、撮影部が撮像した画像が表示された表示装置を観察しながら、撮影領域を移動させる。このため、操作者が撮影領域を直感的に認識しづらいという課題があった。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、操作者が撮影領域を直感的に認識できる医療用観察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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、被観察体を撮影する撮影部と、前記撮影部が撮影する撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする光を前記被観察体に投影する光投影部と、を備える。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記光投影部は、前記撮影領域を認識可能とするパターンを投影する。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記光投影部は、前記パターンとして、前記撮影領域の大きさを認識可能とする枠、又は前記撮影領域の上下を認識可能とするマーカを投影する。
【０００９】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、操作者の操作を受け付ける入力部を備え、前記光投影部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記光を投影する。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、前記光投影部は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記光を投影する。
【００１１】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、前記光投影部は、前記撮影領域の大きさに応じて、前記光の形状又は位置を変化させる。
【００１２】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影領域を拡大及び縮小させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、前記光投影部は、前記撮影領域が拡大されて前記光が前記撮影領域の内部に位置する場合、前記光を前記撮影領域の外部に位置するように投影する。
【００１３】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第１検知部と、前記なす角に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する画像処理部と、を備える。
【００１４】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記画像処理部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００１５】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、操作者の操作を受け付ける入力部を備え、前記画像処理部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００１６】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、前記画像処理部は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記鉛直下方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００１７】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部を支持する支持部と、前記支持部を駆動制御して前記撮影部の上方向を制御する駆動制御部を備え、前記駆動制御部は、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする。
【００１８】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記駆動制御部は、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする。
【００１９】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、操作者の操作を受け付ける入力部を備え、前記駆動制御部は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部の上方向を前記鉛直下方向と反対の方向にする。
【００２０】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部を制御するとともに、前記撮影部が撮影した画像に画像処理を施す制御装置と、前記制御装置が生成した画像を表示する表示装置と、前記撮影部、前記制御装置、前記表示装置、術者、又は助手のうち、少なくともいずれか１つの位置を検知する第２検知部と、を備え、前記制御装置は、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００２１】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部が撮影する画像の上方向に対応する前記撮影部の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する第１検知部を備え、前記なす角が閾値を越えた場合に、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００２２】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、操作者の操作を受け付ける入力部を備え、前記制御装置は、前記入力部が受け付けた前記操作者の指示に応じて、前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００２３】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記撮影部を移動させて前記撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける第１入力部を備え、前記制御装置は、前記第１入力部が前記入力を受け付けている間は前記撮影部が撮影した画像に前記第２検知部が検知した位置又は方向を示す指標を重畳した画像を生成する。
【００２４】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、被観察体を撮影する撮影部と、前記撮影部の撮影方向に向けて第１照明光を出射する光出射部と、を備え、前記光出射部は、前記撮影部が撮影する撮影領域の外部であって、前記撮影領域の近傍に前記撮影部の撮影状態を認識可能とする第２照明光を前記被観察体に照射する。
【００２５】
また、本開示の一態様に係る医療用観察システムは、前記光出射部は、前記撮影領域の上下を認識可能とする前記第２照明光を出射する。
【発明の効果】
【００２６】
