(57)【要約】  医療用観察システムは、対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置（２）と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ撮像装置（２）に交換可能に装着される鏡筒（硬性鏡：３）と、ライトガイドを介して鏡筒の照明光学系に接続される光源装置（４）と、を備え、光源装置（４）は、照明光学系を導光されかつ対象物を照明する第１の光を発光する第１光源（４１）と、飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源（４２）と、を有し、飛行時間型センサは、対象物を反射して鏡筒の撮像光学系を通過した第２の光を受光する。
2020170621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、
照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、
ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、
を備え、
前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、
前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する
医療用観察システム。
【請求項２】
前記光源装置を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出する
請求項１に記載の医療用観察システム。
【請求項３】
前記鏡筒は、前記第２光源からの前記第２の光を前記照明光学系により導光させて前記対象物に向けて出射する
請求項２に記載の医療用観察システム。
【請求項４】
前記制御装置は、算出した前記対象物までの前記距離に基づいて、前記対象物までの距離に関する報知処理を実行する
請求項３に記載の医療用観察システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記対象物までの距離を報知する
請求項４に記載の医療用観察システム。
【請求項６】
前記制御装置は、算出した前記対象物までの前記距離が閾値よりも近づいた場合に、前記鏡筒が前記対象物に接近していることを報知するための処理を実行する
請求項４に記載の医療用観察システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１光源と前記第２光源とを異なるタイミングで発光させる
請求項２に記載の医療用観察システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記光源装置及び前記撮像装置の少なくとも一方と通信する通信部をさらに備え、
前記通信部を介して、前記飛行時間型センサと前記第２光源が光を発光するタイミングとを同期させる
請求項７に記載の医療用観察システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記鏡筒の前記照明光学系及び前記撮像光学系、前記ライトガイド、前記光源装置、及び前記撮像装置のそれぞれの光学距離を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記光学距離と前記飛行時間型センサの検出結果とに基づいて前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出する算出部と、
をさらに有する
請求項２に記載の医療用観察システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、複数種類の前記鏡筒及び前記ライトガイドの少なくとも一方の前記光学距離を示す光学距離情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記取得部は、前記記憶部に記憶している前記光学距離情報から前記鏡筒及び前記ライトガイドの少なくとも一方の前記光学距離を取得する
請求項９に記載の医療用観察システム。
【請求項１１】
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具をさらに備え、
前記制御装置は、前記治具の前記反射部を用いた前記飛行時間型センサの検出結果と前記所定距離と前記光源装置及び前記撮像装置の前記光学距離とに基づいて、前記鏡筒及び前記ライトガイドの前記光学距離の和を算出する第２算出部をさらに備え、
前記取得部は、前記第２算出部が算出した前記光学距離の和に基づいて前記光学距離を取得する
請求項９に記載の医療用観察システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記治具により前記反射部が前記鏡筒の先端から前記所定距離の位置に位置付けられている場合に、前記算出部によって算出された前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離と前記所定距離とに基づいて補正情報を作成する作成部をさらに備え、
前記取得部は、前記作成部が作成した前記補正情報に基づいて前記光学距離を取得する
請求項１１に記載の医療用観察システム。
【請求項１３】
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置とを備える医療用観察システムと、
複数のリンクが関節部により回動可能に連結され、前記撮像装置を保持可能に構成された支持アームと、
を有する医療用システムであって、
前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、
前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する
医療用システム。
【請求項１４】
前記支持アームを制御するアーム制御装置をさらに備え、
前記アーム制御装置は、前記飛行時間型センサの検出結果に基づく前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離に応じて、前記関節部を制御する
請求項１３に記載の医療用システム。
【請求項１５】
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、を備える医療用観察システムの距離測定方法であって、
前記鏡筒の前記照明光学系及び前記撮像光学系、前記ライトガイド、前記光源装置、及び前記撮像装置のそれぞれの光学距離を取得するステップと、
前記光源装置に光を発光させるステップと、
取得した前記光学距離と前記飛行時間型センサの検出結果とに基づいて前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
を含む距離測定方法。
【請求項１６】
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具が装着された状態で、前記光源装置に光を発光させるステップと、
前記治具を装着した状態における前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒及び前記ライトガイドの光学距離の和を算出するステップと、
前記治具を装着していない状態における前記飛行時間型センサの検出結果と前記光学距離の和とに基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
をさらに含む
請求項１５に記載の距離測定方法。
【請求項１７】
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具が装着された状態で、前記光源装置に光を発光させるステップと、
前記治具を装着した状態における前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離と前記所定距離とに基づいて補正情報を作成するステップと、
前記治具を装着していない状態における前記飛行時間型センサの検出結果と前記補正情報とに基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
をさらに含む
請求項１５に記載の距離測定方法。
【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、医療用システム及び距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内視鏡は、撮像装置を用いて被写体を撮像し、当該被写体を観察する。特許文献１には、ＴＯＦ（Time-Of-Flight）測定光源とＴＯＦ測定用撮像素子とを備える内視鏡の撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７６８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術では、ＴＯＦ測定光源及びＴＯＦ測定用撮像素子を撮像装置内に設け、当該撮像装置に装着された内視鏡（スコープ）の光学系を往復させると、ＴＯＦ測定用撮像素子で受光する光量に損失が生じる。また、多様な被写体に対応するために、撮像装置には、透過率、長さ、太さ等が異なる複数種類の硬性鏡を装着させたいとの要望がある。【０００５】
そこで、本開示では、飛行時間型センサを備える撮像装置に複数種類の鏡筒を交換可能に装着することができる医療用観察システム、医療用システム及び距離測定方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の医療用観察システムは、対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、を備え、前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する。【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の医療用システムは、対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記内視鏡の前記照明光学系に接続される光源装置とを備える医療用観察システムと、複数のリンクが関節部により回動可能に連結され、前記撮像装置を保持可能に構成された支持アームと、前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する。【０００８】
また、本開示に係る一形態の距離測定方法は、対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、を備える医療用観察システムの距離算出方法であって、前記鏡筒の前記照明光学系及び前記撮像光学系、前記ライトガイド、前記光源装置、及び前記撮像装置のそれぞれの光学距離を取得するステップと、前記光源装置に光を発光させるステップと、取得した前記光学距離と前記飛行時間型センサの検出結果とに基づいて前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る内視鏡システム及び医療用システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る硬性鏡の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る光源装置の構成例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る内視鏡システムにおける光路と距離とを説明するための図である。
【図６】第１の実施形態に係る内視鏡システムの機能構成の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る制御装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の変形例に係る制御装置の光学距離情報の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る制御装置の構成を示した図である。
【図１１】第２の実施形態に係る制御装置が実行する設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態に係る制御装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態の変形例に係る制御装置の構成を示した図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例に係る制御装置が実行する設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態の変形例に係る制御装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
［第１の実施形態に係る内視鏡システム及び医療用システムの概要］
図１は、第１の実施形態に係る内視鏡システム及び医療用システムの概略構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、医療分野において用いられ、人体等の対象物の内部の被写体を観察するシステムである。内視鏡システム１は、医療用観察システムの一例である。内視鏡システム１は、例えば、撮像装置２が医療用の支持アーム５０２７に支持されることで、撮像装置２に装着された硬性鏡３が被写体等の対象物に対して移動可能な構成となっている。本実施形態では、内視鏡システム１は、医療用システム５０２０に含まれる。すなわち、医療用システム５０２０は、支持アーム５０２７と、内視鏡システム１と、を有する。医療用システム５０２０は、体内を観察する内視鏡システム１の撮像装置２を支持アーム５０２７で移動可能に保持する構成となっている。
