JP7400802B2 - 撮像装置、およびスイッチ - Google Patents

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Description

本開示は、撮像装置、およびスイッチに関する。例えば、撮像装置において画像撮影を行うためのレリーズスイッチに関する。
例えば、撮像装置(カメラ等)で画像を撮影する場合、ユーザは撮像装置のレリーズスイッチのボタン(以降、操作部)を押下する操作を行う。
現在の撮像装置の多くは自動フォーカス(AF)機能を有しており、レリーズスイッチの操作部が半押し状態の場合にAF処理を実行し、レリーズスイッチの操作部が全押し状態の場合に画像を撮影する撮影処理を実行する構成としたものが多い。また露光処理もレリーズスイッチの操作によって行うものもある。
なお、このようなスイッチ構成を持つ撮像装置について開示した従来技術として、例えば特許文献1(特開2012-227644号公報)がある。
このような撮像装置のレリーズスイッチでは、AF処理が実行される半押し位置や、撮影処理が実行される全押し位置が固定されており、ユーザが押し具合(すなわち、レリーズスイッチの操作部が初期位置からこれらの位置に到達するまでの移動量であるストローク)を調整可能なことが望まれる。
特開2012-227644号公報
本開示は、撮像装置のレリーズスイッチ等、ユーザが所定位置まで操作部を押下したことを検出して、自動フォーカス(AF)処理や撮影処理等、何らかの処理を実行する構成において、各処理を実行するまでの操作部のストロークを調整可能とした撮像装置、およびスイッチを提供することを目的とするものである。
本開示の第1の側面は、
ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記検出位置に応じた処理の実行を制御する制御部を有する撮像装置にある。
さらに、本開示の第2の側面は、
ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部とを有するスイッチにある。
本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本開示の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
本構成により、レリーズスイッチ等の操作部のストロークを調整可能とした構成が実現される。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。
本開示の撮像装置の外観について説明する図である。 本開示のレリーズスイッチの構成例について説明する図である。 本開示の撮像装置のブロック図である。 本開示の撮像装置の位置検出部及び処理制御部について説明する図である。 検出位置を複数設けた場合の一構成例について説明する図である。 本開示の第1実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する図である。 S2用フォトインタラプタの位置(高さ)と、操作部のストロークL2との対応関係について説明する図である。 S1用フォトインタラプタの位置も上下方向に移動可能とした構成例について説明する図である。 本開示の第2実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する図である。 S1用フォトインタラプタにも複数(m個)の発光部からなるS1用発光部(1~m)を構成した例について説明する図である。 本開示の第2実施例のレリーズスイッチの変形例の構成と処理について説明する図である。 他のフォトインタラプタの発光部からの出力光の受光を防止する構成例ついて説明する図である。 他のフォトインタラプタの発光部からの出力光の受光を防止する構成例ついて説明する図である。 他のフォトインタラプタの発光部からの出力光の受光を防止する構成例ついて説明する図である。 実施例2のレリーズスイッチに省電力構成を適用した例について説明する図である。 省電力構成例について説明する図である。 レリーズスイッチの操作部にバイブレータを内蔵した例について説明する図である。 バイブレータの振動制御例について説明する図である。 本開示のレリーズスイッチの一実施例の構成と処理について説明する図である。 本開示のレリーズスイッチの一実施例の構成と処理について説明する図である。 本開示のレリーズスイッチの一実施例の構成と処理について説明する図である。 操作部保持機構例について説明する図である。 操作部保持機構と初期位置(S0)の調整構成例について説明する図である。 本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する図である。 本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成について説明する図である。 レリーズスイッチの回転によるストロークの調整例について説明する図である。 本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成について説明する図である。 レリーズスイッチの回転によるストロークの調整例について説明する図である。 レリーズスイッチの回転によるストロークの調整例について説明する図である。 手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。 集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。 手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。 図32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。
以下、図面を参照しながら本開示の撮像装置、およびスイッチの詳細について説明する。なお、説明は以下の項目に従って行なう。
1.本開示の撮像装置の構成例について
2.本開示の第1実施例のレリーズスイッチの構成と処理について
3.本開示の第2実施例のレリーズスイッチの構成と処理について
4.本開示の第2実施例のレリーズスイッチの変形例の構成と処理について
5.第3実施例-省電力型の実施例について
6.第4実施例-処理通知機能を有する実施例について
7.操作部保持機構と初期位置(S0)の調整構成例について
8.本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成と処理について
9.その他の変形例について
10.応用例について
11.本開示の構成のまとめ
[1.本開示の撮像装置の構成例について]
図1は、撮像装置10の外観を示す図であり、図1(a)は正面図、図1(b)は上面図、図1(c)は背面図をそれぞれ示す。なお、各図は、撮影を行うために被写体に対して撮像装置10を向けた時に被写体側を向く面を正面、正面と反対側にある面を背面、正面および背面に対して上側にある面を上面とする。図1(a)~(c)に示すように、撮像装置10の正面にはレンズ11が、上面にはレリーズスイッチ12とユーザ入力部13の一部が、背面にはユーザ入力部13の一部と表示部14が配置されている。なお、図1に示すレリーズスイッチ12は、全体のうちの一部の構造が示されている。
撮像装置10で画像を撮影する場合、ユーザは、撮像装置10のレリーズスイッチ12の操作部を撮像装置10の上面に対して押下する操作(押下操作)を行う。この時、撮像装置10はこの操作部が所定の位置まで押下されたことに応じて、自動フォーカス(AF)処理や撮影処理等の各種処理を実行する。
図2に示すように、レリーズスイッチ12は操作部15を含む。操作部15は、ユーザの押下操作によって、撮像装置10の上面に対して垂直方向に移動可能な構成である。図2(a)、(b)に示すように、操作部15の位置の基準を操作部15の下端とした場合、操作部15の下端はユーザによる押下操作がない場合には初期位置S0に位置し、押下操作がある場合には初期位置S0から移動する。
操作部15の下端が初期位置S0からストロークL移動し、操作部15の下端が初期位置S0からの距離Lの地点(検出位置)に到達したことを後述の位置検出部が検出すると、撮像装置10はこの検出位置に応じた各種処理を実行する。検出位置は撮像装置10の上面に対して垂直方向に複数設けることも可能で、その場合、撮像装置10は各検出位置においてAF処理や撮影処理等それぞれ異なる処理を行ってもよい。
図3は、撮像装置10の構成を示すブロック図である。図3に示すように、撮像装置10は、イメージセンサ16、信号処理部17、レンズ系駆動部18、制御部19、記録部20、表示部14、ユーザ入力部13、位置検出部21、位置調整部22を有する。
イメージセンサ16は、撮像素子を有し、図1で示したレンズ11を含む光学系によって集光された被写体からの光を光電変換する。さらに、イメージセンサ16は光電変換で得られた電気信号に対してA/D変換処理を行い、このデジタル信号を画像信号として信号処理部17に出力する。
位置検出部21は、検出位置に対する操作部15の位置を検出し、検出結果を制御部19に出力する。
制御部19は処理制御部23を含み、処理制御部23は位置検出部21の検出結果に基づいて、検出位置に応じた各種処理(AF処理、撮影処理等)を実行するよう各部を制御する。
また、制御部19は、レンズ系駆動部18や表示部14等の各部の制御も行う。
信号処理部17は、処理制御部23による撮影処理の制御に基づいて、イメージセンサ16から出力された画像信号に対して補正処理等の各種信号処理を行い、さらに信号処理後の画像信号に対して記録に必要な処理を行い、記録部20に出力する。なお、本開示における撮影処理とは、信号処理部17が信号処理した画像信号を記録部20に出力するまでの一連の部分を示す。
また、信号処理部17は、制御部19による制御に基づいて、信号処理後の画像信号に対して表示に必要な処理を行い、表示部14に出力する。
レンズ系駆動部18は、制御部19によるAF処理の制御に基づいてレンズ11を駆動する。
記録部20は、信号処理部17から出力された画像信号を静止画像データや動画像データとして記憶する。
表示部14は、信号処理部17から出力された画像信号に対応する画像を画面上に表示する。
ユーザ入力部13は、図1で示したようなボタンによって、例えば撮像装置10の設定(撮影モード、撮影条件など)に関するユーザからの操作(例えば押下操作)を受け付けて、該操作に対応する操作信号を制御部19に出力する。制御部19は入力された該操作信号に基づいて、各部の制御を行う。なお、ユーザ入力部13は表示部14内に含まれてもよく、その場合、表示部14はタッチパネル機能を有する。
ここで、レリーズスイッチ12、位置検出部21及び処理制御部23の処理について、図4を参照して詳細に説明する。位置検出部21は、操作部15の位置を検出するものであって、検出結果として検出位置に対する操作部15の位置に相当する信号を制御部19に出力する。
具体的には、図4(a)、(b)に示すように、操作部15の下端が検出位置に到達しているか否かに応じた信号、すなわち到達している状態を示す信号、または到達していない状態を示す信号を制御部19に出力する。
位置検出部21は、発光部24と受光部25を含んでおり、図4(a)、(b)に示すように、発光部24と受光部25は各々同じ検出位置の高さ(例えば、初期位置S0からの距離)に対向して設けられている。発光部24は、例えばLED等の光を発する素子であり、発光部24が発光した(出力)光を受光部25が受光する。
受光部25は、受光した出力光の強度を電流値あるいは電圧値(以降、アナログ信号)として検出し、この検出値を予め設定された閾値と比較(閾値判定)することにより、検出値が閾値を超えなければ0信号、超えていれば1信号(以降、デジタル信号)を制御部19に出力する。
デジタル信号が1信号であれば、操作部15の下端は検出位置に到達していない状態であることに相当し、出力光が遮断されずに受光状態にあることを示している。デジタル信号が0信号であれば、操作部15の下端が検出位置に到達した状態であることに相当し、ユーザの押下操作によって出力光が遮断されている遮断状態にあることを示している。
制御部19の処理制御部23は、出力されたデジタル信号に基づいて、0信号の入力を契機に各種処理を実行する。
なお、制御部19の処理制御部23の一部の機能を含めて位置検出部21としてもよい。その場合、受光部25はアナログ信号を制御部19に出力し、処理制御部23が閾値判定をしてデジタル信号に変換する。
