JP2012016366A - 手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な方向から手術の様子を容易かつ迅速に撮影可能な手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置を提供する。
【解決手段】手術撮影用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着されると共に雲台Aを水平面内の一方向N1に直線移動させる第1直線往復移動手段6を備え、さらに、第1直線往復移動手段6を一方向N1と直交する水平面内の他方向N2に直線移動させる第2直線往復移動手段7を具備し、雲台Aを、一方向N1の直線移動と、他方向N2の直線移動と、を行うように構成した。
【選択図】図1
【解決手段】手術撮影用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着されると共に雲台Aを水平面内の一方向N1に直線移動させる第1直線往復移動手段6を備え、さらに、第1直線往復移動手段6を一方向N1と直交する水平面内の他方向N2に直線移動させる第2直線往復移動手段7を具備し、雲台Aを、一方向N1の直線移動と、他方向N2の直線移動と、を行うように構成した。
【選択図】図1
Description
本発明は、手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置に関する。
従来、手術の撮影を行う際は、直交する2軸の軸心廻りにカメラを回動させて姿勢を変更させる雲台を、アーム部材に取着し、アーム部材の持ち手を手動で操作してカメラ及び雲台を所望位置に移動させていた。(例えば、特許文献1参照)。
手術の撮影に於て、被写体の周囲には様々な器具や人が存在するため、その器具や人を避けて撮影する場合や、研修医や看護師、医学生等の教育や勉強のため、術者(執刀医)の目線の方向、或いは、助手の目線の方向から被写体を撮影する場合や、手術室全体の様子を撮影したい場合がある。
しかし、アーム部材を手動操作して雲台を移動させることは、手間や時間がかかると共に手術の邪魔になることが多いため、容易かつ機会を逃さず(タイムリー)に所望の画像を撮影することが非常に困難という問題があった。また、直交する2軸廻りに回動する雲台では姿勢が限定されてしまい被写体を撮影することが困難であった。
しかし、アーム部材を手動操作して雲台を移動させることは、手間や時間がかかると共に手術の邪魔になることが多いため、容易かつ機会を逃さず(タイムリー)に所望の画像を撮影することが非常に困難という問題があった。また、直交する2軸廻りに回動する雲台では姿勢が限定されてしまい被写体を撮影することが困難であった。
そこで、本発明は、様々な方向から手術の様子を容易かつ迅速に撮影可能な手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置は、手術撮影用のカメラが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台と、該雲台が取着されると共に該雲台を水平面内の一方向に直線移動させる第1直線往復移動手段を備え、さらに、上記第1直線往復移動手段を上記一方向と直交する水平面内の他方向に直線移動させる第2直線往復移動手段を具備し、上記雲台を、上記一方向の直線移動と、上記他方向の直線移動と、を行うように構成したものである。
また、手術撮影用のカメラが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台と、該雲台が取着されると共に該雲台を水平面内の一方向に直線移動させる直線往復移動手段を備え、さらに、上記直線往復移動手段を鉛直軸心廻りに回転させる回転移動手段を具備し、上記雲台を、上記鉛直軸心廻りの回転移動と、該鉛直軸心からラジアル方向への直線移動と、を行うように構成したものである。
本発明によれば、カメラ及び雲台を容易に水平面内の一方向への直線移動と、水平面内の他方向へ直線移動、或いは、鉛直軸心廻りの回転移動と、を行うことができ、カメラが取着された雲台を所望の位置に容易かつ迅速に移動させることができる。手術室内の様々な人や器具を容易に避けられると共に様々な位置からの映像を撮影できる。また、カメラを3軸廻りに回動でき、様々な姿勢(視線)からの映像を撮影できる。
以下、図示の実施形態に基づき本発明を詳説する。
図1に示す実施形態は、手術用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着される可動部材61を有する第1直線往復移動手段6と、第1直線往復移動手段6が取着される可動部材71を有する第2直線往復移動手段7と、を備えている。