【００１２】
［支持アーム］
支持アーム５０２７は、複数のリンクが関節部により回動可能に連結され、体内を観察する撮像装置２を保持可能に構成されている。例えば、支持アーム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、から構成される多関節アームである。図１に示す一例では、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システム１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システム１の硬性鏡３を患者の体腔内に挿入することが可能になる。
【００１３】
例えば、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、支持アーム５０２７は、内視鏡システム１の硬性鏡３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。本実施形態では、医療用システム５０２０は、支持アーム５０２７（多関節アーム）を制御するアーム制御装置５０４５をさらに有する。アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）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５０２７の駆動を制御する。アーム制御装置５０４５は、硬性鏡３の先端から対象物までの距離に応じて、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃを制御する機能を提供する。また、例えば、支持アーム５０２７は、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにアクチュエータを設けずに各関節部を適宜固定可能な構成とすることによっても、保持する内視鏡を所望の位置及び姿勢に変更可能である。
【００１４】
［内視鏡システム］
内視鏡システム１は、例えば、光の透過率、長さ、太さ等が異なる、つまり機能的・機械的仕様が異なる複数種類の硬性鏡３が交換可能な構成となっている。換言すると、内視鏡システム１は、複数種類の硬性鏡３の中から選択された１つの硬性鏡３が撮像装置２に着脱自在に装着される構成となっている。
【００１５】
図１に示す一例では、内視鏡システム１は、撮像装置２と、硬性鏡３と、光源装置４と、制御装置５と、ライトガイド６と、を備える。
【００１６】
撮像装置２は、例えば、カメラヘッドである。撮像装置２は、硬性鏡３の装着部３３に着脱自在に接続される。撮像装置２は、硬性鏡３からの被写体像を撮像して当該撮像結果を出力する。撮像装置２は、伝送ケーブル７を介して制御装置５に撮像結果を出力する。なお、撮像装置２は、伝送ケーブル７を用いずに、制御装置５と無線による通信が可能な構成としてもよい。
【００１７】
撮像装置２は、対象物までの距離を検出可能な飛行時間型（ＴＯＦ：Time-Of-Flight）センサ２５をさらに備える。ＴＯＦセンサ２５は、光源装置４が赤外光を発光し、当該赤外光が対象物に反射して受光するまでの時間を検出する。換言すると、ＴＯＦセンサ２５は、光の飛行時間を検出する。ＴＯＦセンサ２５は、伝送ケーブル７を介して、検出結果を制御装置５に出力する。
【００１８】
硬性鏡３は、生体内に挿入される硬質の内視鏡（スコープ）である。図１に示す一例では、硬性鏡３は、例えば、透過率、長さ、形状、材質等が異なる４種類の硬性鏡３を含む。なお、硬性鏡３の種類の数については、これに限定されない。また、以下の説明では、４種類の硬性鏡３のそれぞれを区別する説明においては、４種類の硬性鏡３を適宜、硬性鏡３Ａ、硬性鏡３Ｂ、硬性鏡３Ｃ、及び硬性鏡３Ｄと称する。
【００１９】
硬性鏡３は、挿入部３１と、接続部３２と、装着部３３と、を有する。挿入部３１は、例えば、細長形状を有し、自然孔または人工孔を通じて生体内に挿入される。挿入部３１の内部は、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する撮像光学系が設けられている。接続部３２は、ライトガイド６の一端６１が着脱自在に接続され、光源装置４から供給された光を挿入部３１内に伝達する。挿入部３１は、接続部３２を介して供給された光を挿入部３１の先端３１ａから生体内に照射する。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、硬性鏡３内の撮像光学系により撮像装置２へ導光される。装着部３３は、撮像装置２に着脱自在に装着するように構成されている。装着部３３は、挿入部３１の先端３１ａから挿入部３１内を導光した光が撮像装置２に向かって通過する。
【００２０】
図１に示す一例では、硬性鏡３Ａは、硬性鏡３Ｂよりも挿入部３１が長い構成となっている。硬性鏡３Ｂは、硬性鏡３Ｃよりも挿入部３１が長い構成となっている。硬性鏡３Ｃは、硬性鏡３Ｄと挿入部３１の長さが同一の構成となっている。硬性鏡３Ｄは、挿入部３１の径のサイズが他の硬性鏡３よりも太い構成となっている。そして、硬性鏡３Ａ、硬性鏡３Ｂ、硬性鏡３Ｃ、及び硬性鏡３Ｄは、対象物に適したものが選択されて撮像装置２に装着される。
【００２１】
光源装置４は、ライトガイド６の他端６２が着脱自在に接続され、当該ライトガイド６を導光させる光を供給する。光源装置４は、伝送ケーブル８を介して制御装置５に電気的に接続されており、制御装置５の制御により発光（駆動）が制御される。光源装置４は、撮像装置２及び硬性鏡３の外部に設けられている。光源装置４は、第１光源４１と、第２光源４２と、を有する。第１光源４１は、対象物を照明する可視光を発光する。第１光源４１が発した光は、ライトガイド６及び硬性鏡３の内部を導光され、硬性鏡３の先端３１ａから対象物に向かって出射される。第２光源４２は、ＴＯＦセンサ２５に検出させる赤外光を発光する。第２光源４２が発した赤外光は、ライトガイド６及び硬性鏡３の内部を導光され、硬性鏡３の先端３１ａから対象物に向かって出射される。そして、赤外光の反射光は、硬性鏡３の挿入部３１の撮像光学系を導光され、撮像装置２内のＴＯＦセンサ２５へ導光される。
【００２２】
制御装置５は、伝送ケーブル７を介して入力された各種情報を処理する。制御装置５は、例えば、撮像装置２により撮像された撮像結果を表示装置等に表示させる処理を実行する。制御装置５は、例えば、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera  Control  Unit）を用いることができる。制御装置５は、例えば、第２光源４２を発光させてからＴＯＦセンサ２５が赤外光を検出するまでの時間に基づいて、硬性鏡３の先端２１ａから対象物までの距離を算出する処理を実行する。なお、対象物までの距離の算出方法について、後述する。そして、制御装置５は、算出した距離を支持アーム５０２７のアーム制御装置５０４５等に出力する。これにより、アーム制御装置５０４５等は、当該距離に基づいて、硬性鏡３と対象物とが接触しないように内視鏡システム１の硬性鏡３の位置を制御する。
【００２３】
ライトガイド６は、一端が光源装置４に着脱自在に接続されるとともに、他端が硬性鏡３の接続部３２に着脱自在に接続される。ライトガイド６は、例えば、光ファイバー等を用いることができる。ライトガイド６は、光源装置４から供給された光を一端から他端に導光し、硬性鏡３に供給する。ライトガイド６は、例えば、ライトガイド６を識別する識別情報、ライトガイド６の光学距離を示す光学距離情報等を記憶する記憶手段を有してもよい。記憶手段は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子であってもよい。記憶手段は、例えば、接点ピンのパターン等であってもよい。
【００２４】
［撮像装置の構成］
次に、第１の実施形態に係る撮像装置２の構成の一例を説明する。図２は、第１の実施形態に係る撮像装置２の構成例を示す図である。図２に示すように、撮像装置２は、レンズ２１と、プリズム２２と、第１撮像素子２３と、第２撮像素子２４と、ＴＯＦセンサ２５と、を備える。レンズ２１とプリズム２２と第１撮像素子２３と第２撮像素子２４とＴＯＦセンサ２５とは、筐体２０の内部に収容されている。筐体２０は、硬性鏡３が取り付けられる取り付け部２０ａを有する。筐体２０は、硬性鏡３の観測光学系を導光された対象物の反射光が入射される。
【００２５】
レンズ２１は、観察光源系の一部のレンズである。プリズム２２は、第１プリズム２２ａと、第２プリズム２２ｂと、第３プリズム２２ｃと、を有する。第１プリズム２２ａと第２プリズム２２ｂと第３プリズム２２ｃとは、３種類の光学プリズムであり、互いに接合されている。プリズム２２は、レンズ２１に近い側から順に、第１プリズム２２ａ、第２プリズム２２ｂ、及び第３プリズム２２ｃが配置されている。
【００２６】
図２に示す一例では、プリズム２２は、第１プリズム２２ａと第２プリズム２２ｂとの接合面、及び、第２プリズム２２ｂと第３プリズム２２ｃとの接合面を、ビームスプリッタ（Beam  Splitter：ＢＳ）、偏光ビームスプリッタ（Polarizing  Beam  Splitter：ＰＢＳ）、又は、波長選択フィルタ（例えばダイクロイックミラー）の少なくとも何れかとして機能させる。これにより、プリズム２２は、硬性鏡３の同一の光学系を通過した赤外光と他の光とを、互いに区別することが可能となっている。
【００２７】
第１撮像素子２３は、可視光観察用の撮像素子である。第２撮像素子２４は、特殊光観察用の撮像素子である。第１撮像素子２３及び第２撮像素子２４は、光源装置４の第１光源が発光し、被写体等で反射した反射光を受光する。第１撮像素子２３及び第２撮像素子２４は、レンズ２１を通過した反射光を受光して電気信号に変換する構成となっている。第１撮像素子２３及び第２撮像素子２４は、例えば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。第１撮像素子２３は、第１プリズム２２ａと第２プリズム２２ｂとの接合面で反射した反射光を受光するように、筐体２０内に配置されている。第２撮像素子２４は、第２プリズム２２ｂと第３プリズム２２ｃとの接合面で反射した反射光を受光するように、筐体２０内に配置されている。ＴＯＦセンサ２５は、第１プリズム２２ａ、第２プリズム２２ｂ及び第３プリズム２２ｃの順に通過した反射光を受光するように、筐体２０内に配置されている。
【００２８】
［硬性鏡の構成］
次に、第１の実施形態に係る硬性鏡３の構成の一例を説明する。図３は、第１の実施形態に係る硬性鏡３の構成例を示す図である。図３に示しように、硬性鏡３は、挿入部３１と、接続部３２と、装着部３３と、照明光学系３４と、撮像光学系３５と、を有する。照明光学系３４は、例えば、挿入部３１の先端３１ａから接続部３２にわたって設けられた光ファイバーで構成されている。照明光学系３４は、光ファイバーを用いることで、ライトガイド６との接続部分以外ではロスなく、ライトガイド６からの光を挿入部３１の先端３１ａまで導光することができる。照明光学系３４は、挿入部３１の先端３１ａから光を出射することで、被写体の照明を可能としている。
【００２９】
撮像光学系３５は、対象物で反射した光が通過する硬性鏡３の光路である。撮像光学系３５は、複数のレンズで構成されている。複数のレンズは、例えば、対物、リレー系、接眼等のレンズを含む。図３に示す一例では、撮像光学系３５は、７つのレンズを設ける場合について説明するが、レンズの数はこれに限定されない。例えば、光は、１枚のレンズを透過するごとに１０％のロスとなり、０．９レンズ枚数×１００％の透過率となる。このため、図３に示す撮像光学系３５は、光が７枚のレンズを通過することで、４８％の透過率となる。例えば、撮像光学系３５は、１５枚のレンズを有する場合、２１％の透過率となる。撮像光学系３５は、硬性鏡３の先端３１ａから入射した被写体の反射光が撮像装置２に向かって透過する。
【００３０】
［光源装置の構成］
次に、第１の実施形態に係る光源装置４の構成の一例を説明する。図４は、第１の実施形態に係る光源装置４の構成例を示す図である。図４に示すように、光源装置４は、複数の第１光源４１と、第２光源４２と、複数のダイクロイックミラー４３と、ミラー４４と、集光レンズ４５と、出射口４６と、を有し、筐体４０内に収容している。複数の第１光源４１は、例えば、赤色、緑色、青色等の光を発光する光源を有する。第２光源４２は、例えば、赤外光を発光する光源を有する。複数のダイクロイックミラー４３は、複数の第１光源４１のそれぞれに対向するように配置され、当該第１光源４１が発光する波長の可視光のみを集光レンズ４５に向けて反射する。複数のダイクロイックミラー４３は、特定の波長以外の光を通過させる。ミラー４４は、第２光源４２が発した赤外光を集光レンズ４５に向けて反射する。集光レンズ４５は、複数のダイクロイックミラー４３及びミラー４４からの光を集光する。出射口４６は、集光レンズ４５で集光した光をライトガイド６へ出射する。なお、光源装置４の第１光源４１は、例えば、赤色、緑色及び青色以外の色の光を発光する光源を有してもよい。
【００３１】