本開示によれば、操作者が撮影領域を直感的に認識できる医療用観察システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施形態１に係る医療用観察システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る顕微鏡部と顕微鏡部の周辺の構成を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、顕微鏡部と被観察体と位置関係を表す図である。
【図５】図５は、図４の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。
【図６】図６は、顕微鏡部と被観察体と位置関係を表す図である。
【図７】図７は、図６の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図９】図９は、実施形態１の変形例１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１０】図１０は、実施形態１の変形例２に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１１】図１１は、実施形態１の変形例３に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１２】図１２は、実施形態１の変形例４に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１３】図１３は、実施形態１の変形例５に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の変形例６に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１５】図１５は、実施形態１の変形例７に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１６】図１６は、実施形態１の変形例８に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１７】図１７は、実施形態１の変形例９に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１８】図１８は、実施形態１の変形例１０に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図１９】図１９は、実施形態１の変形例１１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２０】図２０は、実施形態１の変形例１２に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２１】図２１は、実施形態１の変形例１３に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２２】図２２は、実施形態１の変形例１４に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２３】図２３は、実施形態１の変形例１５に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２４】図２４は、実施形態１の変形例１６に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２５】図２５は、実施形態１の変形例１７に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２６】図２６は、実施形態１の変形例１８に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【図２７】図２７は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。
【図２８】図２８は、図２７の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。
【図２９】図２９は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。
【図３０】図３０は、図２９の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。
【図３１】図３１は、実施形態２に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３２】図３２は、被観察体、撮影部、制御装置、表示装置、術者、及び助手の位置関係を表す図である。
【図３３】図３３は、図３２の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。
【図３４】図３４は、実施形態３に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３５】図３５は、実施形態３に係る光出射部が光を出射することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照して本開示に係る医療用観察システムの実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本開示が限定されるものではない。本開示は、撮影部を備える医療用観察システム一般に適用することができる。
【００２９】
また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００３０】
（実施形態１）
〔医療用観察システムの概略構成〕
図１は、実施形態１に係る医療用観察システムの全体構成を示す図である。図１に示す医療用観察システム１は、被観察体の微小部位を拡大して観察する顕微鏡としての機能を有する医療用の観察装置２と、光ファイバ等によって構成されたライトガイド４を介して観察装置２に照明光を供給する光源装置３と、観察装置２が撮像した画像を表示する表示装置８と、医療用観察システム１の動作を統括的に制御する制御装置９と、を備える。
【００３１】
〔観察装置の概略構成〕
まず、観察装置２の概略構成について説明する。
観察装置２は、被観察体の微小部位を観察する顕微鏡部５と、顕微鏡部５の基端部に接続され、顕微鏡部５を回動可能に支持する支持部６と、支持部６の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部７と、を備える。
【００３２】
図２は、実施形態１に係る顕微鏡部と顕微鏡部の周辺の構成を示す拡大斜視図である。顕微鏡部５は、円柱状の外観を有し、その内部に、ズーム機能及びフォーカス機能を有する光学系と、光学系が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像信号を生成する撮像素子（図示略）と、被観察体に照明光を照射する光出射部（図示略）と、を有する。また、顕微鏡部５の側面には、観察装置２の動作指示の入力を受け付ける第１入力部２６を構成するアーム操作スイッチ２６ａを含む各種スイッチが設けられている。操作者がアーム操作スイッチ２６ａを押下すると、支持部６の固定が解除され、顕微鏡部５が移動可能な状態となる。換言すると、操作者は、アーム操作スイッチ２６ａを押下することにより、撮影領域を移動させることができる。なお、顕微鏡部５のアーム操作スイッチ２６ａが配置されている方向Ａが撮影部２１の上方向である。撮影部２１の上方向と撮影領域との対応関係は後述する。また、顕微鏡部５の下端部の開口面には、内部の光学系等を保護するカバーガラスが設けられている（図示略）。術者らの操作者は、顕微鏡部５を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部５を移動したり、顕微鏡部５の角度を変更したり、観察装置２のモードを変更したり、ズーム又はフォーカス動作を行ったりする。このため、操作者は、光学系の光軸の方向又は顕微鏡部５の撮像視野の中心方向を直感的に把握することができ、顕微鏡部５を所望の位置へ容易に移動させることができる。なお、顕微鏡部５の形状は、円筒状に限定されることなく、例えば多角筒状であってもよい。
