(57)【要約】【課題】患部の観察に係る操作性をより向上させる。【解決手段】患部の像を撮像する撮像部と、光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、を備える、医療用撮像装置。【選択図】図９
2019162231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患部の像を撮像する撮像部と、
光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、
前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、
前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、
を備える、医療用撮像装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記撮像部に対して前記患部の像を取得する撮像光学系を着脱可能に構成され、
前記撮像部は、前記撮像光学系により取得された前記患部の像を撮像する、
請求項１に記載の医療用撮像装置。
【請求項３】
前記支持部の姿勢を検出する姿勢検出部を備える、請求項１に記載の医療用撮像装置。
【請求項４】
前記姿勢の検出結果に応じて、前記撮像部による撮像結果に応じた前記患部の画像の向きを補正する補正部を備える、請求項３に記載の医療用撮像装置。
【請求項５】
前記姿勢の検出結果に応じた情報と、前記患部の画像と、が他の装置に送信される、請求項３に記載の医療用撮像装置。
【請求項６】
前記軸に沿う開口部を有する中空状に構成され、前記支持部を支持するベース部を備え、
前記駆動部は、前記ベース部に対して前記支持部を相対的に回転させ、
前記ベース部の中空部分に、前記撮像部に電力を供給するための信号線と、前記光源からの光を導光させる光源供給系と、が前記軸に沿って延伸するように配設される、
請求項１に記載の医療用撮像装置。
【請求項７】
前記支持部に支持された前記光源供給系は、
導光された光が出射される出射端とは逆側に延伸する部分が、前記ベース部の前記中空部分を前記軸に沿って貫通するように支持される、
請求項６に記載の医療用撮像装置。
【請求項８】
前記撮像部に接続された当該撮像部に電力を供給するための信号線は、
前記撮像部に接続された端部とは逆側に延伸する部分が、前記ベース部の前記中空部分を前記軸に沿って貫通するように支持される、
請求項６に記載の医療用撮像装置。
【請求項９】
前記光源供給系として、前記支持部に支持された第１の光源供給系と、前記ベース部に支持された第２の光源供給系と、を含み、
前記第１の光源供給系及び前記第２の光源供給系は、それぞれが延伸する方向の端部が対向するように支持される、
請求項６に記載の医療用撮像装置。
【請求項１０】
前記信号線として、前記支持部に支持された第１の信号線と、前記ベース部に支持された第２の信号線と、を含み、
前記第１の信号線及び前記第２の信号線は、それぞれが延伸する方向の端部が電気的に接続される、
請求項６に記載の医療用撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の信号線及び前記第２の信号線それぞれの前記端部のうち、一方が前記軸を中心に円周方向に延伸するように形成された電極に電気的に接続され、他方が前記電極の少なくとも一部と当接する、
請求項１０に記載の医療用撮像装置。
【請求項１２】
前記支持部及び前記ベース部のそれぞれは、前記軸を中心軸とした略円筒状の筐体を有し、
前記駆動部は、前記中心軸を中心として、前記支持部の筐体を、当該筐体の円周方向に、前記ベース部の筐体に対して相対的に回転させる、
請求項６に記載の医療用撮像装置。
【請求項１３】
前記駆動部は、リング状の超音波モータを含む、請求項１２に記載の医療用撮像装置。
【請求項１４】
患者の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備え、
前記撮像部は、前記内視鏡部により取得された前記患部の像を撮像する、
請求項１に記載の医療用撮像装置。
【請求項１５】
前記患部の拡大像を取得する顕微鏡部を備え、
前記撮像部は、前記顕微鏡部により取得された前記拡大像を撮像する、
請求項１に記載の医療用撮像装置。
【請求項１６】
医療用撮像装置と、
前記医療用撮像装置を支持するアーム部と、
前記アーム部の姿勢を制御する制御部と、
を備え、
前記医療用撮像装置は、
患部の画像を撮像する撮像部と、
光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、
前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、
前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、
を備える、
医療用観察システム。
【請求項１７】
前記駆動部は、前記アーム部の姿勢に応じて、前記支持部を回転させる、請求項１６に記載の医療用観察システム。
【請求項１８】
前記支持部は、前記撮像部に対して前記患部の像を取得する撮像光学系を着脱可能に構成され、
前記駆動部は、前記支持部に装着された前記撮像光学系と、前記アーム部の姿勢と、に応じて、前記支持部を回転させる、
請求項１７に記載の医療用観察システム。
【請求項１９】
前記駆動部は、前記撮像光学系として斜視鏡が装着された場合に、当該斜視鏡の斜視角と、前記アーム部の姿勢と、に応じて、前記支持部を回転させる、請求項１８に記載の医療用観察システム。
【請求項２０】
前記制御部は、前記患部と前記医療用撮像装置との間の位置関係に応じて、前記アーム部の姿勢を制御し、
前記駆動部は、前記アーム部の姿勢に応じて、前記支持部を回転させる、
請求項１７に記載の医療用観察システム。
【請求項２１】
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記撮像部の撮像範囲内に前記患部が位置する状態が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、請求項２０に記載の医療用観察システム。
【請求項２２】
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記撮像部と前記患部との間の距離が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、請求項２１に記載の医療用観察システム。
【請求項２３】
前記医療用撮像装置は、患者の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備え、
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記体腔内への前記鏡筒の挿入口の位置が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、
請求項１７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、医療用撮像装置及び医療用観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、手術手法、手術器具の発達により、手術用顕微鏡や内視鏡等のような医療用観察装置により患部を観察しながら、各種処置を施す手術（所謂、マイクロサージャリー）が頻繁に行われるようになってきている。また、このような医療用観察装置の中には、患部を光学的に観察可能とする装置に限らず、撮像装置（カメラ）等により撮像された患部の画像を、モニタなどの表示装置に電子画像として表示させる装置（即ち、医療用撮像装置）も提案されている。例えば、特許文献１には、手術用顕微鏡や内視鏡等のような医療用撮像装置を含む診断用観察システムの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２５３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した医療用撮像装置においては、所望の方向から対象となる患部を観察可能とするために、複雑な操作を求められる場合も少なくない。例えば、内視鏡の場合には、鏡筒が延伸する方向を軸として、当該鏡筒をねじれ方向に回転させるような操作が求められる状況も想定され得る。また、上述した医療用撮像装置においては、術者のハンドアイコーディネイト（即ち、手の感覚と目の感覚（視覚）との協調）を維持するために操作が煩雑になるような状況も想定され得る。
【０００５】
そこで、本開示では、患部の観察に係る操作性をより向上させることが可能な技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、患部の像を撮像する撮像部と、光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、を備える、医療用撮像装置が提供される。
【０００７】
また、本開示によれば、医療用撮像装置と、前記医療用撮像装置を支持するアーム部と、前記アーム部の姿勢を制御する制御部と、を備え、前記医療用撮像装置は、患部の画像を撮像する撮像部と、光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、を備える、医療用観察システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように本開示によれば、患部の観察に係る操作性をより向上させることが可能な技術が提供される。
【０００９】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本開示の実施の形態に係る医療用支持アーム装置の構成例を示す斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態に係る斜視鏡の構成を示す模式図である。
【図５】斜視鏡と直視鏡を対比して示す模式図である。
【図６】比較例１に係る医療用撮像装置の構成の一例について説明するための説明図である。
【図７】比較例２に係る医療用撮像装置の構成の一例について説明するための説明図である。
【図８】比較例２に係る医療用撮像装置の他の一態様について説明するための説明図である。
【図９】本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図１０】同実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図１１】同実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図１２】第１の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図である。
【図１３】第１の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図である。
【図１４】第１の実施例に係る医療用撮像装置の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図１５】第１の実施例に係る医療用撮像装置の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図１６】第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構造の一例について説明するための説明図である。
【図１７】第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構造の一例について説明するための説明図である。
【図１８】第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構造の一例について説明するための説明図である。
【図１９】第１の実施例に係る医療用撮像装置の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図２０】第１の実施例に係る医療用撮像装置の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図２１】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図２２】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図２３】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図２４】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図２５】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図２６】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図２７】第２の実施例に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図２８】第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図である。
【図２９】第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図である。
【図３０】第２の実施例に係る医療用撮像装置１５０の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図３１】第２の実施例に係る医療用撮像装置１５０の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図３２】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図３３】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図３４】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の構造の一例について説明するための説明図である。
【図３５】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図３６】同実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図３７】変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構成の一例について概要を説明するための説明図である。
【図３８】変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの内部構成の一例について概要を説明するための説明図である。
【図３９】変形例に係るカメラヘッドの支持部の構造の一例について説明するための説明図である。
【図４０】変形例に係るカメラヘッドの支持部の構造の一例について説明するための説明図である。
【図４１】変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図４２】変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図４３】変形例に係るカメラヘッドのベース部の構造の一例について説明するための説明図である。
【図４４】変形例に係るカメラヘッドのベース部の構造の一例について説明するための説明図である。
【図４５】変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図４６】変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図である。
【図４７】同実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の一態様について説明するための説明図である。
【図４８】同実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の他の一態様について説明するための説明図である。
【図４９】同実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の他の一態様について説明するための説明図である。
【図５０】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【図５１】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【図５２】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【図５３】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【図５４】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【図５５】本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．内視鏡システムの構成例
２．支持アーム装置の構成例
３．斜視鏡の基本的構成
４．技術的課題
５．技術的特長
５．１．概略構成
５．２．第１の実施例
５．３．第２の実施例
５．４．変形例
６．応用例
６．１．応用例１：アームと連動した制御の一例
６．２．応用例２：斜視鏡を支持するアームの制御例
７．むすび
【００１３】
＜＜１．内視鏡システムの構成例＞＞
図１は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の概略的な構成の一例を示す図である。図１では、術者（医師）５０６７が、内視鏡手術システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム５０００は、内視鏡５００１と、その他の術具５０１７と、内視鏡５００１を支持する支持アーム装置５０２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５０３７と、から構成される。
【００１４】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄから、内視鏡５００１の鏡筒５００３や、その他の術具５０１７が患者５０７１の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５０１７として、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３が、患者５０７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５０２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５０１７はあくまで一例であり、術具５０１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【００１５】
内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体腔内の術部の画像が、表示装置５０４１に表示される。術者５０６７は、表示装置５０４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５０２１や鉗子５０２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３は、手術中に、術者５０６７又は助手等によって支持される。
【００１６】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ、及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂから構成されており、アーム制御装置５０４５からの制御により駆動される。アーム部５０３１によって内視鏡５００１が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５００１の安定的な位置の固定が実現され得る。
【００１７】
（内視鏡）
内視鏡５００１は、先端から所定の長さの領域が患者５０７１の体腔内に挿入される鏡筒５００３と、鏡筒５００３の基端に接続されるカメラヘッド５００５と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５００３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００１を図示しているが、内視鏡５００１は、軟性の鏡筒５００３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【００１８】
鏡筒５００３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００１には光源装置５０４３が接続されており、当該光源装置５０４３によって生成された光が、鏡筒５００３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５０７１の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００１は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【００１９】