次に、第１の実施形態に係る内視鏡システム１の構成例における光路と距離との関係について説明する。図５は、第１の実施形態に係る内視鏡システム１における光路と距離とを説明するための図である。図５に示すように、内視鏡システム１のＴＯＦセンサ２５の光路は、光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４、光学距離Ｌ５及び距離Ｄ６を有する。光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４、光学距離Ｌ５は、光源装置４、ライトガイド６、硬性鏡３の照明光学系３４、硬性鏡３の撮像光学系３５、撮像装置２のそれぞれの光学距離を示している。光学距離は、例えば、光が触媒中、導光部材等を通るとき、その触媒の屈折率と通過距離との積で表すことができる。換言すると、光学距離は、ノギス等で計測できない距離である。
【００３２】
光学距離Ｌ１は、光源装置４において、ＴＯＦセンサ２５用の第２光源４２から出射口４６までの光学距離を示している。光学距離Ｌ２は、ライトガイド６における光学距離を示している。光学距離Ｌ３は、硬性鏡３において、照明光学系３４の光学距離を示している。光学距離Ｌ４は、硬性鏡３において、撮像光学系３５の光学距離を示している。換言すると、光学距離Ｌ４は、硬性鏡３の先端３１ａから撮像装置２の取り付け部２０ａまでの光学距離を示している。光学距離Ｌ５は、撮像装置２において、取り付け部２０ａからＴＯＦセンサ２５までの光学距離を示している。距離Ｄ６は、硬性鏡３の先端３１ａから被写体（対象物）までの距離を示している。
【００３３】
内視鏡システム１において、光源装置４が発光した光は、ライトガイド６、硬性鏡３の照明光学系３４を導光され、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍに向けて出射される。被写体Ｍは、対象物の一例である。被写体Ｍで反射した光は、硬性鏡３の先端３１ａから内部に入射し、撮像光学系３５を通過して撮像装置２のＴＯＦセンサ２５に受光される。第１の実施形態に係る内視鏡システム１は、照射側と反射側の光学距離が異なるため、光源装置４、ライトガイド６、硬性鏡３の先端３１ａまでの照射側の光学距離と、反射側の光学距離とが必要となる。
【００３４】
例えば、光の速度をＶ、光源装置４が光を発してからＴＯＦセンサ２５で受光されるまでの時間をＴとする。この場合、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６は、測定値としての光源装置４が光を発してからＴＯＦセンサ２５で受光されるまでの時間Ｔと、以下の式（１）とによって算出することができる。
Ｄ６＝［（Ｖ×Ｔ）−（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）］／２  ・・・式（１）
【００３５】
制御装置５は、光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４及び光学距離Ｌ５と式（１）とを用いて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。
【００３６】
［第１の実施形態に係る内視鏡システムの動作］
次に、第１の実施形態に係る内視鏡システム１の動作の一例について、図５を参照して説明する。例えば、内視鏡システム１は、撮像装置２に硬性鏡３が装着されると、当該硬性鏡３と光源装置４とがライトガイド６により接続される。内視鏡システム１は、制御装置５が光源装置４の第１光源４１及び第２光源４２を発光させる。光源装置４が発した光は、ライトガイド６を通過して硬性鏡３に入射する。硬性鏡３に入射した光は、挿入部３１の照明光学系３４を導光され、先端３１ａから被写体Ｍに向けて出射される。この出射光は、第１光源４１の可視光を含むので、被写体Ｍを照明することができる。また、被写体Ｍで反射した反射光は、硬性鏡３の先端３１ａから撮像光学系３５に入射する。撮像光学系３５に入射した光は、撮像光学系３５を通過して撮像装置２に入射される。撮像装置２に入射した光は、赤外光がＴＯＦセンサ２５で受光され、それ以外の光が第１撮像素子２３及び第２撮像素子２４で受光される。その結果、ＴＯＦセンサ２５は、光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４及び光学距離Ｌ５と、距離Ｄ６×２とを通過した赤外光の時間を検出することができる。また、撮像装置２は、撮像光学系３５を通過した光により被写体Ｍの画像を得ることができる。
【００３７】
以上のように、第１の実施形態に係る内視鏡システム１は、撮像装置２に交換された硬性鏡３が装着されると、ライトガイド６を介して、被写体を照明する光とＴＯＦセンサ２５に検出させる赤外光とを硬性鏡３の照明光学系３４に導光させる。そして、内視鏡システム１は、被写体Ｍで反射して硬性鏡３の撮像光学系３５を通過した赤外光をＴＯＦセンサ２５によって検出する。これにより、内視鏡システム１は、照明用の第１光源４１を有する光源装置４に、ＴＯＦセンサ２５用の赤外光を発光する第２光源４２を設けることで、撮像装置２にＴＯＦセンサ２５用の光源を設ける必要がなくなり、照明光学系３４からＴＯＦセンサ２５用の赤外光を出射させることができる。その結果、内視鏡システム１は、ＴＯＦセンサ２５用の赤外光を被写体Ｍに照射するときに、硬性鏡３の撮像光学系３５を通過させる必要がないので、赤外光の撮像光学系３５による損失を抑制することができる。また、内視鏡システム１は、複数種類の硬性鏡３が選択的に装着されても、ＴＯＦセンサ２５で受光する赤外線の光量が減少することを抑制できるので、ＴＯＦセンサ２５の検出精度の安定性を向上させることができる。
【００３８】
また、内視鏡システム１は、制御装置５がＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。これにより、内視鏡システム１は、例えば、長さ、太さ等のサイズが異なる硬性鏡３が撮像装置２に装着されても、装着された硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、相異なる複数種類の硬性鏡３を撮像装置２に装着可能となるので、汎用性を向上させることができる。
【００３９】
また、内視鏡システム１は、硬性鏡３が第２光源４２からの赤外光を照明光学系３４により導光させて被写体Ｍに向けて出射する。これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３の長さ等が異なっていても、照明光学系３４を共通としたり、照明光学系３４の長さを異ならせたりすることができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３を交換可能とすることができるので、利便性を向上させることができる。
【００４０】
また、支持アーム５０２７は、内視鏡システム１を有しているので、被写体Ｍまでの距離Ｄ６を正確に認識することができる。これにより、支持アーム５０２７は、複数の種類の硬性鏡３が内視鏡システム１に用いられても、当該硬性鏡３の位置を高精度に制御することができる。その結果、支持アーム５０２７は、硬性鏡３が体腔内での衝突を自動で回避できるので、安全性を向上させることができる。
【００４１】
［第１の実施形態に係る内視鏡システムの機能構成］
次に、第１の実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成について説明する。図６は、第１の実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成の一例を示す図である。
【００４２】
［硬性鏡］
図６に示すように、硬性鏡３は、通信部３０１と、記憶部３０２と、制御部３０３と、を備える。制御部３０３は、通信部３０１及び記憶部３０２と電気的に接続されている。
【００４３】
通信部３０１は、撮像装置２等と各種情報の通信を行う。通信部３０１がサポートする通信プロトコルは、特に限定されるものではなく、また、通信部３０１が、複数の種類の通信プロトコルをサポートすることも可能である。
【００４４】
記憶部３０２は、各種データ及びプログラムを記憶する。例えば、記憶部３０２は、硬性鏡３の種類に対応する光学距離情報３０２Ａ等の各種情報を記憶する。記憶部３０２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子等である。記憶部３０２は、光学距離情報３０２Ａ等を記憶する。光学距離情報３０２Ａは、例えば、硬性鏡３の照明光学系３４の光学距離Ｌ３と、撮像光学系３５の光学距離Ｌ４とを示す情報を含む。記憶部３０２は、硬性鏡３を識別するための情報を記憶してもよい。
【００４５】
制御部３０３は、通信部３０１等の制御を行う。制御部３０３は、例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）等の集積回路により実現される。制御部３０３は、例えば、硬性鏡３が撮像装置２に装着されると、当該撮像装置２に対して光学距離情報３０２Ａを、通信部３０１を介して送信する。
【００４６】
なお、本実施形態では、硬性鏡３は、光学距離情報３０２Ａを撮像装置２に送信する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、硬性鏡３は、識別情報を撮像装置２に送信する構成としたり、識別情報、光学距離情報３０２Ａ等を撮像装置２に読み取らせる構成としたりしてもよい。
【００４７】
［撮像装置］
次に、撮像装置２の機能構成の一例について説明する。図６に示しように、撮像装置２は、通信部２０１と、記憶部２０２と、制御部２０３と、を備える。制御部２０３は、通信部２０１及び記憶部２０２と電気的に接続されている。
【００４８】
通信部２０１は、硬性鏡３、制御装置５等と各種情報の通信を行う。本実施形態では、通信部２０１は、伝送ケーブル７を介して、制御装置５と通信を行う構成となっている。通信部２０１は、制御部２０３に要求された情報を制御装置５に送信する。通信部２０１は、制御装置５から受信した情報を制御部２０３に出力する。なお、通信部２０１は、無線による通信を行う構成としてもよい。
【００４９】
記憶部２０２は、各種データ及びプログラムを記憶する。記憶部２０２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子等である。例えば、記憶部２０２は、撮像装置２の光学距離情報２０２Ａ等の各種情報を記憶する。光学距離情報２０２Ａは、例えば、撮像装置２のＴＯＦセンサ２５用の第２光源４２から出射口４６までの光学距離Ｌ１を示す情報を含む。記憶部３０２は、例えば、撮像装置２を識別するための情報を記憶してもよい。
【００５０】
制御部２０３は、撮像装置２の制御を行う。制御部２０３は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等によって実現される。制御部２０３は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現してもよい。制御部２０３は、第１撮像素子２３、第２撮像素子２４、ＴＯＦセンサ２５等と電気的に接続されている。制御部２０３は、第１撮像素子２３及び第２撮像素子２４が出力した撮像情報を制御装置５に出力する機能を有する。制御部２０３は、ＴＯＦセンサ２５が出力した検出結果を制御装置５に出力する機能を有する。制御部２０３は、例えば、制御装置５からの要求等に応じて、記憶部２０２の光学距離情報２０２Ａと硬性鏡３から受信した光学距離情報３０２Ａとを、制御装置５に送信する機能を有する。
【００５１】
［光源装置］
次に、光源装置４の機能構成の一例について説明する。図６に示しように、光源装置４は、第１光源４１と、第２光源４２と、通信部４０１と、記憶部４０２と、制御部４０３と、を備える。制御部４０３は、第１光源４１、第２光源４２、通信部４０１及び記憶部４０２と電気的に接続されている。
【００５２】
通信部４０１は、制御装置５等と各種情報の通信を行う。本実施形態では、通信部４０１は、伝送ケーブル８を介して、制御装置５と通信を行う構成となっている。通信部４０１は、制御部４０３に要求された情報を制御装置５に送信する。通信部４０１は、制御装置５から受信した情報を制御部４０３に出力する。なお、通信部４０１は、無線による通信を行う構成としてもよい。
【００５３】
記憶部４０２は、各種データ及びプログラムを記憶する。記憶部４０２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子等である。例えば、記憶部４０２は、光学距離情報４０２Ａ等を記憶する。光学距離情報４０２Ａは、例えば、光源装置４におけるＴＯＦセンサ２５用の第２光源４２から出射口４６までの光学距離Ｌ１を示す情報を含む。記憶部４０２は、光源装置４を識別するための情報を記憶してもよい。
【００５４】
制御部４０３は、光源装置４の制御を行う。制御部４０３は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等によって実現される。制御部４０３は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現してもよい。制御部４０３は、第１光源４１、第２光源４２等と電気的に接続されている。制御部４０３は、制御装置５から制御信号等に基づいて、第１光源４１、第２光源４２等の駆動を制御する機能を有する。制御部４０３は、例えば、制御装置５からの要求等に応じて、記憶部４０２の光学距離情報４０２Ａを制御装置５に送信する機能を有する。制御部４０３は、例えば、ライトガイド６の光学距離、識別情報等を取得する機能を有する。この場合、制御部４０３は、ライトガイド６に関する情報を制御装置５に送信する機能を有する。
【００５５】
なお、本実施形態では、光源装置４は、光学距離情報４０２Ａを制御装置５に送信する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、光源装置４と制御装置５とが組みで用いられる場合、光学距離情報４０２Ａは、制御装置５に予め記憶しておく構成としてもよい。
