(57)【要約】【課題】ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、光源装置から出射される照明光をライトガイドケーブルに対して最適に入射させる。【解決手段】観察対象を撮像する撮像部を備える医療用機器と、前記観察対象に照射する光を出射し、ライトガイドケーブルを介して前記観察対象に光を照射する光源装置と、を備え、前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、医療用システムが提供される。【選択図】図３
2019202860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象を撮像する撮像部を備える医療用機器と、
前記観察対象に照射する光を出射し、ライトガイドケーブルを介して前記観察対象に光を照射する光源装置と、を備え、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、医療用システム。
【請求項２】
光源装置とライトガイドケーブルとの接続構造であって、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、接続構造。
【請求項３】
前記光源装置に対して、前記導光部の径が異なる複数のライトガイドケーブルのそれぞれを接続する、請求項２に記載の接続構造。
【請求項４】
前記光源装置は、前記ライトガイドケーブルの先端が挿入される挿入部を有し、
前記挿入部の内径に応じて光軸方向の異なる位置で前記ライトガイドケーブルが前記挿入部に位置決めされる、請求項２に記載の接続構造。
【請求項５】
前記挿入部は、前記挿入部の複数の内径に応じて光軸方向の異なる位置に複数の当接面が配置された段付き形状を有し、
前記導光部の径に応じて異なる先端径を有する前記ライトガイドケーブルが前記当接面に当接することで、前記挿入部に対して前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置が定められる、請求項４に記載の接続構造。
【請求項６】
前記段付き構造は、光軸を中心とする円周上の所定の範囲に設けられた、請求項５に記載の接続構造。
【請求項７】
前記段付き構造が設けられていない前記所定の範囲以外の領域に、ネジの締結により前記挿入部に対して前記ライトガイドケーブルを固定するネジ止め構造が設けられた、請求項６に記載の接続構造。
【請求項８】
前記挿入部は、挿入口に向けて拡がるテーパー面を有し、
前記導光部の径に応じて異なる先端径を有する前記ライトガイドケーブルが前記テーパー面に当接することで、前記挿入部の内径に応じて光軸方向の異なる位置で前記ライトガイドケーブルが前記挿入部に位置決めされる、請求項４に記載の接続構造。
【請求項９】
前記光源装置は、前記ライトガイドケーブルの先端が挿入される挿入部を有し、
前記挿入部に対する前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置を変化させるアクチュエータを備える、請求項２に記載の接続構造。
【請求項１０】
前記ライトガイドケーブルにより光が照射される観察対象の明るさを検知する検知部を備え、
前記アクチュエータは、前記観察対象の明るさに基づいて、前記挿入部に対する前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置を変化させる、請求項９に記載の接続構造。
【請求項１１】
前記光源装置及び前記ライトガイドケーブルは、医療用に用いられる、請求項２に記載の接続構造。
【請求項１２】
光源装置とライトガイドケーブルとの接続方法であって、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対して、前記ライトガイドケーブルの光の入射端面の位置を異なる位置に位置決めする、接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用システム、接続構造、及び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、少なくとも１つのレーザ光源を備え、レーザ光源からの光をライトガイドに入射させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２３４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、医療用システムで用いられるライトガイドケーブルにおいては、導光部の直径が異なるライトガイドケーブルが用いられることがある。例えば、手術空間に余裕があり、太い径の内視鏡もしくは大型の顕微鏡を用いることができる場合は、ライトガイドケーブルを収納するスペースが広いため、照明光を入射し易い導光部の直径の大きな太径ライトガイドケーブルが用いられる。【０００５】