カメラヘッド５００５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）５０３９に送信される。なお、カメラヘッド５００５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【００２０】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５００５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５００３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【００２１】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５０３９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等によって構成され、内視鏡５００１及び表示装置５０４１の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５０３９は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５０４１に提供する。また、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
【００２２】
表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９からの制御により、当該ＣＣＵ５０３９によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５００１が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５０４１としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５０４１として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５０４１が設けられてもよい。
【００２３】
光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５００１に供給する。
【００２４】
アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の駆動を制御する。
【００２５】
入力装置５０４７は、内視鏡手術システム５０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５０４７を介して、内視鏡手術システム５０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、アーム部５０３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡５００１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５０２１を駆動させる旨の指示等を入力する。
【００２６】
入力装置５０４７の種類は限定されず、入力装置５０４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５０４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５０５７及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５０４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５０４１の表示面上に設けられてもよい。
【００２７】
あるいは、入力装置５０４７は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head  Mounted  Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５０４７は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５０４７は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５０４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５０６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【００２８】
処置具制御装置５０４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５０２１の駆動を制御する。気腹装置５０５１は、内視鏡５００１による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５０７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５０１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５０５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５０５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【００２９】
以下、内視鏡手術システム５０００において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【００３０】
（支持アーム装置）
支持アーム装置５０２７は、基台であるベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１と、を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、複数の関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃと、関節部５０３３ｂによって連結される複数のリンク５０３５ａ、５０３５ｂと、から構成されているが、図１では、簡単のため、アーム部５０３１の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５０３１が所望の自由度を有するように、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃ及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５０３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５０３１の可動範囲内において内視鏡５００１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５００１の鏡筒５００３を患者５０７１の体腔内に挿入することが可能になる。
【００３１】
関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５０４５によって制御されることにより、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転角度が制御され、アーム部５０３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡５００１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５０４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５０３１の駆動を制御することができる。
【００３２】
例えば、術者５０６７が、入力装置５０４７（フットスイッチ５０５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１の駆動が適宜制御され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５０３１の先端の内視鏡５００１を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５０３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５０３１は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５０４７を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【００３３】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５０４５は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５０３１が移動するように、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５０３１に触れながらアーム部５０３１を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５０３１を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５００１を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００３４】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５００１が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５０２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡５００１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【００３５】
なお、アーム制御装置５０４５は必ずしもカート５０３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５０４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５０４５は、支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５０４５が互いに協働することにより、アーム部５０３１の駆動制御が実現されてもよい。
【００３６】
（光源装置）
光源装置５０４３は、内視鏡５００１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５０４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【００３７】
また、光源装置５０４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【００３８】
また、光源装置５０４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow  Band  Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５０４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【００３９】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２を参照して、内視鏡５００１のカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００４０】
図２を参照すると、カメラヘッド５００５は、その機能として、レンズユニット５００７と、撮像部５００９と、駆動部５０１１と、通信部５０１３と、カメラヘッド制御部５０１５と、を有する。また、ＣＣＵ５０３９は、その機能として、通信部５０５９と、画像処理部５０６１と、制御部５０６３と、を有する。カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９とは、伝送ケーブル５０６５によって双方向に通信可能に接続されている。
【００４１】
まず、カメラヘッド５００５の機能構成について説明する。レンズユニット５００７は、鏡筒５００３との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５００３の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５００５まで導光され、当該レンズユニット５００７に入射する。レンズユニット５００７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５００７は、撮像部５００９の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【００４２】
撮像部５００９は撮像素子によって構成され、レンズユニット５００７の後段に配置される。レンズユニット５００７を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５００９によって生成された画像信号は、通信部５０１３に提供される。
【００４３】
撮像部５００９を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５０６７は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【００４４】
また、撮像部５００９を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５０６７は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５００９が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５００７も複数系統設けられる。
【００４５】
また、撮像部５００９は、必ずしもカメラヘッド５００５に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５００９は、鏡筒５００３の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【００４６】
駆動部５０１１は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５０１５からの制御により、レンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５００９による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【００４７】
通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０１３は、撮像部５００９から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５０６７が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５０１３には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信される。
【００４８】
また、通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９から、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５０１３は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５０１５に提供する。なお、ＣＣＵ５０３９からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５０１３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５０１５に提供される。
【００４９】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５０３９の制御部５０６３によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto  Exposure）機能、ＡＦ（Auto  Focus）機能及びＡＷＢ（Auto  White  Balance）機能が内視鏡５００１に搭載される。
【００５０】
カメラヘッド制御部５０１５は、通信部５０１３を介して受信したＣＣＵ５０３９からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５００５の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５００９の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５０１１を介してレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５０１５は、更に、鏡筒５００３やカメラヘッド５００５を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【００５１】
なお、レンズユニット５００７や撮像部５００９等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５００５について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【００５２】
次に、ＣＣＵ５０３９の機能構成について説明する。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５から、伝送ケーブル５０６５を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５０５９には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５０５９は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５０６１に提供する。
【００５３】
また、通信部５０５９は、カメラヘッド５００５に対して、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【００５４】
画像処理部５０６１は、カメラヘッド５００５から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５０６１は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【００５５】
画像処理部５０６１は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５０６１が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５０６１は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【００５６】
制御部５０６３は、内視鏡５００１による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５０６３は、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５０６３は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５００１にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５０６３は、画像処理部５０６１による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【００５７】
また、制御部５０６３は、画像処理部５０６１によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５０４１に表示させる。この際、制御部５０６３は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５０６３は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５０２１使用時のミスト等を認識することができる。制御部５０６３は、表示装置５０４１に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５０６７に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【００５８】
カメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９を接続する伝送ケーブル５０６５は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【００５９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５０６５を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５０６５を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５０６５によって妨げられる事態が解消され得る。
【００６０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として内視鏡手術システム５０００について説明したが、本開示に係る技術が適用され得るシステムはかかる例に限定されない。例えば、本開示に係る技術は、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【００６１】
＜＜２．支持アーム装置の構成例＞＞
次に、本開示に係る技術が適用され得る支持アーム装置の構成の一例について以下に説明する。以下に説明する支持アーム装置は、アーム部の先端に内視鏡を支持する支持アーム装置として構成された例であるが、本実施形態は係る例に限定されない。また、本開示の一実施形態に係る支持アーム装置が医療分野に適用された場合には、当該支持アーム装置は、医療用支持アーム装置として機能し得る。
【００６２】
図３は、本実施形態に係る支持アーム装置４００の外観を示す概略図である。図３に示すように、本実施形態に係る支持アーム装置４００は、ベース部４１０及びアーム部４２０を備える。ベース部４１０は支持アーム装置４００の基台であり、ベース部４１０からアーム部４２０が延伸される。また、図３には図示しないが、ベース部４１０内には、支持アーム装置４００を統合的に制御する制御部が設けられてもよく、アーム部４２０の駆動が当該制御部によって制御されてもよい。当該制御部は、例えばＣＰＵやＤＳＰ等の各種の信号処理回路によって構成される。
【００６３】
アーム部４２０は、複数の能動関節部４２１ａ〜４２１ｆと、複数のリンク４２２ａ〜４２２ｆと、アーム部４２０の先端に設けられた先端ユニットとしての内視鏡装置４２３とを有する。
【００６４】
リンク４２２ａ〜４２２ｆは略棒状の部材である。リンク４２２ａの一端が能動関節部４２１ａを介してベース部４１０と連結され、リンク４２２ａの他端が能動関節部４２１ｂを介してリンク４２２ｂの一端と連結され、さらに、リンク４２２ｂの他端が能動関節部４２１ｃを介してリンク４２２ｃの一端と連結される。リンク４２２ｃの他端は受動スライド機構４３１を介してリンク４２２ｄに連結され、さらに、リンク４２２ｄの他端は受動関節部２００を介してリンク４２２ｅの一端と連結される。リンク４２２ｅの他端は能動関節部４２１ｄ，４２１ｅを介してリンク４２２ｆの一端と連結される。内視鏡装置４２３は、アーム部４２０の先端、すなわち、リンク４２２ｆの他端に、能動関節部４２１ｆを介して連結される。このように、ベース部４１０を支点として、複数のリンク４２２ａ〜４２２ｆの端同士が、能動関節部４２１ａ〜４２１ｆ、受動スライド機構４３１及び受動関節部４３３によって互いに連結されることにより、ベース部４１０から延伸されるアーム形状が構成される。
【００６５】
かかるアーム部４２０のそれぞれの能動関節部４２１ａ〜４２１ｆに設けられたアクチュエータが駆動制御されることにより、内視鏡装置４２３の位置及び姿勢が制御される。本実施形態において、内視鏡装置４２３は、その先端が施術部位である患者の体腔内に進入して施術部位の一部領域を撮影する。ただし、アーム部４２０の先端に設けられる先端ユニットは内視鏡装置４２３に限定されず、アーム部４２０の先端には先端ユニットとして各種の医療用器具が接続されてよい。このように、本実施形態に係る支持アーム装置４００は、医療用器具を備えた医療用支持アーム装置として構成される。
【００６６】
ここで、以下では、図３に示すように座標軸を定義して支持アーム装置４００の説明を行う。また、座標軸に合わせて、上下方向、前後方向、左右方向を定義する。すなわち、床面に設置されているベース部４１０に対する上下方向をｚ軸方向及び上下方向と定義する。また、ｚ軸と互いに直交する方向であって、ベース部４１０からアーム部４２０が延伸されている方向（すなわち、ベース部４１０に対して内視鏡装置４２３が位置している方向）をｙ軸方向及び前後方向と定義する。さらに、ｙ軸及びｚ軸と互いに直交する方向をｘ軸方向及び左右方向と定義する。
【００６７】
能動関節部４２１ａ〜４２１ｆはリンク同士を互いに回動可能に連結する。能動関節部４２１ａ〜４２１ｆはアクチュエータを有し、当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸に対して回転駆動される回転機構を有する。各能動関節部４２１ａ〜４２１ｆにおける回転駆動をそれぞれ制御することにより、例えばアーム部４２０を伸ばしたり、縮めたり（折り畳んだり）といった、アーム部４２０の駆動を制御することができる。ここで、能動関節部４２１ａ〜４２１ｆは、例えば公知の全身協調制御及び理想関節制御によってその駆動が制御され得る。上述したように、能動関節部４２１ａ〜４２１ｆは回転機構を有するため、以下の説明において、能動関節部４２１ａ〜４２１ｆの駆動制御とは、具体的には、能動関節部４２１ａ〜４２１ｆの回転角度及び／又は発生トルク（能動関節部４２１ａ〜４２１ｆが発生させるトルク）が制御されることを意味する。
【００６８】
受動スライド機構４３１は、受動形態変更機構の一態様であり、リンク４２２ｃとリンク４２２ｄとを所定方向に沿って互いに進退動可能に連結する。例えば受動スライド機構４３１は、リンク４２２ｃとリンク４２２ｄとを互いに直動可能に連結してもよい。ただし、リンク４２２ｃとリンク４２２ｄとの進退運動は直線運動に限られず、円弧状を成す方向への進退運動であってもよい。受動スライド機構４３１は、例えばユーザによって進退動の操作が行われ、リンク４２２ｃの一端側の能動関節部４２１ｃと受動関節部４３３との間の距離を可変とする。これにより、アーム部４２０の全体の形態が変化し得る。
【００６９】
受動関節部４３３は、受動形態変更機構の一態様であり、リンク４２２ｄとリンク４２２ｅとを互いに回動可能に連結する。受動関節部４３３は、例えばユーザによって回動の操作が行われ、リンク４２２ｄとリンク４２２ｅとの成す角度を可変とする。これにより、アーム部４２０の全体の形態が変化し得る。
【００７０】
なお、本明細書において、「アーム部の姿勢」とは、一つ又は複数のリンクを挟んで隣り合う能動関節部同士の間の距離が一定の状態で、制御部による能動関節部４２１ａ〜４２１ｆに設けられたアクチュエータの駆動制御によって変化し得るアーム部の状態をいう。また、「アーム部の形態」とは、受動形態変更機構が操作されることに伴って、リンクを挟んで隣り合う能動関節部同士の間の距離や、隣り合う能動関節部の間をつなぐリンク同士の成す角度が変わることで変化し得るアーム部の状態をいう。
【００７１】
本実施形態に係る支持アーム装置４００は、６つの能動関節部４２１ａ〜４２１ｆを有し、アーム部４２０の駆動に関して６自由度が実現されている。つまり、支持アーム装置４００の駆動制御は制御部による６つの能動関節部４２１ａ〜４２１ｆの駆動制御により実現される一方、受動スライド機構４３１及び受動関節部４３３は、制御部による駆動制御の対象とはなっていない。
【００７２】
具体的には、図３に示すように、能動関節部４２１ａ，４２１ｄ，４２１ｆは、接続されている各リンク４２２ａ，４２２ｅの長軸方向及び接続されている内視鏡装置４２３の撮影方向を回転軸方向とするように設けられている。能動関節部４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｅは、接続されている各リンク４２２ａ〜４２２ｃ，４２２ｅ，４２２ｆ及び内視鏡装置４２３の連結角度をｙ−ｚ平面（ｙ軸とｚ軸とで規定される平面）内において変更する方向であるｘ軸方向を回転軸方向とするように設けられている。このように、本実施形態においては、能動関節部４２１ａ，４２１ｄ，４２１ｆは、いわゆるヨーイングを行う機能を有し、能動関節部４２１ｂ，４２１ｃ，４２１ｅは、いわゆるピッチングを行う機能を有する。
【００７３】
このようなアーム部４２０の構成を有することにより、本実施形態に係る支持アーム装置４００ではアーム部４２０の駆動に対して６自由度が実現されるため、アーム部４２０の可動範囲内において内視鏡装置４２３を自由に移動させることができる。図３では、内視鏡装置４２３の移動可能範囲の一例として半球を図示している。半球の中心点ＲＣＭ（遠隔運動中心）が内視鏡装置４２３によって撮影される施術部位の撮影中心であるとすれば、内視鏡装置４２３の撮影中心を半球の中心点に固定した状態で、内視鏡装置４２３を半球の球面上で移動させることにより、施術部位を様々な角度から撮影することができる。
【００７４】
以上、本開示に係る技術が適用され得る支持アーム装置の構成の一例について説明した。
【００７５】
＜＜３．斜視鏡の基本的構成＞＞
続いて、内視鏡の例として斜視鏡の基本的構成について説明する。
【００７６】
図４は、本開示の一実施形態に係る斜視鏡４１００の構成を示す模式図である。図４に示すように、斜視鏡４１００は、カメラヘッド４２００の先端に装着されている。斜視鏡４１００は図１及び図２で説明した鏡筒５００３に対応し、カメラヘッド４２００は、図１及び図２で説明したカメラヘッド５００５に対応する。斜視鏡４１００とカメラヘッド４２００は互いに独立して回動可能とされている。斜視鏡４１００とカメラヘッド４２００の間には、各関節部５０３３ａ，５０３３ｂ，５０３３ｃと同様にアクチュエータが設けられており、斜視鏡４１００はアクチュエータの駆動によってカメラヘッド４２００に対して回転する。これにより、後述する回転角θＺが制御される。
【００７７】
斜視鏡４１００は支持アーム装置５０２７によって支持される。支持アーム装置５０２７は、スコピストの代わりに斜視鏡４１００を保持し、また術者や助手の操作によって斜視鏡４１００を所望の部位が観察できるように移動させる機能を有する。
【００７８】
図５は、斜視鏡４１００と直視鏡４１５０を対比して示す模式図である。直視鏡４１５０では、対物レンズの被写体への向き（Ｃ１）と直視鏡４１５０の長手方向（Ｃ２）は一致する。一方、斜視鏡４１００では、対物レンズの被写体への向き（Ｃ１）は、斜視鏡４１００の長手方向（Ｃ２）に対して所定の角度φを有している。
【００７９】
以上、内視鏡の例として斜視鏡の基本的構成について説明した。
【００８０】
＜＜４．技術的課題＞＞
続いて、内視鏡や顕微鏡等のような医療用撮像装置の技術的課題について以下に説明する。
【００８１】
内視鏡や顕微鏡等のような医療用光学機器においては、カメラヘッドと光学系とが１対１もしくは種類別に最適化されて設計されている場合が少なくない。このような機器を使用する場合には、例えば、光学系として硬性鏡を使用する場合には硬性鏡用のカメラヘッドを使用し、光学系として顕微鏡を使用する場合には顕微鏡用のカメラヘッドを使用する等のように、手技に応じて使用する機器を変える必要が生じ得る。このように手技に応じて使用する機器を変えるような状況下では、医療従事者は、各機器の操作方法を個別に習得する必要が生じ、各機器の操作方法の習得に要する時間が増大する場合がある。また、手技に応じて個別に機器が異なるため、メンテナンスや準備に係る労力、保管場所、及び購入コスト等が機器の種類に応じて増大し、医療従事者への負担となり得る。
【００８２】
また、医療用光学機器の用途に応じて使い方が異なるような場合がある。具体的な一例として、硬性鏡として斜視鏡が使用される場合が挙げられる。この場合には、例えば、斜視鏡を回して視野展開を行うために、カメラヘッドに対して硬性鏡（斜視鏡）が取り付けられる向きが変更されるように、当該カメラヘッドに対して当該硬性鏡を回転させる操作が求められる。
【００８３】
ここで、医療用光学機器の用途に応じた使い方の一例として、硬性鏡として斜視鏡が使用される場合に着目して、医療用撮像装置の構成の一例とあわせてより具体的に説明する。例えば、図６は、比較例１に係る医療用撮像装置の構成の一例について説明するための説明図であり、硬性鏡として斜視鏡が使用される場合の概略的な構成の一例について示している。なお、図６に示す例では、説明をよりわかりやすくするために、カメラヘッドや内視鏡（斜視鏡）の形状やサイズについては模式的に示している。
【００８４】
図６に示すように、比較例１に係る医療用撮像装置８００は、カメラヘッド８０１と、硬性鏡８０９と、アダプタ８０７とを含む。
【００８５】
カメラヘッド８０１は、撮像素子８０３を含み、当該撮像素子８０３の撮像方向には開口部が設けられており、当該開口部からカメラヘッド８０１内に入射した光が当該撮像素子８０３に結像する。また、カメラヘッド８０１は、撮像素子８０３の前段に撮像光学系８０５（例えば、結像光学系等）が設けられていてもよい。この場合には、上記開口部からカメラヘッド８０１内に入射した光が、撮像光学系８０５を介して撮像素子８０３に結像する。
【００８６】
硬性鏡８０９は、鏡筒８１３と、当該鏡筒８１３を支持するベース部８１１とを含む。鏡筒８１３には、当該鏡筒８１３が延伸する方向（即ち、円筒状の部分の軸方向）に延伸するように撮像光学系８１５及び光源供給系８１７が設けられている。また、硬性鏡８０９は、アダプタ８０７を介して当該カメラヘッド８０１に着脱可能に構成されている。具体的には、硬性鏡８０９は、ベース部８１１のうち鏡筒８１３が支持された側とは逆側の端部（以下、「後方端部」とも称する）が、カメラヘッド８０１の撮像素子８０３の前段に位置するように、アダプタ８０７を介して当該カメラヘッド８０１に装着される。また、このとき硬性鏡８０９は、カメラヘッド８０１に装着された場合に、当該カメラヘッド８０１に対して、鏡筒８１３が延伸する方向を回転軸として回転可能に支持される。
【００８７】
撮像光学系８１５は、観察対象の患部の像を取得するための１以上の光学系に相当し、鏡筒８１３とベース部８１１とを、当該鏡筒８１３が延伸する方向に貫通するように設けられる。なお、図６に示す例では、撮像光学系８１５を筒状の形状として示しているが、これはあくまで当該撮像光学系８１５を模式的に示したものであり、必ずしも当該撮像光学系８１５の構成を限定するものではない。具体的な一例として、鏡筒８１３が延伸する方向に鏡筒８１３とベース部８１１とを貫通するように開口部が設けられ、当該開口部内に１以上の光学系（例えば、対物レンズ等）が設けられることで撮像光学系８１５が構成されていてもよい。このような構成の基で、鏡筒８１３の先端から撮像光学系８１５の内部に入射した光は、当該撮像光学系８１５を介してベース部８１１の後方端部から出射する。即ち、カメラヘッド８０１に対して硬性鏡８０９が装着されることで、撮像光学系８１５を導光された光は、アダプタ８０７を介してカメラヘッド８０１内に入射し、撮像光学系８０５を介して撮像素子８０３に結像されることとなる。
【００８８】
光源供給系８１７は、所謂ライトガイドに相当し、光源装置（例えば、図１に示す光源装置５０４３）からの光を患部まで導光させる。光源供給系８１８は、例えば、光ファイバや１以上のレンズ等のような各種光学系により構成され得る。なお、図６に示す例では、光源供給系８１７を筒状の形状として示しているが、これはあくまで当該光源供給系８１７を模式的に示したものであり、必ずしも当該光源供給系８１７の構成を限定するものではない。即ち、光源供給系８１８は、少なくとも一部が光ファイバとして構成されていてもよいし、少なくとも一部が１以上のレンズ等により構成されていてもよい。
【００８９】
なお、医療用撮像装置８００においては、カメラヘッド８０１側に光源供給系が設けられていない。そのため、硬性鏡８０９に対して、カメラヘッド８０１とは個別に、ライトガイドケーブル等の光源供給系８１９が装着されている。即ち、光源供給系８１９は、光源装置に接続された端部とは逆側の端部が、ベース部８１１のうちのカメラヘッド８０１が装着される後方側の端部とは異なる位置において、当該ベース部８１１に接続される。例えば、図６に示す例では、ベース部８１１に対して、鏡筒８１３が延伸する方向を軸とした場合の半径方向に突出するように接続部が設けられ、当該接続部に光源供給系８１９が接続されている。
【００９０】
以上のような構成の基で、医療用撮像装置８００においては、撮像素子８０３、撮像光学系８０５、及び撮像光学系８１５は、それぞれの光軸が硬性鏡８０９の回転軸と略一致するように配設される。これにより、医療用撮像装置８００においては、カメラヘッド８０１に対して硬性鏡８０９を回転させた場合においても、撮像光学系８１５により取得された患部の像を撮像素子８０３に結像させることが可能な状態が維持される。
【００９１】
一方で、図６に示す医療用撮像装置８００は、光源供給系８１９がカメラヘッド８０１を介さずに硬性鏡８０９に別途接続されるため、当該光源供給系８１９の接続部が、当該硬性鏡８０９から回転軸に対する半径方向に突出する構成となる。そのため、カメラヘッド８０１に対して硬性鏡８０９を回転させた場合に、上記接続部や、当該接続部からさらに延伸するように接続された光源供給系８１９により、術者による医療用撮像装置８００の取り回し（例えば、硬性鏡８０９を回転させる操作）が阻害される場合がある。
【００９２】
このような問題を解決するための方法として、例えば、撮像光学系に加えて光源供給系についても、カメラヘッド側からアダプタを介して硬性鏡に接続する方法が考えられる。例えば、図７は、比較例２に係る医療用撮像装置の構成の一例について説明するための説明図であり、撮像光学系に加えて光源供給系についても、カメラヘッド側からアダプタを介して硬性鏡に接続する場合の概略的な構成の一例について示している。なお、図７に示す例では、説明をよりわかりやすくするために、カメラヘッドや内視鏡の形状やサイズについては模式的に示している。
【００９３】
図７に示すように、比較例２に係る医療用撮像装置８３０は、カメラヘッド８３１と、硬性鏡８４１と、アダプタ８３９とを含む。なお、カメラヘッド８３１、硬性鏡８４１、及びアダプタ８３９は、図６に示す医療用撮像装置８００におけるカメラヘッド８０１、硬性鏡８０９、及びアダプタ８０７に相当する。一方で、図７に示す医療用撮像装置８３０は、カメラヘッド８３１及び硬性鏡８４１それぞれに設けられた撮像光学系及び光源供給系の構成が、図６を参照して説明した医療用撮像装置８００と異なる。そこで、以降では、比較例２に係る医療用撮像装置８３０の構成について、特に、図６に示す医療用撮像装置８００と異なる部分に着目して説明し、当該医療用撮像装置８００と実質的に同様の部分については詳細な説明は省略する。
【００９４】
図７に示すように、カメラヘッド８３１は、撮像素子８３３と、当該撮像素子８３３の前段に設けられた撮像光学系８３５と、に加えて、光源供給系８３７を含む。光源供給系８３７は、カメラヘッド８３１にアダプタ８３９を介して装着される硬性鏡８４１の延伸方向（換言すると、硬性鏡８４１の回転軸）に沿って、カメラヘッド８３１を貫通するように設けられている。なお、カメラヘッド８３１においては、光源供給系８３７の設置スペースを確保するために、撮像素子８３３及び撮像光学系８３５の設置位置が図６に示すカメラヘッド８０１と異なる。具体的には、図７に示すカメラヘッド８３１においては、撮像素子８３３及び撮像光学系８３５それぞれの光軸が、硬性鏡８４１の回転軸から当該回転軸に対する半径方向に離間するように、当該撮像素子８３３及び当該撮像光学系８３５が設置されている。同様に、光源供給系８３７についても、当該光源供給系８３７の光軸が、硬性鏡８４１の回転軸から当該回転軸に対する半径方向に離間するように設置されている。
【００９５】
上述のようなカメラヘッドの８３１の構成に基づき、硬性鏡８４１においても、撮像光学系８４３及び光源供給系８４５が設けられている。即ち、図７に示す医療用撮像装置８３０においては、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１が装着された場合に、撮像素子８３３の前段に撮像光学系８４３が位置するように、硬性鏡８４１に当該撮像光学系８４３が設けられている。同様に、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１が装着された場合に、光源供給系８３７の前段に光源供給系８４５が位置するように、硬性鏡８４１に当該光源供給系８４５が設けられている。このような構成により、医療用撮像装置８３０は、硬性鏡８４１に対してカメラヘッド８３１とは個別に、光源供給系を接続するための接続部を設ける必要がなくなる。
【００９６】
しかしながら、図７に示す医療用撮像装置８３０は、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１を回転可能とすることが困難である。例えば、図８は、比較例２に係る医療用撮像装置８３０の他の一態様について説明するための説明図であり、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１を回転させた場合の概略的な構成の一例を示している。
【００９７】