【００３３】
図１に戻り、観察装置２の構成の説明を続ける。
支持部６は、先端側（顕微鏡部５側）から順に、第１関節部６１、第１アーム部７１と、第２関節部６２、第２アーム部７２と、第３関節部６３と、第３アーム部７３と、第４関節部６４と、第４アーム部７４と、第５関節部６５と、第５アーム部７５と、第６関節部６６と、が連結されている。
【００３４】
第１関節部６１は、先端側で顕微鏡部５を、この顕微鏡部５の光軸と一致する第１軸Ｏ１のまわりを回動可能に保持するとともに、基端側で第１アーム部７１の先端部に固定された状態で第１アーム部７１に保持される。
【００３５】
第２関節部６２は、先端側で第１アーム部７１を第１軸Ｏ１と直交する第２軸Ｏ２のまわりを回動可能に保持するとともに、基端側で第２アーム部７２に保持される。同様に、第３関節部６３〜第６関節部６６は、先端側で第２アーム部７２〜第４アーム部７４をそれぞれ回動可能に保持するとともに、基端側で第３アーム部７３〜第５アーム部７５の先端部にそれぞれ固定された状態で保持される。
【００３６】
第６関節部６６は、先端側で第５アーム部７５を回動可能に保持するとともに、基端側でベース部７に固定された状態で保持される。
【００３７】
第２アーム部７２〜第５アーム部７５は、第３軸Ｏ３〜第６軸Ｏ６をそれぞれ回転軸として回動可能である。第４軸Ｏ４及び第５軸Ｏ５は、第２軸Ｏ２とそれぞれ平行である。第３軸Ｏ３と第４軸Ｏ４、第５軸Ｏ５と第６軸Ｏ６は、それぞれ直交する。
【００３８】
第１関節部６１〜第６関節部６６は、それぞれの先端側の顕微鏡部５、第１アーム部７１〜第５アーム部７５の回動を制御する電磁ブレーキ（図示略）及び検出部として機能する角度センサ（図示せず）をそれぞれ有する。電磁ブレーキは、顕微鏡部５の第１入力部２６のアーム操作スイッチ２６ａが押下されることにより解除される。顕微鏡部５及び第１アーム部７１〜第５アーム部７５は、電磁ブレーキが解除された場合、第１関節部６１〜第６関節部６６に対してそれぞれ回動可能な状態となる。以下、顕微鏡部５、第１アーム部７１〜第５アーム部７５が第１関節部６１〜第６関節部６６に対して、それぞれ回動可能である状態をオールフリーモードという。なお、電磁ブレーキの代わりにエアブレーキ等のその他の手段を適用してもよい。
【００３９】
第１関節部６１〜第６関節部６６には、顕微鏡部５、第１アーム部７１〜第５アーム部７５の回動をそれぞれアシストするためのアクチュエータ（図示略）が設けられている。また、第１関節部６１〜第６関節部６６には、各関節部の位置、速度、加速度、回転角度、回転速度、回転加速度、発生トルク等の少なくとも一部をそれぞれ検出するための検出部として機能する各種センサ（図示略）が設けられている。
【００４０】
以上の構成を有する支持部６は、顕微鏡部５における並進３自由度及び回転３自由度の計６自由度の動きを実現する。なお、実施形態１に係る支持部６では、全てのアクチュエータを設ける必要がなく、適宜変更してもよい。例えば、支持部６の第１アーム部７１〜第５アーム部７５の一部にアクチュエータを設ければよい。
【００４１】
光源装置３は、制御装置９の制御のもと、ライトガイド４を介して観察装置２に照明光を供給する。光源装置３は、キセノンランプやメタルハライドランプ等の放電ランプ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子、レーザ光源又はハロゲンランプ等の発光部材等を用いて構成される。
【００４２】
表示装置８は、制御装置９が生成した表示画像（映像信号）や医療用観察システムに関する各種情報を表示する。表示装置８は、液晶や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等を用いて構成される。また、表示装置８は、モニタサイズが３１インチ以上、好ましくは５５インチ以上である。なお、実施形態１では、表示装置８は、モニタサイズを３１インチ以上で構成しているが、これに限定されることなく、他のモニタサイズ、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以上の解像度、好ましくは８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度、より好ましくは３２メガピクセル（例えば７６８０×４３２０ピクセルの所謂８Ｋの解像度）以上の解像度を有する画像を表示可能なモニタサイズであればよい。もちろん、表示装置８は、３Ｄ画像を表示可能なモニタであってもよい。
【００４３】
制御装置９は、医療用観察システム１の各部を統括的に制御する。制御装置９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：図示略）を用いて構成するようにしてもよい。制御装置９は、後述する記録部９３に記録された各部を制御するための命令（インストラクション）に従って医療用観察システム１の各部を制御する。なお、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。なお、制御装置９の詳細な構成は、後述する。
【００４４】
〔医療用観察システムの機能構成〕
次に、上述した医療用観察システム１の機能構成について説明する。図３は、実施形態１に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。
【００４５】
〔観察装置の構成〕
まず、観察装置２の機能構成について説明する。
観察装置２は、顕微鏡部５と、支持部６と、駆動部２４と、第１検知部２５と、第１入力部２６と、第１制御部２７と、を備える。
【００４６】
顕微鏡部５は、被写体である被観察体の像を拡大して撮像することによって画像信号を生成する撮影部２１と、光源装置３から供給された照明光を被観察体に向けて照射する光出射部２２と、被観察体に光を投影する光投影部２３と、を備える。
【００４７】
撮影部２１は、ズーム及びフォーカス機能を有する光学系と、光学系によって結像された被観察体の像を受光して光電変換を行うことによって画像信号を生成する撮像素子と、を有する。撮像素子は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いて構成される。撮影部２１が生成する撮像信号は、伝送ケーブル１０を介して制御装置９に伝送される。なお、撮影部２１が生成した撮像信号に対してＥ／Ｏ変換を行うことによって光信号によって制御装置９へ伝送してもよい。なお、撮影部２１は、例えば２メガピクセル（例えば１９２０×１０８０ピクセルの所謂２Ｋの解像度）以上の解像度、好ましくは８メガピクセル（例えば３８４０×２１６０ピクセルの所謂４Ｋの解像度）以上の解像度、より好ましくは３２メガピクセル（例えば７６８０×４３２０ピクセルの所謂８Ｋの解像度）以上の解像度があればよい。また、撮影部２１は、所定の視差を設けた２つの撮像素子によって２つの画像信号を生成することによって３Ｄ画像信号を生成してもよい。
