阅读说明：本技术 医疗观察设备 (Medical observation apparatus ) 是由 广瀬宪志 于 2019-01-30 设计创作，主要内容包括：[问题]提供一种医疗观察设备,能够在使用者使用该医疗观察设备时增强便利性。[解决方案]提供了一种医疗观察设备,配备有：臂,通过多个连杆经由关节彼此耦接而形成,并且该臂具有通过绕旋转轴的旋转移动而实现的至少三个自由度；成像装置,由臂支撑；以及臂控制单元,控制臂的操作。当臂的姿态处于规定状态时,并且当检测到使臂绕与第二轴和第三轴两者正交的旋转轴移动的规定输入时,臂控制单元使与第三轴相对应的连杆绕第三轴旋转,该第二轴是从支撑有成像装置的臂的一侧开始的第二旋转轴,第三轴是从支撑有成像装置的臂的一侧开始的第三旋转轴。([ problem ] to provide a medical observation apparatus capable of enhancing convenience when a user uses the medical observation apparatus. [ solution ] Provided is a medical observation apparatus equipped with: an arm formed by coupling a plurality of links to each other via joints, and having at least three degrees of freedom by rotational movement about a rotational axis; an imaging device supported by the arm; and an arm control unit controlling an operation of the arm. When the posture of the arm is in a prescribed state, and when a prescribed input to move the arm about a rotation axis orthogonal to both a second axis, which is a second rotation axis from the side of the arm on which the imaging device is supported, and a third axis, which is a third rotation axis from the side of the arm on which the imaging device is supported, is detected, the arm control unit rotates the link corresponding to the third axis about the third axis.)

医疗观察设备

技术领域

本发明涉及一种医疗观察设备。

背景技术

近年来，医疗观察设备已用于医疗实践。该设备能够以放大的视图观察观察对象(诸如患部)，并因此用于支撑显微外科手术(诸如神经外科手术)，以及用于执行内窥镜外科手术。医疗观察设备的示例包括：包括光学显微镜的医疗观察设备；以及包括用作电子成像型显微镜的成像装置的医疗观察设备。包括光学显微镜的医疗观察设备在下文中将被称为“光学医疗观察设备”。此外，包括成像装置的医疗观察设备在下文中可以被称被为“电子成像型医疗观察设备”或简称为“医疗观察设备”。由包括在医疗观察设备中的成像装置捕获到的观察对象的捕获图像(运动图像或静止图像)被称为“医疗捕获图像”。

由于例如成像装置和用于显示捕获图像的显示装置的图像质量的改善，电子成像型医疗观察设备可以实现与光学医疗观察设备相同或更高的图像质量。在电子成像型医疗观察设备中，成像装置由例如具有预定自由度的臂支撑，使得成像装置的位置可移动。电子成像型医疗观察设备不需要其使用者(例如，诸如操作者或操作者的助手的医务工作者，其在下文中可以简单地称为“使用者”)如在使用光学医疗观察设备的情况下那样查看光学显微镜的目镜，由此成像装置的位置可以更自由地移动。因此，电子成像型医疗观察设备的使用提供了这种优点，即随着成像装置的位置的移动，可以更灵活地支撑操作。因此，电子成像型医疗观察设备在医疗实践中的普及程度一直在增加。

同时，与多轴操纵器的控制有关的技术正在开发中。例如，以下专利文献1公开了与七轴操纵器的控制有关的技术。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP H6-226667A

发明内容

技术问题

如上所述，因为电子成像型医疗观察设备的用户可以自由地移动成像装置的位置。这意味着用户可以通过移动成像装置的位置来改变成像范围。然而，支撑成像装置的臂的自由度会根据其姿态而受到损害。因此，可以存在“除非用户手动改变臂的姿态，否则成像装置不能移动以捕获理想成像范围内的图像的情况”。当这种情况发生时，针对医疗观察设备的用户的可用性可能会受到损害。

本公开提出了一种新的和改善的医疗观察设备，该医疗观察设备能够向其用户提供更高的可用性。

问题的解决方法

根据本发明，提供了一种医疗观察设备，包括：臂，包括经由关节彼此连接的多个连杆，该臂具有通过绕旋转轴的旋转操作而实现的至少三个或更多个自由度；成像装置，由臂支撑；以及臂控制器，被配置为控制臂的操作，其中，当臂的姿态处于预定状态时，并且检测到用于使臂绕与第二轴和第三轴正交的旋转轴移动的预定输入时，臂控制器使与第三轴相对应的一个连杆绕第三轴旋转，该第二轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第二旋转轴，该第三轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第三旋转轴。

发明的有利效果

根据本公开，可以改善针对使用医疗观察设备的用户的可用性。

注意，上述效果不一定是限制性的，并且除了上述效果之外或代替上述效果，可以实现在本说明书中描述的或可以从本说明书中掌握的任何其它效果。

附图说明

[图1]是示出根据本实施例的医疗观察系统的配置的示例的说明图。

[图2]是示出其中使用根据本实施例的医疗观察系统的用例的示例的说明图。

[图3]是用于描述包括在根据本实施例的医疗观察设备中的成像装置的配置的示例的说明图。

[图4]是用于描述包括在根据本实施例的医疗观察设备中的成像装置的配置的另一示例的说明图。

[图5]是示出根据本实施例的医疗观察设备的配置的示例的功能框图。

[图6]是用于描述根据本实施例的控制方法的概要的说明图。

[图7]是示出根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。

[图8]是示出根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。

[图9]是用于描述根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。

[图10]是用于描述根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。

[图11]是示出根据本实施例的医疗观察设备的配置的示例的说明图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在说明书和附图中，具有基本相同的功能和配置的部件由相同的附图标记表示，并且省略冗余描述。

在下文中，描述将按照以下顺序进行。

1.根据本实施例的医疗观察系统和根据本实施例的控制方法

[1]医疗观察系统的配置

[1-1]显示装置200

[1-2]医疗观察设备100

[2]根据本实施例的控制方法

[2-1]根据本实施例的控制方法的概述

[2-2]根据本实施例的控制方法中的处理

[3]通过使用根据本实施例的控制方法而实现的效果的示例

2.根据本实施例的程序

(根据本实施例的医疗观察系统和根据本实施例的控制方法)

在下文中，将在描述根据本实施例的医疗观察系统的示例的同时描述根据本实施例的控制方法。

下面将描述根据本实施例的医疗观察设备执行根据本实施例的控制方法中的处理的情况。具体地，将描述根据本实施例的医疗观察设备用作医疗控制设备的情况。应注意，在根据本实施例的医疗观察系统中，用作医疗控制设备的设备不限于根据本实施例的医疗观察设备。例如，在根据本实施例的医疗观察系统中，诸如能够执行根据本实施例的控制方法中的处理的医疗控制器的任何设备都可以用作医疗控制设备。

[1]医疗观察系统的配置

图1是示出根据本实施例的医疗观察系统1000的配置的图。医疗观察系统1000包括例如医疗观察设备100和显示装置200。

注意，根据本实施例的医疗观察系统不限于图1所示的示例。

例如，根据本实施例的医疗观察系统还可以包括控制医疗观察设备100中的各种操作的医疗控制设备(未示出)。图1示出在医疗观察系统1000中，如下所述，医疗观察设备100包括控制单元(将在后面描述)，该控制单元执行根据本实施例的控制方法中的处理，并因此该医疗观察设备100具有医疗控制设备(未示出)的功能。

医疗控制设备(未示出)的示例包括可以执行根据本实施例的控制方法中的处理的任何装置(诸如“医疗控制器”或“诸如服务器的计算机”)。此外，医疗控制设备(未示出)可以是例如可以嵌入到上述装置中的集成电路(IC)。