前述したように、比較例２に係る医療用撮像装置８３０は、撮像素子８３３及び光源供給系８３７それぞれの光軸と、硬性鏡８４１の回転軸とが一致していない。そのため、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１を回転させた場合に、図８に示すように、撮像素子８３３の前段に撮像光学系８４３が位置する状態を保持することが困難となる。即ち、この場合には、当該撮像光学系８４３により取得された患部の像を、当該撮像素子８３３に結像させることが困難となる。同様に、カメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１を回転させた場合に、光源供給系８３７の後段に光源供給系８４５が位置する状態を保持することが困難となる。即ち、光源供給系８３７により導光された光源装置からの光を、光源供給系８４５を介して患部まで導光させることが困難となる。なお、撮像素子８３３及び光源供給系８３７のうち一方については、光軸が回転軸と一致するように配設することも可能である。しかしながら、その場合においても、他方については光軸と回転軸とが一致しないこととなるため、依然としてカメラヘッド８３１に対して硬性鏡８４１を回転可能とすることが困難であることに変わりはない。
【００９８】
即ち、図７に示す医療用撮像装置８３０は、硬性鏡８４１の鏡筒が延伸する方向を軸として当該硬性鏡８４１を回転させるためには、カメラヘッド８３１とともに当該硬性鏡８４１を一体的に回転させる必要がある。そのため、医療用撮像装置８３０は、図６に示す医療用撮像装置８００のように、カメラヘッド８０１に対して硬性鏡８０９を回転させる場合に比べて、当該医療用撮像装置８００の場合とは別の要因により操作性が悪化する可能性もある。また、医療用撮像装置８３０では、カメラヘッド８３１自体を回転させることにより、撮像素子８３３もあわせて回転することとなり、術者のハンドアイコーディネイト（即ち、手の感覚と目の感覚（視覚）との協調）を維持することが困難となる場合もある。
【００９９】
以上のような状況を鑑み、本開示では、内視鏡や顕微鏡等の医療用光学機器を利用して患部を観察可能とする医療用撮像装置において、当該患部の観察に係る操作性をより向上させることが可能な技術の一例について提案する。また、本開示では、手技に応じて使用する機器（例えば、医療用光学機器）を変えるような状況下においても、少なくとも一部の構成（例えば、カメラヘッド）を共通化することで、医療従事者への操作方法の取得に係る負担、メンテナンスや準備に係る労力、保管場所、及び購入コスト等をより低減可能とする技術の一例について提案する。
【０１００】
＜＜５．技術的特長＞＞
以下に、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の技術的特徴について説明する。
【０１０１】
＜５．１．概略構成＞
まず、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明する。例えば、図９及び図１０は、本実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。なお、図９及び図１０に示す例では、医療用光学機器として硬性鏡（内視鏡）を適用した場合の一例について示している。また、図９及び図１０では、本実施形態に係る医療用撮像装置の特徴をよりわかりやすくするために、カメラヘッドや内視鏡（斜視鏡）の形状やサイズについては模式的に示している。
【０１０２】
まず、図９を参照して、本実施形態に係る医療用撮像装置１００の概略的な構成の一例について説明する。図９に示すように、本実施形態に係る医療用撮像装置１００は、カメラヘッド１０１と、硬性鏡１３１と、アダプタ１２１とを含む。
【０１０３】
カメラヘッド１０１は、支持部１０３と、ベース部１０５と、駆動部１０７とを含む。
【０１０４】
支持部１０３は、撮像素子１０９と、光源供給系１１３とを支持する。より具体的な一例として、図９に示す例では、支持部１０３の筐体内に、撮像素子１０９及び光源供給系１１３が内蔵されている。なお、以降の説明では、便宜上、カメラヘッドに支持された撮像素子（例えば、図９に示す撮像素子１０９）の撮像方向（即ち、図９の右方向）を「前方」とも称し、当該撮像方向とは逆側の方向（即ち、図９の左方向）を「後方」とも称する。また、撮像素子１０９が、「撮像部」の一例に相当する。
【０１０５】
支持部１０３は、撮像素子１０９の前段に開口部が設けられており、当該開口部から支持部１０３内に入射した光が当該撮像素子１０９に結像する。また、支持部１０３は、撮像素子１０９の前段（前方）に撮像光学系１１１が位置するように、上記開口部内に当該撮像光学系１１１を支持してもよい。この場合には、上記開口部から支持部１０３内に入射した光が、撮像光学系１１１を介して撮像素子１０９に結像する。また、光源供給系１１３は、後方から前方に向けて支持部１０３内を貫通するように当該支持部１０３に支持される。
【０１０６】
また、支持部１０３は、硬性鏡１３１が撮像素子１０９及び光源供給系１１３の前方に位置するように、アダプタ１２１を介して当該硬性鏡１３１を着脱可能に構成されている。
【０１０７】
光源供給系１１３は、所謂ライトガイドに相当し、光源装置（例えば、図１に示す光源装置５０４３）からの光を、支持部１０３の前方に装着される硬性鏡１３１まで導光させる。光源供給系１１３は、例えば、光ファイバや、１以上の光学系等により構成され得る。
【０１０８】
ベース部１０５は、カメラヘッド１０１が支持アーム装置に装着された場合に、当該カメラヘッド１０１のうちアーム部に接続される部分（換言すると、アーム部に支持される部分）に相当する。ベース部１０５は、駆動部１０７を介して支持部１０３を支持する。このとき、支持部１０３の後方端部側（即ち、撮像素子１０９の撮像方向とは逆側の端部側）が、ベース部１０５の前方端部側に支持される。また、駆動部１０７は、後方から前方に向けて延伸する軸Ｃ１０（即ち、撮像素子１０９の撮像方向に延伸する回転軸）を中心に、ベース部１０５に対して支持部１０３を相対的に回転させる。なお、このとき上記軸Ｃ１０と、撮像素子１０９の光軸と、は必ずしも一致していなくてもよい。即ち、撮像素子１０９の光軸が、上記軸Ｃ１０から当該軸Ｃ１０に対する半径方向に離間するように、撮像素子１０９が設置されていてもよい。同様に、上記軸Ｃ１０と、光源供給系１１３の光軸と、は必ずしも一致していなくてもよい。なお、ベース部１０５の前方側の端部（即ち、支持部１０３を支持する端部）が「第１の端部」の一例に相当し、支持部１０３の後方側の端部（即ち、ベース部１０５に支持される端部）が「第２の端部」の一例に相当する。
【０１０９】
このような構成の基で、撮像素子１０９に対して電力を供給するための信号線が、ベース部１０５の後方から前方に向けて延伸するように、当該ベース部１０５内に支持される。そして、当該信号線は、支持部１０３の後方端部を介して撮像素子１０９に対して電気的に接続される。また、当該信号線は、支持部１０３内において一部が分岐し、支持部１０３の前方に装着される硬性鏡１３１に対して電力を供給できるように構成されていてもよい。また、上記信号線と同様に、撮像素子１０９による撮像結果に応じた画像信号を、所定の出力先（例えば、図１に示すＣＣＵ５０３９等）に伝送するための信号線が設けられていてもよい。また、上記信号線と同様に、カメラヘッド１０１の外部（例えば、図１に示すＣＣＵ５０３９等）から、撮像素子１０９の動作を制御するための制御信号を当該撮像素子１０９に伝送するための信号線が設けられていてもよい。なお、撮像素子１０９に対して電力を供給するための信号線と、上記画像信号を伝送するための信号線と、上記制御信号を伝送するための信号線と、が共通化されていてもよい。そこで、以降の説明では、一例として、撮像素子１０９に対して電力を供給するための信号線と、上記画像信号を伝送するための信号線と、上記制御信号を伝送するための信号線と、が共通化されているものとして説明する。
【０１１０】
また、光源装置から光を導光させる光源供給系についても、上記信号線と同様に、ベース部１０５の後方から前方に向けて延伸するように、当該ベース部１０５内に支持される。なお、ベース部１０５内に支持される光源供給系は、支持部１０３に支持される光源供給系１１３と一体的に構成されていてもよい。また、他の一例として、ベース部１０５内に支持される光源供給系が、支持部１０３に支持される光源供給系１１３とは別に設けられていてもよい。なお、この場合においても、ベース部１０５内に支持される光源供給系を介して導光された光は、その後、支持部１０３に支持される光源供給系１１３に入射し、当該光源供給系１１３を介して硬性鏡１３１に導光される。
【０１１１】
硬性鏡１３１は、鏡筒１３５と、当該鏡筒１３５を支持するベース部１３３とを含む。鏡筒１３５は、ベース部１３３の前方側の端部から前方に向けて延伸するように当該ベース部１３３に支持される。鏡筒１３５には、当該鏡筒１３５が延伸する方向（即ち、円筒状の部分の軸方向）に延伸するように撮像光学系１３７及び光源供給系１３９が設けられている。また、硬性鏡１３１は、アダプタ１２１を介して当該カメラヘッド１０１の支持部１０３に着脱可能に構成されている。具体的には、硬性鏡１３１は、ベース部１３３のうち鏡筒１３５が支持された側とは逆側の端部（即ち、後方側の端部）が、支持部１０３に支持された撮像素子１０９の前段に位置するように、アダプタ１２１を介して当該支持部１０３に装着される。
【０１１２】
撮像光学系１３７は、観察対象の患部の像を取得するための１以上の光学系に相当し、鏡筒１３５とベース部１３３とを、当該鏡筒１３５が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。なお、図９に示す例では、撮像光学系１３７を筒状の形状として示しているが、これはあくまで当該撮像光学系１３７を模式的に示したものであり、必ずしも当該撮像光学系１３７の構成を限定するものではない。具体的な一例として、鏡筒１３５が延伸する方向に鏡筒１３５とベース部１３３とを貫通するように開口部が設けられ、当該開口部内に１以上の光学系（例えば、対物レンズ等）が設けられることで撮像光学系１３７が構成されていてもよい。このような構成の基で、鏡筒１３５の先端から撮像光学系１３７の内部に入射した光は、当該撮像光学系１３７を介してベース部１３３の後方側の端部から出射する。即ち、カメラヘッド１０１に対して硬性鏡１３１が装着されることで、撮像光学系１３７を導光された光は、アダプタ１２１を介してカメラヘッド１０１内に入射し、撮像光学系１１１を介して撮像素子１０９に結像されることとなる。
【０１１３】
光源供給系１３９は、所謂ライトガイドに相当し、光源装置からの光を患部まで導光させる。光源供給系１３９は、例えば、光ファイバや１以上のレンズ等のような各種光学系により構成され得る。光源供給系１３９は、鏡筒１３５とベース部１３３とを、当該鏡筒１３５が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。即ち、カメラヘッド１０１に対して硬性鏡１３１が装着されることで、カメラヘッド１０１側の光源供給系１１３を介して導光された光源装置からの光は、アダプタ１２１を介して光源供給系１３９に入射し、当該光源供給系１３９を介して導光されたうえで鏡筒１３５の先端から患部に向けて出射する。
【０１１４】
次いで、図１０を参照して、軸Ｃ１０を中心としてベース部１０５に対して支持部１０３を相対的に回転させた場合における医療用撮像装置１００の各部の動きについて説明する。この場合には、支持部１０３の回転に伴い、図１０に示すように、当該支持部１０３に支持された撮像素子１０９と光源供給系１１３とが、上記軸Ｃ１０を中心として一体的に回転することとなる。また、支持部１０３に対してアダプタ１２１を介して硬性鏡１３１が装着されている場合には、支持部１０３の回転に伴い、図１０に示すように、当該硬性鏡１３１が、上記軸Ｃ１０を中心として当該支持部１０３と一体的に回転することとなる。即ち、ベース部１０５に対して支持部１０３を回転させた場合においても、撮像素子１０９の前段に撮像光学系１３７が位置し、かつ光源供給系１１３の後段に光源供給系１３９が位置する状態を保持することが可能となる。
【０１１５】
なお、ベース部１０５に対して支持部１０３を回転させた場合においても、撮像素子１０９への電力の供給、当該撮像素子１０９から所定の出力先への画像信号の伝送、及び、患部に向けた鏡筒１３５を介した光源からの光の導光が可能な状態が保持される。これらを実現するための構成については、詳細を別途後述する。
【０１１６】
また、本実施形態に係る医療用撮像装置１００は、術者のハンドアイコーディネイトを維持するための仕組みが設けられていてもよい。例えば、図１１は、本実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図であり、術者のハンドアイコーディネイトを維持するための概略的な仕組みの一例について示している。
【０１１７】
図１０に示すように、軸Ｃ１０を中心としてベース部１０５に対して支持部１０３を回転させると、当該当該支持部１０３に支持された撮像素子１０９も一体的に回転することとなり、当該撮像素子１０９の姿勢が変化する。具体的な一例として、支持部１０３を１８０度回転させた場合には、回転前後において撮像素子１０９の天地が反転することとなる。このような状況を鑑み、医療用撮像装置１００では、カメラヘッド１０１の姿勢、特に、支持部１０３の回転に応じた撮像素子１０９の姿勢を検知し、当該検知結果に応じて、当該撮像素子１０９による撮像結果に応じた画像Ｖ１１を回転補正する。例えば、図１１に示す例では、支持部１０３の回転に伴い天地が反転した画像Ｖ１１ａを、当該支持部１０３の回転量に応じて回転補正することで、天地の反転が補正された画像Ｖ１１ｂを出力している。
【０１１８】
なお、支持部１０３の回転に応じた撮像素子１０９の姿勢の検知については、例えば、エンコーダ、加速度センサ、ジャイロセンサ等のような各種センサを利用することで実現可能である。また、当該姿勢を検知する上記各種センサや、当該各種センサによる検知結果を利用して当該姿勢を検出するユニット（例えば、プロセッサ等）が、「姿勢検出部」の一例に相当する。また、上記補正を行う主体は特に限定されない。具体的な一例として、カメラヘッド内の制御ユニット（例えば、ＣＰＵ等）が、上記補正を行う機能を有していてもよい。また、他の一例として、ＣＣＵ等の外部の装置の画像処理部により、上記補正が行われてもよい。ＣＣＵ等の外部装置が上記補正を行う場合には、回転に応じた撮像素子１０９の姿勢の検知結果がカメラヘッド側から当該外部装置へ伝送され、当該外部装置で画像Ｖ１１の回転補正が行われる。また、他の一例として、手術映像のＩＰ伝送を行うＩＰコンバータが画像処理機能を備える場合には、当該ＩＰコンバータで回転補正を行ってもよい。なお、上記補正を行う主体が、「補正部」の一例に相当する。
【０１１９】
以上、図９〜図１１を参照して、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明した。
【０１２０】
＜５．２．第１の実施例＞
続いて、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の第１の実施例について説明する。第１の実施例では、本実施形態に係る医療用撮像装置の詳細な構造の一例として、カメラヘッドに対して医療用光学機器として硬性鏡が装着される場合に着目し、当該カメラヘッド及び硬性鏡それぞれのより詳細な構造の一例について説明する。
【０１２１】
例えば、図１２及び図１３は、第１の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図であり、カメラヘッドに対して医療用光学機器として硬性鏡が装着された場合における当該医療用撮像装置の外観を示している。具体的には、図１２は、第１の実施例に係る医療用撮像装置の斜視図を示している。また、図１３は、第１の実施例に係る医療用撮像装置の側面図を示している。
【０１２２】
なお、以降では、便宜上、特に説明が無い限りは、医療用撮像装置の前後方向（換言すると、カメラヘッドに設けられた撮像素子の撮像方向）をｚ方向と称し、当該ｚ方向に直交する方向をｘ方向及びｙ方向とする。即ち、カメラヘッドに対して、前方に向けて直線上に延伸するように形成された鏡筒を有する硬性鏡が接続された場合には、当該硬性鏡の鏡筒が延伸する方向は、ｚ方向に略一致することとなる。
【０１２３】
図１２及び図１３において、図９及び図１０と同様の符号が付された構成は、図９及び図１０に示す例と同様の構成を示している。なお、図１２及び図１３に示す例では、アダプタ１２１の明示的な図示を省略しているが、図９及び図１０に示す例と同様に、カメラヘッド１０１は、当該アダプタ１２１を介して、硬性鏡１３１等の医療用光学機器を着脱可能に構成されていてもよい。また、図１３に示す軸Ｃ１１は、図９及び図１０に示す軸Ｃ１０に相当する。
【０１２４】
支持部１０３及びベース部１０５のそれぞれは、筐体が略円筒状に形成されている。また、支持部１０３は、略円筒状の筐体の軸方向（ｚ方向）の一方の端部側（後方の端部側）が、ベース部１０５の略円筒状の筐体の軸方向（ｚ方向）の一方の端部側（前方の端部側）に、当該軸（即ち、図１３に示す中心軸Ｃ１１）を中心として回転可能に支持される。また、ベース部１０５が支持部１０３を支持する部分には、駆動部１０７が介在し、当該駆動部１０７が駆動することで、軸Ｃ１１を中心としてベース部１０５に対して支持部１０３が相対的に回転する。また、ベース部１０５の側面には、駆動部１０７の駆動を操作するための操作部１１５が設けられている。即ち、術者により操作部１１５が操作されることで駆動部１０７が駆動し、当該駆動部１０７の駆動に伴い、支持部１０３が軸Ｃ１１を中心に回転する。
【０１２５】
硬性鏡１３１は、ベース部１３３の後方側の端部が、支持部１０３の前方側の端部（即ち、ベース部１０５とは逆側の端部）に装着される。硬性鏡１３１の鏡筒１３５は、略円筒状に形成され、当該円筒の軸が前方に向けて延伸するように、ベース部１３３の前方側の端部（即ち、上記後方側の端部とは逆側の端部）側に支持される。
【０１２６】
ここで、図１４及び図１５を参照して、第１の実施例に係る医療用撮像装置１００の内部構造について概要を説明する。図１４及び図１５は、第１の実施例に係る医療用撮像装置１００の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図１２及び図１３に示す医療用撮像装置１００を、図１３に示す軸Ｃ１１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。
【０１２７】
前述したように、硬性鏡１３１の鏡筒１３５には、当該鏡筒１３５が延伸する方向に延伸するように撮像光学系１３７及び光源供給系１３９が設けられている。具体的には、撮像光学系１３７及び光源供給系１３９のそれぞれは、鏡筒１３５とベース部１３３とを、当該鏡筒１３５が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。また、撮像光学系１３７の一部として、被写体に焦点を合わせるための光学系１３１１（例えば、ＡＦ（Auto  Focus）制御を実現するための光学系）が設けられていてもよい。例えば、図１５に示す例では、ベース部１３３内に光学系１３１１が設けられている。
【０１２８】
カメラヘッド１０１の内部には、前方から後方に向けて延伸するように光源供給系１１３が支持される。具体的には、支持部１０３の前方側の端部には光源供給系１１３の端部が露出している。また、当該光源供給系１１３は、支持部１０３の前方側から後方側（換言すると、軸Ｃ１１が延伸する方向）に向けて延伸し、支持部１０３の後方側の端部から当該支持部１０３の外部にさらに延伸する。光源供給系１１３のうち支持部１０３の外部に延伸した部分は、ベース部１０５内を前方側から後方側に向けて（即ち、軸Ｃ１１に沿って）貫通するように延伸し、一部がベース部１０５の後方側の端部から当該ベース部１０５の外部（即ち、カメラヘッド１０１の外部）に露出する。なお、光源供給系１１３のうち、カメラヘッド１０１の後方側の端部から露出した部分が、例えば、光源装置、または当該光源装置に接続された他の光源供給系に接続される。
【０１２９】
また、支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、光源供給系１１３のうち支持部１０３の前方側の端部に露出した部分は、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方端部側に露出した光源供給系１３９の端部と対向する。即ち、光源供給系１１３の後段に光源供給系１３９が位置することとなる。これにより、光源装置から出射されて光源供給系１１３を介して導光された光は、ベース部１３３の後方端部側から光源供給系１３９内に入射し、当該光源供給系１３９を介して導光されたうえで鏡筒１３５の先端から患部に向けて出射する。
【０１３０】
カメラヘッド１０１の支持部１０３は、内部に撮像素子１０９が支持されており、当該撮像素子１０９の前方が開口している。なお、本実施例においては、撮像素子１０９の撮像面の中心がｘｙ平面上において軸Ｃ１１と略一致するように、当該撮像素子１０９が支持されている。また、支持部１０３は、撮像素子１０９の前段（前方）に撮像光学系１１１が位置するように、当該撮像光学系１１１を上記開口内に支持してもよい。支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、上記開口は、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方端部側に露出した撮像光学系１３７の端部と対向する。即ち、撮像素子１０９の前段に撮像光学系１３７が位置することとなる。これにより、撮像光学系１３７により導光された光は、上記開口からカメラヘッド１０１内に入射し、撮像光学系１１１を介して撮像素子１０９に結像されることとなる。