図1に示す実施形態は、手術用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着される可動部材61を有する第1直線往復移動手段6と、第1直線往復移動手段6が取着される可動部材71を有する第2直線往復移動手段7と、を備えている。
第1・2直線往復移動手段6,7は、下方開口状の収容部を有する平面視長方形状のケーシング部材63,73と、収容部から下方突出状の被取着テーブル部61a,71aを有すると共に直線移動する可動部材61,71と、収容部の下方開口部を塞いでグリスや塵埃等異物の飛散を防止するシャッター(カバー)部材64,74と、可動部材61,71を摺動自在に支持すると共に収容部内でケーシング長手方向に沿って配設されるガイド部材と、可動部材61,71をケーシング部材63,73の長手方向に往復移動させる駆動手段と、を備えている。また、図示省略のコントローラ及び制御部にて、可動部材61,71は、長手方向所望位置までの移動制御・操作、及び、所望位置での停止制御・操作が可能である。
駆動手段は、可動部材61,71に長手方向に貫設されたナット部と、ナット部と螺合すると共に収容部内でケーシング長手方向に沿って配設されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に連結される出力軸を有する電動モータやエアモータ等の駆動源と、から成るボールねじ式のものが好ましい。また、収容部内でケーシング長手方向に沿って配設されるマグネットプレートと、可動部材61,71に設けられたコイルと、を備えたリニアモータ式のものでも良い。また、ベルト駆動式やチェーン駆動式等でも良い。
第1直線往復移動手段6と第2直線往復移動手段7とは、水平面状で長手方向が直交するように配設されている。
つまり、第1直線往復移動手段6の可動部材61が水平面内の一方向N1に直線移動するように配設され、第2直線往復移動手段7の可動部材71が一方向N1に直交する(水平面内の)他方向N2に直線移動するように配設されている。
つまり、第1直線往復移動手段6の可動部材61が水平面内の一方向N1に直線移動するように配設され、第2直線往復移動手段7の可動部材71が一方向N1に直交する(水平面内の)他方向N2に直線移動するように配設されている。
第1直線往復移動手段6の可動部材61には、垂下状かつ板状の被取付部Kを有するT字状の取着部材62が取着されている。取着部材62の被取付部Kに、雲台Aが取着される。
第1直線往復移動手段6の上面6a、かつ、長手方向の略中心位置に、第2直線往復移動手段7の可動部材71が取着している。
第2直線往復移動手段7の上面7aの両端部に、柱状の吊り持ち部材79,79が設けられ、その吊り持ち部材79,79を介して手術室の天井に固着されている。
第1直線往復移動手段6の上面6a、かつ、長手方向の略中心位置に、第2直線往復移動手段7の可動部材71が取着している。
第2直線往復移動手段7の上面7aの両端部に、柱状の吊り持ち部材79,79が設けられ、その吊り持ち部材79,79を介して手術室の天井に固着されている。
第1直線往復移動手段6が、雲台Aを一方向N1に直線移動させ、第2直線往復移動手段7が、第1直線往復移動手段6を他方向N2に直線移動させることで、雲台A及びカメラCを、一方向N1の水平状の直線移動と、他方向N2の水平状の直線移動と、を行うように構成している。
次に、図2及び図3に示す他の実施形態は、手術用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着される可動部材81を有する直線往復移動手段8と、直線往復移動手段8が取着される円環状回転部材92を有する回転移動手段9と、を備えている。
直線往復移動手段8は、下方開口状の収容部を有する平面視長方形状のケーシング部材83と、収容部から下方突出状の被取着テーブル部81aを有すると共に直線移動する可動部材81と、収容部の下方開口部を塞いでグリスや塵埃等異物の落下や飛散を防止するシャッター(カバー)部材84と、可動部材81を摺動自在に支持すると共に収容部内でケーシング長手方向に沿って配設されるガイド部材と、可動部材81をケーシング部材83の長手方向に往復移動させる駆動手段と、を備えている。また、図示省略のコントローラ及び制御部にて、可動部材81は、長手方向所望位置までの移動制御・操作、及び、所望位置での停止制御・操作が可能に設けられている。