【００４８】
光出射部２２は、１又は複数のレンズを用いて構成された照明光学系を有する。光出射部２２は、ライトガイド４を介して光源装置３から供給された照明光を、撮影部２１の撮像方向と同じ方向へ照明光を照射する。なお、光出射部２２は、顕微鏡部５にＬＥＤやレーザ光源等を設けることによって、ライトガイド等の光伝送を省略してもよい。
【００４９】
支持部６は、上述した図１及び図２のように、顕微鏡部５を回動可能に支持する。支持部６は、顕微鏡部５における並進３自由度及び回転３自由度の計６自由度の動きを実現する。
【００５０】
光投影部２３は、撮影部２１が撮影する撮影領域の外部であって、撮影領域の近傍に撮影部２１の撮影状態を認識可能とする光を被観察体に投影する。具体的には、光投影部２３は、撮影部２１の撮影状態として、撮影領域を認識可能とするパターンを投影する。パターンは、撮影領域を囲う枠や撮影領域の所定の位置を表すマーカ等であるが、撮影領域を認識可能とする態様であれば特に限定されない。光投影部２３は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子、レーザ光源、又はキセノンランプやメタルハライドランプ等の放電ランプ、ＬＥＤ等の発光部材等を用いて構成される。なお、光投影部として、光源装置３にレーザ光源やＬＥＤ等を設け、ライトガイド４により顕微鏡部５に伝送してもよい。光投影部２３は、被観察体に対して、光を常に投影してもよいが、第１入力部２６又は入力部９２に対する入力等の操作者の指示に応じて、光を投影してもよい。例えば、光投影部２３は、第１入力部２６が入力を受け付けている間は光を投影してもよい。具体的には、光投影部２３は、第１入力部２６のアーム操作スイッチ２６ａが押下されている間は光を投影してもよい。また、本明細書において、撮影領域Ｂの近傍とは、例えば撮影領域Ｂの外周から５０ｍｍ程度に含まれる領域を指すが特に限定されない。また、本明細書において、撮影状態とは、撮影領域の大きさや撮影領域の向き等を含む撮影部２１の状態を表す。撮影領域の向きとは、表示装置８に表示される画像の向きと撮影部２１の向きとの対応関係である。
【００５１】
駆動部２４は、上述した第１関節部６１〜第６関節部６６にそれぞれ設けられる電磁ブレーキ及びアクチュエータを有する。電磁ブレーキは、オールフリーモード動作の際に第１入力部２６が入力を受け付ける解除指示に従って解除される。アクチュエータは、第１検知部２５による状態検出結果に応じて、後述する制御装置９から送信されてくる制御信号に応じて動作する。
【００５２】
第１検知部２５は、観察装置２の状態情報を逐次検出する。観察装置２の状態情報は、撮影部２１の位置、フォーカス及びズームに関する情報、第１関節部６１〜第６関節部６６の位置、速度、加速度、回転角度、回転速度、回転加速度、発生トルクの少なくとも一部に関する情報、第１アーム部７１〜第５アーム部７５の位置、速度、加速度の少なくとも一部に関する情報、ならびに電動視野移動モード、オールフリーモード等の動作に関する情報を含む。第１検知部２５は、これらの情報を検出するための各種センサを有する。具体的には、第１検知部２５は、基準方向に対して第１アーム部７１〜第５アーム部７５（第１軸Ｏ１〜第６軸Ｏ６）それぞれの角度を検出する第１角度センサ部２５ａ〜第６角度センサ部２５ｆを有する。ここで、基準方向とは、観察装置２（第１アーム部７１〜第５アーム部７５）が床に設置されているときを基準としたときの重力方向（鉛直下方向）である。即ち、実施形態１では、基準方向を０度として説明する。もちろん、基準方向は、観察装置２（第１アーム部７１〜第５アーム部７５）の設置場所によって変化する。例えば、観察装置２（第１アーム部７１〜第５アーム部７５）の設置場所が天井懸架の場合、床設置のときと比べて基準方向が１８０度異なる。また、観察装置２（第１アーム部７１〜第５アーム部７５）の設置場所が壁固定（垂直な壁に固定）の場合、床設置のときと比べて基準方向が９０度異なる。なお、第１角度センサ部２５ａが検出する第１軸Ｏ１の方向と撮影部２１の撮像方向とが同一の場合、第１角度センサ部２５ａを省略してもよい。
【００５３】
また、第１軸Ｏ１と直交する方向であって、顕微鏡部５のアーム操作スイッチ２６ａが配置されている方向Ａが撮影部２１の上方向である。撮影部２１の上方向は、表示装置８に映し出される画面の上方向と対応している。第１検知部２５は、基準方向と第２軸Ｏ２とのなす角として、撮影部２１の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知する。また、第１検知部２５は、顕微鏡部５に加速度センサを設けることにより重力方向を検知し、撮影部２１の上方向と鉛直下方向とのなす角を検知してもよい。
【００５４】
ここで、電動視野移動モードに含まれるＸＹ動作モードは、支持部６を構成する複数の関節部の軸の一部を固定し、他の軸の動きによって撮影部２１の撮像視野を上下左右に変更可能な動作モードである。具体的には、電動視野移動モード（ＸＹ動作モード）は、第４軸Ｏ４〜第６軸Ｏ６を固定したまま、第２軸Ｏ２と第３軸Ｏ３のみを電動で動作させることによって、撮影部２１の撮像視野を上下左右に変更可能な動作モードである。
【００５５】
また、電動視野移動モードに含まれるピボット動作モードは、撮影部２１の撮像視野の中心方向の１点で固定した状態で、その１点を頂点とした円錐面上を顕微鏡部５が支持部６の動きによって移動する旋回動作であり、ポイントロック動作とも呼ばれる。このピボット動作モードの旋回軸は、円錐の高さ方向の中心軸である。ピボット動作モードでは、固定点と撮影部２１との距離が一定に保たれる。手術の際には、例えば手術部位が上述した固定点として選ばれる。このようなピボット動作モードによれば、手術部位を等距離で異なる角度から観察することができるため、ユーザが手術部位をより正確に把握することができる。
【００５６】
また、電動視野移動モードとして、ＸＹ動作モード、ピボット動作モード以外の動作モードを含んでいてもよい。
【００５７】
第１入力部２６は、撮影部２１を移動させて撮影領域を移動させる操作の入力を受け付ける。具体的には、第１入力部２６は、撮影部２１及び駆動部２４に対する動作指示の入力を受け付け、撮影部２１を移動させる。第１入力部２６は、駆動部２４が有する電磁ブレーキを解除してオールフリーモードを指示する入力を受け付けるアーム操作スイッチ２６ａ、撮影部２１におけるフォーカス及びズーム操作をそれぞれ指示する入力を受け付けるフォーカススイッチ及びズームスイッチ、電動視野移動モードの指示入力を受け付ける電動視野移動モードスイッチ、ならびに、パワーアシストモードの指示入力を受け付けるパワーアシストスイッチを有する。第１入力部２６を構成する各種スイッチやボタン等は、図２に示すように、顕微鏡部５の側面に設けられる。なお、図２では、第１入力部２６を構成する各種スイッチやボタン等の一部を記載している。また、図２では、第１入力部２６を顕微鏡部５の側面に設ける構成を説明したが、これに限られない。例えば、第１入力部２６として、顕微鏡部５とは別体のフットスイッチを設け、術者の足による操作によってオールフリーモードを指示する入力や撮影部２１におけるフォーカス及びズーム操作を受け付けてもよい。
【００５８】