此外，根据本实施例的医疗观察系统可以具有包括多个医疗观察设备100和显示装置200的配置。当设置多个医疗观察设备100时，每个医疗观察设备100执行后述的医疗观察设备100的控制方法中的处理。此外，当根据本实施例的医疗观察系统具有包括多个医疗观察设备100和显示装置200的配置时，医疗观察设备100和显示装置200可以以一对一的关系彼此相关联，或者多个医疗观察设备100可以与单个显示装置200相关联。当多个医疗观察设备100与单个显示装置200相关联时，显示装置200执行例如切换操作等，以便切换由哪个医疗观察设备100捕获到的在显示屏上显示的医疗捕获图像。

图2是示出其中使用根据本实施例的医疗观察系统1000的用例的示例的说明图。

包括在医疗观察装置100中的成像装置(将在后面描述)捕获患者PA作为观察对象(接受医疗治疗的患者)的图像。通过捕获接受医疗治疗的患者的图像而获得的捕获图像是医疗捕获图像的示例。

由医疗观察设备100捕获到的医疗捕获图像显示在显示装置200的显示屏上。然后，使用医疗观察设备100执行医疗治疗的操作者OP(医疗观察设备100的用户的示例。同样适用于在以下描述)在观看显示在显示装置200的显示屏上的医疗捕获图像的同时，对患者PA执行医疗治疗。

此外，操作者OP通过操作医疗观察设备100外部的操作装置(诸如脚踏开关FS)或包括在医疗观察设备100中的操作装置(将在后面描述)，从而操作包括在医疗观察设备100中的臂(将在后面描述)和成像装置(将在后面描述)，来实现医疗观察设备100的理想状态。

在下文中，将描述医疗观察系统1000的每个装置。

[1-1]显示装置200

显示装置200是医疗观察系统1000中的显示单元，并且与医疗观察设备100外部的显示装置相对应。例如，显示装置200在显示屏上显示诸如由医疗观察设备100捕获到的医疗捕获图像(运动图像或静止图像)和与用户界面(UI)有关的图像的各种图像。此外，显示装置200可以具有能够通过任何适当的系统执行3D显示的配置。显示装置200的显示例如由医疗观察设备100或医疗控制设备(未示出)控制。

在医疗观察系统1000中，显示装置200安装在任何位置(诸如手术室的墙面、天花板及地面)，该位置可以被手术室中的涉及操作的人(诸如操作者)视觉识别到。显示装置200的示例包括液晶显示器、有机电致发光(EL)显示器、阴极射线管(CRT)显示器等。

注意，显示装置200不限于上述示例。

例如，显示装置200可以是由操作者使用的任何可穿戴装置或穿戴在身体上的类似装置(诸如头戴式显示器或眼镜型装置)。

显示装置200由例如从包括在显示装置200中的内部电源(诸如电池)供应的电力或从所连接的外部电源供应的电力来驱动。

[1-2]医疗观察设备100

医疗观察设备100是电子成像型医疗观察设备。例如，当在手术期间使用医疗观察设备100时，操作者(医疗观察设备100的用户的示例)在通过参考由医疗观察设备100捕获并在显示装置200的显示屏上显示的医疗捕获图像来观察手术部位的同时，对手术部位(患部)执行过程(诸如根据手术过程)的各种治疗。

如图1所示，医疗观察设备100包括例如基座102、臂104及成像装置106。

尽管在图1中未示出，医疗观察设备100可以包括例如一个或多个处理器(未示出)，该处理器包括诸如微处理单元(MPU)的算术电路、只读存储器(ROM)(未示出)、随机存取存储器(RAM)(未示出)、记录介质(未示出)及通信装置(未示出)。医疗观察设备100例如由从包括在医疗观察设备100中的内部电源(诸如电池)供应的电力或从所连接的外部电源供应的电力来驱动。

处理器(未示出)用作医疗观察设备100中的控制单元(将在稍后描述)。ROM(未示出)存储由处理器(未示出)使用的诸如程序和计算参数的控制数据。RAM(未示出)临时存储由处理器(未示出)等执行的程序。

记录介质(未示出)用作医疗观察设备100中的存储单元(未示出)。记录介质(未示出)存储各种类型的数据(诸如与根据本实施例的控制方法以及各种应用程序有关的数据)。这里，记录介质(未示出)的示例包括磁记录介质(诸如硬盘)和非易失性存储器(诸如闪存)。此外，记录介质(未示出)可以从医疗观察设备100中移除。

通信装置(未示出)是包括在医疗观察设备100中的通信单元，并且负责执行与外部装置(诸如显示装置200)的无线或有线通信。这里，例如，作为通信装置(未示出)，可以使用IEEE 802.15.1端口和发送/接收电路(无线通信)、IEEE 802.11端口和发送/接收电路(无线通信)、通信天线和RF电路(无线通信)、或者LAN终端和发送/接收电路(有线通信)。

[1-2-1]基座102

基座102是医疗观察设备100的基座，并且具有连接到其上的臂104的一端，以支撑臂104和成像装置106。

基座102设置有例如脚轮，并且医疗观察设备100经由脚轮接地。通过设置脚轮，医疗观察设备100可以容易地通过脚轮在地面上移动。

[1-2-2]臂104

臂104包括经由关节彼此连接的多个连杆。臂104具有至少三个或更多个自由度，该自由度通过绕后述的旋转轴的旋转操作实现。臂104的三个或更多个自由度包括通过绕后述的第一轴O1、第二轴O2及第三轴O3的旋转操作而实现的自由度。图1所示的示例是具有如下所述的六个自由度的配置的示例。

此外，臂104支撑成像装置106。由臂104支撑的成像装置106可以三维地移动，并且移动的成像装置106的位置和姿态由臂104保持。

更具体地，臂104包括例如多个关节110a、110b、110c、110d、110e及110f以及经由关节110a、110b、110c、110d、110e、及110f连接的多个连杆112a、112b、112c、112d、112e、112f及112g。关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的每个的可旋转范围在设计阶段、制造阶段等中被适当地设定以便实现臂104的理想移动。

具体地，在图1所示的医疗观察设备100中，设置了与形成臂104的六个关节110a、110b、110c、110d、110e及110f相对应的六个旋转轴(第一轴O1、第二轴O2、第三轴O3、第四轴O4、第五轴O5及第六轴O6)，由此实现了用于成像装置106的移动的六个自由度。更具体地，在图1所示的医疗观察设备100中，实现了具有用于平移的三个自由度和用于旋转的三个自由度(共六个自由度)的运动。

第一轴O1是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第一旋转轴。第二轴O2是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第二旋转轴。第三轴O3是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第三旋转轴。第四轴O4是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第四旋转轴。第五轴O5是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第五旋转轴。第六轴O6是来自臂104的支撑成像装置106的一侧的第六旋转轴。

例如，关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的每个设置有致动器(未示出)，并且响应于致动器(未示出)的驱动而绕旋转轴中相对应的一个旋转轴旋转。致动器(未示出)的驱动例如由用作稍后描述的控制单元的处理器或外部医疗控制设备(未示出)控制。

在医疗观察设备100中，致动器(未示出)可以仅设置到关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的一些上。其中致动器(未示出)仅设置到一些关节中的配置的示例包括“其中致动器(未示出)设置到关节110a、110b及110c上而未设置到关节110d、110e及110f上的配置”。