回転移動手段9は、手術室の天井に固着するための複数の吊り持ち部材99と、吊り持ち部材99が上面91aに固着される円環状固定部材91と、円環状固定部材(外輪部材)91に転動体を介して鉛直軸芯La廻りに回転自在かつ内嵌状に保持されると共に内歯部92aを有する円環状回転部材(内輪部材)92と、内歯部92aに噛合する駆動平歯車95と、駆動平歯車95を回転させる電動モータ等の駆動源94と、円環状回転部材92を下方から施蓋状に覆ってグリスや塵埃等異物の飛散及び落下を防止すると共に円環状回転部材92に固着される円形板状のカバー部材93と、円環状固定部材91と円環状回転部材92の間のグリス漏れを防止する図示省略の円環状摺接シール部材及び円環状密封カバー部材と、を備えたターンテーブル9Aである。
また、図示省略のコントローラ及び制御部にて、円環状回転部材92は、鉛直軸心La廻りの所望の回転角度位置までの回転移動制御・操作、及び、所望位置での停止制御・操作が可能に設けられている。
また、図示省略のコントローラ及び制御部にて、円環状回転部材92は、鉛直軸心La廻りの所望の回転角度位置までの回転移動制御・操作、及び、所望位置での停止制御・操作が可能に設けられている。
直線往復移動手段8と回転移動手段9とは、いずれも水平面状で、直線往復移動手段8の長手方向及び幅方向の中心位置と、円環状回転部材92の回転軸心である鉛直軸心Laと、が略一致するように配設している。
直線往復移動手段8の可動部材81には、垂下状かつ板状の被取付部Kを有するT字状の取着部材82が取着されている。取着部材82の被取付部Kには、雲台Aが取着される。
直線往復移動手段8の上面8aの両端部側は、円環状回転部材92に固着されている。
また、ターンテーブル9Aの直径寸法とケーシング部材83の長手方向寸法の寸法差がケーシング部材83の長手方向寸法の30%以下に設定するのが望ましい。このように設定することで、長手方向に長く重い直線往復移動手段8であっても容易かつスムーズに回転移動できる。
直線往復移動手段8の上面8aの両端部側は、円環状回転部材92に固着されている。
また、ターンテーブル9Aの直径寸法とケーシング部材83の長手方向寸法の寸法差がケーシング部材83の長手方向寸法の30%以下に設定するのが望ましい。このように設定することで、長手方向に長く重い直線往復移動手段8であっても容易かつスムーズに回転移動できる。
回転移動手段9が、直線往復移動手段8を鉛直軸心La廻りに回転させ、直線往復移動手段8が、雲台Aを一方向N1に水平移動させることで、雲台A及びカメラCを、鉛直軸心La廻りの水平状の回転移動と、鉛直軸心Laからラジアル方向Raへの水平状の直線移動と、を行うように構成している。
次に、別の実施形態を図4に示す。
回転移動手段9は、円筒状のケーシング部材90内に、出力軸を有する電動モータ等の駆動源と、駆動源の回転を減速して大きいトルクを得るための減速機構と、減速機構を介して駆動源によって鉛直軸心La廻りに回転する回転部材と、を備えた小型の回転台装置9Bである。
回転移動手段9は、円筒状のケーシング部材90内に、出力軸を有する電動モータ等の駆動源と、駆動源の回転を減速して大きいトルクを得るための減速機構と、減速機構を介して駆動源によって鉛直軸心La廻りに回転する回転部材と、を備えた小型の回転台装置9Bである。
また、直線往復移動手段8の上面8aに、ケーシング部材90内で回転部材が固着されている。また、ケーシング部材90の長手方向及び幅方向の略中心位置と、回転部材の回転軸心である鉛直軸心Laを略一致させている。また、ケーシング部材90の上端外鍔部90aを手術室の天井に固着している。また、回転台装置9Bの外鍔部90aの直径寸法がケーシング部材83の長手方向寸法の30%以下となるように設定するのが望ましい。このように設定することで、手術室の天井の取付スペースが狭い場合でも容易に取り付けられる。
次に、図1乃至図4の各々に用いられる雲台Aは、図5乃至図8に示すように、手術撮影用のカメラCが取着されカメラCの光軸Lcと同軸心状となる第1軸心L1廻りにカメラCを回動させる円筒状の第1駆動部1を備えている。また。第1駆動部1を、第1軸心L1と直交状の第2軸心L2廻りに回動させる直方体(ブロック)状の第2駆動部2と、第1軸心L1及び第2軸心L2と直交状の第3軸心L3廻りに、第1駆動部1及び第2駆動2を回動させる直方体状の第3駆動部3と、制御基盤等が内蔵されると共に被取付部Kに取着される直方体状の取付固定部4と、を備えている。
第1駆動部1は、ビデオ(動画)用のカメラCが取着される取付部材50と、取付部材50が内周面11aに取着されると共に第1軸心L1廻りに回動する円筒部材11と、円筒部材11を回動させるための第1電動モータM1と、円筒部材11を包囲すると共に電動モータM1を内蔵するケーシング10と、を有している。ケーシング10は、円筒部材11の外周側を包囲すると共に一端側(前方側)に内鍔部を有する円筒状ケーシング部10Aと、第1電動モータM1等を内有すると共に第2軸心L2の一方向(第2駆動部2側)へ突出する箱状ケーシング部10Bと、円筒状ケーシング部10Aを他方(後方)から施蓋する円環状の蓋体部10Cと、を有している。なお、雲台Aに於て、前方とは、図5乃至図7に示す基準姿勢において、カメラCのレンズが向いている(カメラCによって撮影される)被写体側である。