第１入力部２６に対する操作に応じて撮像視野すなわち撮影領域が変更されるが、撮影領域の変更には、オールフリーモード及び電動視野移動モードにおける撮像視野の移動やズーム操作による撮像視野のサイズ変更等が含まれる。
【００５９】
第１制御部２７は、第１入力部２６が入力を受け付けた動作指示又は後述する制御装置９から入力された動作指示に応じて、撮影部２１及び駆動部２４の動作を制御する。また、第１制御部２７は、後述する制御装置９の第２制御部９４と連携して観察装置２を統括的に制御する。第１制御部２７は、ＣＰＵやＡＳＩＣ等を用いて構成される。
【００６０】
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の機能構成について説明する。
制御装置９は、画像処理部９１と、入力部９２と、記録部９３と、第２制御部９４と、を備える。
【００６１】
画像処理部９１は、観察装置２から伝送された光信号の撮像信号に対して、Ｏ／Ｅ変換を行った後に、所定の画像処理を行って表示装置８が表示する表示用の表示画像（映像信号）を生成する。ここで、画像処理としては、色補正、色強調、輪郭強調及びマスク処理等の各種画像処理等が挙げられる。画像処理部９１は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等を用いて構成される。
【００６２】
入力部９２は、キーボード、マウス、タッチパネル等の操作者インタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。
【００６３】
記録部９３は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリを用いて構成され、医療用観察システム１が実行する各種プログラムや処理中のデータを一時的に記録する。
【００６４】
第２制御部９４は、医療用観察システム１の各部を統括的に制御する。第２制御部９４は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡを用いて構成するようにしてもよい。なお、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。第２制御部９４は、駆動制御部９４１と、照明制御部９４２と、投光制御部９４３と、表示制御部９４４と、を有する。
【００６５】
駆動制御部９４１は、支持部６の駆動を制御する。具体的には、駆動制御部９４１は、第１入力部２６又は入力部９２が受け付けた操作内容に応じて、支持部６の各アクチュエータや磁気ブレーキの駆動を制御する。
【００６６】
照明制御部９４２は、光出射部２２が出射する照明光を制御する。
【００６７】
投光制御部９４３は、光投影部２３が投光する光を制御する。
【００６８】
表示制御部９４４は、画像処理部９１を制御することによって、表示装置８の表示態様を制御する。具体的には、表示制御部９４４は、観察装置２が光出射の調整中である旨の情報を表示装置８が表示画像上に重畳することで報知する。
【００６９】
〔顕微鏡部の位置と撮影領域との対応関係〕
次に、顕微鏡部５（撮影部２１）と撮影領域との対応関係について説明する。
図４は、顕微鏡部と被観察体と位置関係を表す図である。図４の位置関係では、顕微鏡部５の上方向Ａ１と被観察体に描かれた文字Ｌの上方向とが一致している。
【００７０】
図５は、図４の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。図５に示すように、顕微鏡部５の上方向Ａ１と被観察体に描かれた文字Ｌの上方向が一致している場合、表示装置８の画面の上方向と表示装置８に表示された文字Ｌの上方向とが一致する。
【００７１】
図６は、顕微鏡部と被観察体と位置関係を表す図である。図６の位置関係では、被観察体に描かれた文字Ｌの上方向に対して、顕微鏡部５の上方向Ａ２が傾いている。
【００７２】
図７は、図６の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。図７に示すように、被観察体に描かれた文字Ｌの上方向に対して、顕微鏡部５の上方向Ａ２が傾いている場合には、傾きに応じて表示装置８の画面の上方向に対する表示装置８に表示された文字Ｌの上方向が傾く。
【００７３】
図４〜図７を用いて説明したように、顕微鏡部５の上方向に応じて、表示装置８に表示される画像の上方向が定まるが、術者らがこの関係を直感的に把握することは困難である。また、従来、顕微鏡部５が撮像している撮影領域の大きさは、術者らが感覚的に認識するしかなかった。
【００７４】
〔光投影部の機能〕
図８は、実施形態１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図８に示すように、光投影部２３は、顕微鏡部５の撮影部２１の撮影状態として、撮影領域Ｂを認識可能とする枠Ｆ１を被観察体に投影する。枠Ｆ１は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの近傍に配置され、撮影領域Ｂを囲う長方形の枠である。その結果、術者らは撮影領域を直感的に認識することができる。なお、枠Ｆ１は、撮影領域Ｂの外部に配置されており、表示装置８に表示される画像に影響を与えないため、光投影部２３が医療用観察システム１による観察を阻害することが防止されている。
【００７５】
実施形態１によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂを直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。
【００７６】
なお、光投影部２３は、光を常に投影してもよいが、第１入力部２６又は入力部９２に対する入力等の操作者の指示に応じて、光を投影してもよい。光投影部２３は、術者らが撮影領域Ｂを確認したいときだけ被観察体に光を投影すればよく、光を常に投影する場合に比べて消費電力を低減させることができるためである。また、光投影部２３は、第１入力部２６が入力を受け付けている間は光を投影してもよい。光投影部２３は、第１入力部２６が入力を受け付けて撮影領域Ｂが変更される時に光を投影するため、術者らは撮影領域Ｂが変更されたことを直感的に認識することができ、消費電力を低減させることができる。
【００７７】
また、第１入力部２６に対する操作により撮影部２１におけるズーム操作を行うと、図８における撮影領域Ｂが拡大又は縮小する。そのため、光投影部２３は、撮影領域Ｂの大きさに応じて、被観察体に投影する光の形状又は位置を変化させてもよい。具体的には、光投影部２３は、撮影領域Ｂの外周から枠Ｆ１までの距離が一定となるように、被観察体に投影する光の形状を変化させてもよい。ただし、光投影部２３は、撮影領域Ｂの大きさを小さくする（撮影部２１におけるズームの倍率をあげる）ほど、撮影領域Ｂの外周から枠Ｆ１までの距離を小さくしてもよい。
【００７８】
また、光投影部２３は、撮影領域Ｂが拡大されて光が撮影領域Ｂの内部に位置する場合、光を撮影領域Ｂの外部に位置するように投影してもよい。換言すると、光投影部２３は、一時的に撮影領域Ｂの内部に光を投影してもよい。光投影部２３は、術者らが手術を行う時に撮影領域Ｂの外部に光を投影すればよいためである。
【００７９】
（変形例１）
図９は、実施形態１の変形例１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図９に示すように、実施形態１の変形例１に係る光投影部２３は、枠Ｆ２を被観察体に投影する。枠Ｆ２は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅の近傍に配置されているＬ字状の枠である。