例如，关节110a、110b、110c、110d、110e及110f上的每个可以设置有角度传感器(未示出)，该角度传感器能够检测六个旋转轴中的每个的旋转角度。根据本实施例的角度传感器的示例包括可以获得六个旋转轴中的每个上的旋转角度的任何传感器(诸如旋转编码器和角速度传感器)。

在医疗观察设备100中，角度传感器(未示出)可以仅设置到关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的一些上。角度传感器(未示出)仅设置到部分关节上的配置的示例包括“角度传感器(未示出)仅设置到关节110a、110b及110c上而未设置到关节110d、110e及110f上的配置”。

注意，设置到臂104上的传感器不限于角度传感器。例如，臂104可设置有用于检测施加到臂104的外力的传感器。用于检测施加到臂104的外力的传感器负责检测到臂104的预定输入(将在稍后描述)。

用于检测施加到臂104的外力的传感器的示例包括能够检测力的任何传感器(诸如测力传感器)。用于检测施加到医疗观察设备100中的臂104的外力的传感器例如可以用作用于检测成像装置106的移动方向的传感器。

用于检测施加到臂104的外力的传感器例如放置在与第一轴线O1相对应的关节110a和与第二轴线O2相对应的关节110b之间(即，在连杆112a部分中)。

用于检测施加到臂104的外力的传感器的布置的示例不限于上述示例。例如，用于检测施加到臂104的外力的传感器可以设置在连杆112b部分中。

例如，每个关节110a、110b、110c、110d、110e及110f例如通过致动器(未示出)的驱动绕相对应的旋转轴旋转，以便可以实现臂104的各种操作(诸如臂104的伸展或收缩(折叠))。此外，可以响应于用户的操作而利用每个关节110a、110b、110c、110d、110e及110f绕相对应的旋转轴旋转来实现例如臂104的各种操作(诸如臂104的伸展或收缩(折叠))。

关节110a具有基本上为圆柱形的形状，并且具有支撑成像装置106(图1中的成像装置106的上端部)的远端部(图1中的下端部)，使得成像装置106可以绕平行于成像装置106的中心轴的旋转轴(第一轴O1)旋转。这里，图1所示的医疗观察设备100被配置为使第一轴O1与成像装置106的光轴匹配。换句话说，第一轴O1与成像装置106的光轴同轴。因此，通过绕图1所示的第一轴O1旋转成像装置106，以旋转方式改变视野的图像被捕获以作为由成像装置106捕获到的医疗捕获图像。不用说，医疗观察设备100的配置不限于其中第一轴O1与成像装置106的光轴同轴的配置。

连杆112a是基本上为棒状的构件，关节110a由该连杆112a被固定地支撑。连杆112a例如在与第一轴O1正交的方向上延伸，并且连接到关节110b。

关节110b具有基本上为圆柱形的形状，并且支撑连杆112a，使得连杆112a可以绕与第一轴线O1正交的旋转轴(第二轴线O2)旋转。连杆112b固定地连接到关节110b。

连杆112b是基本上为L形的构件，该连杆112b的一侧在与第二轴线O2正交的方向延伸，并且连接到关节110b和关节110c中的每个。

关节110c具有基本上为圆柱形的形状，并且支撑连杆112b，使得连杆112b可以至少绕与第二轴O2正交的旋转轴(第三轴O3)旋转。连杆112c的一端固定地连接到关节110c。

在此，利用臂104的远端侧(设置有成像装置106的一侧)绕第二轴O2和第三轴O3旋转，成像装置106可以被移动，以使该成像装置106的位置在水平面内发生变化。即，在医疗观察设备100中，控制绕第二轴O2的旋转和绕第三轴O3的旋转，使得医疗捕获图像的视野可以在平面内移动。

连杆112c经由关节110c连接到连杆112b，并且经由关节110d连接到连杆112d。连杆112c连接到连杆112e。

关节110d支撑连杆112c，使得连杆112c可以绕与第三轴O3正交的旋转轴(第四轴O4)旋转。连杆112d连接到关节110d。

连杆112d经由关节110d连接到连杆112c，并且经由关节110e连接到连杆112g。连杆112d连接到连杆112f。

连杆112e连接到连杆112c和连杆112f中的每个。

连杆112f连接到连杆112d和连杆112e中的每个。在连杆112f的一端设有配重114。配重114具有对质量和布置位置的调节，使得设置在臂104的远端侧(设置成像装置106的一侧)上的比配重114更重的部件的质量可以抵消绕第四轴O4产生的旋转力矩和绕第五轴O5产生的旋转力矩。

关节110e支撑连杆112d的一端，使得连杆112d可以绕平行于第四轴线O4的旋转轴(第五轴线O5)旋转。连杆112g的一端连接到关节110e。

在此，第四轴O4和第五轴O5是成像装置106可在竖直方向上移动的旋转轴。随着臂104的远端侧(设置有成像装置106的一侧)绕第四轴O4和第五轴O5旋转，成像装置106的位置在竖直方向上改变。因此，利用臂104的远端侧(设置有成像装置106的一侧)绕第四轴O4和第五轴O5旋转，成像装置106与观察对象(诸如患者的手术部位)之间的距离可以改变。

连杆112g是作为具有基本上为L形状的第一构件和棒状的第二构件的组合的构件，该第一构件具有在竖直方向上延伸的一侧和沿水平方向延伸的另一侧，该第二构件从在水平方向上延伸的第一构件的一部分竖直向下延伸。关节110e固定地连接到连杆112g的第一构件的在竖直方向上延伸的部分。关节110f连接到连杆112g的第二构件。

连杆112f和基座102连接到关节110f。关节110f支撑连杆112g，使得连杆112g可以绕平行于竖直方向的旋转轴(第六轴O6)旋转。

利用具有上述配置的臂104，实现了六个自由度以用于成像装置106在医疗观察设备100中的移动。

注意，臂104的配置不限于上面的示例。

例如，图1示出其中臂104设置有配重114的配置(即，其中臂104是平衡臂的配置)。然而，臂104可以具有其中未设置配重114的配置。

例如，臂104的关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的每个可以设置有制动器，该制动器调整关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的每个的旋转。根据本实施例的制动器的示例包括任何类型的制动器(诸如机械驱动制动器和电驱动电磁制动器)。

制动器(未示出)的驱动由例如用作稍后描述的控制单元的处理器或外部医疗控制设备(未示出)控制。在医疗观察设备100中，在控制制动器的驱动的情况下设定臂104的操作模式。臂104的操作模式包括例如完全固定模式、部分固定模式及自由模式。

这里，根据本实施例的完全固定模式例如是其中通过利用制动器限制设置在臂104上的每个旋转轴的旋转来固定成像装置106的位置和姿态的操作模式。当臂104处于完全固定模式时，医疗观察设备100的操作状态是其中成像装置106的位置和姿态固定的固定状态。

根据本实施例的部分固定模式例如是其中通过利用制动器限制设置在臂104上的一些旋转轴的旋转来部分固定成像装置106的位置和姿态的操作模式。例如，当设定部分固定模式时，使绕第二轴O2和第三轴O3的旋转操作进行，而绕其他轴的旋转操作受限制。不用说，设定部分固定模式时的限制的示例不限于上述示例。

此外，根据本实施例的自由模式是其中制动器被释放的操作模式，以便可以自由地绕设置在臂104上的每个旋转轴进行旋转。例如，在自由模式中，成像装置106的位置和姿态可以通过操作者的直接操作来调节。这里，根据本实施例的直接操作例如意味着操作者利用他或她的手保持成像装置106并且直接移动成像装置106的操作。