【０１３１】
撮像素子１０９には、外部の装置（電源装置等）から電力を供給するための信号線が接続されている。具体的には、信号線１００１が、ベース部１０５の後方から前方に向けて延伸するように、当該ベース部１０５内に支持されており、支持部１０３の後方側の端部を介して当該支持部１０３内に延伸した部分（以下、「信号線１００３」とも称する）が撮像素子１０９に電気的に接続される。
【０１３２】
また、信号線１００１は、信号線１００３とは別に一部が分岐し、分岐した部分（以下、「信号線１００５」とも称する）を介して、支持部１０３の前方に装着される硬性鏡１３１に対して電力を供給できるように構成されていてもよい。また、信号線１００１は、撮像素子１０９による撮像結果に応じた画像信号を、カメラヘッド１０１の外部（例えば、ＣＣＵ等）に伝送するための信号線として利用されてもよい。また、信号線１００１は、外部の装置（例えば、ＣＣＵ等）からカメラヘッド１０１を操作するための制御信号を、当該カメラヘッド１０１に伝送するための信号線として利用されてもよい。
【０１３３】
以上、図１２〜図１５を参照して、第１の実施例に係る医療用撮像装置１００の構成（構造）について概要を説明した。
【０１３４】
（カメラヘッド）
続いて、図１６〜図２０を参照して、第１の実施例に係るカメラヘッド１０１の構成（構造）についてさらに詳しく説明する。図１６〜図１８は、第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構造の一例について説明するための説明図である。具体的には、図１６は、第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの斜視図を示している。また、図１７は、第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの側面図を示している。また、図１８は、第１の実施例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの背面図を示している。また、図１９及び図２０は、第１の実施例に係る医療用撮像装置の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図１６〜図１８に示すカメラヘッド１０１を、図１７に示す軸Ｃ１１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。なお、図１７及び図２０に示す軸Ｃ１１は、図１５に示す軸Ｃ１１に相当する。また、図１６〜図２０において、図１２〜図１５と同様の符号が付された構成は、図１２〜図１５に示す例と同様の構成を示しているため詳細な説明は省略する。
【０１３５】
図１６〜図１８に示すように、支持部１０３の前方側の端部には着脱部１００９が設けられている。着脱部１００９は、当該端部に対して硬性鏡１３１のベース部１３３を着脱可能とするための構成である。具体的な一例として、図１６〜図１８に示す例では、着脱部１００９は、所謂三つ爪バヨネットとして構成されている。即ち、この場合には、着脱部１００９は、支持部１０３の前方側の端部に対して、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方側の端部をバヨネット結合させるための係合爪や、当該係合爪と嵌合する溝等として構成され得る。なお、支持部１０３に対して硬性鏡１３１のベース部１３３が着脱可能であれば、着脱部１００９の構成は特に限定されない。
【０１３６】
支持部１０３の前方側の端部には、当該端部に対して装着された硬性鏡１３１が当該支持部１０３から脱落しないようにロックするためのロック機構１１１３が設けられている。例えば、図１６〜図１８に示す例では、ロック機構１１１３としてロックピンが設けられている。当該ロックピンは、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方側の端部に設けられた凹部と嵌合することで、軸Ｃ１１を中心として支持部１０３に対する硬性鏡１３１の相対的な回転を抑制する。即ち、支持部１０３に対して装着された硬性鏡１３１を取り外すための動作が抑制されるため、支持部１０３からの硬性鏡１３１の脱落を防止することが可能となる。なお、ロック機構１１１３の構成については、着脱部１００９の構成（換言すると、支持部１０３に対する硬性鏡１３１の着脱方法）に応じて適宜変更されてもよい。
【０１３７】
支持部１０３の側面には、ロック機構１１１３によるロックされた状態を解除するための操作部１１１１が設けられている。具体的な一例として、術者により操作部１１１１が操作されると、支持部１０３の前方側の端部から前方に向けて突出したロックピン（ロック機構１１１３）が後方に向けてスライドすることで収納され、当該ロックピンが上記凹部と嵌合した状態が解除される。これにより、軸Ｃ１１を中心として支持部１０３に対して硬性鏡１３１を相対的に回転させることが可能となるため、支持部１０３に装着された硬性鏡１３１を当該支持部１０３から取り外すことが可能となる。
【０１３８】
参照符号１１３１は、撮像光学系１１１の入射面を示している。即ち、撮像素子１０９や撮像光学系１１１が内部に収容される開口は、支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、入射面１１３１が、当該硬性鏡１３１のベース部１３３の後方側の端部に露出した撮像光学系１３７の端部と対向するように設けられている。これにより、硬性鏡１３１の撮像光学系１３７を導光された光が、入射面１１３１を介して撮像光学系１１１内（換言すると、支持部１０３内）に入射し、当該撮像光学系１１１を介して当該支持部１０３内に支持された撮像素子１０９に結像する。
【０１３９】
参照符号１１３３は、光源供給系１１３の出射面を示している。即ち、光源供給系１１３は、支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、出射面１１３３が、当該硬性鏡１３１のベース部１３３の後方端部側に露出した光源供給系１３９の端部と対向するように配設されている。これにより、光源装置から出射されて光源供給系１１３を介して導光された光は、出射面１１３３から支持部１０３の外部に出射され、その後、ベース部１３３の後方端部側から光源供給系１３９内に入射し、当該光源供給系１３９を介して導光されたうえで鏡筒１３５の先端から患部に向けて出射する。
【０１４０】
参照符号１００７は、カメラヘッド１０１に対して供給された電力の一部を、当該カメラヘッド１０１の支持部１０３に装着された硬性鏡１３１に供給するための端子である。端子１００７は、支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、当該硬性鏡１３１のベース部１３３の後方側の端部（以下、「端部１１２１」とも称する）に設けられた他の端子と電気的に接続される。これにより、カメラヘッド１０１に対して供給された電力の一部を、端子１００７を介して硬性鏡１３１に供給することが可能となる。
【０１４１】
また、端子１００７は、カメラヘッド１０１に対して装着された医療用光学機器（例えば、硬性鏡１３１）との間で情報を送受信するための端子（インタフェース）が含まれていてもよい。このような構成により、例えば、カメラヘッド１０１に対して装着された医療用光学機器から、当該医療用光学機器に保持された情報（例えば、当該医療用光学機器に関する情報）がカメラヘッド１０１に通知されることで、カメラヘッド１０１が、自身に装着された医療用光学機器や、当該医療用光学機器に関する情報を認識することも可能となる。
【０１４２】
また、上記構成により、例えば、医療用光学機器に関する情報の認識結果がカメラヘッド１０１から支持アーム装置にフィードバックされることで、当該支持アーム装置が、カメラヘッド１０１に装着された医療用光学機器に応じて、アーム部の制御を変更することも可能である。特に、カメラヘッド１０１に対して装着され得る医療用光学機器は、硬性鏡や顕微鏡等のように多岐にわたり、医療用光学機器ごとに重量や装着時の重心の位置等が変化し得る。このような状況下においても、支持アーム装置は、カメラヘッド１０１に装着された医療用光学機器の認識結果を利用することで、重力補償のために必要な関節のトルクを制御する等のようなアームの関節の駆動を、当該医療用光学機器に応じて制御することが可能となる。
【０１４３】
なお、医療用光学機器からカメラヘッド１０１に通知される情報は特に限定されない。例えば、医療用光学機器の仕様（各種パラメータ）に関する情報が、当該医療用光学機器からカメラヘッド１０１に通知されてもよい。また、他の一例として、医療用光学機器を識別するための識別情報が当該医療用光学機器からカメラヘッド１０１に通知されてもよい。この場合には、例えば、各医療用光学機器の識別情報と、当該医療用光学機器に関する各種情報と、が関連付けられたデータ（テーブル）を所定の記憶領域に保持しておくとよい。これにより、医療用光学機器から取得された識別情報に基づき、当該データから、当該医療用光学機器に関する各種情報を読み出すことが可能となる。
【０１４４】
なお、上記データが保持される記憶領域については、医療用光学機器に関する情報を利用する装置（例えば、カメラヘッド１０１や支持アーム装置）が読み出し可能であれば特に限定されない。具体的な一例として、当該データが、カメラヘッド１０１や支持アーム装置の記憶領域に保持されていてもよい。また、他の一例として、当該データが、医療用光学機器に関する情報を利用する装置に対してネットワークを介して接続されたサーバ等の外部装置に保持されていてもよい。
【０１４５】
続いて、軸Ｃ１１を中心として、ベース部１０５に対して支持部１０３を相対的に回転可能とするための構造の一例についてより詳細に説明する。
【０１４６】
図１９及び図２０に示すように、ベース部１０５は、筐体が軸Ｃ１１に沿う開口１１１７を有する中空状に形成されている。また、支持部１０３の後方端部側には、軸Ｃ１１に沿う開口１１１９を有する略円筒状の凸部１１１８が、中心軸が当該軸Ｃ１１と略一致するように形成されている。なお、開口１１１７及び１１１９のそれぞれは、中心軸が軸Ｃ１１と略一致する略円筒状に形成されている。換言すると、ベース部１０５の筐体には、中心軸が軸Ｃ１１と略一致する円柱状の中空部分が形成されている。また、当該凸部１１１８は、軸Ｃ１１に対する動径方向の幅が、開口１１１７の当該動径方向の幅よりも短くなるように形成されている。このような構成の基で、開口１１１９が形成された支持部１０３側の凸部１１１８が、ベース部１０５側の開口１１１７に嵌合することで、当該ベース部１０５に対して軸Ｃ１１を中心として支持部１０３が回転可能に支持される。また、このとき凸部１１１８の開口１１１９は、支持部１０３の開口１１１７と軸Ｃ１１に沿って連接する。
【０１４７】
また、ベース部１０５側には駆動部１０７が設けられており、当該駆動部１０７が、支持部１０３の凸部１１１８に対して軸Ｃ１１を中心とした円周方向にトルクを加える。これにより、当該軸Ｃ１１を中心として、ベース部１０５に対して支持部１０３が相対的に回転する。上記動作を実現するための構成として、例えば、図１９及び図２０に示す例では、駆動部１０７は、リング状の超音波モータ１１１５を備えている。もちろん、上記動作を実現することが可能であれば、駆動部１０７の構成は必ずしも限定されない。
【０１４８】
このような構成の基で、光源供給系１１３及び信号線１００１のそれぞれは、一部が互いに連接する開口１１１７及び１１１９内に位置するように支持される。また、ベース部１０５の端部１１２１には開口１１２３が設けられており、光源供給系１１３及び信号線１００１それぞれのうち後方に向けて延伸する部分は、当該開口１１２３からベース部１０５の外部に露出し、カメラヘッド１０１の後方に向けてさらに延伸する。例えば、図１９及び図２０に示す例では、開口１１２３は、中心軸が軸Ｃ１１と略一致する略円筒状に形成されている。即ち、光源供給系１１３及び信号線１００１のそれぞれは、ベース部１０５の中空部分（換言すると、開口１１１９）を軸Ｃ１１に沿って貫通するように支持される。
【０１４９】
なお、開口１１２３については、ベース部１０５の端部１１２１において、当該ベース部１０５に対して光源供給系１１３及び信号線１００１が固定されない程度の幅を有するように形成されるとよい。このような構成により、ベース部１０５に対して支持部１０３が回転したとしても、ベース部１０５の中空部分という限られたスペースで、光源供給系１１３と信号線１００１の束によりが生じ、ひいては、光源供給系１１３や信号線１００１が断線する事態を防止することが可能となる。
【０１５０】
以上、図１６〜図２０を参照して、第１の実施例に係るカメラヘッド１０１の構成（構造）についてさらに詳しく説明した。
【０１５１】
（硬性鏡）
続いて、図２１〜図２６を参照して、本開示の一実施形態に係るカメラヘッド（例えば、上述した第１の実施例に係るカメラヘッド１０１）に装着される医療用光学機器の一例として、硬性鏡１３１の構造についてさらに詳しく説明する。図２１〜図２４は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の構造の一例について説明するための説明図である。具体的には、図２１は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡を斜め前から見た場合の斜視図を示している。また、図２２は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の側面図を示している。また、図２３は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡を斜め後ろから見た場合の斜視図を示している。また、図２４は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の背面図を示している。また、図２５及び図２６は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される硬性鏡の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図２１〜図２４に示す硬性鏡１３１を、図２２に示す軸Ｃ１１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。なお、図２１、図２２、図２５、及び図２６に示す軸Ｃ１１は、図１３及び図１５に示す軸Ｃ１１に相当する。また、図２１〜図２６において、図１２〜図１５と同様の符号が付された構成は、図１２〜図１５に示す例と同様の構成を示しているため詳細な説明は省略する。
【０１５２】
前述したように、硬性鏡１３１は、鏡筒１３５と、当該鏡筒１３５を支持するベース部１３３とを含む。鏡筒１３５は、ベース部１３３の前方側の端部から前方に向けて延伸するように当該ベース部１３３に支持される。このとき、図２１及び図２２に示すように、鏡筒１３５の軸（即ち、円筒状の部分の軸）が軸Ｃ１１と略一致するように、ベース部１３３に対して当該鏡筒１３５が支持される。このような構成により、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された状態で、軸Ｃ１１を中心として当該支持部１０３が回転した場合に、鏡筒１３５の軸がぶれずに、当該鏡筒１３５が支持部１０３と一体的に回転することとなる。
【０１５３】
図２１〜図２４に示すように、ベース部１３３の後方側の端部には、カメラヘッド１０１の支持部１０３の前方側の端部に対して当該ベース部１３３を着脱可能とするための構成として着脱部１３１７が設けられている。なお、着脱部１３１７の構成は、カメラヘッド１０１側の着脱部１００９の構成に応じて決定される。即ち、着脱部１００９と着脱部１３１７とがバヨネット結合するように当該着脱部１００９及び１３１７が構成されている場合には、着脱部１００９及び１３１７のうち、一方が当該バヨネット結合のための係合爪として構成され、他方が当該係合爪と嵌合する溝等として構成され得る。もちろん、着脱部１００９と同様に、支持部１０３に対して硬性鏡１３１のベース部１３３が着脱可能であれば、着脱部１３１７の構成は特に限定されない。
【０１５４】
ベース部１３３の後方側の端部には、カメラヘッド１０１の支持部１０３の前方側の端部に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、当該硬性鏡１３１が当該支持部１０３から脱落しないようにロックするためのロック機構１３２５が設けられている。ロック機構１３２５は、例えば、カメラヘッド１０１側のロック機構１１１３と嵌合することで、軸Ｃ１１を中心として支持部１０３に対する硬性鏡１３１の相対的な回転を抑制する。より具体的な一例として、カメラヘッド１０１側のロック機構１１１３がロックピンとして構成されている場合には、硬性鏡１３１側のロック機構１３２５は、当該ロックピンが嵌合する凹部として構成され得る。もちろん、ロック機構１３２５側がロックピンとして構成されていてもよい。この場合には、ロック機構１１１３側が、当該ロックピンが嵌合する凹部として構成されることとなる。また、硬性鏡１３１が支持部１０３から脱落しないようにロックすることが可能であれば、ロック機構１１１３及び１３２５の構成は特に限定されない。
【０１５５】
また、ベース部１３３の側面のうち、ロック機構１３２５の近傍に相当する位置には、当該ロック機構１３２５の位置を示すマーカ１３１５が設けられていてもよい。
【０１５６】
前述したように、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方側の端部には、当該硬性鏡１３１の鏡筒１３５内に設けられた撮像光学系１３７の一方の端部が露出している。例えば、図２３及び図２４に示す参照符号１３２１は、当該撮像光学系１３７の当該端部（出射面）を示している。即ち、撮像光学系１３７は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、上記出射面１３２１が、カメラヘッド１０１側の入射面１１３１と対向するように設けられている。これにより、硬性鏡１３１の撮像光学系１３７を導光された光が、入射面１１３１を介して撮像光学系１１１内（換言すると、支持部１０３内）に入射し、当該撮像光学系１１１を介して当該支持部１０３内に支持された撮像素子１０９に結像する。
【０１５７】
また、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方端部側には、当該硬性鏡１３１の鏡筒１３５内に設けられた光源供給系１３９の一方の端部が露出している。例えば、図２３及び図２４に示す参照符号１３２３は、当該光源供給系１３９の当該端部（入射面）を示している。即ち、光源供給系１３９は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、上記入射面１３２３が、カメラヘッド１０１側の出射面１１３３と対向するように設けられている。これにより、光源供給系１１３を導光された光は、出射面１１３３から支持部１０３の外部に出射され、その後、ベース部１３３の後方端部側から光源供給系１３９内に入射し、当該光源供給系１３９を介して導光されたうえで鏡筒１３５の先端から患部に向けて出射する。
【０１５８】
参照符号１３１９は、硬性鏡１３１がカメラヘッド１０１側から電力の供給を受けるための端子である。端子１３１９は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して硬性鏡１３１が装着された場合に、カメラヘッド１０１側の端子１００７に対して当該端子１３１９が電気的に接続可能な位置に配設されている。
【０１５９】
また、前述したように、撮像光学系１３７の一部として、被写体に焦点を合わせるための光学系１３１１が設けられていてもよい。例えば、図２５及び図２６に示す例では、ベース部１３３内に光学系１３１１が設けられている。また、光学系１３１１のうち少なくとも一部の光学系は、所謂ＡＦ制御により光軸に沿って位置がシフトするように構成されていてもよい。この場合には、例えば、上記端子１３１９を介してカメラヘッド１０１側から供給された電力によりモータ等の駆動部を駆動させることで、上記ＡＦ制御が実現されてもよい。
【０１６０】
以上、図２１〜図２６を参照して、本開示の一実施形態に係るカメラヘッドに装着される医療用光学機器の一例として、硬性鏡１３１の構造についてさらに詳しく説明した。
【０１６１】