【００８０】
（変形例２）
図１０は、実施形態１の変形例２に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１０に示すように、実施形態１の変形例２に係る光投影部２３は、枠Ｆ３を被観察体に投影する。枠Ｆ３は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅の近傍に配置されている点である。
【００８１】
（変形例３）
図１１は、実施形態１の変形例３に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１１に示すように、実施形態１の変形例３に係る光投影部２３は、枠Ｆ４を被観察体に投影する。枠Ｆ４は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの各辺の近傍に、各辺に平行に配置されている線分である。
【００８２】
変形例１〜変形例３によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂを直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例１〜変形例３のように、撮影領域Ｂが認識可能であれば、光投影部２３が投影する光の形状は特に限定されない。
【００８３】
（変形例４）
図１２は、実施形態１の変形例４に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１２に示すように、実施形態１の変形例４に係る光投影部２３は、枠Ｆ５を投影する。枠Ｆ５は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの近傍に配置され、撮影領域Ｂを囲う長方形の枠である。また、光投影部２３は、顕微鏡部５の撮影部２１の撮影状態として、撮影領域Ｂの上下を認識可能とするマーカＭ５を投影する。マーカＭ５は、枠Ｆ５の上側の長辺の中央近傍に投影された点である。その結果、術者らは、顕微鏡部５の上方向と撮影領域Ｂの上方向との対応関係を直感的に認識することができる。
【００８４】
なお、光投影部２３は、ズーム操作によって変化する撮影領域Ｂの大きさに応じて、被観察体に投影する光の位置を変化させてもよい。具体的には、光投影部２３は、撮影領域Ｂの外周からマーカＭ５までの距離が一定となるように、マーカＭ５を投影する位置を変化させてもよい。
【００８５】
（変形例５）
図１３は、実施形態１の変形例５に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１３に示すように、実施形態１の変形例５に係る光投影部２３は、枠Ｆ６を投影する。枠Ｆ６は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの近傍に配置され、撮影領域Ｂを囲う長方形の枠である。また、光投影部２３は、顕微鏡部５の撮影部２１の撮影状態として、撮影領域Ｂの上下を認識可能とするマーカＭ６を投影する。マーカＭ６は、枠Ｆ６の下側の長辺に沿って投影された線分である。
【００８６】
変形例４、変形例５によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例５、変形例６のように、撮影領域Ｂの上下を直感的に認識可能な態様であれば、マーカの形状は特に限定されない。
【００８７】
（変形例６）
図１４は、実施形態１の変形例６に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１４に示すように、実施形態１の変形例６に係る光投影部２３は、枠Ｆ７を投影する。枠Ｆ７は、撮影領域Ｂの外周を囲う長方形の１つの頂角を直線状に切り欠いた五角形であり、２つの長辺のうち頂角が切欠かれている側が顕微鏡部５の上方向に対応する。
【００８８】
（変形例７）
図１５は、実施形態１の変形例７に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１５に示すように、実施形態１の変形例７に係る光投影部２３は、枠Ｆ８を投影する。枠Ｆ８は、撮影領域Ｂの外周を囲い図の上方が狭まっている等脚台形の枠であり、上方が顕微鏡部５の上方向に対応する。
【００８９】
変形例６、変形例７によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例６、変形例７のように、枠の形状を顕微鏡部５の上方向と下方向とで異ならせることにより、顕微鏡部５の上方向を直感的に認識可能としてもよい。
【００９０】
（変形例８）
図１６は、実施形態１の変形例８に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１６に示すように、実施形態１の変形例８に係る光投影部２３は、マーカＭ９を投影する。マーカＭ９は、撮影領域Ｂの外部における上側であって、撮影領域Ｂの近傍に配置されている顕微鏡部５の上方向を向く矢印である。
【００９１】
（変形例９）
図１７は、実施形態１の変形例９に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１７に示すように、実施形態１の変形例９に係る光投影部２３は、マーカＭ１０を投影する。マーカＭ１０は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅の１つの近傍に配置されたＬ字状のマークである。
【００９２】
変形例８、変形例９によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの概略的な位置及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例８、変形例９のように、１つのマーカによって、顕微鏡部５の上方向のみを認識可能とする構成であってもよい。
【００９３】
（変形例１０）
図１８は、実施形態１の変形例１０に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１８に示すように、実施形態１の変形例１０に係る光投影部２３は、マーカＭ１１１及びマーカＭ１１２を投影する。以下において、撮影領域Ｂの中心を原点Ｏ、撮影領域Ｂの長辺に平行であり原点Ｏを通る直線をｘ軸、撮影領域Ｂの短辺に平行であり原点Ｏを通る直線をｙ軸とする。マーカＭ１１１及びマーカＭ１１２は、互いに色が異なり、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅のうち２つの隅の近傍であって、原点Ｏに対して対角に位置する点である。なお、図１８以降の各図では、色の違いをハッチングパターンの違いにより表している。また、マーカは、色が異なる代わりに、大きさや形状、模様、点滅のパターン等が異なる態様としてもよい。
【００９４】
（変形例１１）
図１９は、実施形態１の変形例１１に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図１９に示すように、実施形態１の変形例１１に係る光投影部２３は、マーカＭ１２１及びマーカＭ１２２を投影する。マーカＭ１２１及びマーカＭ１２２は、互いに色が異なり、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの長辺の中央近傍であって、原点Ｏに対して対向するようにｙ軸上に位置する点である。