[1-2-3]成像装置106

成像装置106由臂104支撑，并且捕获观察对象(诸如患者的手术部位)的图像。成像装置106的图像捕获由例如用作稍后描述的控制单元的处理器或外部医疗控制设备(未示出)控制。

成像装置106具有与例如电子成像型显微镜相对应的配置。

图3是用于描述包括在根据本实施例的医疗观察设备100中的成像装置106的配置的示例的说明图。图3示出第一轴O1和成像装置106的光轴同轴，并且成像装置106的光轴竖直向下定向的情况。

图3所示的成像装置106包括例如成像构件120和具有基本上为圆柱形状的圆柱形构件122。成像构件120设置在圆柱形构件122的内部。

例如，用于保护成像构件120的玻璃盖(cover glass)(未示出)设置在圆柱形构件122的下端(图3中的下侧端)处的开口面上。

此外，例如，光源(未示出)设置在圆柱形构件122内部，并且在捕获图像时，利用从光源通过玻璃盖发射的照明光照射物体。来自被照明光照射的物体的反射光(观察光)通过玻璃盖(未示出)入射到成像构件120上，由此成像构件120获得指示物体的图像信号(指示医疗捕获图像的图像信号)。

作为成像构件120，可以应用在各种已知的电子成像型显微镜单元中使用的配置。

例如，成像构件120包括例如光学系统120a和图像传感器120b，该图像传感器120b包括利用穿过光学系统的光捕获观察对象的图像的成像元件。光学系统120a包括例如光学元件(诸如诸如物镜、变焦透镜和聚焦透镜及反射镜中的一个或多个透镜)。图像传感器120b的示例包括图像传感器，该图像传感器包括多个成像元件(诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)和电荷耦合器件(CCD))。

成像构件120包括两个或更多个成像装置以用作已知的立体相机，这些成像装置包括光学系统120a和图像传感器120b。

成像构件120的成像装置具有电子成像型显微镜单元的一个或多个通用功能(诸如变焦功能(光学变焦功能和电子变焦功能中的一者或两者)和自动聚焦(AF)功能)。

此外，成像构件120可以具有能够以诸如4K或8K的高分辨率捕获图像的配置。当成像构件120被配置为能够捕获高分辨率图像时，该图像可以在保证预定分辨率(例如，全HD图像质量)的同时显示在具有例如50英寸或更大显示屏的显示装置200上。因此，操作者可以通过改善的可见性看到显示屏。此外，当成像构件120被配置为能够捕获高分辨率图像时，捕获图像可以在保证预定分辨率的同时通过电子变焦功能放大并显示在显示装置200的显示屏上。此外，当使用电子变焦功能来保证预定分辨率时，成像装置106中的光学变焦功能的性能不必如此高。因此，成像装置106的光学系统可以被简化。因此，成像装置106可以变得更小。

例如，成像装置106设置有各种操作装置以用于控制该成像装置106的操作。例如，在图3中，成像装置106设置有变焦开关124、聚焦开关126及操作模式设定开关128。不用说，变焦开关124、聚焦开关126及操作模式设定开关128的安装位置和形状不限于图3所示的示例。

变焦开关124和聚焦开关126是用于调节成像装置106中的成像条件的操作装置的示例。

变焦开关124包括例如用于增加变焦倍率(倍率比)的放大开关124a和用于减小变焦倍率的缩小开关124b。当执行对变焦开关124的操作时，调节变焦倍率，从而调节变焦。

聚焦开关126包括例如用于增大到观察对象(物体)的焦距的远视聚焦开关126a和用于减小到观察对象的焦距的近视聚焦开关126b。通过操作聚焦开关126，调节焦距，从而调节焦点。

操作模式设定开关128是用于设定成像装置106中的臂104的操作模式的操作装置的示例。当对操作模式设定开关128执行操作时，臂104的操作模式发生改变。通过对操作模式设定开关128执行操作而改变操作模式的示例包括完全固定模式和自由模式。因此，操作模式设定开关128是可以***作以限制臂104的所有自由度的操作装置(第一操作装置)的示例。

操作模式设定开关128的操作的示例包括按压操作模式设定开关128的操作。例如，当操作者按压操作模式设定开关128时，臂104的操作模式为自由模式，而当操作者不按压操作模式设定开关128时，臂104的操作模式为完全固定模式。

成像装置106设置有例如滑动防止构件130和突起构件132，使得操作者可以以更高的操作性和可用性操作各种操作装置。

滑动防止构件130是例如在操作者用操作体(诸如他或她的手的)操作圆柱形构件122时被设置成防止操作体滑动的构件。滑动防止构件130例如由具有较大摩擦系数的材料形成，并且具有结构(诸如凹陷部和突起部)，该滑动防止构件130的特征在于滑动风险较低。

突起构件132是被设置成这样设置的构件：当操作者用操作体(诸如他或她的手)操作圆柱形构件122时，防止操作体遮挡光学系统120a的视野，并且当使用操作体执行操作时，防止由于操作体接触玻璃盖而污染玻璃盖(未示出)。

不用说，滑动防止构件130和突起构件132中的每个的设置位置和形状不限于图3所示的示例。此外，成像装置106可以不设置滑动防止构件130和突起构件132中的一者或两者。

通过由成像装置106的成像所生成的图像信号(图像数据)在例如用作后述的控制单元的处理器中经受图像处理。根据本实施例的图像处理的示例包括一个或多个各种处理(诸如伽马校正、白平衡调节、与电子变焦功能有关的图像的放大或缩小、以及逐像素的校正)。当根据本实施例的医疗观察系统包括用于控制医疗观察设备100的各种操作的医疗控制设备(未示出)时，根据本实施例的图像处理可以由医疗控制设备(未示出)执行。

医疗观察设备100将例如显示控制信号和作为上述图像处理的结果的图像信号发送到显示装置200。

利用向显示装置200发送的显示控制信号和图像信号，显示装置200的显示屏显示包括观察对象的医疗捕获图像(例如，包括手术部位的捕获图像)。在通过光学变焦功能和电子变焦功能中的一者或两者将图像放大或缩小到理想的放大率的同时显示图像。

注意，成像装置106的配置不限于图3所示的示例。

图4是示出根据本实施例的医疗观察设备100的成像装置106的另一配置的示例的说明图。图4示出第一轴O1和成像装置106的光轴同轴，并且成像装置106的光轴竖直向下定向的情况。

图4所示的成像装置106具有与图3所示的成像装置基本相同的配置。图4所示的成像装置106与图3所示的成像装置之间的差异在于图4还包括操作模式设定开关134和136。

操作模式设定开关134和136是用于设定成像装置106中的臂104的操作模式的操作装置的进一步示例。当对操作模式设定开关134和136执行操作时，臂104的操作模式被设定为部分固定模式。即，操作模式设定开关134和136是可以***作以限制臂104的一些自由度的操作装置(第二操作装置)的示例。

在包括图4所示的成像装置106的医疗观察设备100中，可以通过操作操作模式设定开关134和136中的一个来将臂104的操作模式设定为部分固定模式。

此外，尽管两个开关(操作模式设定开关134和136)被示为可操作以限制图4中的臂104的一些自由度的操作装置，但是用于执行限制臂104的一些自由度的操作的操作装置可以是一个开关。

操作模式设定开关134和136的操作的示例包括按压操作模式设定开关134和136的操作。例如，当操作者按压操作模式设定开关134和136时，臂104的操作模式为部分固定模式。作为具体示例，例如，当操作者按压操作模式设定开关134和136时，使绕第二轴O2和第三轴O3的旋转操作进行，并且限制绕其他轴的旋转操作。