一方、手術空間が狭く、細径の内視鏡もしくは小型の顕微鏡を用いる必要がある場合は、ライトガイドケーブルを収納するスペースが狭いため、照明光を入射し辛いが狭いスペースに収納が可能な、導光部の直径が小さい細径のライトガイドケーブルが用いられる。【０００６】
光源装置から出射される光はレンズにより屈折され、焦点面に結像する。導光部の直径が焦点面に結像した照明光の大きさとほぼ等しい場合は、焦点面の位置にライトガイドケーブルの入射端面を配置することで、ライトガイドケーブルにおいて照明光が最も多くかつ均一に入射する。しかし、直径が焦点面に結像した照明光の大きさよりも大きな太径のライトガイドケーブルの場合、入射端面を焦点面に配置すると、ライトガイドケーブルによって光が照射される観察対象物の明るさの均一性を十分に確保できない問題が生じる。【０００７】
従来の医療用の光源では、ランプ光源（キセノンランプやハロゲンランプ）や白色ＬＥＤなどが主に用いられている。これらの光源を用いた場合は、照明光の焦点面における大きさが、ライトガイドケーブルの導光部の直径よりも大きいため、導光部の直径の大きな太径ライトガイドケーブルと導光部の直径の小さな細径ライトガイドケーブルのいずれにおいても、照明光を最も多くかつ均一にライトガイドケーブルに入射させることが可能である。従って、導光部の径に応じて、焦点面とライトガイドケーブルの入射端面の相対的に位置関係が考慮されることはなく、焦点面に対するライトガードケーブルの光軸方向の位置は、導光部の直径に関わらず同一とされていた。【０００８】
しかしながら、光源として集光性の高いレーザを用いる場合は、照明光の焦点面における大きさがライトガイドケーブルの導光部の直径に対して小さくなる。この場合、導光部直径の大きな太径ライトガイドケーブルと導光部直径の小さな細径ライトガイドケーブルにおいて、照明光が最も多くかつ均一に入射するケーブル端面の固定位置に差が生じるようになる。【０００９】
そこで、ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、光源装置から出射される照明光をライトガイドケーブルに対して最適に入射させることが求められていた
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、観察対象を撮像する撮像部を備える医療用機器と、前記観察対象に照射する光を出射し、ライトガイドケーブルを介して前記観察対象に光を照射する光源装置と、を備え、前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、医療用システムが提供される。【００１１】
また、本開示によれば、光源装置とライトガイドケーブルとの接続構造であって、前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、接続構造が提供される。【００１２】
また、本開示によれば、光源装置とライトガイドケーブルとの接続方法であって、前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対して、前記ライトガイドケーブルの光の入射端面の位置を異なる位置に位置決めする、接続方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本開示によれば、ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、光源装置から出射される照明光をライトガイドケーブルに対して最適に入射させることが可能となる。
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】
【００１４】
【図１】本開示の一実施形態に係る光源装置と、光源装置に接続されたライトガイドケーブルを示す模式図である。
【図２】光源装置の接続部を詳細に示す断面図である。
【図３】導光部の太さが異なる２種類のライトガイドケーブルのそれぞれを、光源装置の接続部に装着した状態を示す模式図である。
【図４】導光部の太さが異なる２種類のライトガイドケーブルのそれぞれを、光源装置の接続部に装着した状態を示す模式図である。
【図５】接続部の挿入部にテーパー面を設けた構成を示す模式図である。
【図６】図５に示す光源装置の接続部とライトガイドケーブルの接続部が接続された状態を詳細に示す断面図である。
【図７】図５に示す光源装置の接続部とライトガイドケーブルの接続部が接続された状態を詳細に示す断面図である。
【図８】図２に示した構成において、接続部の挿入部の内面の段付き形状を内径の一部のみに設けた例を示す断面図である。