次に、検出位置を撮像装置10の上面に対して垂直方向の異なる高さに複数設けた場合、すなわち発光部24と受光部25のペアを複数設け、各々の検出位置に基づいて異なる処理が実行される場合について、図5を参照して説明する。
レリーズスイッチ12は、ユーザの押下操作によって、図5(a)~(b)~(c)に示すように下方向に移動する。
レリーズスイッチ12が移動する下方向には、
S1対応発光部26と、S1対応受光部27、
S2対応発光部28と、S2対応受光部29、
これら2組の発光部、受光部ペアがペアごとに異なる高さの検出位置にそれぞれ設けられている。すなわち、発光部と受光部の各ペアは同じ検出位置の高さに対向してそれぞれ設けられている。
なお、図5(a)では、S1対応発光部26、S2対応発光部28の各々は出力光を発光しており、S1対応発光部26の出力光はS1対応受光部27によって受光され、S2対応発光部28の出力光はS2対応受光部29によって受光される(受光状態)。
図5(a)に示す受光状態では、操作部15の下端は、S1対応発光部26とS1対応受光部27の位置にも、S2対応発光部28とS2対応受光部29の位置にも到達していない。この場合、処理制御部23は各発光部からデジタル信号である1信号が出力されるため、各種処理を実行しない。
次に、ユーザの押下操作によって、図5(b)に示すように、操作部15がストロークL1移動し、操作部15の下端が初期位置S0からの距離L1の地点に到達すると、操作部15の下端がS1対応発光部26とS1対応受光部27の位置に到達することになる。
この場合、S1対応発光部26の出力光が操作部15により遮断され、S1対応受光部は受光しない(第1遮断状態)。
そのため処理制御部23は、S1対応受光部27から0信号が出力され、S1オン対応処理、例えば自動フォーカス(AF)処理を実行する。
さらに、ユーザによる操作部15の押下処理が継続され、図5(c)に示すように、操作部15がストロークL2移動し、操作部15の下端が初期位置S0からの距離L2の地点に到達すると、操作部15の下端はS2対応発光部28とS2対応受光部29の位置に到達する。
この場合、S2対応発光部28の出力光が操作部15により遮断され、S2対応受光部29は受光しない(第2遮断状態)。
そのため処理制御部23は、S2対応受光部29から0信号が出力され、S2オン対応処理、例えば撮影処理を実行する。
従来、ユーザによるレリーズスイッチ12の操作部15の押下操作に伴って、検出位置に応じた異なる各種処理を実行させる構成は利用されていた。しかしながら、操作部15のストロークLは、ユーザ各々、好みが異なるものであり、ユーザの感覚と異なるストロークLで処理が実行されると、ユーザの意図した撮影タイミングを逃してしまうといった問題が発生しやすいため、操作部15の初期位置S0から検出位置までの操作部15のストロークLをユーザが調整可能なことが望まれていた。
本開示の構成によれば、図3のブロック図に示す位置調整部22によって操作部15の初期位置S0から検出位置までの操作部15のストロークLをユーザが調整できる。
そこで、図3に示す通り、本開示の撮像装置10は、例えばユーザからの操作に基づいて操作部15の初期位置S0から検出位置までの操作部15のストロークLを調整する位置調整部22を備える。具体的には、位置調整部22は、検出位置の高さを調整することによりストロークLを調整する。また、位置調整部22は、操作部15の初期位置S0を調整することによりストロークLを調整してもよい。これにより、ユーザは好みのストロークLで撮像装置10の各種処理を実行できる。
なお、検出位置が複数設けられた場合は、位置調整部22はそれぞれの検出位置の高さを調整することによりそれぞれの検出位置までのストロークLを調整可能な構成であってもよい。また、位置調整部22は、検出位置の高さ及び操作部15の初期位置S0の両者を調整可能な構成であってもよいし、両者のうちのどちらか一方を固定して他方のみを調整可能な構成であってもよい。
[2.本開示の第1実施例のレリーズスイッチの構成と処理について]
図6以下を参照して、本開示の第1実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する。本実施例は、位置調整部22が検出位置の高さを調整することによりストロークLを調整する例であり、位置調整部22は、後述の調整ダイヤル131、調整ダイヤル一体化ギア132、回転伝達用ギア133、ガイドレール141、S2用フォトインタラプタ一体ギア125を含む。
図6は、本開示の第1実施例のレリーズスイッチ100の構成を示す図であり、
(A)撮像装置10の上面から見た図
(B)撮像装置10の正面から見た図
を示している。
なお、いずれもレリーズスイッチ100内部の断面構成を示す図である。
まず、図6(A)において中央の矩形領域が操作部101であり、ユーザの押下操作によって操作部101は撮像装置10の上面に対して垂直方向に移動可能である。操作部101の左側には、S1用フォトインタラプタ110が構成され、右側にS2用フォトインタラプタ120が構成されている。
図6(B)に示すように、操作部101が上下移動する両サイドに上述した2つのフォトインタラプタが構成されている。
これらのフォトインタラプタ110,120は、操作部101の位置を検出する位置検出部21として機能する。
フォトインタラプタは発光部と受光部を有する。図6(A)において、操作部101の左側のS1用フォトインタラプタ110は、S1用発光部111と、S1用受光部112を有する。
また、操作部101の右側のS2用フォトインタラプタ120は、S2用発光部121と、S2用受光部122を有する。
なお、図6(B)正面図に示すように、S1用フォトインタラプタ110と、S2用フォトインタラプタ120は、異なる高さの検出位置に設けられている。
図6(B)で示すように、操作部101が検出位置に到達していない場合は、S1用フォトインタラプタ110のS1用発光部111からの出力光がS1用受光部112で受光され、さらに、S2用フォトインタラプタ120のS2用発光部121からの出力光もS2用受光部122で受光される(受光状態)。
処理制御部23は、S1用受光部112とS2用受光部122から1信号が出力されるため各種処理を実行しない。
操作部101がユーザによって押下操作されると、操作部101の下端が、S1用フォトインタラプタ110のS1用発光部111とS1用受光部112の間の出力光を遮断する。
これにより、S1用フォトインタラプタ110のS1用発光部111からの出力光がS1用受光部112で受光されなくなる。
この状態は、図5(b)の第1遮断状態に相当する状態である。
処理制御部23は、S1用受光部112から出力される0信号に基づいて、S1オン対応処理、例えば自動フォーカス(AF)処理を実行する。
さらに、操作部101がユーザによって押下されると、操作部101の下端が、S2用フォトインタラプタ120のS2用発光部121とS2用受光部122の間の出力光を遮断する。
これにより、S2用フォトインタラプタ120のS2用発光部121からの出力光もS2用受光部122で受光されなくなる。
この状態は、図5(c)の第2遮断状態に相当する状態である。
処理制御部23は、S2用受光部122から出力される0信号に基づいて、S2オン対応処理、例えば撮影処理を実行する。
図6に示すレリーズスイッチ100は、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)を調整可能とした構成を有する。
ユーザは、図6に示す調整ダイヤル131を直接操作することで回転させることができ、この回転に応じてS2用フォトインタラプタ120のS2用発光部121及びS2用受光部122の位置を調整できる。調整ダイヤル131は、撮像装置の外部から操作可能な構成を持つ。メカニカルに操作可能な構成か、あるいは、例えば撮像装置のディスプレイに表示されるUIに対するユーザ操作による電気信号によって駆動可能な構成のいずれかの構成を持つ。
S2用フォトインタラプタ120は、固定されたガイドレール141に対して摺動可能な構成であり、ユーザが直接調整ダイヤル131を回転操作することで、垂直方向(操作部101の移動方向と同方向)に移動する。
調整ダイヤル131を回転させると、調整ダイヤル一体化ギア132が回転し、この回転が、調整ダイヤル一体化ギア132に係合する回転伝達用ギア133に伝達される。さらに回転伝達用ギア133の回転は、回転伝達用ギア133に係合するS2用フォトインタラプタ一体化ギアに伝達され、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)が調整される。
なお、調整ダイヤル一体化ギア132の1回転に対して、回転伝達用ギア133の回転量はわずかであり、調整ダイヤル131の回転量に応じたS2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)の変更量はわずかとなる。結果として、ユーザは、調整ダイヤル131を回転させることで、S2用フォトインタラプタ120の位置調整を容易に且つ高精度に行うことができる。
なお、位置調整部22は制御部19により電気的に制御されてもよい。例えば、ユーザはユーザ入力部13を介して調整ダイヤルの回転量等の回転操作を入力でき、ユーザ入力部13はこの回転操作の信号を制御部19に出力する。制御部19は、出力された信号に基づいて調整ダイヤルの回転処理を制御する。
このように、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)の調整によって、S2用フォトインタラプタ120のS2用発光部121とS2用受光部122の間の出力光を遮断するために必要な操作部101のストロークL2を調整することが可能となる。
S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)と操作部101のストロークL2との対応関係について、図7を参照して説明する。
図7には、以下の3つの例を示している。
(1)S2ストロークL2=X(初期S2ストローク)
(2)S2ストロークL2=X+α
(3)S2ストロークL2=X-β
(1)S2ストロークL2=X(初期S2ストローク)は、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)を調整していない時のストロークであり、L2の初期S2ストロークをXとする。
(2)S2ストロークL2=X+αは、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)を下方向(操作部101から離れる方向)に移動させた例であり、この時S2ストロークL2は初期S2ストロークXよりもストロークα分増加する
(3)S2ストロークL2=X-βは、S2用フォトインタラプタ120の位置(高さ)を上方向(操作部101に近づく方向)に移動させた例であり、この時S2ストロークL2は初期S2ストロークXよりもストロークβ分減少する。
なお、ストロークα及びβは、同じ値でも異なる値であってもよい。
このように、本開示のレリーズスイッチ100は、S2用フォトインタラプタ120の位置を上下方向に移動させることが可能であり、S2オン対応処理、例えば撮影処理を実行させるための操作部101のストロークL2を調整することができる。
なお、図6、図7を参照して説明した例は、S2用フォトインタラプタ120の位置のみを垂直方向に移動可能とした構成例であるが、例えば、図8に示すように、S2用フォトインタラプタ120のみならず、S1用フォトインタラプタ110の位置も垂直方向に移動可能とした構成としてもよい。
この図8に示す構成では、S2オン対応処理における操作部101のストロークL2のみならず、S1オン対応処理における操作部101のストロークL1を調整することも可能となる。
[3.本開示の第2実施例のレリーズスイッチの構成と処理について]
次に、図9以下を参照して、本開示の第2実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する。本実施例は、位置調整部22が検出位置の高さを調整することによりストロークLを調整する例であり、位置調整部22は、後述のS2用発光部切り替え部231を含む。
図9は、本開示の第2実施例のレリーズスイッチ200の構成を示す図であり、
(A)撮像装置10の上面から見た図
(B)撮像装置10の正面から見た図
を示している。
なお、いずれもレリーズスイッチ200内部の断面構成を示す図である。
まず、図9(A)において中央の矩形領域が操作部201であり、ユーザの押下操作によって操作部201は上面に対して垂直方向に移動可能である。操作部201の左側にS1用フォトインタラプタ210が構成され、右側にS2用フォトインタラプタ220が構成されている。