【００９５】
（変形例１２）
図２０は、実施形態１の変形例１２に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２０に示すように、実施形態１の変形例１２に係る光投影部２３は、マーカＭ１３１及びマーカＭ１３２を投影する。マーカＭ１３１及びマーカＭ１３２は、互いに色が異なり、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの短辺の中央近傍であって、原点Ｏに対して対向するようにｘ軸上に位置する点である。
【００９６】
変形例１０〜変形例１２によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例１０〜変形例１２のように、互いに色が異なるマーカを、原点Ｏに対して点対称な配置することにより、顕微鏡部５の上方向と撮影領域Ｂの概略的な大きさとを認識可能としてもよい。これらの構成では、マーカの形状が点であり、複雑な形状とする必要がないため、光投影部２３を簡易な構成で実現することができる。
【００９７】
（変形例１３）
図２１は、実施形態１の変形例１３に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２１に示すように、実施形態１の変形例１３に係る光投影部２３は、マーカＭ１４１及びマーカＭ１４２を投影する。マーカＭ１４１及びマーカＭ１４２は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Ｂの外部における長辺の中央近傍であって、原点Ｏに対して対向するようにｙ軸上に位置する点及び線分である。
【００９８】
（変形例１４）
図２２は、実施形態１の変形例１４に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２２に示すように、実施形態１の変形例１４に係る光投影部２３は、マーカＭ１５１及びマーカＭ１５２を投影する。マーカＭ１５１及びマーカＭ１５２は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅のうち２つの隅の近傍であって、原点Ｏに対して対角に位置する点及びＬ字状のマークである。
【００９９】
（変形例１５）
図２３は、実施形態１の変形例１５に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２３に示すように、実施形態１の変形例１５に係る光投影部２３は、マーカＭ１６１及びマーカＭ１６２を投影する。マーカＭ１６１及びマーカＭ１６２は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Ｂの外部における長辺の中央近傍であって、原点Ｏに対して対向するようにｙ軸上に位置する点及び線分である。マーカＭ１６２は、中央がｙ軸上に位置し、撮影領域Ｂの幅よりわずかに長い。その結果、操作者は、撮影領域Ｂの概略的な幅を直感的に認識することができる。
【０１００】
（変形例１６）
図２４は、実施形態１の変形例１６に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２４に示すように、実施形態１の変形例１６に係る光投影部２３は、マーカＭ１７１及びマーカＭ１７２を投影する。マーカＭ１７１及びマーカＭ１７２は、互いに同色であるが形状が異なり、撮影領域Ｂの外部に原点Ｏに対してｘ軸を中心に対向するように位置する点及び線分である。マーカＭ１７２は、中央がｙ軸上に位置し、撮影領域Ｂの幅よりわずかに長い。その結果、操作者は、撮影領域Ｂの概略的な幅を直感的に認識することができる。
【０１０１】
変形例１３〜変形例１６によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例１３〜変形例１６のように、互いに形状が異なるマーカを配置することにより、顕微鏡部５の上方向と撮影領域Ｂの概略的な大きさとを認識可能としてもよい。
【０１０２】
（変形例１７）
図２５は、実施形態１の変形例１７に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２５に示すように、実施形態１の変形例１７に係る光投影部２３は、マーカＭ１８を投影する。マーカＭ１８は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅のうち３つの隅の近傍に配置された同色の点である。
【０１０３】
変形例１７によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例１７のように、同色の３つのマーカにより、顕微鏡部５の上方向と撮影領域Ｂの概略的な大きさとを認識可能としてもよい。
【０１０４】
（変形例１８）
図２６は、実施形態１の変形例１８に係る光投影部が光を投影することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図２６に示すように、実施形態１の変形例１８に係る光投影部２３は、マーカＭ１９１及びマーカＭ１９２を投影する。マーカＭ１９１は、撮影領域Ｂの外部であって撮影領域Ｂの四隅のうち下方の２つの隅の近傍に配置された点である。マーカＭ１９２は、撮影領域Ｂの外部における上方の長辺の中央近傍に配置された、マーカＭ１９１とは色が異なる点である。
【０１０５】
変形例１８によれば、光投影部２３が光を投影することにより被観察体に映し出されたパターンを見ることによって、操作者が撮影領域Ｂの大きさ及び上方向を直感的に認識できる医療用観察システム１を実現することができる。変形例１８のように、色が異なる３つのマーカにより、顕微鏡部５の上方向と撮影領域Ｂの概略的な大きさとを認識可能としてもよい。
【０１０６】
変形例１７、変形例１８では、マーカの形状が点であり、複雑な形状とする必要がないため、光投影部２３を簡易な構成で実現することができる。
【０１０７】
（変形例１９）
図２７は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。図２７に示す方向Ｃは鉛直下方向であり、方向Ａ１１が顕微鏡部５の撮影部２１の上方向である。変形例１９において、第１検知部２５は、撮影部２１の上方向と鉛直下方向Ｃとのなす角を検知する。
【０１０８】
図２８は、図２７の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。画像処理部９１は、図２８に示すように、撮影部２１が撮影した画像に鉛直下方向Ｃを示す指標Ｉ１を重畳した画像を生成する。その結果、術者らは、表示装置８の画面を見ることにより、撮影部２１の方向を認識することができる。このように、表示装置８側に顕微鏡部５の撮影部２１の撮影状態を認識可能とする情報を表示してもよい。
【０１０９】
なお、画像処理部９１は、鉛直下方向Ｃと方向Ａ１１とのなす角が閾値を越えた場合に、撮影部２１が撮影した画像に鉛直下方向Ｃを示す指標Ｉ１を重畳した画像を生成してもよい。
【０１１０】
また、画像処理部９１は、常に指標Ｉ１を重畳した画像を生成してもよいが、操作者の指示に応じて、撮影部２１が撮影した画像に鉛直下方向Ｃを示す指標Ｉ１を重畳した画像を生成してもよい。具体的には、画像処理部９１は、第１入力部２６又は入力部９２に対する入力等の操作者の指示に応じて、指標Ｉ１を重畳した画像を生成してもよい。また、画像処理部９１は、第１入力部２６のアーム操作スイッチ２６ａが入力を受け付けている間は撮影部２１が撮影した画像に鉛直下方向Ｃを示す指標Ｉ１を重畳した画像を生成してもよい。