【図９】図８に示す光源装置の接続部とライトガイドケーブルの接続部が接続された状態を詳細に示す断面図である。
【図１０】図８に示す光源装置の接続部とライトガイドケーブルの接続部が接続された状態を詳細に示す断面図である。
【図１１】ライトガイドケーブルにより照射された観察対象の明るさに応じて接続部の光軸方向の位置を変化させる構成を説明するための模式図である。
【図１２】ライトガイドケーブルにより照射された観察対象の明るさに応じて接続部の光軸方向の位置を変化させる構成を説明するための模式図である。
【図１３】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１４】図１３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１５】本開示に係る光源装置が適用され得る顕微鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．光源装置とライトガイドケーブルを含む全体構成
２．光源装置とライトガイドケーブルの接続構造
３．本実施形態のバリエーション
３．１．挿入部にテーパー面を設けた例
３．２．挿入部の内面の段付き形状を内径の一部のみに設けた例
３．３．射端面の位置をアクチュエータにより可変させる構成例
４．医療用システムの構成例
４．１．内視鏡システムの構成例
４．２．顕微鏡システムの構成例
【００１７】
１．光源装置とライトガイドケーブルを含む全体構成
図１は、本開示の一実施形態に係る光源装置１０００と、光源装置１０００に接続されたライトガイドケーブル２０００を示す模式図である。光源装置１０００及びライトガイドケーブル２０００は、例えば医療用システムに適用される。光源装置１０００は、一例としてレーザ光などの光を生成し、レーザ光をライトガイドケーブル２０００に出射する。ライトガイドケーブル２０００は、光源装置１０００から出射された光を導光し、観察対象に向けて照射する。
【００１８】
光源装置１０００における光の出射部には、接続部１００が設けられている。また、ライトガイドケーブル２０００の端部には、光源装置１０００から出射された光が入射する接続部２００が設けられている。図１では、接続部１００及び接続部２００の中心軸（光軸）を通る断面が示されている。接続部１００と接続部２００により、本開示に係る接続構造が構成されている。
【００１９】
２．光源装置とライトガイドケーブルの接続構造
図２は、光源装置１０００の接続部１００を詳細に示す断面図である。また、図３及び図４は、光源装置１０００の接続部１００とライトガイドケーブル２０００の接続部２００が接続された状態を詳細に示す断面図である。図２〜図４においても、接続部１００、接続部２００の中心軸を通る断面が示されている。
【００２０】
光源装置１０００の接続部１００は、光源装置１０００が出射した光を集光するためのレンズ１０２、レンズ１０４を備える。図２〜図４に示す二点鎖線は、光源装置１０００が出射する光が集光される様子を示している。図２〜図４に示すように、光源装置１０００が出射する光は、焦点面１０５にて結像する。
【００２１】
光源装置１０００の接続部１００には、ライトガイドケーブル２０００の接続部２００が挿入される挿入部１０６が設けられている。挿入部１０６の内面は段付き形状とされており、ライトガイドケーブル２０００の接続部２００が挿入された際のストッパーとして機能する第１の面１０８と第２の面１１０が設けられている。
【００２２】
ライトガイドケーブル２０００は、光源装置１０００から出射された光を導光する導光部２０２を有する。図３、図４に示すように、光源装置１０００から出射された光は、導光部２０２の入射端面２０４から入射する。
【００２３】
図３及び図４は、導光部２０２の太さが異なる２種類のライトガイドケーブル２００のそれぞれを、光源装置１０００の接続部１００に装着した状態を示している。図３に示すライトガイドケーブル２０００の導光部２０２の方が図４に示すライトガイドケーブル２０００の導光部２０２よりも細く、接続部２００の先端の外径も図３の方が図４よりも細くなっている。
【００２４】
図３に示す接続部２００の先端の外形は段付き形状とされており、面２０６が設けられている。図３に示すように、面２０６は、光源装置１０００の接続部１００の第１の面１０８と当接している。
【００２５】
また、図４に示す例では、入射端面２０４と同一面を構成する面２０８が、光源装置１０００の接続部１００の第２の面１１０と当接している。
【００２６】
以上のような構成により、接続部１００に接続部２００を装着した際に、ライトガイドケーブル２０００の入射端面２０４の光軸上の位置が、導光部２０２の直径（接続部２００の先端径）に応じて異なる位置に固定される。
【００２７】