上述の通り、第１の実施例に係る医療用撮像装置１００のカメラヘッド１０１は、撮像素子１０９及び光源供給系１１３が支持部１０３に支持され、軸Ｃ１１を中心としてベース部１０５に対して当該支持部１０３が相対的に回転する。これにより、撮像素子１０９及び光源供給系１１３が一体的に回転する。また、支持部１０３の前方に対して硬性鏡１３１が装着されている場合には、硬性鏡１３１についても、支持部１０３と一体的に回転することとなる。これにより、ベース部１０５に対して支持部１０３が相対的に回転した場合においても、撮像素子１０９の前段に硬性鏡１３１側の撮像光学系１３７が位置し、かつ、光源供給系１１３の後段に硬性鏡１３１側の光源供給系１３９が位置する状態が維持される。また、上記のような構成により、光源からの光を導光するライトガイドを、カメラヘッド１０１の後方から当該光源に向けて延伸するように設けることが可能となる。これにより、例えば、図６を参照して説明した比較例１に係る医療用撮像装置８００のように、医療用光学機器に対して光源供給系を接続するための接続部を別途設ける必要がなくなる。そのため、本実施形態に係る医療用撮像装置１００は、比較例１に係る医療用撮像装置８００に比べて、術者による取り回しが容易となり、ひいては操作性が向上する。
【０１６２】
＜５．３．第２の実施例＞
続いて、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の第２の実施例について説明する。本実施形態に係る医療用撮像装置では、カメラヘッドに対して装着される医療用光学機器が硬性鏡のみには限定されず、用途に応じた多様な医療用光学機器を当該カメラヘッドに対して選択的に装着することが可能である。そこで、第２の実施例では、硬性鏡以外の他の医療用光学機器として顕微鏡が使用される場合に着目して、本実施形態に係る医療用撮像装置の構造（特に、カメラヘッドに対して装着される顕微鏡の構造）の一例について説明する。
【０１６３】
まず、第２の実施例に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例として、図２７を参照して、医療用光学機器として顕微鏡を適用した場合における、本実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明する。図２７は、第２の実施例に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。なお、以降の説明では、便宜上、第２の実施例に係る医療用撮像装置を、上記実施形態や他の実施例に係る医療用撮像装置と区別するために、「医療用撮像装置１５０」と称する場合がある。
【０１６４】
図２７に示すように、第２の実施例に係る医療用撮像装置１５０は、カメラヘッド１０１と、顕微鏡１５１と、アダプタ１２１とを含む。なお、カメラヘッド１０１及びアダプタ１２１の構成については、図９及び図１０を参照して説明した医療用撮像装置１００の場合と同様のため、詳細な説明は省略する。また、図２７に示す軸Ｃ１０は、図９及び図１０に示す軸Ｃ１０に相当する。
【０１６５】
顕微鏡１５１は、後方から前方に向けて延伸する鏡筒１５３を有している。鏡筒１５３には、当該鏡筒１５３が延伸する方向（即ち、略円筒状の部分の軸方向）に延伸するように撮像光学系１５５及び光源供給系１５７が設けられている。なお、撮像光学系１５５及び光源供給系１５７は、前述した硬性鏡１３１における撮像光学系１３７及び光源供給系１３９に相当する。また、顕微鏡１５１は、アダプタ１２１を介してカメラヘッド１０１の支持部１０３に着脱可能に構成されている。具体的には、顕微鏡１５１は、後方側の端部が、支持部１０３の前方（換言すると、支持部１０３に支持された撮像素子１０９の前段）に位置するように、アダプタ１２１を介して当該支持部１０３に装着される。
【０１６６】
撮像光学系１５５は、観察対象の患部の像を取得するための１以上の光学系に相当し、鏡筒１５３を当該鏡筒１５３が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。なお、図２７に示す例では、撮像光学系１５５を筒状の形状として示しているが、これはあくまで当該撮像光学系１５５を模式的に示したものであり、必ずしも当該撮像光学系１５５の構成を限定するものではない。具体的な一例として、鏡筒１５３が延伸する方向に鏡筒１５３を貫通するように開口部が設けられ、当該開口部内に１以上の光学系（例えば、対物レンズ等）が設けられることで撮像光学系１５５が構成されていてもよい。このような構成の基で、鏡筒１５３の前方の端部側に位置する撮像光学系１５５の端部１５１７から当該撮像光学系１５５の内部に入射した光は、当該撮像光学系１５５を介して鏡筒１５３の後方側の端部から出射する。即ち、カメラヘッド１０１に対して顕微鏡１５１が装着されることで、撮像光学系１５５を導光された光は、アダプタ１２１を介してカメラヘッド１０１内に入射し、撮像光学系１１１を介して撮像素子１０９に結像されることとなる。
【０１６７】
光源供給系１５７は、所謂ライトガイドに相当し、光源装置からの光を患部まで導光させる。光源供給系１５７は、例えば、光ファイバや１以上のレンズ等のような各種光学系により構成され得る。光源供給系１５７は、鏡筒１５３を当該鏡筒１５３が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。即ち、カメラヘッド１０１に対して顕微鏡１５１が装着されることで、カメラヘッド１０１側の光源供給系１１３を介して導光された光源装置からの光は、アダプタ１２１を介して光源供給系１５７に入射する。そして、光源供給系１５７を介して導光された光は、鏡筒１５３の前方側の端部に位置する光源供給系１５７の端部１５１９から患部に向けて出射する。
【０１６８】
また、図２７を参照して前述したように、軸Ｃ１０を中心としてベース部１０５に対して支持部１０３を回転させた場合には、支持部１０３の回転に伴い、当該支持部１０３に支持された撮像素子１０９と光源供給系１１３とが、上記軸Ｃ１０を中心として一体的に回転する。このとき、支持部１０３に対してアダプタ１２１を介して顕微鏡１５１が装着されている場合には、支持部１０３の回転に伴い、当該顕微鏡１５１が、上記軸Ｃ１０を中心として当該支持部１０３と一体的に回転することとなる。即ち、ベース部１０５に対して支持部１０３を回転させた場合においても、撮像素子１０９の前段に撮像光学系１５５が位置し、かつ光源供給系１１３の後段に光源供給系１５７が位置する状態を保持することが可能となる。
【０１６９】
以上、第２の実施例に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例として、図２７を参照して、医療用光学機器として顕微鏡を適用した場合における、本実施形態に係る医療用撮像装置の概略的な構成の一例について説明した。
【０１７０】
続いて、図２８〜図３１を参照して、第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について概要を説明する。なお、カメラヘッド１０１の構造については、第１の実施例に係る医療用撮像装置１００と同様のため詳細な説明は省略し、主に顕微鏡１５１の構造について説明する。
【０１７１】
まず、図２８及び図２９を参照して、第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造について主に外観に着目して概要を説明する。図２８及び図２９は、第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について説明するための説明図であり、カメラヘッドに対して医療用光学機器として顕微鏡が装着された場合における当該医療用撮像装置の外観を示している。具体的には、図２８は、第２の実施例に係る医療用撮像装置の斜視図を示している。また、図２９は、第２の実施例に係る医療用撮像装置の側面図を示している。
【０１７２】
図２８及び図２９において、図２７と同様の符号が付された構成は、図２７に示す例と同様の構成を示している。なお、図２８及び図２９に示す例では、アダプタ１２１の明示的な図示を省略している。
【０１７３】
図２８及び図２９に示すように、顕微鏡１５１は、鏡筒１５３の後方側の端部が、カメラヘッド１０１の支持部１０３の前方側の端部（即ち、ベース部１０５とは逆側の端部）に装着される。顕微鏡１５１の鏡筒１５３は、略円筒状に形成され、カメラヘッド１０１に対して当該顕微鏡１５１が装着された場合に、当該略円筒状の部分の軸が前方に向けて延伸するように、当該カメラヘッド１０１の支持部１０３に支持される。なお、図２９に示す軸Ｃ１５は、図２７に示す軸Ｃ１０に相当する。
【０１７４】
また、顕微鏡１５１は、前方側の端部に対して、所望のフィルタ１５１５を着脱可能に構成されていてもよい。具体的には、フィルタ１５１５が装着された場合には、撮像光学系１５５の前方側の端部１５１７と、光源供給系１５７の前方側の端部１５１９と、のそれぞれの前方に当該フィルタ１５１５が保持される。そのため、例えば、鏡筒１５３の前方から撮像光学系１５５の内部に入射する光は、当該撮像光学系１５５の前段に保持されたフィルタ１５１５により制限されることとなる。このような構成により、例えば、フィルタ１５１５として、観察対象に応じて所定の波長帯の光のみを透過させるフィルタ等を装着することで、医療用撮像装置１５０を、蛍光観察等のような所謂特殊光観察に使用することも可能となる。
【０１７５】
また、顕微鏡１５１は、ズーム機能を備えていてもよい。この場合には、顕微鏡１５１は、焦点距離（換言すると、ズーム倍率）を制御するための操作部１５１３が設けられていてもよい。例えば、図２８及び図２９に示す例では、鏡筒１５３の側面に当該操作部１５１３が設けられている。なお、ズーム機能のための操作部１５１３に限らず、顕微鏡１５１に特有の機能を実現するための入力インタフェースについては、当該顕微鏡１５１側に設けられていてもよい。これは、顕微鏡１５１に限らず、他の医療用光学機器についても同様である。
【０１７６】
次いで、図３０及び図３１を参照して、第２の実施例に係る医療用撮像装置１５０の内部構造について概要を説明する。図３０及び図３１は、第２の実施例に係る医療用撮像装置１５０の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図２８及び図２９に示す医療用撮像装置１５０を、図２９に示す軸Ｃ１５を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。
【０１７７】
前述したように、顕微鏡１５１の鏡筒１５３には、当該鏡筒１５３が延伸する方向（即ち、前後）に延伸するように撮像光学系１５５及び光源供給系１５７が設けられている。具体的には、撮像光学系１５５及び光源供給系１５７のそれぞれは、鏡筒１５３を当該鏡筒１５３が延伸する方向（即ち、前後）に貫通するように設けられる。
【０１７８】
撮像光学系１５５は、被写体に焦点を合せるための光学系（例えば、ＡＦ制御を実現するための光学系）を含んでもよい。また、顕微鏡１５１がズーム機能を有している場合には、撮像光学系１５５は、焦点距離（換言すると、ズーム倍率）を制御するための光学系を含んでもよい。また、顕微鏡１５１がズーム機能を有している場合には、光源供給系１５７の一部として、当該光源供給系１５７により導光されて外部に出射される光（以下、単に「出射光」とも称する）の照射範囲を制御するためのズーム光学系１５２１が設けられていてもよい。例えば、図３０及び図３１には、光源供給系１５７の前方端部側に、ズーム光学系１５２１として、出射光の照射範囲を制御するための１以上のレンズが設けられている。なお、ズーム光学系１５２１は、例えば、撮像光学系１５５の焦点距離（ズーム倍率）の制御に連動して出射光の範囲が制御されるように、少なくとも一部の光学系の位置が光軸に沿ってシフトするように制御されてもよい。
【０１７９】
以上、図２８〜図３１を参照して、第２の実施例に係る医療用撮像装置の構造の一例について概要を説明した。
【０１８０】
（顕微鏡）
続いて、図３２〜図３６を参照して、本開示の一実施形態に係るカメラヘッドに装着される医療用光学機器の一例として、顕微鏡１５１の構造についてさらに詳しく説明する。図３２〜図３６は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の構造の一例について説明するための説明図である。具体的には、図３２は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡を斜め前から見た場合の斜視図を示している。また、図３３は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の側面図を示している。また、図３４は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡を斜め後ろから見た場合の斜視図を示している。また、図３５及び図３６は、本実施形態に係るカメラヘッドに装着される顕微鏡の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図３２〜図３４に示す顕微鏡１５１を、図３３に示す軸Ｃ１５を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。なお、図３２、図３３、図３５及び図３６に示す軸Ｃ１５は、図２９及び図３１に示す軸Ｃ１５に相当する。また、図３２〜図３６において、図２８〜図３１と同様の符号が付された構成は、図２８〜図３１に示す例と同様の構成を示しているため詳細な説明は省略する。
【０１８１】
本実施形態に係るカメラヘッド１０１は、医療用光学機器として、上記顕微鏡１５１や前述した硬性鏡１３１等を選択的に装着することが可能である。そのため、顕微鏡１５１のうち、カメラヘッド１０１の前方側の端部に対して装着される後方側の端部の構造は、図２１〜図２６を参照して前述した硬性鏡１３１と共通化されている。
【０１８２】
具体的には、図３２〜図３４に示すように、鏡筒１５３の後方側の端部には、カメラヘッド１０１の支持部１０３の前方側の端部に対して当該鏡筒１５３を着脱可能とするための構成として着脱部１５２７が設けられている。着脱部１５２７は、前述した硬性鏡１３１における着脱部１３１７と同様の構造を有する。
【０１８３】
鏡筒１５３の後方側の端部には、カメラヘッド１０１の支持部１０３の前方側の端部に対して顕微鏡１５１が装着された場合に、当該顕微鏡１５１が当該支持部１０３から脱落しないようにロックするためのロック機構１５３５が設けられている。ロック機構１５３５は、前述した硬性鏡１３１におけるロック機構１３２５と同様の構造を有する。即ち、ロック機構１５３５は、例えば、カメラヘッド１０１側のロック機構１１１３と嵌合することで、軸Ｃ１５を中心として支持部１０３に対する顕微鏡１５１の相対的な回転を抑制する。また、鏡筒１５３の側面のうち、ロック機構１５３５の近傍に相当する位置には、当該ロック機構１５３５の位置を示すマーカ１５２５が設けられていてもよい。
【０１８４】
また、図３４〜図３６に示すように、顕微鏡１５１の鏡筒１５３の後方端部側には、当該顕微鏡１５１の鏡筒１５３内に設けられた撮像光学系１５５の一方の端部が露出している。例えば、参照符号１５３１は、当該撮像光学系１５５の当該端部（出射面）を示している。即ち、撮像光学系１５５は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して顕微鏡１５１が装着された場合に、上記出射面１５３１が、カメラヘッド１０１側の入射面１１３１と対向するように設けられている。これにより、顕微鏡１５１の撮像光学系１５５を導光された光が、入射面１１３１を介して撮像光学系１１１内（換言すると、支持部１０３内）に入射し、当該撮像光学系１１１を介して当該支持部１０３内に支持された撮像素子１０９に結像する。
【０１８５】
また、顕微鏡１５１の鏡筒１５３の後方端部側には、当該顕微鏡１５１の鏡筒１５３内に設けられた光源供給系１５７の一方の端部が露出している。例えば、参照符号１５２９は、当該光源供給系１５７の当該端部（入射面）を示している。即ち、光源供給系１５７は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して顕微鏡１５１が装着された場合に、上記入射面１５２９が、カメラヘッド１０１側の出射面１１３３と対向するように設けられている。これにより、光源供給系１１３を導光された光は、出射面１１３３から支持部１０３の外部に出射され、その後、鏡筒１５３の後方端部側から光源供給系１５７内に入射し、当該光源供給系１５７を介して導光されたうえで鏡筒１５３の前方側の端部から患部に向けて出射する。
【０１８６】
また、参照符号１５３３は、顕微鏡１５１がカメラヘッド１０１側から電力の供給を受けるための端子である。端子１５３３は、カメラヘッド１０１の支持部１０３に対して顕微鏡１５１が装着された場合に、カメラヘッド１０１側の端子１００７に対して当該端子１５３３が電気的に接続可能な位置に配設されている。なお、顕微鏡１５１においてＡＦ制御やズーム制御を行うための電力は、例えば、上記端子１５３３を介してカメラヘッド１０１側から供給されてもよい。具体的な一例として、上記端子１５３３を介してカメラヘッド１０１側から供給された電力によりモータ等の駆動部を駆動させることで、撮像光学系１５５を構成する少なくとも一部の光学系（レンズ等）を光軸に沿ってシフトさせることで、上記ＡＦ制御や上記ズーム制御が実現されてもよい。これは、撮像光学系１５５の焦点距離（ズーム倍率）を制御する場合や、光源供給系１５７からの出射光の照射範囲を制御する場合についても同様である。
【０１８７】
以上、図３２〜図３６を参照して、本開示の一実施形態に係るカメラヘッドに装着される医療用光学機器の一例として、顕微鏡１５１の構造についてさらに詳しく説明した。
【０１８８】
＜５．４．変形例＞
続いて、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の変形例として、カメラヘッドの構造の他の一例について説明する。
【０１８９】
まず、図３７を参照して、変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構成（構造）の一例について概要を説明する。図３７は、変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの構成の一例について概要を説明するための説明図であり、当該カメラヘッドの側面図を示している。なお、以降の説明では、変形例に係るカメラヘッドを、上述した実施形態に係るカメラヘッド１０１と区別するために、「カメラヘッド２０１」と称する場合がある。
【０１９０】
図３７に示すように、カメラヘッド２０１は、支持部２０３と、ベース部２０５と、駆動部２０７とを含む。支持部２０３、ベース部２０５、及び駆動部２０７は、図１６〜図２０を参照して前述したカメラヘッド１０１における、支持部１０３、ベース部１０５、及び駆動部２０７に相当する。また、軸Ｃ２１は、前述したカメラヘッド１０１における軸Ｃ１１に相当する。
【０１９１】
支持部２０３及びベース部２０５のそれぞれは、筐体が略円筒状に形成されている。なお、以降の説明では、便宜上、支持部２０３及びベース部２０５それぞれの筐体を区別して説明する場合には、支持部２０３側の筐体を「筐体２０３１」と称し、ベース部２０５側の筐体を「筐体２０５１」と称する。また、ベース部２０５は、筐体２０５１が軸Ｃ２１に沿う開口２１１７を有する中空状に形成されている。なお、開口２１１７は、中心軸が軸Ｃ２１と略一致する略円筒状に形成されている。換言すると、ベース部２０５の筐体２０５１には、中心軸が軸Ｃ２１と略一致する円柱状の中空部分が形成されている。
【０１９２】
支持部２０３は、略円筒状の筐体２０３１の軸方向（ｚ方向）の一方の端部側（後方の端部側）が、ベース部２０５の略円筒状の筐体２０５１の軸方向（ｚ方向）の一方の端部側（前方の端部側）に、当該軸（即ち、図３７に示す中心軸Ｃ２１）を中心として回転可能に支持される。また、ベース部２０５が支持部２０３を支持する部分には、駆動部２０７が介在し、当該駆動部２０７が駆動することで、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転する。また、ベース部２０５の側面には、駆動部２０７の駆動を操作するための操作部２１５が設けられている。即ち、術者により操作部２１５が操作されることで駆動部２０７が駆動し、当該駆動部２０７の駆動に伴い、支持部２０３が軸Ｃ２１を中心に回転する。
【０１９３】
支持部２０３は、前方側の端部（即ち、ベース部２０５とは逆側の端部）に対して、前述した硬性鏡１３１（図２１〜図２６参照）や顕微鏡１５１（図３２〜図３６参照）等の医療用光学機器を着脱可能に構成されている。なお、支持部２０３に対して上記医療用光学機器を着脱可能とするための構造については、前述したカメラヘッド１０１の支持部１０３と同様のため詳細な説明は省略する。
【０１９４】
次いで、図３８を参照して、変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの内部構造の一例について概要を説明する。図３８は、変形例に係る医療用撮像装置のカメラヘッドの内部構成の一例について概要を説明するための説明図であり、図３７に示すカメラヘッド２０１を、図３７に示す軸Ｃ２１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。
【０１９５】