当操作者未按压操作模式设定开关134和136时，臂104的操作模式取决于操作模式设定开关128上的操作状态。此外，当操作模式设定开关128和操作模式设定开关134和136都被按压时，臂104的操作模式为自由模式。当操作模式设定开关128和操作模式设定开关134和136都被按压时，臂104的操作模式还可以是部分固定模式。

如图4所示，操作模式设定开关128(第一操作装置的示例，同样适用于以下的描述)和操作模式设定开关134和136(第二操作装置的示例)在成像装置106的光轴竖直向下时被布置成上侧和下侧。具体地，当成像装置106的光轴竖直向下定向时，操作模式设定开关134和136被放置在比操作模式设定开关128更低的下侧。

当操作模式设定开关128和操作模式设定开关134和136如图4所示布置时，通过操作者的操作实现以下操作。

-操作者保持成像装置106，使得操作模式设定开关128和操作模式设定开关134和136都被按压。因此，臂104的操作模式为自由模式，并且操作者移动成像装置106，以便捕获理想成像范围中的图像。操作者松开食指以停止操作操作模式设定开关128。因此，臂104的操作模式成为部分固定模式，并且臂104在聚焦方向上的移动受限制。操作者在限制臂104在聚焦方向上的移动的状态下微调成像范围，并且在微调完成时从成像装置106释放他或她的手。因此，臂104的操作模式成为完全固定模式，并因此成像装置106的成像范围固定。

在上述示例中，在部分固定模式下的对象不会失焦，并因此操作者不需要固定地保持成像装置106。因此，操作者可以利用握住医疗器械(诸如产钳)的他或她的手来微调成像范围。综合考虑，包括图4所示的成像装置106的医疗观察设备100可以针对诸如操作者的用户改善可用性。

医疗观察设备100具有例如参照图1、图3及图4所示的硬件配置。

然而，根据本实施例的医疗观察设备的硬件配置不限于参考图1、图3及图4所示的配置。

例如，根据本实施例的医疗观察设备可以不包括基座102，而是可以具有其中臂104直接附接到手术室的天花板或墙面等的配置。例如，当臂104附接到天花板时，根据本实施例的医疗观察设备具有臂104从天花板悬挂的配置。

图1示出其中臂104被配置为实现六个自由度以用于成像装置106的驱动的示例。然而，臂104的配置不限于具有六个自由度以用于成像装置106的驱动的配置。例如，如上所述，臂104可以具有等于或高于三个自由度的任何自由度，该三个自由度包括通过绕第一轴O1、第二轴O2及第三轴O3的旋转操作而实现的自由度。因此，可以适当地设置关节和连杆的数量和布置以及关节的驱动轴的方向，使得臂104可以具有三个自由度或更高的自由度。

图1、图3及图4示出其中在成像装置106中设置用于控制成像装置106的操作的各种操作装置的示例。然而，图1、图3及图4所示的一些或所有操作装置也可以不设置在成像装置106中。作为示例，用于控制成像装置106的操作的各种操作装置可以设置在根据本实施例的医疗观察设备的成像装置106以外的部分中。作为另一示例，用于控制成像装置106的操作的各种操作装置可以是任何外部操作装置(诸如包括遥控器的脚踏开关或手动开关)。

此外，成像装置106可以具有能够在多个观察模式当中切换的配置。根据本实施例的观察模式的示例包括其中使用自然光捕获图像的观察模式、其中使用特殊光捕获图像的观察模式、以及其中使用图像增强观察技术(诸如窄带成像(NBI))捕获图像的观察模式。根据本实施例的特殊光的示例包括特定波段中的光(诸如近红外波段中的光、或用于使用5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)进行荧光观察的荧光波段中的光)。

能够在多个观察模式当中切换的成像装置106的配置的示例包括：“配置包括：透射特定波段中的光并阻挡其他波段中的光的滤光器；以及将滤光器选择性地布置在光路上的移动机构的配置”。用于透过根据本实施例的滤波器的特定波段的示例包括：近红外波段(例如，从大约为0.7[微米]到2.5[微米]的波段)；用于使用5-ALA进行荧光观察的荧光波段(例如，从大约为0.6[微米]到0.65[微米]的波段)；以及吲哚菁绿(ICG)荧光波段(例如，大约为0.82[微米]到0.85[微米]的波段)。

注意，成像装置106可以设置有具有不同透射波段的多个滤波器。此外，在上面的描述中，已描述了其中滤波器放置在光路上以捕获具有特定波段中的光的图像的示例。然而，不用说，用于捕获具有特定波段中的光的图像的成像装置106的配置不限于上述示例。

接下来，将使用功能块来描述图1所示的医疗观察设备100。图5是示出根据本实施例的医疗观察设备100的配置的示例的功能框图。

医疗观察设备100包括例如臂单元152、成像单元154、通信单元156及控制单元158。

臂单元152包括臂104并且支撑形成成像单元154的成像装置106。

成像单元154包括成像装置106并且捕获观察对象的图像。成像单元154的成像由例如控制单元158控制。

通信单元156是包括在医疗观察设备100中的通信单元，并且负责执行与外部装置(诸如显示装置200)的无线或有线通信。通信单元156包括例如上述的通信装置(未示出)。通信单元156的通信由例如控制单元158控制。

控制单元158包括例如上述处理器(未示出)，并且负责对整个医疗观察设备100的控制。此外，控制单元158负责引导后述的控制方法中的处理。注意，控制单元158中的控制方法中的处理可以分布在待执行的多个处理电路(例如，多个处理器)当中。

更具体地，控制单元158包括例如成像控制器160、臂控制器162及显示控制器164。

成像控制器160控制形成成像单元154的成像装置106。对成像装置106的控制的示例包括对电子成像型显微镜单元的一个或多个通用功能的控制(诸如对至少包括变焦功能(光学变焦功能和电子变焦功能)的AF功能的控制)。

臂控制器162控制形成臂单元152的臂104的驱动。对臂104的驱动的控制的示例包括“将用于控制驱动的控制信号施加到与关节110a、110b、110c、110d、110e及110f中的每个相对应的致动器(未示出)”。

此外，臂控制器162负责后述的控制方法中的处理。后面将描述根据本实施例的控制方法中的处理的示例。

显示控制器164将显示控制信号和图像信号发送到例如向通信单元156的通信装置(未示出)，并且将显示控制信号和图像信号发送到显示装置200，从而控制在显示装置200上的显示。注意，通信单元156中的通信控制可以由控制单元158的通信控制单元(未示出)执行。此外，如后所述，显示控制器164也可以负责根据本实施例的控制方法中的处理。

例如，控制单元158包括臂控制器162以负责引导根据本实施例的控制方法中的处理。此外，控制单元158包括成像控制器160、臂控制器162及显示控制器164，以负责例如控制整个医疗观察设备100。

注意，控制单元158的功能配置不限于图4所示的示例。

例如，控制单元158根据如何定义医疗观察设备100的功能可以具有任何配置(诸如根据如何定义根据本实施例的控制方法中的处理的配置)。

医疗观察设备100具有图5所示的配置以执行根据本实施例的控制方法中的处理，该控制方法例如将在后面描述。

注意，根据本实施例的医疗观察设备的功能配置不限于图5所示的配置。

例如，根据本实施例的医疗观察设备也包括图5所示的成像控制器160、臂控制器162及显示控制器164中的一些或全部独立于控制单元158(例如，在另一个处理电路中实现的单元)。

此外，用于在根据本实施例的医疗观察设备中实现根据本实施例的控制方法中的处理的功能配置不限于图5所示的配置。例如，装置根据如何定义根据本实施例的控制方法中的处理可以具有功能配置。