図9(B)に示すように、操作部201が上下移動する両サイドに上述した2つのフォトインタラプタが構成されている。
これらのフォトインタラプタ210,220は、操作部101の位置を検出する位置検出部21として機能する。
操作部201の左側のS1用フォトインタラプタ210は、S1用発光部211と、S1用受光部212を有する。
また、操作部201の右側のS2用フォトインタラプタ220は、S2用発光部221と、S2用受光部222を有する。
本実施例において、S2用フォトインタラプタ220は、図9(B)正面図に示すように、異なる検出位置の高さに設けられた複数(n個)の発光部(1~n)を有する。ユーザは、ユーザ入力部13を介して各発光部の発光の有無を切り替えることができ、制御部19はユーザ入力部13から出力された切り替え信号に基づいて発光部切り替え部の切り替え処理を制御する。
本実施例におけるS2用フォトインタラプタ220の複数(n個)のS2用発光部(1~n)221は、S2用発光部切り替え部231によって発光の有無の切り替え可能なスイッチ構成を持ち、異なる検出位置の高さに設けられた複数(n個)の発光部(1~n)の発光を切り替えることで検出位置の高さを調整することができる。
このように、異なる高さの検出位置に設定された発光部の発光有無を切り替えることで、S2用フォトインタラプタ220のS2用発光部221とS2用受光部222の間の出力光を遮断するために必要な操作部201のストロークL2を調整することが可能となる。
例えば、S2用フォトインタラプタ220の複数(n個)のS2用発光部221の最も上(操作部201に最も近い位置)の発光部を発光させた場合、S2用フォトインタラプタ220のS2用発光部221とS2用受光部222の間の出力光を遮断するために必要な操作部201のストロークL2を小さく設定することができる。
一方、S2用フォトインタラプタ220の複数(n個)のS2用発光部221の最も下(操作部201から最も遠い位置)の発光部を発光させた場合、S2用フォトインタラプタ220のS2用発光部221とS2用受光部222の間の出力光を遮断するために必要な操作部201のストロークLを大きく設定することができる。
なお、図9を参照して説明した例は、S2用フォトインタラプタ220のみ複数(n個)の発光部を構成した例であるが、例えば、図10に示すように、S2用フォトインタラプタ220のみならず、S1用フォトインタラプタ210にも複数(m個)の発光部からなるS1用発光部(1~m)211を構成してもよく、S2用フォトインタラプタ220の場合と同様に発光部切り替え部によって各発光部の発光の有無を切り替えることで検出位置の高さを調整可能である。
図10のような構成により、S2オン対応処理における操作部101のストロークL2のみならず、S1オン対応処理における操作部101のストロークL1を調整することも可能となる。
[4.本開示の第2実施例のレリーズスイッチの変形例の構成と処理について]
次に、図11以下を参照して、本開示の第2実施例のレリーズスイッチの変形例の構成と処理について説明する。
図11は、本開示の第2実施例のレリーズスイッチ200の変形例の構成を示した図である。
図11に示すレリーズスイッチ200は、先に図9を参照して説明した第2実施例のレリーズスイッチ200のS2用フォトインタラプタ220を、図11に示すS2&S3用フォトインタラプタ240に変更している。以下に、S1オン対応処理、S2オン対応処理及びS3オン対応処理について、操作部201の移動によって各処理が実行されることについて説明する。
図11に示すレリーズスイッチ200の操作部201がユーザによって押下されると、まず、操作部201の下端が、S1用フォトインタラプタ210のS1用発光部211とS1用受光部212の間の出力光を遮断する。
これにより、S1用フォトインタラプタ210のS1用発光部211からの出力光がS1用受光部212で受光されなくなる。
処理制御部23は、S1用受光部212から0信号が出力されるためS1オン対応処理、例えば自動フォーカス(AF)処理を実行する。
さらに、操作部201がユーザによって押下されると、操作部201の下端が、S2&S3用フォトインタラプタ240の複数(n個)のS2用発光部(1~n)241のうち発光するよう切り替えられた1つの発光部とS2用受光部242の間の出力光も遮断する。
これにより、S2&S3用フォトインタラプタ240の複数(n個)のS2用発光部(1~n)241のうち発光するよう切り替えられた1つの発光部からの出力光がS2用受光部242で受光されなくなる。
処理制御部23は、S2用受光部242から0信号が出力されるためS2オン対応処理、例えば撮影処理を実行する。
さらに、操作部201がユーザによって押下されると、操作部201が、S2&S3用フォトインタラプタ240の複数(m個)のS3用発光部(1~m)243のうち発光するよう切り替えられた1つの発光部とS3用受光部244の間の出力光も遮断する。
これにより、S2&S3用フォトインタラプタ240の複数(m個)のS3用発光部(1~m)243のうち発光するよう切り替えられた1つの発光部からの出力光がS3用受光部244で受光されなくなる。
処理制御部23は、S3用受光部244から0信号が出力されるためS3オン対応処理を実行する。
なお、S3オン対応処理とは、例えば、連写処理、動画撮影処理、撮影画像の再生処理、HDR画像等の高画質画像記録処理、ホワイトバランス調整等の画像補正、加工処理等であり、これらは、予めユーザによる設定が可能である。
なお、S3オン対応処理以外のS1オン対応処理や、S2オン対応処理についても、どのような処理を実行させるかについてユーザは予め設定することができる。ここで挙げたS3オン対応処理はあくまで例示であり、またS1オン対応処理、S2オン対応処理、S3オン対応処理の組合せもユーザが自由に設定可能である。
図11に示す構成において、ユーザは、ユーザ入力部13を介して、S2用発光部切り替え部251、S3用発光部切り替え部252の各発光部の発光の有無を切り替えることができ、制御部19はユーザ入力部13から出力された切り替え信号に基づいて、各発光部切り替え部の切り替え処理を制御する。
この構成により、ユーザはS2オン対応処理やS3オン対応処理のための操作部201のストロークL2、L3を調整することが可能となる。
なお、図11に示す構成の場合、S2&S3用フォトインタラプタ240には、S2用発光部(1~n)241とS2用受光部242、およびS3用発光部(1~m)243とS3用受光部244、これらの構成が近接して設けられている。
従って、例えばS2用発光部(1~n)241とS2用受光部242の高さに操作部201が位置して、S2用発光部(1~n)241のうちの発光するよう切り替えられた1つの発光部の出力光がS2用受光部242に受光されない状態になっても、S3用発光部(1~m)243からの出力光がS2用受光部242に受光されてしまう懸念がある。このような場合、エラーが発生する可能性がある。
このようなエラーの発生を防止するため、S2用発光部(1~n)241と、S3用発光部(1~m)243の発光素子は、指向性の高い光の出力を行う発光素子を用いる構成とすることが好ましい。
さらに、図12に示すように、光漏れ防止用遮蔽板261を設ける構成としてもよい。
図12に示す構成は、S2用発光部(1~n)241とS3用発光部(1~m)243の間、および、S2用受光部242とS3用受光部244の間に光漏れ防止用遮蔽板261を設けた構成である。
このような遮蔽板を設定することで、S3用発光部(1~m)243からの光がS2用受光部242によって受光される可能性を低減し、エラーの発生を防止することが可能となる。
あるいは、図13に示すように、S2用発光部(1~n)241とS3用発光部(1~m)243を相対する位置に設置し、S2用受光部242とS3用受光部244も相対する位置に設置する構成も、誤った光の受光を防止するための有効な構成であり、この図13に示す構成としてもよい。
さらに、図14に示す構成も、誤った光の受光を防止する有効な構成である。
図14は、
(A)撮像装置10の上面から見た図
(B)撮像装置10の正面から見た図
を示している。
なお、いずれもレリーズスイッチ200内部の断面構成を示す図である。
図14に示す構成は、(A)上面図に示すように、操作部201の左側にS1&S3用フォトインタラプタ260を構成し、右側にS2用フォトインタラプタ270を設置した構成である。
図14(B)正面図に示すように、S1用発光部261とS1用受光部262、および、S3用発光部(1~m)263とS3用受光部264が、異なる検出位置の高さでS1&S3用フォトインタラプタ260に設置される。
また、S2用発光部(1~n)271とS2用受光部272が、S2用フォトインタラプタ270に設置される。
この構成により、3つの発光部と受光部ペアを、それぞれ離間させることが可能となり、誤った受光処理の発生を低減することが可能となる。
[5.第3実施例-省電力型の実施例について]
次に、実施例3として、本開示のレリーズスイッチにおいて、省電力を実現した実施例について説明する。
なお、以下に説明する実施例3は、先に説明した実施例1,2の全てに共通に利用可能な実施例である。
図15は、先に図9を参照して説明した実施例2のレリーズスイッチ200に省電力構成を適用した例を示す。
先に説明した実施例1、実施例2とも、発光部からの出力光が操作部の押下に伴って遮断されたことを契機に、様々な処理を実行する構成である。
この構成では、発光部は継続的に光を出力していることが必要となり、電力消費の点で好ましいとは言えない。
図15に示す構成は、このような問題を解決し電力消費を低減させる構成である。この時、図3で示した撮像装置10は操作部15に接触検出部30を有し、さらに制御部19は発光制御部31を有する。発光制御部31は、接触検出部30の検出情報に応じて発光部の発光を制御する。図15に示すレリーズスイッチ200の操作部201の上端には、接触検出部30である近接センサ(または接触センサ)280が装着されており、操作部15に対するユーザの接触あるいは近接を検出する。以下で詳細に説明する。
接触検出部30である近接センサ(または接触センサ)280は、ユーザの指が操作部201の上端に近接、または接触したことを検出して、この検出に応じた信号を制御部19の発光制御部31に出力する。
発光制御部31は、この信号に基づいて発光部への電力供給の処理を制御する。ユーザの指が操作部201の上端に接近、あるいは接触した場合は、発光制御部31は電源281から供給される電力を各発光部、すなわちS1用発光部211、S2用発光部221に供給する。この電力供給処理によりS1用発光部211、S2用発光部221が発光する。
ユーザの指が操作部201の上端に近接、または接触していない場合は、S1用発光部211、S2用発光部221は発光せず、結果として消費電力を低減することが可能となる。
なお、接触検出部30は操作部201内に構成されていなくてもよい。例えば図16に示すように、撮像装置のグリップ部に近接センサ(または接触センサ)285を設ける構成としてもよい。
図16に示す構成の場合、例えばユーザが撮像装置を手で握ったことを接触検出部30である近接センサ(または接触センサ)が検出し、S1用発光部211やS2用発光部221を発光させることが可能となる。
[6.第4実施例-処理通知機能を有する実施例について]
次に、実施例4として、本開示のレリーズスイッチにおいて、処理通知機能を有する実施例について説明する。
以下に説明する実施例4も、先に説明した実施例の全てに共通に利用可能な実施例である。
実施例1~2において説明したように、本開示の撮像装置は複数の検出位置で異なる処理を実行する。例えば、操作部15の押下によりS1用フォトインタラプタの発光部の出力光が受光部によって受光されなくなると、S1オン対応処理としてAF処理が実行される。
さらに、操作部15の押下によりS2用フォトインタラプタの発光部の出力光が受光部によって受光されなくなると、S2オン対応処理として撮影処理が実行される。
以下に説明する実施例は、ユーザに撮像装置において実行されている処理を通知する機能を持つ実施例である。この時、図3で示した撮像装置10は操作部15に振動部32を有し、さらに制御部19はバイブレーション制御部33を有する。バイブレーション制御部33は、位置検出部21から出力されるデジタル信号に基づいて振動部32の振動処理を制御する。図17に示すように、レリーズスイッチ200の操作部201には振動部32であるバイブレータ290が内蔵されている。
振動部32であるバイブレータ290は、制御部19のバイブレーション制御部33の制御によって様々な異なる振動を行う。