そして、以上のような構成により、導光部２０２の入射端面２０４の光軸上の位置は、光源装置１０００が出射した照明光が最も多くかつ均一に導光部２０２に入射する位置に配置される。
【００２８】
図３に示す例では、入射端面２０４の位置は、焦点面１０５の位置とほぼ一致している。図３のような、細径のライトガイドケーブル２０００を使用する場合には、照明光の焦点面１０５とライトガイドケーブル２０００の入射端面２０４の光軸上の位置が一致する位置で、接続部２００が接続部１００に突き当たる。これにより、ライトガイドケーブル２０００は、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に固定される。
【００２９】
また、図４に示す例では、図３よりも導光部２０２の入射端面２０４の径が大きいことから、入射端面２０４の位置は、焦点面１０５よりも右側の非焦点面１０７の位置に配置されている。図４において、焦点面１０５で結像した光は、焦点面１０５よりも右側で光束が拡がり、非焦点面１０７の位置（つまり、入射端面２０４の位置）では、光束の径が入射端面２０４の径とほぼ一致している。図４のような太い径のライトガイドケーブル２０００を使用する場合には、照明光が最も多くかつ均一に入射する非焦点面１０７と入射端面２０４の光軸上の位置が一致する位置で、接続部２００が接続部１００に突き当たる。これにより、ライトガイドケーブル２０００は、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に固定される。
【００３０】
従って、図３及び図４に示す例によれば、導光部２０２の径に応じて、光源装置１０００が出射した照明光を最も多くかつ均一に導光部２０２に入射させることができる。なお、図３に示す例においても、入射端面２０４の位置を焦点面１０５よりも右側に配置し、入射端面２０４の位置での光束の径を入射端面２０４の径と一致させても良い。
【００３１】
以上のような構成により、例えば光源としてレーザ光を用いた場合など、照明光の焦点面１０５における光束の径がライトガイドケーブル２０００の導光部２０２の直径より小さい場合であっても、導光部２０２の直径の大きさに関わらず照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に入射端面２０４の位置を固定することができる。
【００３２】
また、ライトガイドケーブル２０００が挿入される挿入部１０６を段付き形状にしておくことにより、図３及び図４に示すような導光部２０２の直径が異なるライトガイドケーブル２０００を脱着、交換した場合であっても、特別な調整を行うことなく、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に入射端面２０４を固定することができる。なお、図３〜図４に示す例では、接続部１００の段付き形状を２段とし、２つの面（第１の面１０８。第２の面１１０）を設けた例を示したが、より多くの当て付き面を形成して、より多くの種類のライトガイドケーブル２０００に対応するように構成しても良い。
【００３３】
３．本実施形態のバリエーション
３．１．挿入部にテーパー面を設けた例
次に、図５〜図１１に基づいて、本実施形態のいくつかのバリエーションについて説明する。図５は、光源装置１０００の接続部１００を詳細に示す断面図である。図５に示す接続部１００の構成は、基本的には図２に示したものと同様であるが、接続部１００の挿入部１０６にテーパー面（すり鉢形状）１１２が設けられている。
【００３４】
図６及び図７は、図５に示す光源装置１０００の接続部１００とライトガイドケーブル２０００の接続部２００が接続された状態を詳細に示す断面図である。図５〜図７においても、接続部１００、接続部２００の中心軸を通る断面が示されている。
【００３５】
接続部１００の挿入部１０６に設けられたテーパー面１１２は、ライトガイドケーブル２０００の接続部２００が挿入された際のストッパーとして機能する。図６及び図７は、導光部２０２の太さが異なる２種類のライトガイドケーブル２００のそれぞれを、図５に示す光源装置１０００の接続部１００に装着した状態を示している。図６に示す接続部２００の構成は図３に示す接続部２００の構成と同様であり、図７に示す接続部２００の構成は図４に示す接続部２００の構成と同様である。図６に示すライトガイドケーブル２０００の導光部２０２の方が図７に示すライトガイドケーブル２０００の導光部２０２よりも細く、接続部２００の先端の外径も図６の方が図７よりも細くなっている。
【００３６】
図６に示すように、接続部１００に接続部２００を装着すると、接続部２００に設けられた面２０６の外側のエッジ２０７が、接続部１００のテーパー面１１２と当接する。
【００３７】