取付部材50は、円筒部材11の内周面11aに固着され蟻溝51aを有する固定部材51と、第1軸心L1に沿って蟻溝51aに差し込まれる突出部52aを有すると共に第1軸心L1に沿ってスライド移動自在なスライド部材52と、固定部材51に螺着されると共にスライド部材52の他端面(後面)を押さえて抜けを防止するボルト部材53と、を備えている。スライド部材52は、カメラCの下面に設けている取付ネジ孔に螺着するボルト部材が差し込まれる取付用孔を有している。また、取付部材50は、固定部材51の一端面(前面)に固着されスライド部材52の前方への抜けを防止する板状の押さえ部材54を有している。
取付部材50にカメラCを取着することで、駆動部1(円筒部材11及び円筒状ケーシング部10A)に挿通状(串差し状)にカメラCを配設している。取付部材50は、カメラCの光軸Lcと、第1軸心L1(円筒部材11の回動中心軸)が同心状に配設されるように設けている。また、カメラCの重心の前後位置が、第2軸心L2と略一致するように設けている。カメラCを第1軸心L1に沿って抜き差し状に容易かつ迅速に着脱可能としている。
図8に於て、第1駆動部1は、第1電動モータM1の駆動軸に取着されたウォーム部材14と、ウォーム部材14に噛合するウォームホイール13と、ウォームホイール13に連結され同回転する小平歯車12と、小平歯車12と噛合する大平歯車部11cを外周面11bに有する円筒部材11と、円筒部材11の外周面11bに摺接して円筒部材11を回動自在に支持するベアリング等の複数の円筒状の受け部材15,15と、を有している。受け部材15は、円筒部材11の一端(前端)寄りに4つ、他端(後端)寄りに4つ、ケーシング10に回転自在に枢着され第1軸心L1廻りに等間隔に配設されている。
第1駆動部1は、ウォーム部材14とウォームホイール13による第1減速機構と、小平歯車12と大平歯車部11cによる第2減速機構により、高回転低(小)トルクの小型の第1電動モータM1から大きいトルクを得て円筒部材11を回動するように構成している。また、図示省略するが、円筒部材11を回動又は所望の回動角度位置で停止制御するためのリミットスイッチや回動角度位置検出センサ(又はポテンショメータ)等を有している。例えば、円筒部材11を、第1軸心L1の一方向廻りに略180度、他方向廻りに略180度、回動制御可能に設けている。
図5乃至図7に於て、円筒部材11には、取付部材50及びカメラCの重量によって第1軸心L1廻りの偏心荷重(第1軸心L1から離れた位置が重心となるような荷重)が発生するが、(図5に示す第1軸心点L1´を支点として)この偏心荷重に対する釣り合いをとるための第1軸心用バランスウエイトW1を、第1軸心L1(第1軸心点L1´)を挟んだ取付部材50の対向位置、かつ、円筒部材11の外周面11bに設けている。
第2駆動部2は、直方体状のケーシング20と、ケーシング20から突出状の回動台29と、を有している。ケーシング20は、一方面が開口する浅い箱状ケーシング部20Aと、箱状ケーシング部20Aを施蓋する蓋体部20Bと、を有している。
図5及び図8に於て、第2駆動部2は、第2電動モータM2の駆動軸に設けられた駆動ベベルギヤ22と、駆動ベベルギヤ22と噛合する従動ベベルギヤ23と、従動ベベルギヤ23に連結されかつ同回転するウォーム部材24と、ウォーム部材24と噛合して第2軸心L2廻りに回動するウォームホイール25と、ウォームホイール25と同軸心状に配設されかつ軸部材を介して同じ回動をする回動台29と、ウォームホイール25と同軸心状に配設されかつ軸部材を介して同じ回動をする平歯車26と、平歯車26と噛合する回動位置検出用歯車27と、回動位置検出用歯車27の回動から回動角度位置を検出するポテンショメータ28と、回動台29が所定の回動角度(例えは、基準姿勢から軸心廻りの一方向又は他方向に45度)を越えて回動するのを防止する2つの回動台用リミットスイッチSc,Sdと、第2駆動部2の回動台29とウォームホイール25と平歯車26の中心を貫通してケーシング20の内外を連通させると共に第2軸心L2と同心状の配線孔21と、を有している。