図17に示すように、バイブレーション制御部33は、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212とS2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222それぞれから出力されるデジタル信号が入力される。
バイブレーション制御部33は、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212から出力された0信号に基づいて、バイブレータ290を所定の振動態様で振動させる。この振動タイミングは、制御部によるS1オン対応処理(AF処理等)の実行タイミングに同期したタイミングとなる。
ユーザは、この振動を操作部201に触れている指で認識し、S1オン対応処理(AF処理等)が実行されていることを認識することができる。
さらに、バイブレーション制御部33は、S2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222から出力された0信号に基づいて、バイブレータ290を所定の振動態様で振動させる。この振動タイミングは、制御部によるS2オン対応処理(撮影処理等)の実行タイミングに同期したタイミングとなる。
ユーザは、この振動を操作部201に触れている指で認識し、S2オン対応処理(撮影処理等)が実行されていることを認識することができる。
なお、バイブレーション制御部33は、S1オン対応処理実行時と、S2オン対応処理実行時の振動態様を異なる振動様態としてバイブレータ290を振動させることも可能である。例えば、振動の大きさや時間の間隔をS1オン対応処理実行時とS2オン対応処理実行時で異なるよう調整する等が挙げられる。
図18を参照して、具体例について説明する。
図18には、時間軸に従った以下の情報を示している。
(1)レリーズスイッチ操作状態
(2)バイブレーション動作状態
例えば、図18の具体例では(a)受光状態~(b)第1遮断状態~(c)第2遮断状態~(d)受光状態が一連の流れで、ユーザの押下操作によって行われるとする。時間t1の(b)第1遮断状態の時、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212からは0信号が出力され、バイブレーション制御部33は、バイブレータ290を図18に示すようなパルスpの波形に従った振動態様で振動させる。
ユーザはこのパルスpに従った振動を操作部201に触れている指で認識し、S1オン対応処理(AF処理等)が実行されていることを認識することができる。
さらに、時間t2の(c)第2遮断状態の時、S2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222からは0信号が出力され、バイブレーション制御部33は、バイブレータ290を図18に示すようなパルスqの波形に従った振動態様で振動させる。
ユーザはこのパルスqに従った振動を操作部201に触れている指で認識し、S2オン対応処理(撮影処理等)が実行されていることを認識することができる。
このように、バイブレーション制御部33は、S1オン対応処理、S2オン対応処理の処理毎に異なる振動態様でバイブレータ290を振動させることが可能である。これにより、ユーザは撮像装置で実行されている処理の実行タイミングとその種類を認識することが可能となる。
図19以下を参照して説明する実施例は、撮像装置においてユーザがレリーズスイッチ押下時の反発力(重み、負荷)を調整可能な機能を持つ実施例である。本実施例では、図3の撮像装置10には図示しない反発部を有し、さらに制御部19は電流制御部295を有する。反発部は、コイル部296、磁石部297を含む。電流制御部295は、位置検出部21から出力されるデジタル信号に基づいて、コイル部296に流す(直流)電流を制御する。
図19に示すように、レリーズスイッチ200の操作部支持部301にはコイル部296が設けられ、さらにS2用フォトインタラプタの下には磁石部297がリング形状に設けられている。電流制御部295には、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212とS2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222それぞれから出力されるデジタル信号が入力される。なお、磁石部297はリング形状でなくてもよく、例えば上部から見て操作指示部301を囲むように四方に別々の磁石を設けてもよく、形状は限定しない。また、コイル部296の内部には鉄心が含まれていてもよく、これにより磁界をより強化することができる。
電流制御部295は、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212から出力された1信号に基づいて、コイル部296に対して電流rを流す。コイル部296に電流rが流れると、磁石部297が発生する磁界の影響により垂直方向に対して反発力が発生する。この時、磁石部297はリング状の内側部分をS極、外側部分をN極として構成され、上部から見て時計回りにコイル部296に電流が流れることで、上方向に対して反発力が発生する。
次に、電流制御部295は、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212から出力された0信号に基づいて、コイル部296に対して電流sを流す。コイル部296に電流sが流れると、上方向に対して発生している反発力が変わる。
さらに、電流制御部295は、S2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222から出力された0信号に基づいて、コイル部296に対して流れている電流を止める。コイル部296に対して電流が流れなくなると、反発力の発生が止まる。
ここで、図20には、時間軸に従った以下の情報を示している。
(1)レリーズスイッチ操作状態
(2)コイル部296に流れる電流値
電流制御部は、初期位置(S0)からS1用フォトインタラプタ210の位置までの押下時と、S1用フォトインタラプタ210の位置からS2用フォトインタラプタ220の位置までの押下時とで異なる反発力を発生させることができる。例えば、電流rと電流sとで電流(電流値)の大きさを変えることで、初期位置(S0)からS1用フォトインタラプタ210の位置までの押下時と、S1用フォトインタラプタ210の位置からS2用フォトインタラプタ220の位置までの押下時とで反発力の大きさを異なるよう調整することができる。
例えば、図20の具体例では(a)受光状態~(b)第1遮断状態~(c)第2遮断状態~(d)受光状態が一連の流れで、ユーザの押下操作によって行われるとする。時間t0の(a)受光状態の時、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212から電流制御部295に対して1信号が出力されるため、コイル部296に電流rが流れる。この時、電流rを2mA(ミリアンペア)とする。
時間t1の(b)第1遮断状態の時、S1用フォトインタラプタ210のS1用受光部212からは0信号が出力され、電流制御部295はコイル部296に対して電流sを流す。この時、電流sを5mAとする。
さらに、時間t2の(c)第2遮断状態の時、S2用フォトインタラプタ220のS2用受光部222からは0信号が出力され、電流制御部295はコイル部296に対して流れている電流を止める。このようにコイル部296に流れる電流(電流値)の大きさを変えることで、初期位置(S0)からS1用フォトインタラプタ210の位置までの押下時と、S1用フォトインタラプタ210の位置からS2用フォトインタラプタ220の位置までの押下時とで異なる反発力を発生させることができる。なお、コイル部296へ流す電流は、パルス幅変調制御(Pulse Width Modulation,PWM)によって制御されてもよく、電圧値は一定のままデューティー比を変えることで電流値の大きさを変えてもよい。
なお、電流(電流値)の大きさや、電流を流すタイミング、電流を流す時間の間隔等は、ユーザ入力部13を介してユーザが任意に設定可能である。また、S3用フォトインタラプタが設けられている場合は、電流制御部295はS2用フォトインタラプタ22-のS2用受光部222から0信号が出力された際に電流t、例えば10mAの電流を流すことでS2用フォトインタラプタ220の位置からS3用フォトインタラプタの位置までの押下時の反発力を調整してもよい。
また、その他の構成として、図21に示すようにコイル部296と磁石部298が操作部支持部330に設けられてもよい。この時磁石部298はコイル部296の上部に設けられ、また磁石部297は円柱形状をしており、上部をS極、下部をN極として構成される。上部から見て反時計回りにコイル部296に電流が流れることで、上方向に対して反発力が発生する。なお、磁石部298はリング形状でなくてもよく、形状は限定しない。
また、本実施例では構成としてコイル部と磁石部が含まれ、コイル部に電流を流すことで磁石部との反発力を発生させたが、磁石部は永久磁石とヨークから構成されていてもよい。図19で示した実施例では、コイル部によって発生する磁界の向きを考慮し、反発力を上方向に発生させるため磁石部の内側部分をS極、外側部分をN極とした構成にする必要があったが、ヨークを設けて磁気回路を構成することで磁界の向きを制御可能となり、例えば磁石部の上部をS極、下部をN極とする等磁石部の構成を限定しない設計が可能となる。
[7.操作部保持機構と初期位置(S0)の調整構成例について]
次に、図22以下を参照して操作部保持機構と初期位置(S0)の調整構成例について説明する。
以下に説明する構成は、上述した実施例の全てに適用可能な構成である。
上述した実施例において説明したように、本開示のレリーズスイッチは、操作部15が発光部24と受光部25の出力光を遮断し、受光部25から出力される0信号に基づいて、処理制御部23が様々な処理(AF処理、撮影処理等)を実行する構成である。
ここで、本実施例では、ユーザの押下操作によって操作部15の下端がS1オン対応処理あるいはS2オン対応処理に対応した各検出位置に到達していた状態から、ユーザの押下操作がなくなった時に操作部15の下端が初期位置S0に戻る構成について説明する。この構成例を図22に示す。
図22に示すように、操作部201の下方には、操作部201と一体化した操作部支持部301が構成されている。操作部支持部301の下端は、バネ支持部320に固定されたバネ321の上端に固定されている。
この構成により、ユーザの押下解除時には操作部201が初期位置S0に復帰することが可能となる。
ここで、上述した初期位置S0から検出位置までの操作部15のストロークLを調整する際に初期位置S0を調整可能とした構成について、図23を参照して説明する。本実施例での位置調整部22は、調整ダイヤル351、バネ支持部320、バネ321、バネ支持部一体化ギア342、調整ダイヤル一体化ギア352、回転伝達用ギア353を含む。
図23に示すように、調整ダイヤル351をユーザが直接回転操作することで、調整ダイヤル一体化ギア352を回転させ、この回転によって回転伝達用ギア353を回転させ、さらに、回転伝達用ギア353の回転をバネ支持部320と一体化したバネ支持部一体化ギア342に伝達して、バネ支持部320を上下方向に移動させる構成である。
バネ支持部320を上下方向に移動させることにより、操作部201の下端も、図23に示すようにS0(up)~S0(middle)~S0(down)と移動することになる。
すなわち、ユーザによる調整ダイヤル351の操作により、初期位置S0を調整することが可能となる。
なお、位置調整部22は制御部19により電気的に制御されてもよい。例えば、ユーザはユーザ入力部13を介して調整ダイヤルの回転量等の回転操作を入力でき、ユーザ入力部13はこの回転操作の信号を制御部19に出力する。制御部19は、出力された信号に基づいて調整ダイヤルの回転処理を制御する。
[8.本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成と処理について]
次に、図24以下を参照して、本開示の第5実施例のレリーズスイッチの構成と処理について説明する。本実施例は、位置調整部22が操作部15の初期位置S0を調整することによりストロークLを調整する例であり、位置調整部22は切欠き部402を有する。
図24は、本開示の第5実施例のレリーズスイッチ400の構成を示す図であり、
(A)撮像装置10の上面から見た図
(B)撮像装置10の上面から見た図