此外，例如，当执行与外部装置经由具有与通信单元156相同的功能和配置的外部通信装置进行的通信时，根据本实施例的医疗观察设备可以不包括通信单元156。

此外，当根据本实施例的医疗观察系统具有包括医疗控制设备(未示出)的配置并且根据本实施例的医疗观察设备由医疗控制设备(未示出)控制时，根据本实施例的医疗观察设备可以不包括控制单元158。

医疗控制设备(未示出)包括例如控制单元，该控制单元具有与控制单元158相同的功能和配置以执行后述的根据本实施例的控制方法中的处理，并且控制根据本实施例的医疗观察装置的诸如臂单元152和成像单元154的部件的操作。医疗控制设备(未示出)经由设置在其中的通信装置或连接到其上的外部通信装置与根据本实施例的医疗观察设备通信，以控制根据本实施例的医疗观察设备的部件的操作。

此外，当根据本实施例的医疗观察系统具有包括医疗控制设备(未示出)的配置并且根据本实施例的医疗观察设备由该医疗控制设备(未示出)控制时，根据本实施例的医疗观察设备可以具有不包括控制单元158的一些功能的配置。

[2]根据本实施例的控制方法

接下来，将描述根据本实施例的控制方法。在下文中，将描述根据本实施例的控制方法中的处理由医疗观察设备100(更具体地，例如由医疗观察设备100的控制单元158)执行的情况作为示例。如上所述，在根据本实施例的医疗观察系统中，根据本实施例的控制方法中的处理可以由医疗控制设备(未示出)执行。

[2-1]根据本实施例的控制方法的概述

当臂104的操作模式为自由模式时，医疗观察设备100的用户可以自由地移动成像装置106的位置。然而，如上所述，臂104的自由度根据支撑成像装置106的臂104的姿态可能受到损害。当臂104的自由度受到损害时，可能存在“除非用户手动改变臂的姿态，否则成像装置不能移动以捕获理想成像范围内的图像的情况”。当这种情况发生时，针对医疗观察设备的用户的可用性会受到损害。

图6是用于描述根据本实施例的控制方法的概述的说明图。图6的A示出臂104的姿态的第一示例。图6的B示出臂104的姿态的第二示例，并且图6的C示出臂104的姿态的第三示例。

根据图6的A所示的第一示例的姿态是在第一轴O1、第二轴O2及第三轴O3彼此正交的情况下实现的。在该状态下，医疗观察图像通过绕第一轴O1旋转操作而旋转。成像装置106的成像范围通过绕第二轴O2的旋转操作而在向上和向下的方向(竖直方向，同样适用于下面的描述中)上移动，并且通过绕第三轴O3的旋转操作而在向左和向右的方向(与竖直方向正交的方向，同样适用于下面的描述中)上移动。根据图6的A所示的第一示例的姿态不会导致自由度受损害或不足。

根据图6的B所示的第二示例的姿态被实现为从根据图6的A所示的第一示例的姿态绕第二轴O2旋转90°的结果。这里，通过绕第一轴O1的旋转操作和绕第三轴O3的旋转操作来旋转医疗观察图像。此外，利用根据图6的B所示的第二示例的姿态，当成像装置106的成像范围通过绕第二轴O2的旋转操作而在向上和向下的方向上移动时，不存在使成像装置106的成像范围在向左和向右的方向上移动的运动分量。因此，根据图6的B所示的第二示例的姿态，自由度比具有根据图6的A所示的第一示例的姿态的自由度减少，并且不足。

根据图6的C所示的第三示例的姿态被实现为从根据图6的B所示的第二示例的姿态绕第一轴O1和第三轴O3旋转90°的结果。这里，通过绕第一轴O1的旋转操作和围绕第三轴O3的旋转操作来旋转医疗观察图像，该操作与图6的B所示的根据第二示例的姿态的情况一样。此外，利用根据图6的C所示的第三示例的姿态，当成像装置106的成像范围通过绕第二轴O2的旋转操作而在向左和向右的方向上移动时，不存在使成像装置106的成像范围在向上和向下的方向上移动的运动分量。因此，根据图6的C所示的第三示例的姿态，自由度比具有根据图6的A中示出的第一示例的姿态的自由度减少，且不足。

例如，当根据图6的B所示的第二示例的姿态或根据图6的C所示的第三示例的姿态建立时，由用户(诸如操作员)手动实现的连杆112b绕第三轴线O3的旋转涉及绕第二轴线O2的对应旋转，由此可以实现理想的旋转自由度。然而，当绕第三轴O3手动旋转连杆112b时，用户可能需要使用双手来执行操作。因此，用户可能会感到麻烦。

因此，医疗观察设备100控制臂104的操作，以在自由度根据臂104的姿态而部分地不可用的情况下自动地保证自由度，以与根据图6的B所示的第二示例的姿态和根据图6的C所示的第三示例的姿态的情况一样。更具体地，医疗观察设备100在一输入使臂104向被确定为已不可用的自由度侧移动时控制臂104的操作，以主动地控制可用自由度，从而自动保证自由度。

对臂104的操作的控制自动地保证被确定为不可用的自由度，由此调整了如上所述的用户感觉到的麻烦。因此，医疗观察设备100可以针对使用医疗观察设备100的用户改善可用性。

[2-2]根据本实施例的控制方法中的处理

接下来，将更详细地描述根据本实施例的控制方法中的处理。

如上所述，医疗观察设备100响应于检测到将臂104向被确定为已不可用的自由度侧移动的输入而控制臂104的操作以主动控制可用自由度。

例如，医疗观察设备100可以基于绕医疗观察设备100的每个旋转轴的旋转角来识别臂104的姿态(或者估计臂104的姿态，同样适用于下面的描述)。注意，识别臂104的姿态的方法(估计臂104的姿态的方法)不限于上述示例，并且医疗观察设备100可以使用可以识别臂104的姿态的任何方法来识别臂104的姿态。

这里，“使臂104向被确定为已不可用的自由度侧移动的输入”意味着“使臂104以处于预定状态的姿态绕与第二轴O2和第三轴O3正交的旋转轴移动的输入”。

根据本实施例的处于预定状态的臂104的姿态，例如与根据图6的B所示的第二示例的姿态和根据图6的C所示的第三示例的姿态的情况一样，是“第一轴O1在由第二轴O2和第三轴O3定义的平面上的状态”或“第一轴O1在与由第二轴O2和第三轴O3定义的平面平行的平面上的状态”。医疗观察设备100通过检查所识别的臂104的姿态中的第一轴O1、第二轴O2及第三轴O3当中的关系来判断臂104的姿态是否处于预定状态。

注意，确定臂104的姿态是否处于预定状态的方法不限于上述示例。例如，在检测到用于使臂104绕与第二轴O2和第三轴O3正交的旋转轴移动的输入时，医疗观察设备100可以确定臂104的姿态处于预定状态。通如上所述的确定的预定状态，例如，当操作者试图在难以移动的方向上移动成像装置106时，医疗观察设备100可以辅助由操作者执行的成像装置106的移动。此外，通过由医疗观察设备100辅助的成像装置106的移动，操作者可以使用较小的力量来移动成像装置106。

根据本实施例的输入包括例如“由用于检测施加到臂104的外力的传感器(诸如测力传感器)检测到的外力”和“与在外部操作装置(诸如脚踏开关FS)上的操作相对应的操作信号”中的一者或两者。在下文中，“使臂104以预定状态的姿态绕与第二轴O2和第三轴O3正交的旋转轴移动的输入”可以被称为“预定输入”。