第3駆動部3は、第2駆動部2と同一構造であって、箱状ケーシング部30Aと、蓋体部30Bと、を有するケーシング30を備え、さらに、駆動ベベルギヤ32と、従動ベベルギヤ33と、ウォーム部材34と、第3軸心L3廻りに回転自在なウォームホイール35と、回動台39と、平歯車36と、回動位置検出用歯車37と、ポテンショメータ38と、2つの回動台用リミットスイッチと、ケーシング30の内外を連通させると共に第3軸心L3と同心状の配線孔31と、を有している。
第2・3駆動部2,3は、ウォーム部材24,34とウォームホイール25,35による減速機構を有している。減速機構により高回転低(小)トルクの小型の第2・3電動モータM2,M3から大きいトルクを得て回動台29,39を回動するように構成している。
また、駆動ベベルギヤ22,32と従動ベベルギヤ23,33によって、駆動力を伝達する軸心を直角状に方向変換する駆動軸心変換機構と、を有している。
また、駆動ベベルギヤ22,32と従動ベベルギヤ23,33によって、駆動力を伝達する軸心を直角状に方向変換する駆動軸心変換機構と、を有している。
図5乃至図7に於て、円筒部材11の回動中心軸である第1軸心L1と、第2駆動部2の回動台29の回動中心軸である第2軸心L2と、が直交状となるように、第1駆動部1のケーシング10と、第2駆動部2の回動台29とが取着されている。
また、第2軸心L2と、第3駆動部3の回動台39の回動中心軸である第3軸心L3と、が直交状となるように、かつ、第1軸心L1及び第2軸心L2に第3軸心L3が直交状となるように、第2駆動部2のケーシング20と、第3駆動部3のケーシング30とが、連結部材5を介して取着されている。
また、第2軸心L2と、第3駆動部3の回動台39の回動中心軸である第3軸心L3と、が直交状となるように、かつ、第1軸心L1及び第2軸心L2に第3軸心L3が直交状となるように、第2駆動部2のケーシング20と、第3駆動部3のケーシング30とが、連結部材5を介して取着されている。
また、第1駆動部1において、第1駆動部1の減速機構を構成する部材やそれらの支持部材、及び、第2駆動部2、によって、第3軸心L3廻りの偏心荷重(第3軸心L3から離れた位置が重心となるような荷重)が発生するが、(図6に示す第3軸心点L3´を支点として)この偏心荷重に対する釣り合いをとるための第3軸心用バランスウエイトW3を、第3軸心L3(第3軸心点L3´)を挟んで第2駆動部2の対向位置かつ第1駆動部1のケーシング10内(の円筒状ケーシング部10Aの内壁)に設けている。
第3駆動部3の回動台39は、取付固定部4の直方体状のケーシング40の一面に取着されている。取付固定部4のケーシング40の他面は被取付部Kに取着されている。
取付固定部4は、ケーシング40の後面に、コントローラ(図示省略)からの指示電気信号用電線や電力供給ケーブル等の電気配線が挿通する貫孔41を有している。
取付固定部4は、ケーシング40の後面に、コントローラ(図示省略)からの指示電気信号用電線や電力供給ケーブル等の電気配線が挿通する貫孔41を有している。
そして、取付固定部4のケーシング40内と、第3駆動部3のケーシング30内とは、第3駆動部3の配線孔31を介して連通している。また、第3駆動部3のケーシング30内と、第2駆動部2のケーシング20内とは、連結部材5を長手方向に貫通する配線路5aを介して連通している。また、第2駆動部2のケーシング20内と、第1駆動部1のケーシング10内とは、第2駆動部2の配線孔21を介して連通している。つまり、各駆動部1,2,3と取付固定部4の間を行き交う電気配線を露出させずに配線している。
また、取付固定部4は、被取付部Kに取着するための4つの取付孔42を有している。取付孔42は、矩形状配置である。相互間隔寸法(ピッチ寸法)は、75×75mm又は100×100mmとするのが望ましい。
次に、手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置の使用方法(作用)について説明する。
先ず、図1に示した実施形態は、コントローラにて、第1直線往復移動手段6の可動部材61と、第2直線往復移動手段7の可動部材71とを、別々に駆動させると、カメラC及び雲台Aの移動軌跡が、十字状又は碁盤目状(格子状)となる。
また、第1直線往復移動手段6の可動部材61の直線移動と、第2直線往復移動手段7の可動部材71の直線移動と、を略同時に行えば、カメラC及び雲台Aが、駆動開始位置から所望の撮影位置まで最短コースとなる一直線状の軌跡をもって移動する(一方向N1及び他方向N2に対して斜線状の移動軌跡をもって移動する)。
先ず、図1に示した実施形態は、コントローラにて、第1直線往復移動手段6の可動部材61と、第2直線往復移動手段7の可動部材71とを、別々に駆動させると、カメラC及び雲台Aの移動軌跡が、十字状又は碁盤目状(格子状)となる。