(C)操作部底面図
を示している。
なお、(A)上面図と(B)正面図については、いずれもレリーズスイッチ400内部の断面構成を示す図である。
本実施例において、図24(B)正面図、(C)操作部底面図に示すように、操作部401は、円柱状であり、その下部は半円状の切欠き部402が構成されている。
図25を参照して、操作部401の構成について説明する。図25の中央には、図24に示すと同様の方向から見た(B)正面図を示している。図25の左側に示す(p)切欠き非設定側正面は、(B)正面図の左側から観察した図である。こちらの半円側には切欠き部402が設定されていない。
一方、図25の右側に示す(q)切欠き設定側正面は、(B)正面図の右側から観察した図である。こちらの半円側には切欠き部402が設定されている。この時の切欠き部402の長辺の長さ(高さ)をαとする。
切欠き部は、操作部401に対して垂直方向に通る回転軸を中心にユーザの回転操作によって移動可能である。本実施例での回転軸は、操作部401の上面から見た時に、操作部401の形状である円の中心を垂直方向に通る軸である。
本実施例は、ユーザが操作部401を回転することによって、ストロークLを調整することを可能とした実施例である。
図26を参照してユーザが操作部401を回転して、ストロークLを調整する具体例について説明する。
図26には、以下の2つの例を示している。
(1)ストロークL1及びL2の最小化設定例
(2)ストロークL1及びL2の最大化設定例
(1)は、ストロークL1、L2ともに調整されていない最少のストロークに設定されている。操作部421上面には、0(min)、90(max)の各設定ポイントが示されており、ユーザはこの各設定ポイントを所定の位置にまで回転させる。
(1)は、ストロークL1及びL2が調整されていない、すなわちユーザによる回転操作がされていない状態であり、操作部401の回転量は0である。この時、図26に示すように操作部421上面の所定の位置には設定ポイントである0(min)が位置しており、ストロークL1及びL2は以下の通りである。
(1)ストロークL1=X
ストロークL2=Y
一方、図26(2)は、ストロークL2が調整されており、ユーザによる回転操作によって左周りに90度回転した状態であり、操作部401の回転量は90となる。この時、操作部421上面の所定の位置には設定ポイントである90(max)が位置している。回転量90の時のストロークL1及びL2は以下の通りである。
(2)ストロークL1=X
ストロークL2=Y+α
(1)及び(2)のストロークL1を比較すると、操作部401が回転してもS1用フォトインタラプタ410に対する初期位置S0の高さは変わらないため、ストロークL1=Xのままである。一方で、(1)及び(2)のストロークL2を比較すると、ユーザの回転操作によって操作部401に形成された切欠き部402が回転量90で移動し、S2用フォトインタラプタ420に対する操作部401の初期位置S0が切欠き部402の上端に位置することになり、ストロークL2はYよりもストロークα分増加し、ストロークL2は最大化する。
このように、本実施例では、操作部401に切欠きを形成し、ユーザが操作部401を回転させて使用することで、ストロークL2を調整することが可能となる。なお、本実施例は例示であり、その他ストロークL1等も調整可能な構成であってもよい。
なお、切欠き部402の構成は、上述した階段型の構成に限らず、様々な構成が可能である。
図27に斜め方向にスライスした傾斜型の切欠き部402を持つ操作部401の構成例を示す。
図27の中央には、操作部401の(B)正面図を示している。図27の左側に示す(p)切欠き非設定側正面は、(B)正面図の左側から観察した図である。こちら側からは切欠き部402が見えない。
一方、図27の右側に示す(q)切欠き設定側正面は、(B)正面図の右側から観察した図である。こちら側には斜めスライス形状の切欠き部402の全体が観察できる。この時の切欠き部402の長辺の長さ(高さ)をαとする。
切欠き部は、操作部401に対して垂直方向に通る回転軸を中心にユーザの回転操作によって移動可能である。本実施例での回転軸は、操作部401の上面から見たときに、操作部401の形状である円の中心を垂直方向に通る軸である。
本例も、ユーザが操作部401を回転することによって、ストロークLを調整することが可能となる。
図28を参照してユーザが操作部401を回転して、ストロークLを調整する具体例について説明する。
図28には、以下の2つの例を示している。
(1)ストロークL1及びL2の最小化設定例
(2)ストロークL1及びL2の最大化設定例
(1)は、ストロークL1、L2ともに調整されていない最少のストロークに設定されている。操作部上面421には、0(min)、90(max)の各設定ポイントが示されており、ユーザはこの各設定ポイントを所定の位置にまで回転させる。
(1)は、ストロークL1及びL2が調整されていない、すなわちユーザによる回転操作がされていない状態であり、操作部401の回転量は0である。この時、図28に示すように操作部421上面の所定の位置には設定ポイントである0(min)が位置しており、ストロークL1及びL2は以下の通りである。
(1)ストロークL1=X
ストロークL2=Y
一方、図28(2)は、ユーザによる回転操作によって左周りに90度回転した状態であり、操作部401の回転量は90となる。この時、操作部421上面の所定の位置には設定ポイントである90(max)が位置しており、ストロークL1及びL2は以下の通りである。
(2)ストロークL1=X
ストロークL2=Y+α
(1)及び(2)のストロークL1を比較すると、操作部401が回転してもS1用フォトインタラプタ410に対する初期位置S0の高さは変わらないため、ストロークL1=Xのままである。一方で、(1)及び(2)のストロークL2を比較すると、ユーザの回転操作によって操作部401に形成された切欠き部402が移動し、S2用フォトインタラプタ420に対する初期位置S0が切欠き部402の上端に位置することになり、ストロークL2はYよりもストロークα分増加し、ストロークL2は最大化する。
この構成では、操作部401の回転量に応じて滑らかにストロークLを変更することが可能となる。
図29に示すグラフは、操作部401の回転量と、ストロークL2との対応関係を示すグラフである。
グラフから理解されるように、ユーザによる操作部401の回転量に応じて、滑らかにストロークLを変更することが可能となる。なお、本実施例は例示であり、その他ストロークL1等も調整可能な構成であってもよい。
[9.その他の変形例について]
上述した実施例では、発光部24と受光部25間の出力光を操作部15によって遮断することでAF処理や撮影処理等の様々な処理を開始する制御を行う構成について説明した。
操作部15が遮断する発光部24の出力光は、可視光に限らず、赤外光でもよい。またレーザ光を利用してもよい。
さらに、位置検出部21は光に限らず、例えば超音波、音波、電波等を利用する構成としてもよい。ただしいずれの場合も指向性の高い信号を用いる構成とすることが好ましい。
[10.応用例について]
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、手術室システムにおいて利用される各種機器のスイッチ、例えば内視鏡のレリーズスイッチとして適用可能である。
また、本開示の構成ではレリーズスイッチの操作部15の押下に応じて様々な処理(S1~Snオン対応処理)を実行させることが可能であるため、例えば、以下のような処理を操作部15の押下で容易に切り替えることが可能となる。
(a)電子ズームの切り替え
例えば、S2オン対応処理としてオートフォーカス処理を、S3オン対応処理としてマニュアルフォーカス処理をそれぞれ実行可能な構成にすることで、ユーザは押下操作をすることで容易にフォーカス機能を切り替えることができる。
(b)撮影モードの切り替え処理
通常、内視鏡は常に動画撮影を実行しており、必要に応じて静止画撮影を行う。例えば、S2オン対応処理として動画撮影処理を、S3オン対応処理として静止画撮影処理をそれぞれ実行可能な構成にすることで、ユーザは押下操作をすることで容易に撮影機能を切り替えることができる。
その他、以下のような処理を、S3オン対応処理として実行可能な構成にすることができる。
(c)ホワイトバランス処理
例えば、ユーザが操作部15をS2対応発光部28及び受光部29の位置からさらに押し込むことで、容易にホワイトバランス補正処理を実行できる。
(d)エンハンスレベル変更処理
例えば、ユーザが操作部15をS2対応発光部28及び受光部29の位置からさらに押し込むことで、容易にエンハンスレベル変更処理を実行できる。
(e)映像を180°回転させて出力する処理
例えば、ユーザが操作部15をS2対応発光部28及び受光部29の位置からさらに押し込むことで、画面に表示される映像を180°回転させた映像に容易に切り替えることができる。
(f)画面のフリーズ処理
例えば、ユーザが操作部15をS2対応発光部28及び受光部29の位置からさらに押し込むことで、画面に表示される画像に対して容易にフリーズ処理を実行できる。
(g)ビデオプリンタのリモート制御処理
例えば、ユーザが操作部15をS2対応発光部28及び受光部29の位置からさらに押し込むことで、ビデオプリンタをリモートで制御し、画面に表示される画像のプリント出力処理を実行できる。
なお、上記はあくまで例示であり、各種処理を限定するものではない。また、S1及びS2、S3オン対応処理は上記の例示以外にも様々な組み合わせが可能である。
また、従来のような金属板の接触によって検出位置に対する操作部15の位置を検出する方法と違い、本開示の実施例のようなフォトインタラプタを用いた検出方法は、高圧洗浄による金属摩耗が発生しないことから内視鏡のオートクレーブ滅菌処理に適した構造であると言える。
以下、本開示に係る技術を適用可能な手術室システムの構成例について説明する。
図30は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム5100の全体構成を概略的に示す図である。図30を参照すると、手術室システム5100は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ(AV Controller)5107及び手術室制御装置5109を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。
手術室には、様々な装置が設置され得る。図30では、一例として、内視鏡下手術のための各種の装置群5101と、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ5187と、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ5189と、複数の表示装置5103A~5103Dと、レコーダ5105と、患者ベッド5183と、照明5191と、を図示している。
ここで、これらの装置のうち、装置群5101は、後述する内視鏡手術システム5113に属するものであり、内視鏡や当該内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム5113に属する各装置は医療用機器とも呼称される。一方、表示装置5103A~5103D、レコーダ5105、患者ベッド5183及び照明5191は、内視鏡手術システム5113とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム5113に属さない各装置は非医療用機器とも呼称される。視聴覚コントローラ5107及び/又は手術室制御装置5109は、これら医療機器及び非医療機器の動作を互いに連携して制御する。
視聴覚コントローラ5107は、医療機器及び非医療機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム5100が備える装置のうち、装置群5101、シーリングカメラ5187及び術場カメラ5189は、手術中に表示すべき情報(以下、表示情報ともいう)を発信する機能を有する装置(以下、発信元の装置とも呼称する)であり得る。また、表示装置5103A~5103Dは、表示情報が出力される装置(以下、出力先の装置とも呼称する)であり得る。また、レコーダ5105は、発信元の装置及び出力先の装置の双方に該当する装置であり得る。視聴覚コントローラ5107は、発信元の装置及び出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、当該表示情報を出力先の装置に送信し、表示又は記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報(例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等)等である。