カメラヘッド２０１の内部には、前方から後方に向けて延伸するように光源供給系２１３が支持される。なお、変形例に係るカメラヘッド２０１においては、上記光源供給系２１３のうち、支持部２０３側に支持される部分と、ベース部２０５側に支持される部分とが物理的に分離されている。そこで、以降の説明では、便宜上、上記光源供給系２１３のうち、支持部２０３側に支持される部分を「光源供給系２１３ａ」とも称し、ベース部２０５側に支持される部分を「光源供給系２１３ｂ」とも称する。また、光源供給系２１３ａ及び２１３ｂを特に区別しない場合には、単に「光源供給系２１３」と称する場合がある。なお、支持部２０３側に支持される光源供給系２１３ａが「第１の光源供給系」の一例に相当し、ベース部２０５側に支持される光源供給系２１３ｂが「第２の光源供給系」の一例に相当する。
【０１９６】
光源供給系２１３ａは、支持部２０３を前方側から後方側（換言すると、軸Ｃ２１が延伸する方向）に向けて貫通するように延伸している。また、光源供給系２１３ｂは、筐体２０５１の中空部分（即ち、開口２１１７内）において後方に向けて（換言すると、軸Ｃ２１に沿って）延伸するように支持される。具体的には、図３８に示すように、光源供給系２１３ｂは、ベース部２０５を前方側から後方側（換言すると、軸Ｃ２１が延伸する方向）に向けて貫通するように延伸し、一部がベース部２０５の筐体２０５１の後方側の端部２１２１に設けられた開口２１２３から当該筐体２０５１の外部（即ち、カメラヘッド２０１の外部）に露出する。図３８に示す例では、開口２１２３は、中心軸が軸Ｃ２１と略一致する略円筒状に形成されている。なお、光源供給系２１３ｂのうち、カメラヘッド２０１の後方側の端部２１２１に設けられた開口２１２３から後方に向けて露出した部分が、例えば、光源装置、または当該光源装置に接続された他の光源供給系に接続される。このような構成の基で、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転した場合においても、光源供給系２１３ａの後方側の端部と、光源供給系２１３ｂの前方側の端部と、が対向した状態が維持されるように、光源供給系２１３ａ及び２１３ｂが支持される。
【０１９７】
具体的には、光源供給系２１３ａは、支持部２０３の後方側の端部において、当該光源供給系２１３ａの後方側の端部の中心軸が軸Ｃ２１（即ち、回転軸）と略一致するように配設される。また、光源供給系２１３ｂは、ベース部２０５の前方側の端部において、当該光源供給系２１３ｂの前方側の端部の中心軸が軸Ｃ２１（即ち、回転軸）と略一致するように配設される。このような構成とすることで、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転した場合においても、光源供給系２１３ａの後方側の端部と、光源供給系２１３ｂの前方側の端部とのそれぞれの位置が軸Ｃ２１上（即ち、回転軸上）に位置する状態が維持される。即ち、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転した場合においても、光源供給系２１３ａの後方側の端部と、光源供給系２１３ｂの前方側の端部と、が対向した状態が維持される。これにより、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転した場合においても、光源装置から光源供給系２１３ｂを介して導光された光を、光源供給系２１３ａに入射させることが可能となる。
【０１９８】
また、支持部２０３の前方側の端部には光源供給系２１３ａの前方側の端部が露出している。なお、以降の説明では、便宜上、当該端部を「出射面２１３３」とも称する。即ち、光源装置から出射されて光源供給系２１３を介して導光された光は、出射面２１３３からカメラヘッド２０１の外部（換言すると、支持部１０３の外部）に出射される。
【０１９９】
支持部２０３は、筐体２０３１の内部に撮像素子２０９が支持されており、当該撮像素子２０９の前方が開口している。なお、本変形例においては、撮像素子２０９の撮像面の中心がｘｙ平面上において軸Ｃ２１と略一致するように、当該撮像素子２０９が支持されている。また、支持部２０３は、撮像素子２０９の前段（前方）に撮像光学系２１１が位置するように、当該撮像光学系１１１を上記開口部内に支持してもよい。支持部２０３に対して前述した硬性鏡１３１が装着された場合に、上記開口は、硬性鏡１３１のベース部１３３の後方端部側に露出した撮像光学系１３７の端部と対向する。即ち、撮像素子２０９の前段に撮像光学系１３７が位置することとなる。これにより、撮像光学系１３７により導光された光は、上記開口からカメラヘッド２０１内に入射し、撮像光学系２１１を介して撮像素子２０９に結像されることとなる。なお、このような構成は、上記硬性鏡１３１のみに限らず、顕微鏡１５１等のような本実施形態に係る医療用撮像装置のカメラヘッドに対して着脱可能に構成された医療用光学機器についても同様である。
【０２００】
また、撮像素子２０９には、外部の装置（電源装置等）から電力を供給するための信号線が接続されている。具体的には、支持部２０３は、後方側の端部に端子２００５が露出しており、筐体２０３１内に当該端子２００５から前方に向けて延伸するように信号線２００７が設けられている。端子２００５は、ベース部２０５の前方側の端部に露出した端子２００３と電気的に接続される。端子２００３には、中空状に形成されたベース部２０５の筐体２０５１内（例えば、開口２１１７内）において、支持部２０３の前方側に露出した部分とは逆側に信号線２００１が電気的に接続されている。信号線２００１は、筐体２０５１の中空部分（即ち、開口２１１７内）において端子２００３に接続された部分から後方に向けて（換言すると、軸Ｃ２１に沿って）延伸するように支持される。そして、信号線２００１は、筐体２０５１の後方側の端部２０２１に設けられた開口２１２３から当該筐体２０５１の外部に露出して、カメラヘッド２０１の後方に向けてさらに延伸する。なお、信号線２００１のうち、カメラヘッド２０１の後方に向けてさらに延伸する部分が、外部の装置に電気的に接続される。また、信号線２００７は、信号線２００９及び２０１１に分岐し、信号線２００９が撮像素子２０９に対して電気的に接続される。これにより、外部の装置（電源装置等）から上記信号線２００１、２００７、及び２００９を介して撮像素子２０９に電力を供給することが可能となる。なお、支持部２０３側に支持される信号線２００７及び２００９が「第１の信号線」の一例に相当し、ベース部２０５側に支持される信号線２００１が「第２の信号線」の一例に相当する。また、信号線２００７の後方側の端部、または当該端部が接続された端子２００５が「第５の端部」の一例に相当する。また、端子２００３に接続される信号線２００１の前方側の端部が「第６の端部」の一例に相当する。
【０２０１】
また、信号線２０１１は、支持部２０３の前方側の端部に露出した端子２０１３に電気的に接続される。当該端子２０１３は、前述したカメラヘッド１０１における端子１００７に相当する。これにより、外部の装置（電源装置等）から上記信号線２００１、２００７、及び２０１１を介して、支持部２０３の前方側の端部に装着される医療用光学機器に対して電力を供給することが可能となる。
【０２０２】
なお、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転した場合においても、支持部２０３側の端子２００５と、ベース部２０５側の端子２００３との間の電気的な接続関係が維持される。このように、端子２００５と端子２００３との間の電気的な接続関係を維持するための仕組みの詳細については別途後述する。
【０２０３】
駆動部２０７は、ベース部２０５側のピニオンギア２０１７及びモータ２０１５と、支持部２０３側のギア２０１９とにより構成される。図３７に示すように、ベース部２０５の前方側の端部には、ピニオンギア２０１７と、当該ピニオンギア２０１７を回転させるモータ２０１５とが支持されている。このとき、ピニオンギア２０１７は、回転軸が、軸Ｃ２１から半径方向に離間し、かつ当該軸Ｃ２１と略平行となるように支持される。また、支持部２０３は、後方側の端部において、略円筒状の筐体２０３１の側面の一部が内側面を有するように後方に向けて延伸しており、当該内周面に沿ってギア２０１９（内歯車）が形成されている。ピニオンギア２０１７とギア２０１９とは嵌合しており、モータ２０１５の駆動によりピニオンギア２０１７が回転することで、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転する。なお、上記した駆動部２０７の構成はあくまで一例であり、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転させることが可能であれば、駆動部２０７の構成は特に限定されない。具体的な一例として、駆動部２０７は、前述したカメラヘッド１０１の駆動部１０７と同様に、リング状の超音波モータを備えていてもよい。
【０２０４】
ここで、図３９〜図４２を参照して、支持部２０３の構造のうち、特に、後方側の端部の構造についてより詳しく説明する。図３９及び図４０は、変形例に係るカメラヘッドの支持部の構造の一例について説明するための説明図であり、当該支持部の外観を示している。具体的には、図３９は、変形例に係るカメラヘッドの支持部の側面図を示している。また、図４０は、変形例に係るカメラヘッドの支持部を斜め後方から見た斜視図を示している。また、図４１及び図４２は、変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図３９及び図４０に示す支持部２０３を、図３９に示す軸Ｃ２１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。なお、図３９及び図４１に示す軸Ｃ２１は、図３７及び図３９に示す軸Ｃ２１に相当する。また、図３９〜図４２において、図３７及び図３８と同様の符号が付された構成は、図３７及び図３８に示す例と同様の構成を示しているため詳細な説明は省略する。
【０２０５】
図３９及び図４０に示すように、支持部２０３の後方側の端部には、軸Ｃ２１に沿って延伸するように略円筒状の凸部２１１３が、中心軸が当該軸Ｃ２１と略一致するように形成されている。なお、当該凸部１１１８は、軸Ｃ２１に対する動径方向の幅が、筐体２０３１の当該動径方向の幅よりも短くなるように形成されている。また、前述したように、支持部２０３は、後方側の端部において、略円筒状の筐体２０３１の側面の一部が内側面を有するように後方に向けて延伸しており、当該内周面に沿ってギア２０１９が形成されている。
【０２０６】
また、図３９〜図４２に示すように、凸部２１１３の後方側の端部には、光源供給系２１３ａの後方側の端部（以下、「入射面２１３５」とも称する）と、端子２００５の一部とが露出している。なお、前述したように、光源供給系２１３ａは、支持部２０３の後方側の端部において、当該光源供給系２１３ａの後方側の端部の中心軸が軸Ｃ２１（即ち、回転軸）と略一致するように配設される。即ち、ｘｙ平面上において、入射面２１３５の中心の位置は、軸Ｃ２１の位置と略一致することとなる。また、図３９〜図４２に示すように、端子２００５は、凸部２１１３の後方側の端部において、軸Ｃ２１から半径方向に離間した位置に配設される。なお、光源供給系２１３ａの後方側の端部（即ち、入射面２１３５）が、「第３の端部」の一例に相当する。
【０２０７】
続いて、図４３〜図４６を参照して、ベース部２０５の構造のうち、特に、前方側の端部の構造についてより詳しく説明する。図４３及び図４４は、変形例に係るカメラヘッドのベース部の構造の一例について説明するための説明図であり、当該ベース部の外観を示している。具体的には、図４３は、変形例に係るカメラヘッドのベース部を斜め前から見た斜視図を示している。また、図４４は、変形例に係るカメラヘッドのベース部の側面図を示している。また、図４５及び図４６は、変形例に係るカメラヘッドの支持部の内部構造の一例について説明するための説明図であり、図４３及び図４４に示すベース部２０５を、図４４に示す軸Ｃ２１を含むｙｚ平面で切断した場合の断面が示されている。なお、図４４及び図４６に示す軸Ｃ２１は、図３７及び図３９に示す軸Ｃ２１に相当する。また、図４３〜図４６において、図３７及び図３８と同様の符号が付された構成は、図３７及び図３８に示す例と同様の構成を示しているため詳細な説明は省略する。
【０２０８】
図４３、図４５、及び図４６に示すように、ベース部２０５の前方側の端部には、軸Ｃ２１に沿って延伸するように略円筒状に形成された開口を有する凹部２０５３が、当該開口の中心軸が当該軸Ｃ２１と略一致するように形成されている。なお、凹部２０５３は、開口の動径方向の幅（即ち、軸Ｃ２１に対する動径方向の幅）が、筐体２０５１の当該動径方向の幅よりも短くなるように形成されている。また、ピニオンギア２０１７は、ベース部２０５の前方側の端部において、凹部２０５３とは異なる位置に位置するように支持される。即ち、ピニオンギア２０１７は、軸Ｃ２１を中心として凹部２０５３よりも外側に位置することとなる。
【０２０９】
また、凹部２０５３は、内径が、支持部２０３側に設けられた凸部２１１３の外径よりもわずかに広くなるように形成されている、このような構成の基で、凹部２０５３に対して凸部２１１３が嵌合することで、ベース部２０５に対して軸Ｃ２１を中心として支持部２０３が回転可能に支持される。また、凹部２０５３に対して凸部２１１３が嵌合した場合には、ピニオンギア２０１７と、支持部２０３側に設けられたギア２０１９とが嵌合する。このような構成により、ベース部２０５に対して支持部２０３が支持された状態で、モータ２０１５の駆動によりピニオンギア２０１７が回転することで、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転する。
【０２１０】
また、図４５及び図４６に示すように、凹部２０５３の開口と、筐体２０５１の中空部分（即ち、開口２１１７）と、は連接しておらず、当該凹部２０５３には、ｘｙ方向に延伸するように形成された底部２０５５が設けられている。なお、凹部２０５３の開口の深さ（ｚ方向の幅）は、当該凹部２０５３に対して凸部２０１３が嵌合した場合に、当該凸部２１１３の後方側の端部が底部２０５５に当接するように調整されている。
【０２１１】
底部２０５５には、光源供給系２１３ｂの前方側の端部（以下、「出射面２１３７」とも称する）と、端子２００３の一部とが露出している。なお、前述したように、光源供給系２１３ｂは、ベース部２０５の前方側の端部において、当該光源供給系２１３ｂの前方側の端部の中心軸が軸Ｃ２１（即ち、回転軸）と略一致するように配設される。即ち、ｘｙ平面上において、出射面２１３７の中心の位置は、軸Ｃ２１の位置と略一致することとなる。このような構成により、凹部２０５３に対して凸部２１１３が嵌合した場合には、底部２０５５に露出した出射面２１３７と、凸部２１１３の後方側の端部に露出した入射面２１３５と、が対向した状態となる。また、出射面２１３７における光源供給系２１３ｂの中心軸と、入射面２１３５における光源供給系２１３ａの中心軸と、のそれぞれが、軸Ｃ２１と略一致する。そのため、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転した場合においても、出射面２１３７と入射面２１３５とが対向した状態が維持される。なお、光源供給系２１３ｂの前方側の端部（即ち、出射面２１３７）が、「第４の端部」の一例に相当する。
【０２１２】
また、図４５及び図４６に示すように、端子２００３は、底面２０５５において、軸Ｃ２１から半径方向に離間した位置に配設される。また、図４５に示すように、端子２００３は、底面２０５５に露出した部分が、軸Ｃ２１を中心として円周方向に延伸するリング状に形成されている。このとき、軸Ｃ２１と端子２００３とが半径方向に離間した距離は、凸部２１１３の後方側の端部において当該軸Ｃ２１と端子２００５とが半径方向に離間した距離と略等しい。このような構成により、凹部２０５３に対して凸部２１１３が嵌合した場合には、底面２０５５に露出した端子２００３の少なくとも一部（例えば、円周方向の一部）に対して、凸部２１１３の後方側の端部に露出した端子２００５が当接する。即ち、互いに当接した端子２００３及び端子２００５を介して、ベース部２０５側に支持された信号線２００１と、支持部２０３側に支持された信号線２００７（ひいては、信号線２００９及び２０１１）と、が電気的に接続される。また、上述した構成により、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転した場合においても、底面２０５５に露出した端子２００３の少なくとも一部に対して、凸部２１１３の後方側の端部に露出した端子２００５が当接した状態が維持される。即ち、端子２００３と端子２００５との間の電気的な接続関係が維持されることとなる。
【０２１３】
なお、上述した例では、端子２００３がリング状に形成されている場合の一例について説明したが、端子２００３及び２００５のうち少なくとも一方がリング状に形成されていれば、必ずしも端子２００３及び２００５の構成は上述した例のみには限定されない。即ち、端子２００５側がリング状に形成され、当該端子２００５の円周方向の一部に対して端子２００３が当接するように、端子２００３及び２００５が構成されていてもよい。また、端子２００３及び２００５の双方がリング状に形成されていてもよい。
【０２１４】
以上のような構成により、変形例に係るカメラヘッド２０１においては、軸Ｃ２１を中心としてベース部２０５に対して支持部２０３が相対的に回転したとしても、ベース部２０５側の光源供給系２１３ｂ及び信号線２００１が連動して回転しない。即ち、ベース部２０５に対して支持部２０３が回転したとしても、光源供給系２１３ｂと信号線２００１との束によりが生じないこととなる。そのため、変形例に係るカメラヘッド２０１においては、軸Ｃ２１を中心としたベース部２０５に対する支持部２０３の相対的な回転に対して、物理的な制限が実質的に生じないこととなる。
【０２１５】
以上、本開示の一実施形態に係る医療用撮像装置の変形例として、図３７〜図４６を参照して、カメラヘッドの構造の他の一例について説明した。
【０２１６】
＜＜６．応用例＞＞
続いて、本実施形態に係る医療用撮像装置の応用例について説明する。
【０２１７】
＜６．１．応用例１：アームと連動した制御の一例＞
まず、応用例１として、本実施形態に係る医療用撮像装置を支持アーム装置に装着した場合に、当該医療用撮像装置の制御と、アーム部の制御とを連動させる場合の一例について説明する。なお、以降の説明では、支持アーム装置４００のアーム部４２０に対して本実施形態に係る医療用撮像装置が装着されるものとする。
【０２１８】
例えば、図４７は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の一態様について説明するための説明図である。具体的には、図４７は、カメラヘッド１０１に対して固定フォーカスの顕微鏡１５１が装着された医療用撮像装置１５０をアーム部４２０で保持した場合における、アーム部４２０の制御の一例を模式的に示している。図４７において、参照符号１５０ａ及び１５０ｂは、医療用撮像装置１５０により被写体４３００を異なる方向から撮像した場合における、各方向に対応する当該医療用撮像装置１５０の位置を模式的に示している。
【０２１９】
図４７に示す例では、被写体４３００に対して医療用撮像装置１５０を相対的に移動させた場合に、当該医療用撮像装置１５０の撮像範囲内に被写体４３００が位置するように、当該医療用撮像装置１５０を支持するアーム部４２０の動きが制限される。また、このとき、顕微鏡１５１と被写体４３００との間の距離が、当該顕微鏡１５１が被写体４３００に合焦する距離に維持されるように、アーム部４２０の動きが制限されている。このような制御により、顕微鏡１５１が被写体４３００に合焦した状態を維持しながら、当該被写体４３００に対して医療用撮像装置１５０を相対的に移動させる（例えば、ピボット運動させる）ことが可能となる。
【０２２０】
このような場合において、アーム部４２０の動きに応じて、カメラヘッド１０１におけるベース部１０５に対する支持部１０３の相対的な回転（即ち、像素子１０９及び光源供給系１１３の回転）が制御されてもよい。これにより、例えば、アーム部４２０の動きに応じて被写体４３００に対する医療用撮像装置１５０の相対位置が変化した場合においても、ハンドアイコーディネイトが維持されるように、支持部１０３に支持された撮像素子１０９の姿勢を制御することも可能となる。
【０２２１】
また、図４８は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の他の一態様について説明するための説明図である。図４８は、カメラヘッド１０１に対してフォーカス制御が可能な顕微鏡１５１が装着された医療用撮像装置１５０をアーム部４２０で保持した場合における、アーム部４２０の制御の一例を模式的に示している。図４８において、参照符号１５０ａ及び１５０ｃは、医療用撮像装置１５０により被写体４３００を異なる方向から撮像した場合における、各方向に対応する当該医療用撮像装置１５０の位置を模式的に示している。
【０２２２】
図４８に示す例においても、被写体４３００に対して医療用撮像装置１５０を相対的に移動させた場合に、当該医療用撮像装置１５０の撮像範囲内に被写体４３００が位置するように、当該医療用撮像装置１５０を支持するアーム部４２０の動きが制限される。一方で、図４８に示す例では、ＡＦ制御等により顕微鏡１５１が合焦する距離を制御することが可能である。そのため、図４７に示す例とは異なり、顕微鏡１５１と被写体４３００との間の距離が変わったとしても、当該顕微鏡１５１の焦点距離を制御することで、顕微鏡１５１が被写体４３００に合焦した状態を維持することが可能である。即ち、図４８に示す例では、アーム部４２０の動きに応じて顕微鏡１５１と被写体４３００との間の距離が変化した場合に、当該顕微鏡１５１の焦点距離が制御されることで、顕微鏡１５１が被写体４３００に合焦した状態を維持される。