また、図７に示す例では、入射端面２０４と同一面を構成する面２０８の外側のエッジ２０９が、接続部１００のテーパー面１１２と当接する。
【００３８】
以上のような構成により、接続部１００に接続部２００を装着した際に、ライトガイドケーブル２０００の入射端面２０４の光軸上の位置が、導光部２０２の直径（接続部２００の先端径）に応じて異なる位置に固定される。
【００３９】
そして、図３及び図４と同様に、導光部２０２の入射端面２０４の光軸上の位置は、光源装置１０００が出射した照明光が最も多くかつ均一に導光部２０２に入射する位置に配置される。図６に示す例では、入射端面２０４の位置は、焦点面１０５の位置とほぼ一致している。図７に示す例では、図６よりも導光部２０２の入射端面２０４の径が大きいことから、入射端面２０４の位置は焦点面１０５よりも右側の非焦点面１０７の位置に配置されている。
【００４０】
３．２．挿入部の内面の段付き形状を内径の一部のみに設けた例
図８は、図２に示した構成において、接続部１００の挿入部１０６の内面の段付き形状を内径の一部のみに設けた例を示す断面図である。図８に示す構成では、挿入部１０６の光軸を中心とする内面において、光軸を中心とする１８０°の領域を図２と同様の段付き形状とし、残りの１８０°の領域に接続部２００を固定するためのネジ止め構造を設けている。つまり、光軸を中心とする１８０°の領域のみに段付き形状が設けられ、残りの１８０°の領域には段付き形状が設けられていない。このように、段付き形状を挿入部１０６の内径の一部のみに設けた場合においても、接続部１００に対する接続部２００の光軸方向の位置決めを行うことができる。
【００４１】
図９及び図１０は、図８に示す光源装置１０００の接続部１００とライトガイドケーブル２０００の接続部２００が接続された状態を詳細に示す断面図である。図８〜図１０においても、接続部１００、接続部２００の中心軸を通る断面が示されている。
【００４２】
図９及び図１０においても、導光部２０２の太さが異なる２種類のライトガイドケーブル２００のそれぞれを、図８に示す光源装置１０００の接続部１００に装着した状態を示している。図９に示す接続部２００の構成は図３に示す接続部２００の構成と同様であり、図１０に示す接続部２００の構成は図４に示す接続部２００の構成と同様である。
【００４３】
接続部１００の挿入部１０６の光軸を中心とする内面において、光軸を中心とする１８０°の領域に図２と同様の段付き形状が設けられているため、図９に示す例では、接続部２００の面２０６が接続部１００の第１の面１０８と当接する。また、図１０に示す例では、入射端面２０４と同一面を構成する面２０８が、光源装置１０００の接続部１００の第２の面１１０と当接する。つまり、段付き形状による入射端面２０４の位置決めは、図３及び図４と同様である。従って、図３及び図４と同様に、導光部２０２の入射端面２０４の光軸上の位置は、光源装置１０００が出射した照明光が最も多くかつ均一に導光部２０２に入射する位置に配置される。
【００４４】
また、ネジ止め構造は、接続部１００の外周から光軸に向けてねじ込まれる２つのネジ１１４、ネジ１１６から構成される。ネジ１１４は、図９に示すライトガイドケーブル２０００が光源装置１０００に装着された場合に、接続部２００に向けて締め付けられる。これにより、ネジ１１４が接続部２００を押し付けることにより、接続部１００に対して接続部２００が固定される。
【００４５】
また、ネジ１１６は、図１０に示すライトガイドケーブル２０００が光源装置１０００に装着された場合に、接続部２００に向けて締め付けられる。これにより、ネジ１１６が接続部２００を押し付けることにより、接続部１００に対して接続部２００が固定される。
【００４６】
従って、図８〜図１０に示す構成によれば、挿入部１２０の段付き形状が設けられていない領域にネジ止め構造を配置したことにより、接続部１００のスペースを有効に活用できる。また、ネジ止め構造により、接続部１００に対して接続部２００を確実に固定することができる。
【００４７】
３．３．射端面の位置をアクチュエータにより可変させる構成例
次に、図１１及び図１２に基づいて、接続部１００に対する光軸方向の接続部２００の位置決めをアクチュエータにより可変させる構成について説明する。
【００４８】
図１１及び図１２に示す接続部１００の基本的な構成は図２〜図４と同様である。一方、図１１及び図１２では、接続部２００の外径が同じであり、導光部２０２の径が異なるライトガイドケーブル２０００がそれぞれ装着された状態を示している。図１１に示す導光部２０２は、図１２に示す導光部２０２よりも径が細い。接続部２００の先端の形状は、図３に示す接続部２００と同様である。
【００４９】