具体的には、視聴覚コントローラ5107には、装置群5101から、表示情報として、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像についての情報が送信され得る。また、シーリングカメラ5187から、表示情報として、当該シーリングカメラ5187によって撮像された術者の手元の画像についての情報が送信され得る。また、術場カメラ5189から、表示情報として、当該術場カメラ5189によって撮像された手術室全体の様子を示す画像についての情報が送信され得る。なお、手術室システム5100に撮像機能を有する他の装置が存在する場合には、視聴覚コントローラ5107は、表示情報として、当該他の装置からも当該他の装置によって撮像された画像についての情報を取得してもよい。
あるいは、例えば、レコーダ5105には、過去に撮像されたこれらの画像についての情報が視聴覚コントローラ5107によって記録されている。視聴覚コントローラ5107は、表示情報として、レコーダ5105から当該過去に撮像された画像についての情報を取得することができる。なお、レコーダ5105には、手術に関する各種の情報も事前に記録されていてもよい。
視聴覚コントローラ5107は、出力先の装置である表示装置5103A~5103Dの少なくともいずれかに、取得した表示情報(すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報)を表示させる。図示する例では、表示装置5103Aは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置5103Bは手術室の壁面に設置される表示装置であり、表示装置5103Cは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置5103Dは表示機能を有するモバイル機器(例えば、タブレットPC(Personal Computer))である。
また、図30では図示を省略しているが、手術室システム5100には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるPC、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等であり得る。このような外部装置が病院外にある場合には、視聴覚コントローラ5107は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。
手術室制御装置5109は、非医療機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置5109は、患者ベッド5183、シーリングカメラ5187、術場カメラ5189及び照明5191の駆動を制御する。
手術室システム5100には、集中操作パネル5111が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル5111を介して、視聴覚コントローラ5107に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置5109に対して非医療機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル5111は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。
図31は、集中操作パネル5111における操作画面の表示例を示す図である。図31では、一例として、手術室システム5100に、出力先の装置として、2つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。図31を参照すると、操作画面5193には、発信元選択領域5195と、プレビュー領域5197と、コントロール領域5201と、が設けられる。
発信元選択領域5195には、手術室システム5100に備えられる発信元装置と、当該発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面と、が紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域5195に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。
プレビュー領域5197には、出力先の装置である2つの表示装置(Monitor1、Monitor2)に表示される画面のプレビューが表示される。図示する例では、1つの表示装置において4つの画像がPinP表示されている。当該4つの画像は、発信元選択領域5195において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。4つの画像のうち、1つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの3つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、4つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、4つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域5199が設けられており、当該領域に手術に関するステータス(例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等)が適宜表示され得る。
コントロール領域5201には、発信元の装置に対して操作を行うためのGUI(Graphical User Interface)部品が表示される発信元操作領域5203と、出力先の装置に対して操作を行うためのGUI部品が表示される出力先操作領域5205と、が設けられる。図示する例では、発信元操作領域5203には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作(パン、チルト及びズーム)を行うためのGUI部品が設けられている。ユーザは、これらのGUI部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。なお、図示は省略しているが、発信元選択領域5195において選択されている発信元の装置がレコーダである場合(すなわち、プレビュー領域5197において、レコーダに過去に記録された画像が表示されている場合)には、発信元操作領域5203には、当該画像の再生、再生停止、巻き戻し、早送り等の操作を行うためのGUI部品が設けられ得る。
また、出力先操作領域5205には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作(スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、2D表示と3D表示の切り替え)を行うためのGUI部品が設けられている。ユーザは、これらのGUI部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。
なお、集中操作パネル5111に表示される操作画面は図示する例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル5111を介して、手術室システム5100に備えられる、視聴覚コントローラ5107及び手術室制御装置5109によって制御され得る各装置に対する操作入力が可能であってよい。
図32は、以上説明した手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ5187及び術場カメラ5189は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド5183上の患者5185の患部に対して処置を行う術者(医者)5181の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ5187及び術場カメラ5189には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明5191は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者5181の手元を照射する。照明5191は、その照射光量、照射光の波長(色)及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。
内視鏡手術システム5113、患者ベッド5183、シーリングカメラ5187、術場カメラ5189及び照明5191は、図30に示すように、視聴覚コントローラ5107及び手術室制御装置5109(図32では図示せず)を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル5111が設けられており、上述したように、ユーザは、当該集中操作パネル5111を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。
以下、内視鏡手術システム5113の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム5113は、内視鏡5115と、その他の術具5131と、内視鏡5115を支持する支持アーム装置5141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5151と、から構成される。
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5139a~5139d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5139a~5139dから、内視鏡5115の鏡筒5117や、その他の術具5131が患者5185の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具5131として、気腹チューブ5133、エネルギー処置具5135及び鉗子5137が、患者5185の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具5135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5131はあくまで一例であり、術具5131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。
内視鏡5115によって撮影された患者5185の体腔内の術部の画像が、表示装置5155に表示される。術者5181は、表示装置5155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5135や鉗子5137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5133、エネルギー処置具5135及び鉗子5137は、手術中に、術者5181又は助手等によって支持される。
(支持アーム装置)
支持アーム装置5141は、ベース部5143から延伸するアーム部5145を備える。図示する例では、アーム部5145は、関節部5147a、5147b、5147c、及びリンク5149a、5149bから構成されており、アーム制御装置5159からの制御により駆動される。アーム部5145によって内視鏡5115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5115の安定的な位置の固定が実現され得る。
(内視鏡)
内視鏡5115は、先端から所定の長さの領域が患者5185の体腔内に挿入される鏡筒5117と、鏡筒5117の基端に接続されるカメラヘッド5119と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒5117を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡5115を図示しているが、内視鏡5115は、軟性の鏡筒5117を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒5117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5115には光源装置5157が接続されており、当該光源装置5157によって生成された光が、鏡筒5117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5185の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡5115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。