【００５６】
［制御装置］
次に、制御装置５の機能構成の一例について説明する。図６に示したように、制御装置５は、入力部５０１と、出力部５０２と、通信部５０３と、記憶部５０４と、制御部５０５と、を備える。制御部５０５は、入力部５０１、出力部５０２、通信部５０３及び記憶部５０４と電気的に接続されている。
【００５７】
入力部５０１は、各種情報の入力を受け付ける。入力部５０１は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現される。入力部５０１は、受け付けた入力情報を制御部５０５に出力する。
【００５８】
出力部５０２は、各種情報を出力する。出力部５０２は、例えば、ディスプレイ、スピーカー、プリンタ等を用いて実現される。出力部５０２は、制御部５０５が要求した情報を出力する。
【００５９】
通信部５０３は、撮像装置２、光源装置４等と各種情報の通信を行う。本実施形態では、通信部５０３は、伝送ケーブル７を介して、撮像装置２と通信を行う構成となっている。そして、通信部５０３は、伝送ケーブル８を介して、光源装置４と通信を行う構成となっている。通信部５０３は、制御部５０５に要求された情報を撮像装置２、光源装置４等に送信する。通信部５０３は、撮像装置２、光源装置４等から受信した情報を制御部５０５に出力する。また、通信部５０３は、複数の種類の通信プロトコルをサポートすることにより、支持アーム５０２７のアーム制御装置５０４５と各種情報の通信が可能な構成となっている。通信部５０３は、制御部５０５に要求された情報をアーム制御装置５０４５に送信する。通信部５０３は、アーム制御装置５０４５から受信した情報を制御部５０５に出力する。
【００６０】
記憶部５０４は、各種データ及びプログラムを記憶する。記憶部５０４は、制御部５０５の処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用される。記憶部５０４は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。なお、記憶部５０４は、通信部５０３を介して制御装置５に接続されたサーバに設けてもよい。例えば、記憶部５０４は、制御プログラム５０４Ｐ、光学距離情報５０４Ａ等を記憶する。制御プログラム５０４Ｐは、例えば、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６等を算出する機能を提供する。制御プログラム５０４Ｐは、例えば、撮像装置２と光源装置４との動作を制御する機能を提供する。光学距離情報５０４Ａは、例えば、ライトガイド６の光学距離Ｌ２を示す情報を含む。光学距離情報５０４Ａは、例えば、ユーザ等によって設定されてもよいし、ライトガイド６から読み取ったりしてもよい。
【００６１】
制御部５０５は、撮像装置２、光源装置４、制御装置５等の制御を行う。制御部５０５は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等により実現される。制御部５０５は、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現してもよい。制御部５０５は、制御プログラム５０４Ｐを実行することにより、撮像装置２、光源装置４、制御装置５等の制御を行う。
【００６２】
制御部５０５は、取得部５０５Ａと、駆動制御部５０５Ｂと、算出部５０５Ｃと、処理部５０５Ｄと、を備える。取得部５０５Ａと駆動制御部５０５Ｂと算出部５０５Ｃと処理部５０５Ｄとの各機能部は、制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することにより実現される。
【００６３】
取得部５０５Ａは、硬性鏡３の照明光学系３４及び撮像光学系３５、ライトガイド６、光源装置４、及び撮像装置２のそれぞれの光学距離を取得する。本実施形態では、例えば、取得部５０５Ａは、撮像装置２の光学距離情報２０２Ａ、硬性鏡３の光学距離情報３０２Ａ、及び光源装置４の光学距離情報４０２Ａからそれぞれの光学距離を取得する。そして、取得部５０５Ａは、ライトガイド６の光学距離を記憶部５０４から取得するが、ライトガイド６から直接または間接的に取得する構成としてもよい。
【００６４】
駆動制御部５０５Ｂは、光源装置４の駆動を制御する機能を有する。例えば、第１の実施形態に係る内視鏡システム１は、発光側と受光側との光学距離が異なるため、発光側と受光側で、タイミングを同期する必要がある。このため、駆動制御部５０５Ｂは、通信部５０３を介して、光源装置４の発光タイミングとＴＯＦセンサ２５とを同期させる機能を有する。例えば、駆動制御部５０５Ｂは、第２光源４２の発光を指示するとともに、発光に応じた撮像タイミングを指示することで、同期させることができる。また、駆動制御部５０５Ｂは、光源装置４の第１光源４１と第２光源４２とを異なるタイミングで発光させる機能を有する。
【００６５】
算出部５０５Ｃは、取得部５０５Ａによって取得した光学距離とＴＯＦセンサ２５の検出結果（飛行時間）とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。例えば、算出部５０５Ｃは、光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４及び光学距離Ｌ５とＴＯＦセンサ２５の検出結果と上記の式（１）とを用いて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。
【００６６】
処理部５０５Ｄは、算出部５０５Ｃが算出した硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６が閾値よりも近づいたか否かを判定する処理を実行する。処理部５０５Ｄは、算出した被写体Ｍまでの距離が閾値よりも近づいた場合に、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知するための処理を実行する。例えば、処理部５０５Ｄは、通信部５０３を介して、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知するための報知情報をアーム制御装置５０４５等に送信する。報知情報は、例えば、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離を含んでもよい。その結果、アーム制御装置５０４５等は、受信した報知情報に基づいて、内視鏡システム１の撮像装置２の位置及び姿勢等を変更する制御を行うことができる。また、処理部５０５Ｄは、算出した被写体Ｍまでの距離に関する報知処理を実行してもよい。処理部５０５Ｄは、被写体Ｍまでの距離を報知することで、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離に基づいて、撮像装置２の位置及び姿勢等に関する制御をアーム制御装置５０４５、観察者等に実行させることができる。
【００６７】
制御部５０５は、例えば、画像処理機能を有してもよい。制御部５０５は、撮像装置２から送信された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、制御部５０５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ってもよい。
【００６８】
以上、本実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成例について説明した。なお、図６を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
【００６９】
［第１の実施形態に係る制御装置の処理手順］
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係る制御装置５の処理手順の一例について説明する。図７は、第１の実施形態に係る制御装置５が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図７に示す処理手順は、制御装置５の制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することによって実現される。
【００７０】
図７に示すように、制御装置５の制御部５０５は、光学距離を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部５０５は、通信部５０３を介して、硬性鏡３の光学距離情報３０２Ａ、撮像装置２の光学距離情報２０２Ａ、光源装置４の光学距離情報４０２Ａを収集し、図５に示した光学距離Ｌ１、光学距離Ｌ２、光学距離Ｌ３、光学距離Ｌ４及び光学距離Ｌ５を取得して記憶部５０４に記憶する。制御部５０５は、ステップＳ１０１の処理を実行することで、取得部５０５Ａとして機能する。
【００７１】
制御部５０５は、光源装置４と撮像装置２との同期を制御する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部５０５は、光源装置４の第１光源４１と第２光源４２とを異なるタイミングで発光させる制御を行う。そして、制御部５０５は、通信部５０３を介して、光源装置４の第２光源４２を発光させると、当該発光させたタイミングをＴＯＦセンサ２５に通知することで、同期を制御する。制御部５０５は、ステップＳ１０２の処理を実行することで、駆動制御部５０５Ｂとして機能する。
【００７２】
制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する（ステップＳ１０３）。例えば、制御部５０５は、光学距離とＴＯＦセンサ２５の検出結果である時間Ｔとを上記の式（１）に代入し、距離Ｄ６の算出を実行する。制御部５０５は、ステップＳ１０３の処理を実行することで、算出部５０５Ｃとして機能する。そして、制御部５０５は、算出した距離Ｄ６を記憶部５０４に記憶する（ステップＳ１０４）。
【００７３】
制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部５０５は、距離Ｄ６が予め設定された閾値よりも小さい場合に、被写体Ｍに接近したと判定する。閾値は、例えば、硬性鏡３の先端３１ａが被写体Ｍに接近したことを報知するための距離が設定される。制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいていないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、処理を後述するステップＳ１０７に進める。また、制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたと判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進める。
【００７４】
制御部５０５は、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知する処理を実行する（ステップＳ１０６）。例えば、制御部５０５は、通信部５０３を介して、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知する報知情報を支持アーム５０２７のアーム制御装置５０４５に送信する処理を実行する。制御部５０５は、ステップＳ１０６の処理を実行することで、処理部５０５Ｄとして機能する。その結果、支持アーム５０２７のアーム制御装置５０４５は、撮像装置２の位置を変更したり、撮像装置２を被写体Ｍから遠ざけたりするように支持アーム５０２７を制御する。そして、制御部５０５は、ステップＳ１０６の処理が終了すると、処理をステップＳ１０７に進める。
【００７５】
制御部５０５は、終了するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、制御部５０５は、アーム制御装置５０４５等から終了の要求を受けている場合、終了すると判定する。制御部５０５は、終了しないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０２に戻し、ステップＳ１０２以降の処理手順を継続する。また、制御部５０５は、終了すると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、図７に示す処理手順を終了させる。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係る内視鏡システム１は、被写体Ｍまでの距離Ｄ６が閾値よりも近づいた場合に、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知するための処理を制御装置５が実行する。これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３が被写体Ｍに接触する前に、被写体Ｍに接近していることを支持アーム５０２７に認識させることができる。その結果、内視鏡システム１は、硬性鏡３が被写体Ｍに衝突をすることを回避できるので、安全性を向上させることができる。
【００７７】
また、内視鏡システム１は、制御装置５が第１光源４１と第２光源４２とを異なるタイミングで発光させる。これにより、内視鏡システム１は、例えば、第１光源４１と第２光源４２の波長が近い場合でも、駆動制御部５０５Ｂにより交互に発光させることで、撮像装置２が発光タイミングに合わせて受光させることができる。その結果、内視鏡システム１は、撮像装置２が近い波長の赤外光による誤認識を回避することができる。