【０２２３】
なお、このような場合においても、図４７に示す例と同様に、アーム部４２０の動きに応じて、カメラヘッド１０１におけるベース部１０５に対する支持部１０３の相対的な回転（即ち、像素子１０９及び光源供給系１１３の回転）が制御されてもよい。
【０２２４】
また、図４９は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第１の応用例の他の一態様について説明するための説明図である。図４９は、カメラヘッド１０１に対して硬性鏡１３１が装着された医療用撮像装置１００をアーム部４２０で保持した場合における、アーム部４２０の制御の一例を模式的に示している。図４９において、参照符号１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃは、硬性鏡１３１がトロッカを介して体腔内に挿入された状態で、体腔内を異なる方向から撮像した場合における、各方向に対応する医療用撮像装置１００の位置及び姿勢を模式的に示している。また、図４９において、参照符号Ｎ１１は、トロッカが保持された位置（以下、「トロッカ点」とも称する）を模式的に示している。
【０２２５】
図４９に示す例では、硬性鏡１３１の位置や姿勢が変化するように医療用撮像装置１００を移動させた場合においても、トロッカ点Ｎ１１の位置（即ち、硬性鏡１３１の鏡筒１３５が挿入された挿入口の位置）が維持されるように、アーム部４２０の動きが制限されている。
【０２２６】
このような場合においても、図４７に示す例と同様に、アーム部４２０の動きに応じて、カメラヘッド１０１におけるベース部１０５に対する支持部１０３の相対的な回転（即ち、像素子１０９及び光源供給系１１３の回転）が制御されてもよい。
【０２２７】
以上、応用例１として、図４７〜図４９を参照して、本実施形態に係る医療用撮像装置を支持アーム装置に装着した場合に、当該医療用撮像装置の制御と、アーム部の制御とを連動させる場合の一例について説明した。
【０２２８】
＜６．２．応用例２：斜視鏡を支持するアームの制御例＞
続いて、応用例２として、カメラヘッド１０１に装着される硬性鏡１３１として斜視鏡を利用する場合において、ハンドアイコーディネイトの維持を可能とする技術の一例について説明する。
【０２２９】
まず、斜視鏡の使用方法と動作について説明する。図５０は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図であり、斜視鏡の動作を説明するための図である。図５０を参照すると、斜視鏡光軸Ｃ１は、硬性鏡軸Ｃ２に対して傾斜している。また、図５０を参照すると、内視鏡装置４２３はカメラヘッドＣＨを有している。
【０２３０】
ここで、スコピストは手術中に、斜視鏡の回転操作に伴い、術者のハンドアイコーディネイトを維持するため、カメラヘッドＣＨを回転させ、モニタ画面の調整を行う。そして、スコピストがカメラヘッドＣＨを回転させると、硬性鏡軸Ｃ２周りにアーム動特性が変化する。モニタ上の表示画面は、斜視鏡光軸Ｃ１周りに回転を行う。図５０には、硬性鏡軸Ｃ２周りの回転角度がｑｉとして示され、斜視鏡光軸Ｃ１周りの回転角度がｑｉ＋１として示されている。
【０２３１】
第２の応用例に係る医療用撮像装置は、上記斜視鏡ユニットを、複数の連動リンクとしてモデル化して制御を行う。例えば、図５１は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図であり、図５０に示すような硬性鏡軸Ｃ２周りの動作および斜視鏡光軸Ｃ１周りの動作の特性をモデル化した場合の一例を示している。図５１を参照すると、各リンクにおける回転角度が示されている。なお、複数の連動リンクのモデル化に際し、当該複数の連動リンクには、実リンクと仮想リンクとが含まれていてもよい。例えば、図５０及び図５１に示す例の場合には、硬性鏡軸Ｃ２が実リンク（実回転リンク）の軸の一例に相当し、斜視鏡光軸Ｃ１が仮想リンク（仮想回転リンク）の軸の一例に相当する。
【０２３２】
また、第２の応用例に係る医療用撮像装置は、連動リンクと相対運動空間を用いた拡張により、統一的に全身協調制御を行う。関節空間には、実回転軸と仮想回転軸が考慮される。実回転軸と仮想回転軸は、アーム構成に依らない。また、運動目的には、デカルト空間に加え、相対運動空間が考慮される。デカルト空間の運動目的を変えることで、様々な動作が可能となる。
【０２３３】
例えば、図５２及び図５３は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図であり、全身協調制御の拡張を６軸アームおよび斜視鏡ユニットに適用した場合における各リンク構成の例を示す図である。
【０２３４】
続いて、仮想リンクの設定について説明する。仮想リンクの設定については、例えば、支持アーム装置４００の動作を制御する制御部により行われる。そこで、以降の説明では、便宜上、当該制御部を「制御部３００」とも称する。
【０２３５】
制御部３００は、仮想リンクの例としての仮想回転リンクを設定する仮想リンク設定部として機能し得る。例えば、制御部３００は、仮想リンクの距離および向きの少なくともいずれか一方を設定することによって仮想リンクを設定する。
【０２３６】
制御部３００は、アームの実回転リンク先端と、斜視鏡光軸Ｃ１上に存在する任意の点及び上記点間を結ぶ線を基準に定義された座標系に基づき仮想回転リンクをモデル化し、全身協調制御を用いる。これによって、アームのハードウェア構成に依存せずに、仮想回転リンク座標系における姿勢固定や、術中であればスコープ挿入位置となるトロッカ点の位置を維持しながら仮想回転リンク先端にある任意点方向への視点固定などの運動目的の実現が可能となる。
【０２３７】
制御部３００は、接続されるスコープ仕様や、空間上の任意の点に基づいて仮想回転リンクを設定することが可能である。
【０２３８】
スコープ仕様は、スコープの斜視角、寸法、フォーカス距離のうち少なくともいずれか一つを含み得る。あるいは、スコープ仕様は、スコープの軸の位置を含んでもよい（スコープの軸に関する情報は、実回転リンクの設定に利用され得る）。これにより、スコープ仕様に応じた運動目的の切り替えも可能となる。
【０２３９】
なお、上記では、スコープが斜視鏡である場合を主に想定した。しかし、上記したように、スコープ仕様に基づきスコープの斜視角を任意に変更可能である。したがって、スコープは、直視鏡であってもよいし、側視鏡であってもよい。
【０２４０】
一般に、斜視鏡スコープの体内挿入量を変更するズーム操作や、斜視鏡視野方向を変えるスコープ回転操作といったユースケースにおいては、斜視鏡光軸方向を考慮せずにアーム実回転リンク情報だけを基準にその操作を行った場合、観察対象物をカメラ中心に捉え続けることは難しい。
【０２４１】
これに対し、観察対象物を先端とした仮想回転リンクをモデル化することで、アーム実回転リンクとその先に接続される仮想回転リンクとの接続関係（斜視鏡の場合斜視角に相当）を維持したまま、仮想回転リンク先端注視動作を運動目的として与えるとよい。すなわち、制御部３００は、斜視角可変型の斜視鏡のズーム操作または回転操作に基づいて、仮想回転リンクを動的に更新するとよい。かかる例について、図５４および図５５を参照しながら説明する。
【０２４２】
図５４は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図であり、斜視角可変型の斜視鏡のズーム操作を考慮した仮想回転リンクの更新について説明するための図である。図５４を参照すると、斜視角可変型の斜視鏡４１００と観察対象物４３００とが示されている。例えば、図５４に示されるように、制御部３００は、ズーム操作が行われた場合、仮想回転リンクの距離および向きを変更することによって（図５４に示されるように、拡大操作の場合には、仮想回転リンクの距離を短くし、仮想回転リンクの向きをスコープ軸に対して大きく傾けることによって）、観察対象物４３００がカメラ中心に捉えられ、運動目的が実現され得る。
【０２４３】
図５５は、本実施形態に係る医療用撮像装置の第２の応用例について説明するための説明図であり、斜視角可変型の斜視鏡の回転操作を考慮した仮想回転リンクの更新について説明するための図である。図５５を参照すると、斜視角可変型の斜視鏡４１００と観察対象物４３００とが示されている。例えば、図５５に示されるように、制御部３００は、回転操作が行われた場合、図５５に示されるように、仮想回転リンクの距離を一定にすることによって）、観察対象物４３００がカメラ中心に捉えられ、運動目的が実現され得る。
【０２４４】
また、上述した仮想リンクの設定に係る技術を、本実施形態に係る医療用撮像装置の利用を前提として適用することも可能である。具体的には、前述したカメラヘッド１０１において、駆動部１０７の駆動によりベース部１０５に対して支持部１０３が相対的に回転する部分を、実回転リンクとしてみなして、仮想リンク（仮想回転リンク）の設定が行われればよい。
【０２４５】
以上、応用例２として、図５０〜図５５を参照して、カメラヘッド１０１に装着される硬性鏡１３１として斜視鏡を利用する場合において、ハンドアイコーディネイトの維持を可能とする技術の一例について説明する。
【０２４６】
＜＜７．むすび＞＞
以上説明したように、本実施形態に係る医療用撮像装置は、患部の像を撮像する撮像部と、光源からの光が上記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、上記撮像部と上記光源供給系とを支持する支持部と、駆動部とを備える。また、駆動部は、上記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と上記光源供給系とが一体的に回転するように上記支持部を回転させる。
【０２４７】
以上のような構成により、例えば、撮像部の前段に対して撮像光学系（例えば、硬性鏡等の医療用光学機器）を別途装着した場合においても、撮像部の前段に対して撮像光学系が位置する状態が維持されたまま当該撮像部及び当該撮像光学系を一体的に回転させることが可能となる。即ち、支持部を回転させた場合においても、撮像部の前段に撮像光学系が位置する状態が維持される。これは、支持部に支持された光源供給系の後段に対して、別途光源供給系（即ち、医療用光学機器に設けられた光源供給系）を別途装着した場合についても同様である。
【０２４８】
また、上記のような構成により、光源からの光を導光するライトガイドを、医療用撮像装置の後方から当該光源に向けて延伸するように設けることが可能となる。これにより、例えば、硬性鏡等の医療用光学機器に対して上記ライトガイドを接続するための接続部を別途設ける必要がなくなり、シンプルな構成となる。そのため、本実施形態に係る医療用撮像装置は、医療用光学機器に対してライトガイドを接続するための接続部が設けられている場合に比べて、術者による当該医療用撮像装置の取り回しが容易となり、ひいては操作性が向上する。
【０２４９】
また、本実施形態に係る医療用撮像装置は、支持部の回転に応じて、撮像部により撮像された画像が回転補正されるように制御することも可能である。これにより、本実施形態に係る医療用撮像装置は、術者のハンドアイコーディネイトの維持をより好適な態様で実現することが可能となる。
【０２５０】
また、本実施形態に係る医療用撮像装置は、支持部（換言すると、カメラヘッド）に対して、硬性鏡や顕微鏡等の医療用光学機器を選択的に装着することが可能である。また、このとき、装着する医療用光学機器に応じて、別途ライトガイドを当該医療用光学機器に接続する等の作業が不要となる。即ち、術者は、用途や手技に応じた医療用光学機器を支持部に装着すればよく、手術のたびに機器をテーラーメードで準備するような煩雑な作業が不要となる。また、支持部に対して装着する医療用光学機器を選択的に切り替えることで多様な手技に利用することが可能となるため、手技ごとに機器を個別に保持する必要がなくなり、機器の稼働率の向上、保管場所の削減、及び低コスト化等の効果を期待することも可能となる。また、術者は、複数の機器について操作方法を習得する必要がなくなるため、当該術者の負担を軽減することも可能となる。
【０２５１】
なお、上述した例では、カメラヘッドに対して内視鏡（硬性鏡）や顕微鏡等の医療用光学機器が着脱可能に構成されている場合の一例について説明したが、必ずしも本実施形態に係る医療用撮像装置の構成を限定するものではない。即ち、ベース部に対して支持部が相対的に回転することで、当該支持部に支持された撮像素子と光源供給系とが一体的に回転すれば、カメラヘッドと医療用光学機器とが一体的に構成されていてもよい。また、上記では、本実施形態に係る医療用撮像装置の一例として、アーム部により支持されるカメラヘッドの構成の一例について説明したが、必ずしも本実施形態に係る技術の適用先を限定するものではない。即ち、撮像素子と光源供給系とが一体的に構成されることで１つのユニットが構成されれば、上述した本開示に係る技術を適用することが可能である。
【０２５２】
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かか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、各種の変更例また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。
【０２５３】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的また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、また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。
【０２５４】
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）
患部の像を撮像する撮像部と、
光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、
前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、
前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、
を備える、医療用撮像装置。
（２）
前記支持部は、前記撮像部に対して前記患部の像を取得する撮像光学系を着脱可能に構成され、
前記撮像部は、前記撮像光学系により取得された前記患部の像を撮像する、
前記（１）に記載の医療用撮像装置。
（３）
前記支持部の姿勢を検出する姿勢検出部を備える、前記（１）または（２）に記載の医療用撮像装置。
（４）
前記姿勢の検出結果に応じて、前記撮像部による撮像結果に応じた前記患部の画像の向きを補正する補正部を備える、前記（３）に記載の医療用撮像装置。
（５）
前記姿勢の検出結果に応じた情報と、前記患部の画像と、が他の装置に送信される、前記（３）に記載の医療用撮像装置。
（６）
前記軸に沿う開口部を有する中空状に構成され、前記支持部を支持するベース部を備え、
前記駆動部は、前記ベース部に対して前記支持部を相対的に回転させ、
前記ベース部の中空部分に、前記撮像部に電力を供給するための信号線と、前記光源からの光を導光させる光源供給系と、が前記軸に沿って延伸するように配設される、
前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の医療用撮像装置。
（７）
前記支持部に支持された前記光源供給系は、
導光された光が出射される出射端とは逆側に延伸する部分が、前記ベース部の前記中空部分を前記軸に沿って貫通するように支持される、
前記（６）に記載の医療用撮像装置。
（８）
前記撮像部に接続された当該撮像部に電力を供給するための信号線は、
前記撮像部に接続された端部とは逆側に延伸する部分が、前記ベース部の前記中空部分を前記軸に沿って貫通するように支持される、
前記（６）または（７）に記載の医療用撮像装置。
（９）
前記光源供給系として、前記支持部に支持された第１の光源供給系と、前記ベース部に支持された第２の光源供給系と、を含み、
前記第１の光源供給系及び前記第２の光源供給系は、それぞれが延伸する方向の端部が対向するように支持される、
前記（６）に記載の医療用撮像装置。
（１０）
前記信号線として、前記支持部に支持された第１の信号線と、前記ベース部に支持された第２の信号線と、を含み、
前記第１の信号線及び前記第２の信号線は、それぞれが延伸する方向の端部が電気的に接続される、
前記（６）または（９）に記載の医療用撮像装置。
（１１）
前記第１の信号線及び前記第２の信号線それぞれの前記端部のうち、一方が前記軸を中心に円周方向に延伸するように形成された電極に電気的に接続され、他方が前記電極の少なくとも一部と当接する、
前記（１０）に記載の医療用撮像装置。
（１２）
前記支持部及び前記ベース部のそれぞれは、前記軸を中心軸とした略円筒状の筐体を有し、
前記駆動部は、前記中心軸を中心として、前記支持部の筐体を、当該筐体の円周方向に、前記ベース部の筐体に対して相対的に回転させる、
前記（６）〜（１１）のいずれか一項に記載の医療用撮像装置。
（１３）
前記駆動部は、リング状の超音波モータを含む、前記（１２）に記載の医療用撮像装置。
（１４）
患者の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備え、
前記撮像部は、前記内視鏡部により取得された前記患部の像を撮像する、
前記（１）〜（１３）のいずれか一項に記載の医療用撮像装置。
（１５）
前記患部の拡大像を取得する顕微鏡部を備え、
前記撮像部は、前記顕微鏡部により取得された前記拡大像を撮像する、
前記（１）〜（１３）のいずれか一項に記載の医療用撮像装置。
（１６）
医療用撮像装置と、
前記医療用撮像装置を支持するアーム部と、
前記アーム部の姿勢を制御する制御部と、
を備え、
前記医療用撮像装置は、
患部の画像を撮像する撮像部と、
光源からの光が前記患部に投光されるように当該光を導光させる光源供給系と、
前記撮像部と前記光源供給系とを支持する支持部と、
前記撮像部の撮像方向に延伸する軸を中心として、当該撮像部と前記光源供給系が回転するように前記支持部を回転させる駆動部と、
を備える、
医療用観察システム。
（１７）
前記駆動部は、前記アーム部の姿勢に応じて、前記支持部を回転させる、前記（１６）に記載の医療用観察システム。
（１８）
前記支持部は、前記撮像部に対して前記患部の像を取得する撮像光学系を着脱可能に構成され、
前記駆動部は、前記支持部に装着された前記撮像光学系と、前記アーム部の姿勢と、に応じて、前記支持部を回転させる、
前記（１７）に記載の医療用観察システム。
（１９）
前記駆動部は、前記撮像光学系として斜視鏡が装着された場合に、当該斜視鏡の斜視角と、前記アーム部の姿勢と、に応じて、前記支持部を回転させる、前記（１８）に記載の医療用観察システム。
（２０）
前記制御部は、前記患部と前記医療用撮像装置との間の位置関係に応じて、前記アーム部の姿勢を制御し、
前記駆動部は、前記アーム部の姿勢に応じて、前記支持部を回転させる、
前記（１７）または（１８）に記載の医療用観察システム。
（２１）
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記撮像部の撮像範囲内に前記患部が位置する状態が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、前記（２０）に記載の医療用観察システム。
（２２）
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記撮像部と前記患部との間の距離が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、前記（２１）に記載の医療用観察システム。
（２３）
前記医療用撮像装置は、患者の体腔内に挿入される鏡筒を含む内視鏡部を備え、
前記制御部は、前記医療用撮像装置の位置が変化した場合においても前記体腔内への前記鏡筒の挿入口の位置が維持されるように、前記アーム部の運動を制限する、
前記（１７）または（１８）に記載の医療用観察システム。
【符号の説明】
【０２５５】
１００  医療用撮像装置
１０１  カメラヘッド
１０３  支持部
１０５  ベース部
１０７  駆動部
１０９  撮像素子
１１１  撮像光学系
１１３  光源供給系
１１５  操作部
１２１  アダプタ
１３１  硬性鏡
１３３  ベース部
１３５  鏡筒
１３７  撮像光学系
１３９  光源供給系
１５１  顕微鏡
１５３  鏡筒
１５５  撮像光学系
１５７  光源供給系
【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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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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