また、第1直線往復移動手段6の可動部材61の直線移動と、第2直線往復移動手段7の可動部材71の直線移動と、を略同時に行えば、カメラC及び雲台Aが、駆動開始位置から所望の撮影位置まで最短コースとなる一直線状の軌跡をもって移動する(一方向N1及び他方向N2に対して斜線状の移動軌跡をもって移動する)。
図2乃至図4に示した他の実施形態及び別の実施形態は、コントローラにて、直線往復移動手段8の可動部材81を直線移動させた後、回転移動手段9を回転させると、カメラC及び雲台Aの移動軌跡が、鉛直軸心La廻りの円形状の移動軌跡が得られる。また、半径の異なる鉛直軸心La廻りの同心円状の回転移動軌跡が容易に得られる。
また、回転移動手段9を回転させた後に、直線往復移動手段8の可動部材81を直線移動させると、鉛直軸心Laからラジアル方向Raへ直線移動する移動軌跡が得られる。言い換えると、鉛直軸心Laから放射線状の移動軌跡が得られる。
また、直線往復移動手段8の可動部材81の直線移動と、回転移動手段9の回転移動と、を略同時に行えば、鉛直軸心La廻りの渦巻き状の移動軌跡が得られる。
また、回転移動手段9を回転させた後に、直線往復移動手段8の可動部材81を直線移動させると、鉛直軸心Laからラジアル方向Raへ直線移動する移動軌跡が得られる。言い換えると、鉛直軸心Laから放射線状の移動軌跡が得られる。
また、直線往復移動手段8の可動部材81の直線移動と、回転移動手段9の回転移動と、を略同時に行えば、鉛直軸心La廻りの渦巻き状の移動軌跡が得られる。
上述のように所望の撮影位置に移動した雲台Aは、図5乃至図7に示す基準姿勢から、コントローラにて第2駆動部2の回動台29を回動させた場合、第2軸心L2廻り(パン方向)にカメラC及び第1駆動部1が回動する。また、基準姿勢から、第3駆動部3の回動台39を回動させた場合は、第3軸心L3廻り(チルト方向)にカメラCと第1駆動部1及び第2駆動部2が回動する。さらに、基準姿勢から、第1駆動部1の円筒部材11を回動させると、カメラCが光軸Lc廻りに回動する。これらの回動の組み合わせで、様々な姿勢にカメラCが制御され、所望の撮影位置から所望の姿勢(視線)で被写体を撮影する。一つのコントローラで、様々な撮影位置から様々なカメラ姿勢での映像が得られる。
例えば、基準状態で、カメラCによって撮影された画像が、モニターに映し出された際に、基準状態から第3軸心L3廻りの回動(首振)が行われると、モニターに映しだされる画像が上下方向(チルト方向)に移動し、第2軸心L2廻りの回動が行われると、画像が左右方向(パン方向)に移動する。また、第1軸心L1廻りの回動が行われると、画像がモニターの中央(中心点)廻りに回動する。
また、カメラCを雲台Aに取着する際は、固定部材51から取り外されたスライド部材52に、カメラCの光軸Lc方向とスライド方向を一致させて取着する。円筒部材11に取着されている固定部材51にスライド部材52を差し込むことで、カメラCを円筒部材11に挿通状に配設する。ボルト部材53により抜け止めをおこなって第1駆動部1にカメラCを取着させる。固定部材51とスライド部材52(蟻溝51aと突出部52a)の嵌合により、容易かつ正確にカメラCの光軸Lcと第1軸心L1とが同心状となる。
また、カメラCを円筒部材11に挿通状に配設することで、カメラCの重心を第2軸心L2や第3軸心L3に接近乃至略一致させることができ、装置全体の重量バランスが良くなって、スムーズに回動(揺動)する。駆動の際のガタつき等の震動が軽減できる。様々な被取付部Kに容易に取着可能な重量バランスの優れた装置が得られる。例えば、カメラCの重心の前後位置が第2軸心L2と接近乃至略一致し、カメラC及び第1駆動部1が第2軸心L2廻りに回動する際に、ガタつきや拗れ、不均一や急激な負荷の発生が軽減され、回動台29を駆動させる第2電動モータM2を低トルクの小型モータとすることができる。また、カメラCの映像出力ケーブルや電源ケーブル等のカメラ側の配線Caを、駆動箇所(円筒部材11や回動台29,39)よりも後方側へ突出状に配設でき、配線Caのとりまわし作業や、駆動箇所への巻き付き等の不具合が防止される。第1軸心L1(光軸Lc)廻り操作と、第2軸心廻りL2の操作と、第3軸心L3廻りの操作を組み合わせることで、障害物をかわして様々な方向から手術の様子を撮影することができる。所望の姿勢(視線)から被写体を撮影できる。
また、第1軸心L1廻りの回動の際に、第1軸心用バランスウエイトW1によって、円筒部材11の回動にガタつきや拗れ、不規則(不均一)や急激な負荷の発生が軽減され、第1電動モータM1に必要とされるトルクが小さくてもよくなり、第1電動モータM1が小トルクの小型なものにでき、装置全体の小型化に貢献する。また、駆動部1を、ほぼ円筒形状とすることで、第1駆動部1の重心が、第2軸心L2と第3軸心L3の交点に接近乃至略一致して配設され、重量バランスが向上する。