【００７８】
また、内視鏡システム１は、制御装置５が光源装置４及び撮像装置２と通信する通信部５０３を備え、通信部５０３を介して、ＴＯＦセンサ２５と第２光源４２が発光するタイミングとを同期させる。これにより、内視鏡システム１は、光源装置４が第１光源４１と第２光源４２とを備えていても、ＴＯＦセンサ２５の検出精度の低下を抑制することができる。その結果、内視鏡システム１は、ＴＯＦセンサ２５を用いて検出した被写体Ｍまでの距離Ｄ６の精度を向上させることができる。
【００７９】
また、内視鏡システム１は、制御装置５の取得部５０５Ａによって硬性鏡３の照明光学系３４及び撮像光学系３５、ライトガイド６、光源装置４、及び撮像装置２のそれぞれの光学距離を取得する。そして、算出部５０５Ｃによって光学距離とＴＯＦセンサ２５の検出結果とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離を算出する。これにより、内視鏡システム１は、撮像装置２に装着される硬性鏡３が変更されても、当該光学距離を取得し、装着された硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３を用いることができるので、商品価値を向上させることができる。
【００８０】
［第１の実施形態の変形例］
例えば、第１の実施形態に係る内視鏡システム１の制御装置５は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６の少なくとも１つから光学距離を取得しない構成とすることもできる。
【００８１】
図８は、第１の実施形態の変形例に係る制御装置５の光学距離情報５０４Ｔの一例を示す図である。内視鏡システム１の制御装置５は、図８に示す光学距離情報５０４Ｔを記憶部５０４に記憶してもよい。この場合、制御装置５は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６の識別する情報を取得する構成とすればよい。取得方法は、例えば、識別情報を通信によって取得してもよいし、ユーザ等に識別情報を入力させて取得してもよい。
【００８２】
光学距離情報５０４Ｔは、例えば、識別情報と光学距離とを紐付けるテーブルとなっている。図８に示す一例では、光学距離情報５０４Ｔは、識別情報が硬性鏡３Ａの照明光学系３４の場合、光学距離Ｌ３Ａを紐付け、識別情報が撮像光学系３５の場合、光学距離Ｌ４Ａを紐付けている。そして、光学距離情報５０４Ｔは、識別情報が撮像装置２の場合、光学距離Ｌ５を紐付けている。
【００８３】
制御装置５の取得部５０５Ａは、例えば、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６のそれぞれの識別情報に基づいて、光学距離情報５０４Ｔから光学距離を取得するように変更すればよい。また、取得部５０５Ａは、識別情報を取得できなかった場合、上述のように、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６から光学距離を取得してもよい。取得部５０５Ａは、取得方法を組み合わせてもよい。
【００８４】
以上のように、第１の実施形態の変形例に係る内視鏡システム１は、装着される可能性がある硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離情報５０４Ｔを制御装置５が記憶部５０４に記憶する。内視鏡システム１は、制御装置５が識別情報に基づいて光学距離情報５０４Ｔから光学距離を取得する。これにより、内視鏡システム１は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６に光学距離を記憶する必要がなくなる。その結果、内視鏡システム１は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６の記憶容量を抑制することで、システムの複雑化を抑制することができる。
【００８５】
なお、第１の実施形態の変形例は、他の実施形態、変形例の内視鏡システム１に適用してもよい。
【００８６】
（第２の実施形態）
［第２の実施形態に係る内視鏡システムの構成例］
次に、第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態に係る内視鏡システム１の構成の一例を示す図である。例えば、内視鏡システム１は、既存の硬性鏡３、ライトガイド６等を用いる可能性がある。この場合、既存の硬性鏡３、ライトガイド６等は、光学距離や識別情報を保有していない可能性がある。また、内視鏡システム１は、他のメーカ等の硬性鏡３、ライトガイド６等を用いる場合も、光学距離や識別情報を保有していない可能性がある。このため、第２の実施形態に係る内視鏡システム１は、光学距離や識別情報を保有していない硬性鏡３、ライトガイド６等を用いることを可能とする。
【００８７】
図９に示すように、内視鏡システム１は、撮像装置２と、硬性鏡３と、光源装置４と、制御装置５と、ライトガイド６と、治具９と、を備える。治具９は、例えば、内視鏡システム１の初期設定時、メンテナンス時等に用いられ、被写体Ｍを撮像する場合は用いられない。すなわち、治具９は、内視鏡システム１の構成に含まれなくてもよい。
【００８８】
例えば、内視鏡システム１は、光学距離情報を保有していない硬性鏡３及びライトガイド６を用いる場合、発光側では光源装置４の光学距離Ｌ１、受光側では撮像装置２の光学距離Ｌ５のみを事前に分かっているとする。この場合、内視鏡システム１は、ライトガイド６の光学距離と硬性鏡３の光学距離の絶対値を算出できないが、距離Ｄ６が予め分かれば、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を求めることができる。そして、内視鏡システム１は、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を求めることができれば、光学距離の和（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）を求めることができる。
【００８９】
治具９は、硬性鏡３の先端３１ａから出射した光を所定の位置で当該先端３１ａに反射させる治具である。治具９は、硬性鏡３の先端３１ａから所定距離だけ離れた位置に反射部１９を位置付ける（固定する）ための治具である。例えば、所定距離は、予め設定された基準距離Ｄ７であり、制御装置５の記憶部５０４の光学距離情報５０４Ａ、制御プログラム５０４Ｐ等に記憶されている。
【００９０】
治具９は、反射部９１と、位置付け部９２と、を有する。反射部９１は、硬性鏡３の先端３１ａと対向する反射部材である。反射部９１は、硬性鏡３の先端３１ａから出射した赤外光を当該先端３１ａに向けて反射する。反射部９１は、対象物の一例である。位置付け部９２は、硬性鏡３に装着されることで、反射部９１の反射面を硬性鏡３の先端３１ａから基準距離Ｄ７だけ離れた位置に位置付ける部材である。位置付け部９２は、例えば、合成樹脂等で形成されている。
【００９１】
図１０は、第２の実施形態に係る制御装置５の構成を示した図である。図１０に示すように、制御装置５は、取得部５０５Ａと、駆動制御部５０５Ｂと、算出部５０５Ｃと、処理部５０５Ｄと、第２算出部５０５Ｅと、を備える。取得部５０５Ａと駆動制御部５０５Ｂと算出部５０５Ｃと処理部５０５Ｄと第２算出部５０５Ｅとの各機能部は、制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することにより実現される。
【００９２】
第２算出部５０５Ｅは、治具９の反射部９１を用いたＴＯＦセンサ２５の検出結果と基準距離（所定距離）Ｄ７と光源装置４及び撮像装置２の光学距離とに基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を算出する。例えば、制御部５０５は、治具９が装着されて反射部９１が硬性鏡３の先端３１ａと対向すると、光源装置４の駆動を駆動制御部５０５Ｂに指示する。そして、第２算出部５０５Ｅは、ＴＯＦセンサ２５の検出結果と基準距離Ｄ７と光源装置４及び撮像装置２の光学距離Ｌ１、Ｌ５とに基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）を算出する。換言すると、第２算出部５０５Ｅは、硬性鏡３の照明光学系３４及び撮像光学系３５とライトガイド６の光学系の和（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）を算出する。
【００９３】
例えば、光の速度をＶ、光源装置４が光を発してからＴＯＦセンサ２５で受光されるまでの時間をＴとする。この場合、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）は、以下の式（２）によって算出することができる。
Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＝［（Ｖ×Ｔ）−（Ｌ１＋Ｌ５＋Ｄ７×２）］  ・・・式（２）
【００９４】
取得部５０５Ａは、第２算出部５０５Ｅが算出した光学距離の和と、光源装置４及び撮像装置２の光学距離とを取得する。そして、算出部５０５Ｃは、取得部５０５Ａによって取得した光学距離及び光学距離の和とＴＯＦセンサ２５の検出結果とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。
【００９５】
以上、第２の実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成例について説明した。なお、図１０を用いて説明した上記の機能構成はあくまで一例であり、第２の実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成は係る例に限定されない。第２の実施形態に係る内視鏡システム１の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
【００９６】
［第２の実施形態に係る制御装置の処理手順］
次に、図１１を用いて、第２の実施形態に係る制御装置５の治具９を用いた設定例について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る制御装置５が実行する設定処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示す設定処理は、制御装置５の制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することによって実現される。なお、光源装置４及び撮像装置２の光学距離Ｌ１、Ｌ５と、治具９の基準距離Ｄ７とは、記憶部５０４の光学距離情報５０４Ａに記憶されていることを前提とする。
【００９７】
図１１に示すように、制御装置５の制御部５０５は、治具９が装着されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部５０５は、治具９と硬性鏡３とのそれぞれの接点等が電気的に接触したこと、ユーザからの設定要求を受けたこと等を検出した場合に、治具９が装着されたと判定する。制御部５０５は、装着されていないと判定した場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、この判定処理を繰り返すことで、治具９が装着されるのを待つ。また、制御部５０５は、治具９が装着されたと判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ２０２に進める。
【００９８】
制御部５０５は、光源装置４の駆動を制御する（ステップＳ２０２）。例えば、制御部５０５は、通信部５０３を介して、光源装置４の第２光源４２を発光させると、発光させたタイミングのＴＯＦセンサ２５に通知する。そして、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を算出する（ステップＳ２０３）。例えば、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果と基準距離Ｄ７と光源装置４及び撮像装置２の光学距離Ｌ１、Ｌ５とを上記の式（２）に代入し、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）を算出する。
【００９９】
制御部５０５は、算出した光学距離の和を記憶部５０４に記憶する（ステップＳ２０４）。制御部５０５は、ステップＳ２０４の処理が終了すると、図１１に示す処理手順を終了させる。
【０１００】
次に、図１２を用いて、第２の実施形態に係る制御装置５の処理手順の一例について説明する。図１２は、第２の実施形態に係る制御装置５が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示す処理手順は、制御装置５の制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することによって実現される。図１２に示す処理手順は、制御装置５の記憶部５０４に、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）が記憶された状態で実行される。
【０１０１】
図１２に示すように、情報処理装置１０の制御部５０５は、光学距離及び光学距離の和を取得する（ステップＳ３０１）。例えば、制御部５０５は、記憶部５０４から硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を取得する。制御部５０５は、上述したように、撮像装置２の光学距離情報２０２Ａ、光源装置４の光学距離情報４０２Ａから光学距離を取得する。制御部５０５は、ステップＳ３０１の処理を実行することで、取得部５０５Ａとして機能する。