【０１１１】
（変形例２０）
図２９は、顕微鏡部と被観察体との位置関係を表す図である。駆動制御部９４１は、図２９に示すように、撮影部２１の上方向を鉛直下方向Ｃと反対の方向にする。具体的には、駆動制御部９４１は、顕微鏡部５の撮影部２１が鉛直下方向Ｃの反対方向とは異なる方向Ａ２１を向いている場合に、撮影部２１の上方向を鉛直下方向Ｃの反対方向である方向Ａ２２にする。具体的には、駆動制御部９４１は、支持部６の各アクチュエータを駆動制御し、撮影部２１の上方向が方向Ａ２２になるように顕微鏡部５を回動する。
【０１１２】
図３０は、図２９の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。図３０に示すように、駆動制御部９４１が、撮影部２１の上方向を方向Ａ２１から方向Ａ２２に回転させると、表示装置８の下方と鉛直下方向Ｃに対応する指標Ｉ２の方向とが一致する。その結果、操作者は、撮影部２１の撮像方向を容易に水平方向にすることができる。
【０１１３】
なお、駆動制御部９４１は、鉛直下方向Ｃと方向Ａ２１とのなす角が閾値を越えた場合に、撮影部２１の方向を鉛直下方向Ｃと反対の方向にしてもよい。
【０１１４】
また、駆動制御部９４１は、操作者の指示に応じて、撮影部２１の上方向を鉛直下方向Ｃと反対の方向にしてもよい。具体的には、駆動制御部９４１は、第１入力部２６又は入力部９２に対する入力等の操作者の指示に応じて、撮影部２１の上方向を鉛直下方向Ｃと反対の方向にしてもよい。
【０１１５】
（実施形態２）
図３１は、実施形態２に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。図３１に示すように、医療用観察システム１Ａにおいて、観察装置２Ａは、撮影部２１、制御装置９、表示装置８、術者、又は助手のうち、少なくともいずれか１つの位置を検知する第２検知部２８Ａを備える。
【０１１６】
図３２は、被観察体、撮影部、制御装置、表示装置、術者、及び助手の位置関係を表す図である。被観察体Ｈ、撮影部２１を有する顕微鏡部５、制御装置９、表示装置８、術者Ｗ１、及び助手Ｗ２が図３２のような位置関係であるとする。撮影部２１の上方向は、図３２の方向Ａ２である。
【０１１７】
図３３は、図３２の位置関係において、表示装置に表示される画像を表す図である。図３３に示すように、制御装置９は、撮影部２１が撮影した画像に第２検知部２８Ａが検知した位置を示す指標Ｉ１１〜Ｉ１４を重畳した画像を生成する。指標Ｉ１１は制御装置９の位置、指標Ｉ１２は表示装置８の位置、指標Ｉ１３は術者の位置、指標Ｉ１４は助手の位置をそれぞれ表している。これらの指標Ｉ１１〜Ｉ１４を表示装置８に表示させることにより、術者らは、表示装置８の画面を見ることにより、撮影部２１の方向を認識することができる。このように、表示装置８側に顕微鏡部５の撮影部２１の撮影状態を認識可能とする情報を表示してもよい。
【０１１８】
なお、制御装置９は、撮影部２１が撮影した画像に第２検知部２８Ａが検知した方向を示す指標を例えば矢印等で重畳した画像を生成してもよい。
【０１１９】
また、制御装置９は、鉛直下方向Ｃと撮影部２１の上方向とのなす角が閾値を越えた場合に、撮影部２１が撮影した画像に検知した位置又は方向を示す指標Ｉ１１〜１４を重畳した画像を生成してもよい。
【０１２０】
また、制御装置９は、操作者の指示に応じて、撮影部２１が撮影した画像に第２検知部２８Ａが検知した位置又は方向を示す指標Ｉ１１〜１４を重畳した画像を生成してもよい。具体的には、制御装置９は、第１入力部２６又は入力部９２に対する入力等の操作者の指示に応じて、撮影部２１が撮影した画像に第２検知部２８Ａが検知した位置又は方向を示す指標Ｉ１１〜１４を重畳した画像を生成してもよい。
【０１２１】
また、制御装置９は、第１入力部２６のアーム操作スイッチ２６ａが入力を受け付けている間は撮影部２１が撮影した画像に第２検知部２８Ａが検知した位置又は方向を示す指標Ｉ１１〜１４を重畳した画像を生成してもよい。
【０１２２】
（実施形態３）
図３４は、実施形態３に係る医療用観察システムの機能構成を示すブロック図である。図３４に示すように、医療用観察システム１Ｂにおいて、観察装置２Ｂの顕微鏡部５Ｂは、撮影部２１の撮影方向に向けて第１照明光を出射する光出射部２２Ｂを備えるが、実施形態１と異なり、光投影部を有しない。また、医療用観察システム１Ｂにおいて、制御装置９Ｂの第２制御部９４Ｂは、投光制御部を有しない。
【０１２３】
光出射部２２Ｂは、撮影部２１が撮影する撮影領域Ｂの外部であって、撮影領域Ｂの近傍に撮影部２１の撮影状態を認識可能とする第２照明光を被観察体に照射する。具体的には、光出射部２２Ｂは、撮影領域Ｂの上下を認識可能とする第２照明光を被観察体に出射する。
【０１２４】
図３５は、実施形態３に係る光出射部が光を出射することにより被観察体に映し出されるパターンを表す図である。図３５に示すように、光出射部２２Ｂは、被観察体の撮影領域Ｂに対して第１照明光を照射し、第１照明光の外側にスポット状の第２照明光を出射する。第２照明光は、撮影部２１の上方向に対応するので、術者らは撮影領域Ｂの上方向を直感的に認識することができる。なお、図８等の各図においても、被観察体には光出射部から照明光（第１照明光）が照射されているが、図３５以外の図においては、照明光の記載を省略した。
【０１２５】
このように、光出射部２２Ｂの出射部にレンズ等を配置することにより、第１照明光とは異なる第２照明光を発生させて撮影領域Ｂの上方向を認識可能としてもよい。この構成では、光投影部を設けなくてよいため、実施形態１より構成を簡単にすることができる。
【０１２６】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本開示のより広範な態様は、以上のように表し、かつ記述した特定の詳細及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な開示の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ、１Ｂ  医療用観察システム
２、２Ａ、２Ｂ  観察装置
３  光源装置
４  ライトガイド
５、５Ｂ  顕微鏡部
６  支持部
７  ベース部
８  表示装置
９、９Ｂ  制御装置
１０  伝送ケーブル
２１  撮影部
２２、２２Ｂ  光出射部
２３  光投影部
２４  駆動部
２５  第１検知部
２５ａ〜２５ｆ  第１角度センサ部〜第６角度センサ部
２６  第１入力部
２６ａ  アーム操作スイッチ
２７  第１制御部
２８Ａ  第２検知部
６１〜６６  第１関節部〜第６関節部
７１〜７５  第１アーム部〜第５アーム部
９１  画像処理部
９３  記録部
９２  入力部
９４、９４Ｂ  第２制御部
９４１  駆動制御部
９４２  照明制御部
９４３  投光制御部
９４４  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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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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