図１１及び図１２に示すように、ライトガイドケーブル２０００の仕様として、接続部２００の先端の外径、形状が同じであっても、内部の導光部２０２の径が異なる場合がある。図１１及び図１２に示すライトガイドケーブル２０００では、面２０６が設けられており、図１１に示す例では、図３と同様、面２０６は、光源装置１０００の接続部１００の第１の面１０８と当接している。従って、図１１では、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に入射端面２０４の位置が固定される。
【００５０】
一方、図１２に示す例では、接続部２００の外径が同じであり、導光部２０２の径が図１１よりも大きいため、入射端面２０４の位置を、図１１と同様の焦点面１０５ではなく、非焦点面１０７の位置とすることで、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置となる。しかし、図１１及び図１２に示す接続部２００の先端の形状は、図３と同様であるため、メカ的な当接により入射端面２０４の位置を非焦点面１０７の位置に合わせることはできない。そして、図１２に示す例において、入射端面２０４の位置を焦点面２０５の位置に固定した場合は、ライトガイドケーブル２０００によって光が照射される観察対象物の明るさを十分に確保できない可能性が生じる。
【００５１】
また、例えばライトガイドケーブル２０００により照射された観察対象を撮像した画面を観察するような場合、画面の明るさを最大限に明るくすることが望ましい。そして、ライトガイドケーブル２０００を導光する光の明るさは、入射端面２０４における光束の径に依存するため、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に入射端面２０４を移動できるようにすることが好適である。
【００５２】
このため、図１２に示す例では、ライトガイドケーブル２０００で照射された観察対象を撮像して得られる画面の明るさを検知して、接続部２００の位置を図１１に対して矢印Ａ１方向に移動させる移動機構を設けている。移動機構は、接続部１００に装着されたアクチュエータ（モータ）１２０、アクチュエータ１２０の回転軸に設けられた雄ネジ（スクリュー）１２２、接続部２００に装着され、雄ネジ１２２が係合する雌ネジを有する移動部材２１０から構成される。移動部材２１０は、接続部２００を接続部１００に挿入する際に接続部２００に対して装着される。
【００５３】
また、図１２に示す例では、アクチュエータ１２０を制御する制御装置３００と、ライトガイドケーブル２０００で照射された観察対象を撮像して得られる画面の明るさを検知する検知部４００が設けられている。制御装置３００は、検知部４００から得られる画面の明るさに基づいて、アクチュエータ１２０を制御する。アクチュエータ１２０が駆動されると、アクチュエータ１２０の回転軸に設けられた雄ネジ１２２が回転することで、雄ネジ１２２と係合する雌ネジを有する移動部材２１０が矢印Ａ１方向に移動する。これにより、検知部４００により画面の明るさをモニタしながらアクチュエータ１２０を制御することで、画面の輝度が最も高くなる位置に接続部２００の入射端面２０４を移動することができる。
【００５４】
上述したように、図１２に示す例において、入射端面２０４の位置を焦点面１０５の位置に固定した場合は、実際に表示される画面の明るさが十分ではなくなる可能性がある。検知部４００により画面の明るさを取得し、アクチュエータ１２０を駆動して入射端面２０４の位置を矢印Ａ１方向に移動し、画面の明るさが最大となる位置でアクチュエータ１２０を停止する。図１２では、入射端面２０４の位置が非焦点面１０９の位置に一致した状態を示しているが、アクチュエータ１２０の駆動により、入射端面２０４の位置を他の非焦点面１０９の位置に一致させることもできる。従って、接続部２００の位置を移動させる機構を設けることにより、自動的に照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に調整することができる。
【００５５】
４．医療用システムの構成例
４．１．内視鏡システムの構成例
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【００５６】
図１３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１３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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
（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１３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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