【０１０２】
制御部５０５は、光源装置４と撮像装置２との同期を制御する（ステップＳ１０２）。そして、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果と取得した光学距離及び光学距離の和とに基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する（ステップＳ３１１）。例えば、制御部５０５は、取得した光学距離と光学距離の和とＴＯＦセンサ２５の検出結果である時間Ｔとを上記の式（１）に代入し、距離Ｄ６の算出を実行する。制御部５０５は、ステップＳ３１１の処理を実行することで、算出部５０５Ｃとして機能する。
【０１０３】
図１２に示すステップ１０４からステップＳ１０７は、既に説明した図７に示すステップＳ１０４からステップＳ１０７と同一である。制御部５０５は、算出した距離Ｄ６を記憶部５０４に記憶する（ステップＳ１０４）。制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいていないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、処理を後述するステップＳ１０７に進める。また、制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたと判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進める。
【０１０４】
制御部５０５は、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知する処理を実行する（ステップＳ１０６）。その結果、支持アーム５０２７のアーム制御装置５０４５は、撮像装置２の位置を変更したり、撮像装置２を被写体Ｍから遠ざけたりするように支持アーム５０２７を制御する。
【０１０５】
制御部５０５は、終了するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御部５０５は、終了しないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０２に戻し、ステップＳ１０２以降の処理手順を継続する。また、制御部５０５は、終了すると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、図１２に示す処理手順を終了させる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態に係る内視鏡システム１は、硬性鏡３の先端３１ａから所定距離の位置に反射部９１を位置付ける治具９をさらに備える。内視鏡システム１は、制御装置５の第２算出部５０５Ｅが治具９の反射部９１を用いたＴＯＦセンサ２５の検出結果と所定距離と光源装置４及び撮像装置２の光学距離とに基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を算出する。そして、内視鏡システム１は、第２算出部５０５Ｅが算出した光学距離の和に基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離を取得する。これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３やライトガイド６が変更されても、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３やライトガイド６を用いることができるので、商品価値をより一層向上させることができる。
【０１０７】
［第２の実施形態の変形例］
例えば、撮像装置２、光源装置４、ライトガイド６等は、光学距離を示す情報を保有していても、経年変化等によって実際の光学距離と保有している光学距離との間に誤差が生じる可能性がある。第２の実施形態の変形例に係る内視鏡システム１は、上記の治具９をキャリブレーション治具として用いる場合の一例である。
【０１０８】
制御装置５は、治具９を装着した状態で、ＴＯＦセンサ２５によって距離Ｄ６の検出することにより、治具９の基準距離Ｄ７と実際に検出した距離Ｄ６との差を補正する。その結果、制御装置５は、治具９を用いたキャリブレーションにより、高精度の距離Ｄ６の算出を可能とする。
【０１０９】
図１３は、第２の実施形態の変形例に係る制御装置５の構成を示した図である。図１３に示すように、制御装置５は、取得部５０５Ａと、駆動制御部５０５Ｂと、算出部５０５Ｃと、処理部５０５Ｄと、作成部５０５Ｆと、を備える。取得部５０５Ａと駆動制御部５０５Ｂと算出部５０５Ｃと処理部５０５Ｄと作成部５０５Ｆとの各機能部は、制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することにより実現される。
【０１１０】
作成部５０５Ｆは、治具９により反射部９１が硬性鏡３の先端３１ａから基準距離（所定距離）Ｄ７の位置に位置付けられている場合に、算出部５０５Ｃによって算出された距離Ｄ６と基準距離Ｄ７とに基づいて補正情報５０４Ｆを作成する。
【０１１１】
例えば、内視鏡システム１は、設計値である光学距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を予め記憶しているとする。この場合、経年変化等により、光学距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の実際の値は、光学距離Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’、Ｌ５’に変化する可能性がある。この実際の光学距離の和は、上記の治具９を装着して、光源装置４の発光からＴＯＦセンサ２５の受光までの時間を検出することで、以下の式（３）によって求めることができる。なお、光の速度をＶ、光源装置４が光を発してからＴＯＦセンサ２５で受光されるまでの時間をＴとする。
Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’＝［Ｖ×Ｔ−Ｄ７×２］・・・式（３）
【０１１２】
内視鏡システム１は、Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’を求めることで、上述の式（１）を使って実際の距離Ｄ６を算出することができる。このため、本実施形態では、作成部５０５Ｆは、Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’の光学距離の和を含む補正情報５０４Ｆを作成し、当該補正情報５０４Ｆを記憶部５０４に記憶する。記憶部５０４の補正情報５０４Ｆは、例えば、定期的に更新してもよい。
【０１１３】
取得部５０５Ａは、作成部５０５Ｆが作成した補正情報５０４Ｆを取得する。例えば、取得部５０５Ａは、記憶部５０４に補正情報５０４Ｆが記憶されている場合に、当該補正情報５０４Ｆを取得し、記憶部５０４に補正情報５０４Ｆが記憶されていない場合、光学距離を取得する。そして、算出部５０５Ｃは、取得部５０５Ａによって取得した補正情報５０４ＦとＴＯＦセンサ２５の検出結果とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する。
【０１１４】
［第２の実施形態の変形例に係る制御装置の処理手順］
次に、図１４を用いて、第２の実施形態の変形例に係る制御装置５の治具９を用いた設定例について説明する。図１４は、第２の実施形態の変形例に係る制御装置５が実行する設定処理の一例を示すフローチャートである。図１４に示す設定処理は、制御装置５の制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することによって実現される。
【０１１５】
図１４に示すように、制御装置５の制御部５０５は、治具９が装着されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。制御部５０５は、装着されていないと判定した場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、この判定処理を繰り返すことで、治具９が装着されるのを待つ。また、制御部５０５は、治具９が装着されたと判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、処理をステップＳ２０２に進める。
【０１１６】
制御部５０５は、光源装置４の駆動を制御する（ステップＳ２０２）。そして、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果と基準距離Ｄ７とに基づいて、実際の光学距離を算出する（ステップＳ４１１）。例えば、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果（飛行時間）と基準距離Ｄ７とを上記の式（３）に代入し、実際の光学距離の和（Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’）を算出する。
【０１１７】
制御部５０５は、算出結果に基づいて補正情報を作成する（ステップＳ４１２）。例えば、制御部５０５は、Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’の光学距離の和を含む補正情報５０４Ｆを作成する。そして、制御部５０５は、作成した補正情報５０４Ｆを記憶部５０４に記憶する（ステップＳ４１３）。制御部５０５は、ステップＳ４１３の処理が終了すると、図１４に示す処理手順を終了させる。
【０１１８】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態の変形例に係る制御装置５の処理手順の一例について説明する。図１５は、第２の実施形態の変形例に係る制御装置５が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図１５に示す処理手順は、制御装置５の制御部５０５が制御プログラム５０４Ｐを実行することによって実現される。図１５に示す処理手順は、補正情報５０４Ｆが制御装置５の記憶部５０４に記憶された状態で実行される。
【０１１９】
図１５に示すように、情報処理装置１０の制御部５０５は、記憶部５０４から補正情報５０４Ｆを取得する（ステップＳ５０１）。例えば、制御部５０５は、記憶部５０４からＬ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’＋Ｌ５’の光学距離の和を含む補正情報５０４Ｆを取得する。制御部５０５は、ステップＳ５０１の処理を実行することで、取得部５０５Ａとして機能する。
【０１２０】
制御部５０５は、光源装置４と撮像装置２との同期を制御する（ステップＳ１０２）。そして、制御部５０５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果と補正情報５０４Ｆとに基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出する（ステップＳ５１１）。例えば、制御部５０５は、取得した補正情報５０４Ｆが示す光学距離の和とＴＯＦセンサ２５の検出結果である時間Ｔとを上記の式（１）に代入し、距離Ｄ６の算出を実行する。制御部５０５は、ステップＳ５１１の処理を実行することで、算出部５０５Ｃとして機能する。
【０１２１】
図１５に示すステップＳ１０４からステップＳ１０７は、既に説明した図７に示すステップＳ１０４からステップＳ１０７と同一である。制御部５０５は、算出した距離Ｄ６を記憶部５０４に記憶する（ステップＳ１０４）。制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいていないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、処理を後述するステップＳ１０７に進める。また、制御部５０５は、距離Ｄ６が閾値よりも近づいたと判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、処理をステップＳ１０６に進める。
【０１２２】
制御部５０５は、硬性鏡３が被写体Ｍに接近していることを報知する処理を実行する（ステップＳ１０６）。制御部５０５は、終了するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御部５０５は、終了しないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理を既に説明したステップＳ１０２に戻し、ステップＳ１０２以降の処理手順を継続する。また、制御部５０５は、終了すると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、図１５に示す処理手順を終了させる。
【０１２３】
以上のように、本実施形態に係る内視鏡システム１は、治具９により反射部９１が硬性鏡３の先端３１ａから基準距離（所定距離）Ｄ７の位置に位置付けられている場合に、制御装置５の算出部５０５Ｃによって算出された硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６と基準距離Ｄ７とに基づいて、作成部５０５Ｆが補正情報５０４Ｆを作成する。内視鏡システム１は、作成部５０５Ｆが作成した補正情報５０４Ｆに基づいて、光路に含まれる光学距離を取得する。これにより、内視鏡システム１は、予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じている場合に、補正情報５０４Ｆを用いることで、光学距離を調整することができる。その結果、内視鏡システム１は、予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じても、より高精度に距離Ｄ６を算出することができる。