在根据图6的B所示的第二示例的姿态的示例中，预定输入可以是“用于使臂104移动以在向左和向右的方向上移动成像装置106的成像范围的输入”。在根据图6的C所示的第三示例的姿态的示例中，预定输入可以是“用于移动臂104以在向上和向下的方向上移动成像装置106的成像范围的输入”。

当在以指定姿态检测到预定输入时，医疗观察设备100使与第三轴O3相对应的连杆绕第三轴O3旋转。这里，根据本实施例的与第三轴O3相对应的连杆是通过绕第三轴O3的旋转操作直接移动的连杆，并且与具有图1所示配置的臂104中的连杆112b相对应。

具体地，医疗观察设备100使连杆112b(与第三轴O3相对应的连杆的示例，同样适用于下面的描述)顺时针旋转，或者使连杆112b逆时针旋转。

这里，无论连杆112b是顺时针旋转还是逆时针旋转，都会获得自动保证由于臂104的姿态而不可用的自由度的效果。因此，医疗观察设备100例如连杆112b可以在预设的旋转方向上旋转，或者连杆112b可以在根据预定规则(诸如随机)而确定的旋转方向上旋转。例如，当距离传感器被设置到臂104时，医疗观察设备100可以在旋转方向上旋转连杆112b，在该旋转方向上，连杆112b的旋转会导致距离物体更长的距离。

医疗观察设备100使连杆112b以预设的旋转速度旋转，或者使连杆112b以与预定输入大小相对应的旋转速度旋转。医疗观察设备100识别，例如，通过使用“其中外力的大小与旋转速度彼此相关联的表(或数据库)”(当预定输入是由用于检测施加到臂104的外力的传感器检测到的外力时)或“其中由操作信号指示的操作量与旋转速度彼此相关联的表(数据库)”(当预定输入是与针对外部操作装置的操作相对应的操作信号时)来识别与预定输入大小相对应的旋转速度。指示预设旋转速度的数据和上面的每个表存储在例如用作存储单元(未示出)的记录介质中。注意，医疗观察设备100可以通过执行任何算法的操作来识别与预定输入大小相对应的旋转速度，可以利用该算法从预定输入大小获得旋转速度。

图7和图8是示出根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。图7的A所示的臂104的姿态与根据图6的C所示的第三示例的姿态相同。图7的B示出显示在显示装置200的显示屏上的医疗捕获图像的示例。图8所示的臂104的姿态与根据图6的B所示的第二示例的姿态相同。

当臂104的姿势实现于通过操作者移动成像装置106的位置时，如上面参考图6的C所述，成像装置106由于缺少用于在向上和向下的方向上移动成像装置106的成像范围的移动分量而不能在向上和向下的方向上移动。

在这种情况下，医疗观察设备100识别“第一轴O1在由第二轴O2和第三轴O3定义的平面上的状态”(臂104的姿态处于预定状态的示例)。此外，例如，当操作者向臂104施加外力以使成像装置106在向上和向下的方向上移动，并且该外力被测力传感器等检测到时，医疗观察设备100驱动致动器(未示出)以用于绕第三轴线O3的旋转，从而使连杆112b旋转。此外，例如，当操作者对外部操作装置(诸如脚踏开关FS)执行使成像装置106在向上和向下的方向上移动的操作，并且检测到与该操作相对应的操作信号时，医疗观察设备100驱动致动器(未示出)以用于绕第三轴O3的旋转，从而使连杆112b旋转。因此，臂104处于图8所示的姿态。

在此，当臂104处于图8所示的姿态时，如参照图6的B所述，成像装置106的成像范围可以通过绕第二轴O2的旋转操作而在向上和向下的方向上移动。因此，医疗观察设备100如参考图7和图8所述的那样使连杆112b旋转，使得操作者可以将成像装置106移动到理想位置，而无需手动改变臂104的姿态。

注意，根据本实施例的控制方法中的处理不限于上述示例。作为根据本实施例的控制方法中的处理，医疗观察设备100可以执行例如根据以下(1)中所描述的第一示例的处理和根据以下(2)中所描述的第二示例的处理中的一者或两者。

(1)控制方法中处理的第一示例

当与第三轴O3相对应的连杆112b绕第三轴O3旋转时，连杆112b的旋转涉及成像装置106的间接旋转。因此，由成像装置106捕获到的医疗捕获图像也可以旋转。

图9和图10是用于描述根据本实施例的控制方法中的处理的示例的说明图。图9的A和图10的A示出具有与图1中的配置相同的配置的医疗观察设备100，连同脚踏开关FS作为外部操作装置的示例。图9的B、图10的B及图10的C示出显示在显示装置200的显示屏上的医疗捕获图像的示例。

当臂104的姿态从图9的A所示的姿态通过旋转连杆112b来改变为图10的A所示的姿态时，成像装置106也通过连杆112b的旋转间接地旋转。图10的B示出了这一结果，即显示在显示屏上的医疗捕获图像作为图9的B所示的医疗捕获图像的旋转图像。

因此，当绕第三轴O3旋与第三轴O3相对应的连杆112b时，医疗观察设备100控制臂104的操作，使得绕第三轴O3旋转之后的医疗捕获图像的朝向保持与绕第三轴O3旋转之前的医疗捕获图像的朝向相同。更具体地，医疗观察设备100实现了绕第一轴O1的旋转，以抵消由于绕第三轴O3的旋转而引起的医疗捕获图像的旋转。“实施绕第一轴O1的旋转以抵消由于绕第三轴O3的旋转而引起的医疗捕获图像的旋转的示例”的示例包括“通过在与绕第三轴O3的旋转的方向相反的方向上，以与绕第三轴O3的旋转量相同的量，实现绕第一轴O1的旋转”。

例如，如上所述，通过实现绕第一轴O1的旋转以抵消由于绕第三轴O3的旋转而引起的医疗捕获图像的旋转，医疗捕获图像保持以与图9的B所示的朝向不变的朝向显示在显示屏上，如图10的C所示。因此，即使当连杆112b旋转时，如何观看医疗捕获图像也无需改变，由此操作者不太可能感到不自然。

注意，“在与第三轴O3相对应的连杆112b绕第三轴O3旋转时，使绕第三轴O3旋转之后的医疗捕获图像的朝向与绕第三轴O3旋转之前的医疗捕获图像的朝向保持不变的方法”不限于上述示例。例如，医疗观察设备100可以执行图像处理以抵消由于第三轴O3的旋转而引起的医疗捕获图像的旋转。图像处理的示例包括“使医疗捕获图像在与绕第三轴O3的旋转方向相反的方向上以与第三轴O3的旋转量相同的量旋转的处理”。医疗观察设备100中的图像处理例如由显示控制器164执行。

(2)控制方法中处理的第二示例

例如，如图9所示的偏移，当第一轴O1和第三轴O3处于彼此不共轴的平行状态时，成像装置106的成像范围的中心位置(观察视野的中心)响应于与第三轴O3相对应的连杆112b绕第三轴O3的旋转而移动。因此，与第三轴O3相对应的连杆112b的旋转导致了成像装置106的视野的位置偏移。

因此，当使第三轴O3相对应的连杆112b绕第三轴O3时，医疗观察设备100控制臂104的操作，以校正由于与第三轴O3相对应的连杆112b的旋转而引起的成像装置106的视野的位置偏移。例如，医疗观察设备100通过实现绕除了第一轴O1、第二轴O2及第三轴O3以外的一些或全部轴(即，第四轴O4、第五轴O5及第六轴O6)的旋转，来校正由于图9所示的偏移而引起的成像装置106的视野的位置偏移。如成像装置106的视野的位置偏移的校正的示例，医疗观察设备100通过绕第四轴O4和第五轴O5中的一者或两者的旋转，来校正在向上和向下的方向上的位置偏移。此外，医疗观察设备100通过旋转第六轴O6来校正在向左和向右的方向上的位置偏移。