（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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図１４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１４は、図１３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。
【００８３】
図１４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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、光源装置５０４３によって生成された光を鏡筒５００３の先端まで導光するライトガイドと、光源装置５０４３との接続構造に好適に適用され得る。これにより、観察対象に対し輝度の明るい均一な光を照射することができる。
【０１０５】
８．２．顕微鏡システムの構成例
図１５は、本開示に係る光源装置１０００が適用され得る顕微鏡手術システム６０００の概略的な構成の一例を示す図である。図１５を参照すると、顕微鏡手術システム６０００は、顕微鏡装置４０００と、光源装置１０００と、を有してから構成される。
【０１０６】
顕微鏡装置４０００は、観察対象（患者の術部）を拡大観察するための顕微鏡部４０１０と、顕微鏡部４０１０を先端で支持するアーム部４０２０と、アーム部４０２０の基端を支持するベース部４０３０と、を有する。
【０１０７】
顕微鏡部４０１０は、撮像部によって電子的に撮像画像を撮像する、電子撮像式の顕微鏡部（いわゆるビデオ式の顕微鏡部）である。観察対象からの光（以下、観察光ともいう）は、顕微鏡部４０１０の内部の撮像部に入射する。
【０１０８】
撮像部は、観察光を集光する光学系と、当該光学系が集光した観察光を受光する撮像素子と、から構成される。当該光学系は、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、その光学特性は、観察光を撮像素子の受光面上に結像するように調整されている。当該撮像素子は、観察光を受光して光電変換することにより、観察光に対応した信号、すなわち観察像に対応した画像信号を生成する。当該撮像素子としては、例えばＢａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。当該撮像素子は、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ等、各種の公知の撮像素子であってよい。
【０１０９】
アーム部４０２０は、複数のリンク（第１リンク４０２２ａ〜第６リンク４０２２ｆ）が、複数の関節部（第１関節部４０２４ａ〜第６関節部４０２４ｆ）によって互いに回動可能に連結されることによって構成される。各関節部は一点鎖線で示す回転軸を中心として回動可能とされている。
【０１１０】
なお、図示するアーム部４０２０を構成するリンクの数及び形状（長さ）、並びに関節部の数、配置位置及び回転軸の方向等は、所望の自由度が実現され得るように適宜設計されてよい。また、第１関節部４０２４ａ〜第６関節部４０２４ｆには、モータ等の駆動機構、及び各関節部における回転角度を検出するエンコーダ等が搭載されたアクチュエータが設けられていても良い。そして、第１関節部４０２４ａ〜第６関節部４０２４ｆに設けられる各アクチュエータの駆動が適宜制御されることにより、アーム部４０２０の姿勢、すなわち顕微鏡部４０００の位置及び姿勢が制御され得る。
【０１１１】
光源装置１０００は、例えばベース部４０３０の内部に内蔵されている。光源装置１０００に接続されたライトガイド５００は、第１リンク４０２２ａ〜第６リンク４０２２ｆの内側、あるいは外側を通り、顕微鏡部４０１０に導かれる。顕微鏡部４０１０に導かれたライトガイド５００の先端から観察対象に光を照射することで、顕微鏡部４０１０の内部の撮像部が患者の観察対象（患部）を撮像した際に、観察対象の輝度を高め、観察対象を鮮明に撮像することができる。
【０１１２】
以上説明したように本実施形態によれば、特別な調整を行うことなく、導光部２０２の直径の大きさに関わらず、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置にライトガイドケーブル２０００の入射端面２０２を固定することができる。従って、例えば照明光の焦点面における光束の大きさがライトガイドケーブル２０００の導光部２０２の直径より小さい場合等においても、照明光が最も多くかつ均一に入射する位置に入射端面２０２を配置できる。従って、手術空間の広さに適した内視鏡及び手術顕微鏡を用いつつ、入射可能な照明光の光量及び均一性を低下させることなく。より明るい照明を提供することが可能となる。