【０１２４】
なお、第２の実施形態の変形例の作成部５０５Ｆは、予め記憶している光学距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を補正するための補正情報５０４Ｆを作成してもよい。例えば、作成部５０５Ｆは、設計値の光学距離と実際の光学距離との差分を求め、当該差分が閾値以上である場合に、設計値の光学距離を変更するための補正情報５０４Ｆを作成してもよい。
【０１２５】
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、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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
また、本明細書の情報処理装置の処理に係る各ステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に処理される必要はない。例えば、情報処理装置の処理に係る各ステップは、フローチャートに記載された順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１２８】
また、本明細書の内視鏡システム１は、ＴＯＦセンサ２５によって検出した飛行時間に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、内視鏡システム１は、位相に基づいて距離を算出する構成としてもよい。
【０１２９】
なお、本明細書では、医療用観察システムの一例として、内視鏡システム１について説明したが、これに限定されない。例えば、医療用観察システムは、外視鏡（エクソスコープ）を備える外視鏡システム等にも適用することができる。外視鏡は、体内には挿入されずに、例えば、開胸／開腹した状態で体外から被写体を観察する際に用いられる。すなわち、医療用観察システムの鏡筒は、本明細書の硬性鏡３の他に、硬性鏡３とは異なる内視鏡及び外視鏡を含む。そして、医用用観察システムは、外視鏡システムに適用されることで、複数種類の外視鏡を選択的に装着することが可能となる。
【０１３０】
（効果）
内視鏡システム１は、対象物までの距離を検出可能なＴＯＦセンサ２５と第１撮像素子２３とを有する撮像装置２と、照明光学系３４と撮像光学系３５とを有しかつ撮像装置２に交換可能に装着される硬性鏡３と、撮像装置２及び硬性鏡３の外部に設けられ、ライトガイド６を介して硬性鏡３の照明光学系３４に接続される光源装置４と、を備える。光源装置４は、照明光学系３４を導光されかつ対象物を照明する光（第１の光）を発光する第１光源４１と、照明光学系３４を導光されかつＴＯＦセンサ２５に検出させる赤外光（第２の光）を発光する第２光源４２と、を有する。ＴＯＦセンサ２５は、対象物を反射して硬性鏡３の撮像光学系３５を通過した赤外光を受光する。
【０１３１】
これにより、内視鏡システム１は、照明用の第１光源４１を有する光源装置４に、ＴＯＦセンサ２５用の赤外光を発光する第２光源４２を設けることで、撮像装置２にＴＯＦセンサ２５用の光源を設ける必要がなくなり、照明光学系３４からＴＯＦセンサ２５用の赤外光を出射させることができる。その結果、内視鏡システム１は、ＴＯＦセンサ２５用の赤外光を対象物に照射するときに、硬性鏡３の撮像光学系３５を通過させる必要がないので、赤外光の撮像光学系３５による損失を抑制することができる。また、内視鏡システム１は、複数種類の硬性鏡３が選択的に装着されても、ＴＯＦセンサ２５で受光する赤外線の光量が減少することを抑制できるので、ＴＯＦセンサ２５の検出精度の安定性を向上させることができる。
【０１３２】
内視鏡システム１は、光源装置４を制御する制御装置５をさらに備える。制御装置５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出する。
【０１３３】
これにより、内視鏡システム１は、例えば、長さ、太さ等が異なる硬性鏡３が撮像装置２に装着されても、装着された硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、相異なる複数種類の硬性鏡３を撮像装置２に装着可能となるので、汎用性を向上させることができる。
【０１３４】
内視鏡システム１では、硬性鏡３は、第２光源４２からの赤外光を照明光学系３４により導光させて対象物に向けて出射する。
【０１３５】
これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３の長さ等が異なっていても、照明光学系３４を共通としたり、照明光学系３４の長さを異ならせたりすることができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３を交換可能とすることができるので、利便性を向上させることができる。
【０１３６】
内視鏡システム１では、制御装置５は、算出した対象物までの距離に基づいて、対象物までの距離に関する報知処理を実行する。
【０１３７】
これにより、内視鏡システム１は、算出した対象物までの距離に関する報知処理を実行することができる。その結果、内視鏡システム１は、硬性鏡３と対象物との距離に関する報知により、硬性鏡３の位置制御等の精度の向上に貢献することができる。
【０１３８】
内視鏡システム１では、制御装置５は、対象物までの距離を報知する。
【０１３９】
これにより、内視鏡システム１は、対象物までの硬性鏡３の距離を報知することができる。その結果、内視鏡システム１は、硬性鏡３と対象物との距離を報知することにより、硬性鏡３が対象物に接近し過ぎるのを抑制することができる。
【０１４０】
内視鏡システム１では、制御装置５は、算出した対象物までの距離が閾値よりも近づいた場合に、硬性鏡３が対象物に接近していることを報知するための処理を実行する。
【０１４１】
これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３が対象物に接触する前に、対象物に接近していることを報知することができる。その結果、内視鏡システム１は、硬性鏡３が対象物に衝突をすることを回避できるので、安全性を向上させることができる。
【０１４２】
内視鏡システム１では、制御装置５は、第１光源４１と第２光源４２とを異なるタイミングで発光させる。
【０１４３】
これにより、内視鏡システム１は、例えば、第１光源４１と第２光源４２の波長が近い場合でも、駆動制御部５０５Ｂにより交互に発光させることで、撮像装置２が発光タイミングに合わせて受光させることができる。その結果、内視鏡システム１は、撮像装置２が近い波長の赤外光による誤認識を回避することができる。
【０１４４】
内視鏡システム１では、制御装置５は、光源装置４及び撮像装置２の少なくとも一方と通信する通信部５０３をさらに備える。制御装置５は、通信部５０３を介して、ＴＯＦセンサ２５と第２光源４２が光を発光するタイミングとを同期させる。
【０１４５】
これにより、内視鏡システム１は、光源装置４が第１光源４１と第２光源４２とを備えていても、ＴＯＦセンサ２５の検出精度の低下を抑制することができる。その結果、内視鏡システム１は、ＴＯＦセンサ２５を用いて検出した被写体Ｍまでの距離の精度を向上させることができる。
【０１４６】
内視鏡システム１では、制御装置５は、硬性鏡３の照明光学系３４及び撮像光学系３５、ライトガイド６、光源装置４、及び撮像装置２のそれぞれの光学距離を取得する取得部５０５Ａと、取得部５０５Ａによって取得した光学距離とＴＯＦセンサ２５の検出結果とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出する算出部５０５Ｃと、をさらに有する。
【０１４７】
これにより、内視鏡システム１は、撮像装置２に装着される硬性鏡３が変更されても、当該光学距離を取得し、装着された硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３を用いることができるので、商品価値を向上させることができる。
【０１４８】
内視鏡システム１では、制御装置５は、複数種類の硬性鏡３及びライトガイド６の少なくとも一方の光学距離を示す光学距離情報を記憶する記憶部５０４をさらに備える。取得部５０５Ａは、記憶部５０４に記憶している光学距離情報から硬性鏡３及びライトガイド６の少なくとも一方の光学距離を取得する。
【０１４９】
これにより、内視鏡システム１は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６に光学距離を記憶する必要がなくなる。その結果、内視鏡システム１は、撮像装置２、硬性鏡３、光源装置４及びライトガイド６の記憶容量を抑制することで、システムの複雑化を抑制することができる。
【０１５０】
内視鏡システム１は、硬性鏡３の先端３１ａから所定距離の位置に反射部９１を位置付ける治具９をさらに備える。制御装置５は、治具９の反射部９１を用いたＴＯＦセンサ２５の検出結果と所定距離と光源装置４及び撮像装置２の光学距離とに基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を算出する第２算出部５０５Ｅをさらに備える。取得部５０５Ａは、第２算出部５０５Ｅが算出した光学距離の和に基づいて光学距離を取得する。
【０１５１】
これにより、内視鏡システム１は、硬性鏡３やライトガイド６が変更されても、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出することができる。その結果、内視鏡システム１は、多種多様な硬性鏡３やライトガイド６を用いることができるので、商品価値をより一層向上させることができる。
【０１５２】
内視鏡システム１では、制御装置５は、治具９により反射部９１が硬性鏡３の先端３１ａから所定距離の位置に位置付けられている場合に、算出部５０５Ｃによって算出された硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離と所定距離とに基づいて補正情報５０４Ｆを作成する作成部５０５Ｆをさらに備える。取得部５０５Ａは、作成部５０５Ｆが作成した補正情報５０４Ｆに基づいて光学距離を取得する。
【０１５３】
これにより、内視鏡システム１は、予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じている場合に、補正情報５０４Ｆを用いることで、光学距離を調整することができる。その結果、内視鏡システム１は、予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じても、より高精度に距離を算出することができる。
【０１５４】
医療用システム５０２０は、複数のリンクが関節部により回動可能に連結され、体内を観察する撮像装置２を保持可能に構成された支持アーム５０２７と、内視鏡システム１と、を有する。内視鏡システム１は、対象物までの距離を検出可能なＴＯＦセンサ２５を有する撮像装置２と、照明光学系３４と撮像光学系３５とを有しかつ撮像装置２に交換可能に装着される硬性鏡３と、撮像装置２及び硬性鏡３の外部に設けられ、ライトガイド６を介して硬性鏡３の照明光学系３４に接続される光源装置４と、を備える。光源装置４は、照明光学系３４を導光されかつ対象物を照明する可視光を発光する第１光源４１と、照明光学系３４を導光されかつＴＯＦセンサ２５に検出させる赤外光を発光する第２光源４２と、を有する。ＴＯＦセンサ２５は、対象物を反射して硬性鏡３の撮像光学系３５を通過した赤外光を受光する。
【０１５５】
これにより、医療用システム５０２０は、複数の種類の硬性鏡３が内視鏡システム１に用いられても、当該硬性鏡３の位置を高精度に移動させることができる。その結果、医療用システム５０２０は、内視鏡システム１によってＴＯＦセンサ２５用の赤外光を対象物に照射するときに、硬性鏡３の撮像光学系３５を通過させる必要がないので、赤外光の撮像光学系３５による損失を抑制することができる。また、医療用システム５０２０は、複数種類の硬性鏡３が選択的に内視鏡システム１に装着されても、ＴＯＦセンサ２５で受光する赤外線の光量が減少することを抑制できるので、ＴＯＦセンサ２５の検出精度の安定性を向上させることができる。
【０１５６】
医療用システム５０２０は、支持アーム５０２７を制御するアーム制御装置５０４５をさらに備え、アーム制御装置５０４５は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づく硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離に応じて、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃを制御する。
【０１５７】
これにより、医療用システム５０２０は、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づく硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離に応じて、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃをアーム制御装置５０４５によって制御することができる。その結果、医療用システム５０２０は、支持アーム５０２７によって硬性鏡３が体腔内での衝突を自動で回避できるので、安全性を向上させることができる。