カメラヘッド5119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)5153に送信される。なお、カメラヘッド5119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。
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5119には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒5117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。
(カートに搭載される各種の装置)
CCU5153は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡5115及び表示装置5155の動作を統括的に制御する。具体的には、CCU5153は、カメラヘッド5119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。CCU5153は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置5155に提供する。また、CCU5153には、図30に示す視聴覚コントローラ5107が接続される。CCU5153は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ5107にも提供する。また、CCU5153は、カメラヘッド5119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。当該撮像条件に関する情報は、入力装置5161を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル5111を介して入力されてもよい。
表示装置5155は、CCU5153からの制御により、当該CCU5153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5115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5155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5155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5155が設けられてもよい。
光源装置5157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5115に供給する。
アーム制御装置5159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5141のアーム部5145の駆動を制御する。
入力装置5161は、内視鏡手術システム5113に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置5161を介して、内視鏡手術システム5113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5161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5161を介して、アーム部5145を駆動させる旨の指示や、内視鏡5115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5135を駆動させる旨の指示等を入力する。
入力装置5161の種類は限定されず、入力装置5161は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置5161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5171及び/又はレバー等が適用され得る。入力装置5161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5155の表示面上に設けられてもよい。
あるいは、入力装置5161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5161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5161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5161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5181)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。
処置具制御装置5163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5135の駆動を制御する。気腹装置5165は、内視鏡5115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5185の体腔を膨らめるために、気腹チューブ5133を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ5167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5169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。
以下、内視鏡手術システム5113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。
(支持アーム装置)
支持アーム装置5141は、基台であるベース部5143と、ベース部5143から延伸するアーム部5145と、を備える。図示する例では、アーム部5145は、複数の関節部5147a、5147b、5147cと、関節部5147bによって連結される複数のリンク5149a、5149bと、から構成されているが、図32では、簡単のため、アーム部5145の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部5145が所望の自由度を有するように、関節部5147a~5147c及びリンク5149a、5149bの形状、数及び配置、並びに関節部5147a~5147cの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部5145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5145の可動範囲内において内視鏡5115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5115の鏡筒5117を患者5185の体腔内に挿入することが可能になる。
関節部5147a~5147cにはアクチュエータが設けられており、関節部5147a~5147c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5159によって制御されることにより、各関節部5147a~5147cの回転角度が制御され、アーム部5145の駆動が制御される。これにより、内視鏡5115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5159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5145の駆動を制御することができる。
例えば、術者5181が、入力装置5161(フットスイッチ5171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5159によってアーム部5145の駆動が適宜制御され、内視鏡5115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5145の先端の内視鏡5115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5145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5145は、手術室から離れた場所に設置される入力装置5161を介してユーザによって遠隔操作され得る。
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置5159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5145が移動するように、各関節部5147a~5147c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5145に触れながらアーム部5145を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部5145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5115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。
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5115が支持されていた。これに対して、支持アーム装置5141を用いることにより、人手によらずに内視鏡5115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。
なお、アーム制御装置5159は必ずしもカート5151に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置5159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5159は、支持アーム装置5141のアーム部5145の各関節部5147a~5147cにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置5159が互いに協働することにより、アーム部5145の駆動制御が実現されてもよい。
(光源装置)
光源装置5157は、内視鏡5115に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置5157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5157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5119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。
また、光源装置5157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5119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。
また、光源装置5157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5157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。
(カメラヘッド及びCCU)
図33を参照して、内視鏡5115のカメラヘッド5119及びCCU5153の機能についてより詳細に説明する。図33は、図32に示すカメラヘッド5119及びCCU5153の機能構成の一例を示すブロック図である。
図33を参照すると、カメラヘッド5119は、その機能として、レンズユニット5121と、撮像部5123と、駆動部5125と、通信部5127と、カメラヘッド制御部5129と、を有する。また、CCU5153は、その機能として、通信部5173と、画像処理部5175と、制御部5177と、を有する。カメラヘッド5119とCCU5153とは、伝送ケーブル5179によって双方向に通信可能に接続されている。