【０１１３】
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。
【０１１４】
例えば、上記実施形態では、医療用の光源装置を例に挙げて説明したが、本技術はかかる例に限定されない。本実施形態は、例えば工業用の光源装置など、広く汎用的な光源装置に適用することが可能である。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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）  観察対象を撮像する撮像部を備える医療用機器と、
前記観察対象に照射する光を出射し、ライトガイドケーブルを介して前記観察対象に光を照射する光源装置と、を備え、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、医療用システム。
（２）  光源装置とライトガイドケーブルとの接続構造であって、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対する前記ライトガイドケーブルの入射端面の位置が異なる位置に定められる、接続構造。
（３）  前記光源装置に対して、前記導光部の径が異なる複数のライトガイドケーブルのそれぞれを接続する、前記（２）に記載の接続構造。
（４）  前記光源装置は、前記ライトガイドケーブルの先端が挿入される挿入部を有し、
前記挿入部の内径に応じて光軸方向の異なる位置で前記ライトガイドケーブルが前記挿入部に位置決めされる、前記（２）又は（３）に記載の接続構造。
（５）  前記挿入部は、前記挿入部の複数の内径に応じて光軸方向の異なる位置に複数の当接面が配置された段付き形状を有し、
前記導光部の径に応じて異なる先端径を有する前記ライトガイドケーブルが前記当接面に当接することで、前記挿入部に対して前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置が定められる、前記（４）に記載の接続構造。
（６）  前記段付き構造は、光軸を中心とする円周上の所定の範囲に設けられた、前記（５）に記載の接続構造。
（７）  前記段付き構造が設けられていない前記所定の範囲以外の領域に、ネジの締結により前記挿入部に対して前記ライトガイドケーブルを固定するネジ止め構造が設けられた、前記（６）に記載の接続構造。
（８）  前記挿入部は、挿入口に向けて拡がるテーパー面を有し、
前記導光部の径に応じて異なる先端径を有する前記ライトガイドケーブルが前記テーパー面に当接することで、前記挿入部の内径に応じて光軸方向の異なる位置で前記ライトガイドケーブルが前記挿入部に位置決めされる、前記（４）に記載の接続構造。
（９）  前記光源装置は、前記ライトガイドケーブルの先端が挿入される挿入部を有し、
前記挿入部に対する前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置を変化させるアクチュエータを備える、前記（２）に記載の接続構造。
（１０）  前記ライトガイドケーブルにより光が照射される観察対象の明るさを検知する検知部を備え、
前記アクチュエータは、前記観察対象の明るさに基づいて、前記挿入部に対する前記ライトガイドケーブルの光軸方向の位置を変化させる、前記（９）に記載の接続構造。
（１１）
前記光源装置及び前記ライトガイドケーブルは、医療用に用いられる、前記（２）〜（１０）のいずれかに記載の接続構造。
（１２）  光源装置とライトガイドケーブルとの接続方法であって、
前記ライトガイドケーブルの導光部の径に応じて、前記光源装置から出射される光の焦点面に対して、前記ライトガイドケーブルの光の入射端面の位置を異なる位置に位置決めする、接続方法。
【符号の説明】
【０１１７】
１０６    挿入部
１０８    第１の面
１１０    第２の面
１１２    テーパー面
１１４，１１６    ネジ
１２０    アクチュエータ
２０２    導光部
２０４    入射端面
２０５    焦点面
４００    検知部
１０００  光源装置
２０００  ライトガイドケーブル
【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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【国際調査報告】
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