【０１５８】
内視鏡システム１の距離測定方法は、対象物までの距離を検出可能なＴＯＦセンサ２５を有する撮像装置２と、照明光学系３４と撮像光学系３５とを有しかつ撮像装置２に交換可能に装着される硬性鏡３と、撮像装置２及び硬性鏡３の外部に設けられ、ライトガイド６を介して硬性鏡３の照明光学系３４に接続される光源装置４と、を備える内視鏡システム１の距離算出方法である。距離測定方法は、硬性鏡３の照明光学系３４及び撮像光学系３５、ライトガイド６、光源装置４、及び撮像装置２のそれぞれの光学距離を取得するステップと、光源装置４に赤外光を発光させるステップと、取得した光学距離とＴＯＦセンサ２５の検出結果とに基づいて硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出するステップと、を含む。
【０１５９】
これにより、距離測定方法は、撮像装置２に装着される硬性鏡３が変更されても、当該光学距離を取得し、装着された硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出することができる。その結果、距離測定方法は、多種多様な硬性鏡３を用いることができるので、内視鏡システム１の商品価値を向上させることができる。
【０１６０】
距離測定方法では、硬性鏡３の先端３１ａから所定距離の位置に反射部９１を位置付ける治具９が装着された状態で、光源装置４に赤外光を発光させるステップと、治具９を装着した状態におけるＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３及びライトガイド６の光学距離の和を算出するステップと、治具９を装着していない状態におけるＴＯＦセンサ２５の検出結果と光学距離の和とに基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出するステップと、をさらに含む。
【０１６１】
これにより、距離測定方法は、硬性鏡３やライトガイド６が変更されても、ＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから被写体Ｍまでの距離Ｄ６を算出することができる。その結果、距離測定方法は、多種多様な硬性鏡３やライトガイド６を用いることができるので、内視鏡システム１の商品価値をより一層向上させることができる。
【０１６２】
距離測定方法では、硬性鏡３の先端３１ａから所定距離の位置に反射部９１を位置付ける治具９が装着された状態で、光源装置４に赤外光を発光させるステップと、治具９を装着した状態におけるＴＯＦセンサ２５の検出結果に基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離と所定距離とに基づいて補正情報５０４Ｆを作成するステップと、治具９を装着していない状態におけるＴＯＦセンサ２５の検出結果と補正情報５０４Ｆとに基づいて、硬性鏡３の先端３１ａから対象物までの距離を算出するステップと、をさらに含む。
【０１６３】
これにより、距離測定方法は、内視鏡システム１が予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じている場合に、補正情報５０４Ｆを用いることで、光学距離を調整することができる。その結果、距離測定方法は、内視鏡システム１が予め記憶している光学距離と実際の光学距離とに誤差が生じても、より高精度に距離Ｄ６を算出することができる。
【０１６４】
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）
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、
照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、
ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、
を備え、
前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、
前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する
医療用観察システム。
（２）
前記光源装置を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出する
前記（１）に記載の医療用観察システム。
（３）
前記鏡筒は、前記第２光源からの前記第２の光を前記照明光学系により導光させて前記対象物に向けて出射する
前記（２）に記載の医療用観察システム。
（４）
前記制御装置は、算出した前記対象物までの前記距離に基づいて、前記対象物までの距離に関する報知処理を実行する
前記（２）または（３）に記載の医療用観察システム。
（５）
前記制御装置は、前記対象物までの距離を報知する
前記（４）に記載の医療用観察システム。
（６）
前記制御装置は、算出した前記対象物までの前記距離が閾値よりも近づいた場合に、前記鏡筒が前記対象物に接近していることを報知するための処理を実行する
前記（２）から（５）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（７）
前記制御装置は、前記第１光源と前記第２光源とを異なるタイミングで発光させる
前記（２）から（６）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（８）
前記制御装置は、
前記光源装置及び前記撮像装置の少なくとも一方と通信する通信部をさらに備え、
前記通信部を介して、前記飛行時間型センサと前記第２光源が光を発光するタイミングとを同期させる
前記（２）から（７）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（９）
前記制御装置は、
前記鏡筒の前記照明光学系及び前記撮像光学系、前記ライトガイド、前記光源装置、及び前記撮像装置のそれぞれの光学距離を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記光学距離と前記飛行時間型センサの検出結果とに基づいて前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出する算出部と、
をさらに有する
前記（２）から（８）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（１０）
前記制御装置は、複数種類の前記鏡筒及び前記ライトガイドの少なくとも一方の前記光学距離を示す光学距離情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記取得部は、前記記憶部に記憶している前記光学距離情報から前記鏡筒及び前記ライトガイドの少なくとも一方の前記光学距離を取得する
前記（２）から（９）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（１１）
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具をさらに備え、
前記制御装置は、前記治具の前記反射部を用いた前記飛行時間型センサの検出結果と前記所定距離と前記光源装置及び前記撮像装置の前記光学距離とに基づいて、前記鏡筒及び前記ライトガイドの前記光学距離の和を算出する第２算出部をさらに備え、
前記取得部は、前記第２算出部が算出した前記光学距離の和に基づいて前記光学距離を取得する
前記（２）から（９）のいずれかに記載の医療用観察システム。
（１２）
前記制御装置は、前記治具により前記反射部が前記鏡筒の先端から前記所定距離の位置に位置付けられている場合に、前記算出部によって算出された前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離と前記所定距離とに基づいて補正情報を作成する作成部をさらに備え、
前記取得部は、前記作成部が作成した前記補正情報に基づいて前記光学距離を取得する
前記（１１）に記載の医療用観察システム。
（１３）
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置とを備える医療用観察システムと、
複数のリンクが関節部により回動可能に連結され、前記撮像装置を保持可能に構成された支持アームと、
を有する医療用システムであって、
前記光源装置は、前記照明光学系を導光されかつ前記対象物を照明する第１の光を発光する第１光源と、前記照明光学系を導光されかつ前記飛行時間型センサに検出させる第２の光を発光する第２光源と、を有し、
前記飛行時間型センサは、前記対象物を反射して前記鏡筒の前記撮像光学系を通過した前記第２の光を受光する
医療用システム。
（１４）
前記支持アームを制御するアーム制御装置をさらに備え、
前記アーム制御装置は、前記飛行時間型センサの検出結果に基づく前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離に応じて、前記関節部を制御する
前記（１３）に記載の医療用システム。
（１５）
対象物までの距離を検出可能な飛行時間型センサと撮像素子とを有する撮像装置と、照明光学系と撮像光学系とを有しかつ前記撮像装置に交換可能に装着される鏡筒と、ライトガイドを介して前記鏡筒の前記照明光学系に接続される光源装置と、を備える医療用観察システムの距離測定方法であって、
前記鏡筒の前記照明光学系及び前記撮像光学系、前記ライトガイド、前記光源装置、及び前記撮像装置のそれぞれの光学距離を取得するステップと、
前記光源装置に光を発光させるステップと、
取得した前記光学距離と前記飛行時間型センサの検出結果とに基づいて前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
を含む距離測定方法。
（１６）
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具が装着された状態で、前記光源装置に光を発光させるステップと、
前記治具を装着した状態における前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒及び前記ライトガイドの光学距離の和を算出するステップと、
前記治具を装着していない状態における前記飛行時間型センサの検出結果と前記光学距離の和とに基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
をさらに含む
前記（１５）に記載の距離測定方法。
（１７）
前記鏡筒の先端から所定距離の位置に反射部を位置付ける治具が装着された状態で、前記光源装置に光を発光させるステップと、
前記治具を装着した状態における前記飛行時間型センサの検出結果に基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離と前記所定距離とに基づいて補正情報を作成するステップと、
前記治具を装着していない状態における前記飛行時間型センサの検出結果と前記補正情報とに基づいて、前記鏡筒の先端から前記対象物までの距離を算出するステップと、
をさらに含む
前記（１５）に記載の距離測定方法。
【符号の説明】
【０１６５】
１  内視鏡システム
２  撮像装置
３  硬性鏡
４  光源装置
５  制御装置
６  ライトガイド
７  伝送ケーブル
８  伝送ケーブル
９  治具
２３  第１撮像素子
２４  第２撮像素子
２５  ＴＯＦセンサ
３１  挿入部
３１ａ  先端
３２  接続部
３３  装着部
３４  照明光学系
３５  撮像光学系
４１  第１光源
４２  第２光源
９１  反射部
９２  位置付け部
２０１  通信部
２０２  記憶部
２０２Ａ  光学距離情報
２０３  制御部
３０１  通信部
３０２  記憶部
３０２Ａ  光学距離情報
３０３  制御部
４０１  通信部
４０２  記憶部
４０２Ａ  光学距離情報
４０３  制御部
５０１  入力部
５０２  出力部
５０３  通信部
５０４  記憶部
５０４Ａ  光学距離情報
５０４Ｆ  補正情報
５０４Ｐ  制御プログラム
５０４Ｔ  光学距離情報
５０５  制御部
５０５Ａ  取得部
５０５Ｂ  駆動制御部
５０５Ｃ  算出部
５０５Ｄ  処理部
５０５Ｅ  第２算出部
５０５Ｆ  作成部
５０２０  医療用システム
５０２７  支持アーム
５０４５  アーム制御装置
Ｄ６  距離
Ｄ７  基準距離
Ｌ１〜Ｌ５  光学距離
Ｍ  被写体
【図１】
2020170621.tif 000003
【図２】
2020170621.tif 000004
【図３】
2020170621.tif 000005
【図４】
2020170621.tif 000006
【図５】
2020170621.tif 000007
【図６】
2020170621.tif 000008
【図７】
2020170621.tif 000009
【図８】
2020170621.tif 000010
【図９】
2020170621.tif 000011
【図１０】
2020170621.tif 000012
【図１１】
2020170621.tif 000013
【図１２】
2020170621.tif 000014
【図１３】
2020170621.tif 000015
【図１４】
2020170621.tif 000016
【図１５】
2020170621.tif 000017
【国際調査報告】
2020170621.tif 000018
2020170621.tif 000019
2020170621.tif 000020
2020170621.tif 000021