また、第3軸心L3廻りの回動の際に、第3軸心用バランスウエイトW3によって、第1駆動部1及び第2駆動部2のガタつきや拗れ、不均一や急激な負荷が軽減され、第3電動モータM3に必要とされるトルクが小さくてもよくなるため、第3電動モータM3が小トルクの小型のもので良く、装置全体の小型化に貢献する。
また、第2・3駆動部2,3に於て、駆動ベベルギヤ22,32と従動ベベルギヤ23,33を用いることで、第2・3電動モータM2,M3の駆動力伝達軸心を直角状に方向変換(変更)させ、平面視矩形状のケーシング20,30の内側壁及び隅部に接近させて第2・3電動モータM2,M3やウォーム部材24,34を配設でき、ケーシング20,30内の空間を有効に使用している。言い換えると、ケーシング20,30及び装置全体の小型化に貢献している。
また、第2駆動部2と第3駆動部3を同一構造としているため、各部品の共用化、組立工程を簡素化でき、容易かつ迅速に製造できる。
また、第2駆動部2と第3駆動部3を同一構造としているため、各部品の共用化、組立工程を簡素化でき、容易かつ迅速に製造できる。
なお、本発明は、設計変更可能であって、図1に示した実施形態に於て、第1・2直線往復移動手段6,7を夫々上下方向が反対となるように配設しても良い。
また、図2及び図3に示した他の実施形態に於て、外歯部を有する円環状回転部材92を設け、転動体を介して円環状固定部材91を内輪側(内嵌状)に配設し、駆動平歯車95で外輪側を回転させるように構成するも良い。また、駆動源94と駆動平歯車95の間に大きなトルクを得るための減速機構を設けても良い。また、直線往復移動手段8はカバー部材93を介して円環状回転部材92に固着しても良い。
また、雲台Aは、固定部材51やスライド部材52を、様々なカメラCの光軸Lcに対応するように、第1軸心点L1´からラジアル方向の長さ寸法が異なるものを複数種類設けて、交換自在とするも良い。また、固定部材51を1種類(共用)とし、様々な上記長さ寸法のスライド部材52を複数種類設けて交換自在とするも望ましい。また、カメラCは静止画を撮影可能なものとするも良い。
また、図2及び図3に示した他の実施形態に於て、外歯部を有する円環状回転部材92を設け、転動体を介して円環状固定部材91を内輪側(内嵌状)に配設し、駆動平歯車95で外輪側を回転させるように構成するも良い。また、駆動源94と駆動平歯車95の間に大きなトルクを得るための減速機構を設けても良い。また、直線往復移動手段8はカバー部材93を介して円環状回転部材92に固着しても良い。
また、雲台Aは、固定部材51やスライド部材52を、様々なカメラCの光軸Lcに対応するように、第1軸心点L1´からラジアル方向の長さ寸法が異なるものを複数種類設けて、交換自在とするも良い。また、固定部材51を1種類(共用)とし、様々な上記長さ寸法のスライド部材52を複数種類設けて交換自在とするも望ましい。また、カメラCは静止画を撮影可能なものとするも良い。
以上のように、本発明の手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置は、手術撮影用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着されると共に雲台Aを水平面内の一方向N1に直線移動させる第1直線往復移動手段6を備え、さらに、第1直線往復移動手段6を一方向N1と直交する水平面内の他方向N2に直線移動させる第2直線往復移動手段7を具備し、雲台Aを、一方向N1の直線移動と、他方向N2の直線移動と、を行うように構成したので、カメラCが取着された雲台Aを所望の位置に容易かつ迅速に移動させることができる。手術室内の様々な人や器具を容易に避けられると共に様々な位置からの映像を撮影できる。また、カメラを3軸廻りに回動でき、様々な姿勢(視線)からの映像を撮影できる。カメラC及び雲台Aを駆動開始位置から所望の撮影位置まで最短コースとなる一直線状の軌跡で走行(移動)でき、撮影機会を逃さずに所望の映像を撮影できる。カメラCの直交する二方向への水平面内(水平状)の直線移動と、カメラCの直交状の3軸廻りの回動による姿勢変更によって所望の映像を容易に撮影できる。