例如，通过如上所述校正成像装置106的视野的位置偏移，即使在使连杆112b旋转时，但成像装置106的成像范围的中心位置(观察视野的中心)仍不移动。因此，操作者不太可能感到不自然。

防止成像装置106的视野的位置在与第三轴O3相对应的连杆112b绕第三轴O3旋转情况下发生偏移的的方法不限于根据第二示例的控制方法中的处理的执行。

例如，医疗观察设备100可以具有例如可以实现图9所示的足够小的偏移的配置。实现图9所示的足够小的偏移包括消除图9所示的偏移，并且实现足够小的偏移以导致成像装置106的视野的位置偏移不会使操作者感到不自然。

图11是示出根据本实施例的医疗观察设备100的配置的示例的说明图，并且示出了实现在图9中的足够小的偏移的配置的示例。在图11中，如在图9和图10中，脚踏开关FS也被示出为外部操作装置的示例。

在具有图11所示的配置的医疗观察设备100中。例如，第一轴O1和第三轴O3由于连杆112b的形状而彼此同轴，以便图9所示的偏移被消除。因此，在具有图11所示的配置的医疗观察设备100中。即使在使连杆112b旋转时，但成像装置106的成像范围的中心位置(观察视野的中心)仍然不移动。因此，操作者不太可能感到不自然。

[3]通过使用根据本实施例的控制方法所实现的效果的示例

例如，通过使用根据本实施例的控制方法，可以实现以下效果。不用说，通过使用根据本实施例的控制方法所实现的效果不限于下述的示例。

-医疗观察设备100通过控制臂104的操作来自动地保证自由度，由此操作者可以将成像装置106移动到理想位置而不管臂104的姿态。

-医疗观察设备100可以在操作者试图在难以移动的方向上移动成像装置106时辅助成像装置106的移动。因此，试图在难以移动的方向上移动成像装置106的操作者可以以较小的力量移动成像装置106。

-当操作者使用脚踏开关FS执行操作时，操作者可以在例如他/她的手握住手术工具的同时将成像装置106移动到理想位置。

(根据本实施例的程序)

利用由计算机系统中的处理器等执行的用于使计算机系统用作根据本实施例的医疗观察设备(或根据本实施例的控制设备)的程序(例如，可以执行根据本实施例的控制方法中的处理的程序)，可以针对医疗观察设备的用户改善可用性。根据本实施例的计算机系统包括单个计算机或多个计算机。根据本实施例的控制方法中的一系列处理由根据本实施例的计算机系统执行。

此外，利用由计算机系统中的处理器等执行的用于使计算机系统用作根据本实施例的医疗观察设备(或根据本实施例的控制设备)的程序，可以获得通过根据本实施例的控制方法中的处理来实现的由显示所提供的效果。

如上所述，已参考附图详细描述了本公开的优选实施例，但是本公开的技术范围不限于这些示例。显然，在本公开的技术领域具有普通知识的人可以在权利要求中所描述的技术思想的范围内得出各种改变或修改。自然理解，这些也属于本公开的技术范围。

例如，在上面的描述中，提供了用于使计算机系统用作根据本实施例的医疗观察设备的程序(计算机程序)，但是本实施例还可以提供其中存储该程序的记录介质。

上述配置是本实施例的示例，并且自然属于本公开的技术范围。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性或示例性的，并因此不是限制性的。因此，除了上面的效果之外或代替上面的效果，根据本公开的技术可以表现出从本说明书中的描述中对本领域技术人员显而易见的其它效果。

注意，以下配置也属于本公开的技术范围。

(1)

一种医疗观察设备，包括：

臂，包括经由关节彼此连接的多个连杆，该臂具有通过绕旋转轴的旋转操作而实现的至少三个或更多个自由度；

成像装置，由臂支撑；以及

臂控制器，被配置为控制臂的操作，其中，

当臂的姿态处于预定状态时，并且当检测到用于使臂绕与第二轴和第三轴正交的旋转轴移动的预定输入时，臂控制器使与第三轴相对应的一个连杆绕第三轴旋转，该第二轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第二旋转轴，该第三轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第三旋转轴。

(2)

根据(1)所述的医疗观察设备，其中，

预定状态为：

第一轴存在于由第二轴和第三轴定义的平面上的状态，该第一轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第一旋转轴，或者

第一轴存在于与由第二轴和第三轴定义的平面平行的平面上。

(3)

根据(1)或(2)所述的医疗观察设备，其中，预定输入是施加到臂上的外力，该外力由被配置为检测外力的传感器检测。

(4)

根据(3)所述的医疗观察设备，其中，传感器放置在与第一轴相对应的关节和与第二轴相对应的关节之间，该第一轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第一旋转轴。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的医疗观察设备，其中，预定输入是与针对外部操作装置的操作相对应的操作信号。

(6)

根据(1)至(5)中任一项所述的医疗观察设备，其中,

当与第三轴相对应的连杆绕第三轴旋转时，臂控制器控制臂的操作，使得在绕第三轴旋转之后由成像装置捕获到的医疗捕获图像的朝向与在绕第三轴旋转之前由成像装置捕获到的医疗捕获图像的朝向保持不变。

(7)

根据(6)所述的医疗观察设备，其中，臂控制器实施绕第一轴的旋转，以抵消由于绕第三轴的旋转引起的医疗捕获图像的旋转，该第一轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第一旋转轴。

(8)

根据(1)至(7)中任一项所述的医疗观察设备，其中，

当与第三轴相对应的连杆绕第三轴旋转时，臂控制器控制臂的操作以校正由于与第三轴相对应的连杆的旋转引起的成像装置的视野的位置偏移。

(9)

根据(1)至(8)中任一项所述的医疗观察设备，其中，臂控制器使与第三轴相对应的连杆顺时针旋转或使与第三轴相对应的连杆逆时针旋转。

(10)

根据(1)至(9)中任一项所述的医疗观察设备，其中，第一轴与成像装置的光轴同轴，该第一轴是从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第一旋转轴。

(11)

根据(1)至(7)、(9)和(10)中任一项所述的医疗观察设备，其中，臂被配置为使得通过绕第二轴的旋转，第一轴与第三轴变为同轴，该第一轴作为从臂的其上支撑有成像装置的一侧开始的第一旋转轴。

(12)

根据(1)至(11)中任一项所述的医疗观察设备，其中，

成像装置包括：

第一操作装置，可操作以限制臂的所有自由度；以及

第二操作装置，可操作以限制臂的一些自由度，并且

第一操作装置和第二操作装置被布置为在成像装置的光轴被定向为竖直向下时处于上侧和下侧。

(13)

根据(12)所述的医疗观察设备，其中，第二操作装置在成像装置的光轴被定向为竖直向下时，被布置得比第一操作装置更靠下侧。

参考标志列表

100 医疗观察设备

102 基座

104 臂

106 成像装置

110a、110b、110c、110d、110e、110f 关节

112a、112b、112c、112d、112e、112f、112g 连杆

120 成像构件

122 圆柱形构件

124 变焦开关

126 聚焦开关

128、134、136 操作模式设定开关

152 臂单元

154 成像单元

156 通信单元

158 控制单元

160 成像控制器

162 臂控制器

164 显示控制器

200 显示装置

1000 医疗观察系统。