また、手術撮影用のカメラCが取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台Aと、雲台Aが取着されると共に雲台Aを水平面内の一方向N1に直線移動させる直線往復移動手段8を備え、さらに、直線往復移動手段8を鉛直軸心La廻りに回転させる回転移動手段9を具備し、雲台Aを、鉛直軸心La廻りの回転移動と、鉛直軸心Laからラジアル方向Raへの直線移動と、を行うように構成したので、カメラCが取着された雲台Aを所望の位置に容易かつ迅速に移動させることができる。手術室内の様々な人や器具を容易に避けられると共に様々な位置からの映像を撮影できる。また、カメラを3軸廻りに回動でき、様々な姿勢(視線)からの映像を撮影できる。雲台A及びカメラCを回転移動と直線移動と組み合わせて移動させることができ、様々な移動軌跡が得られ、手術の様子全体を迅速に機会を逃さずに撮影できる。カメラCの水平面内(水平状)の回転移動及び水平面内(水平状)の直線移動と、カメラCの3軸廻りの回動による姿勢変更によって所望の映像を容易に撮影できる。
6 第1直線往復移動手段
7 第2直線往復移動手段
8 直線往復移動手段
9 回転移動手段
A 雲台
C カメラ
La 鉛直軸心
N1 一方向
N2 他方向
Ra ラジアル方向
7 第2直線往復移動手段
8 直線往復移動手段
9 回転移動手段
A 雲台
C カメラ
La 鉛直軸心
N1 一方向
N2 他方向
Ra ラジアル方向
Claims (2)
- 手術撮影用のカメラ(C)が取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台(A)と、該雲台(A)が取着されると共に該雲台(A)を水平面内の一方向(N1)に直線移動させる第1直線往復移動手段(6)を備え、
さらに、上記第1直線往復移動手段(6)を上記一方向(N1)と直交する水平面内の他方向(N2)に直線移動させる第2直線往復移動手段(7)を具備し、
上記雲台(A)を、上記一方向(N1)の直線移動と、上記他方向(N2)の直線移動と、を行うように構成したことを特徴とする手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置。 - 手術撮影用のカメラ(C)が取着され直交状の3軸廻りに回動する雲台(A)と、該雲台(A)が取着されると共に該雲台(A)を水平面内の一方向(N1)に直線移動させる直線往復移動手段(8)を備え、
さらに、上記直線往復移動手段(8)を鉛直軸心(La)廻りに回転させる回転移動手段(9)を具備し、
上記雲台(A)を、上記鉛直軸心(La)廻りの回転移動と、該鉛直軸心(La)からラジアル方向(Ra)への直線移動と、を行うように構成したことを特徴とする手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010153576A JP2012016366A (ja) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010153576A JP2012016366A (ja) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012016366A true JP2012016366A (ja) | 2012-01-26 |
Family
ID=45602088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010153576A Pending JP2012016366A (ja) | 2010-07-06 | 2010-07-06 | 手術撮影用カメラ移動姿勢制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012016366A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8873114B2 (en) | 2012-12-27 | 2014-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens array, imaging apparatus, and image reading apparatus |
WO2017159097A1 (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 国立大学法人東京大学 | 位置決め装置、密閉容器、および真空チャンバ |
-
2010
- 2010-07-06 JP JP2010153576A patent/JP2012016366A/ja active Pending
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WO2017159097A1 (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 国立大学法人東京大学 | 位置決め装置、密閉容器、および真空チャンバ |
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