まず、カメラヘッド5119の機能構成について説明する。レンズユニット5121は、鏡筒5117との接続部に設けられる光学系である。鏡筒5117の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド5119まで導光され、当該レンズユニット5121に入射する。レンズユニット5121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5121は、撮像部5123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。
撮像部5123は撮像素子によって構成され、レンズユニット5121の後段に配置される。レンズユニット5121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5123によって生成された画像信号は、通信部5127に提供される。
撮像部5123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5181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。
また、撮像部5123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5181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5123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5121も複数系統設けられる。
また、撮像部5123は、必ずしもカメラヘッド5119に設けられなくてもよい。例えば、撮像部5123は、鏡筒5117の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部5125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5129からの制御により、レンズユニット5121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5123による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部5127は、CCU5153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5127は、撮像部5123から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル5179を介してCCU5153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5181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5127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5179を介してCCU5153に送信される。
また、通信部5127は、CCU5153から、カメラヘッド5119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5127は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部5129に提供する。なお、CCU5153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5127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5129に提供される。
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CCU5153の制御部5177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5115に搭載される。
カメラヘッド制御部5129は、通信部5127を介して受信したCCU5153からの制御信号に基づいて、カメラヘッド5119の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部5129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5123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5129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5125を介してレンズユニット5121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5129は、更に、鏡筒5117やカメラヘッド5119を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
なお、レンズユニット5121や撮像部5123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5119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。
次に、CCU5153の機能構成について説明する。通信部5173は、カメラヘッド5119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5173は、カメラヘッド5119から、伝送ケーブル5179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5173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5173は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部5175に提供する。
また、通信部5173は、カメラヘッド5119に対して、カメラヘッド5119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。
画像処理部5175は、カメラヘッド5119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5175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。
画像処理部5175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5175が複数のGPUによって構成される場合には、画像処理部5175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。
制御部5177は、内視鏡5115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5177は、カメラヘッド5119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5177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5115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5177は、画像処理部5175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。
また、制御部5177は、画像処理部5175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5155に表示させる。この際、制御部5177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5177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5135使用時のミスト等を認識することができる。制御部5177は、表示装置5155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5181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。
カメラヘッド5119及びCCU5153を接続する伝送ケーブル5179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。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル5179を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド5119とCCU5153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5179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5179によって妨げられる事態が解消され得る。
以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム5100の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム5100が適用される医療用システムが内視鏡手術システム5113である場合について説明したが、手術室システム5100の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム5100は、内視鏡手術システム5113に代えて、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。
[11.本開示の構成のまとめ]
以上、特定の実施例を参照しながら、本開示の実施例について詳解してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
なお、本明細書において開示した技術は、以下のような構成をとることができる。
(1) ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記検出位置に応じた処理の実行を制御する制御部を有する撮像装置。
(2) 前記位置調整部は、前記検出位置を前記所定方向に調整する(1)に記載の撮像装置。
(3) 前記位置調整部は、前記操作部の前記初期位置を前記所定方向に調整する(1)に記載の撮像装置。
(4) 前記位置検出部は、前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
前記位置検出部は、
前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する(1)に記載の撮像装置。
(5) 前記操作部は、
前記撮像装置で画像撮影を行うためのレリーズスイッチの操作部である(1)~(3)いずれかに記載の撮像装置。
(6) 前記位置調整部は、
前記発光部を移動させて、前記移動量を調整する(4)に記載の撮像装置。
(7) 前記位置検出部は、複数の異なる位置のそれぞれに発光部を有し、
前記位置調整部は、前記複数の発光部のうちの少なくとも1つを発光させる発光部切り替え部を有し、前記発光部切り替え部による発光部の切り替えにより前記移動量を調整する(4)に記載の撮像装置。
(8) 前記操作部は、前記位置調整部を兼ね備えた構成であり、
前記位置調整部は、
前記受光部による前記発光部の出力光の遮断に必要となる移動量を変更可能とした切欠き部を有し、
前記操作部の回転操作によって、前記移動量を調整可能とした構成である(1)に記載の撮像装置。
(9) 前記切欠き部は、階段型、または傾斜型の切欠き部である(8)に記載の撮像装置。
(10) 前記制御部は、前記所定方向の複数の検出位置のそれぞれに応じた異なる処理の実行を制御する(1)に記載の撮像装置。
(11) 前記制御部は、前記検出位置に応じて、
自動フォーカス(AF)処理、自動露光(AE)処理、または画像撮影処理の少なくともいずれかの処理を実行する(1)に記載の撮像装置。
(12) 前記撮像装置は、さらに、
ユーザの手の近接または接触を検出する接触検出部と、
前記接触検出部の検出情報に応じて前記発光部の発光制御を実行する発光制御部を有する(4)に記載の撮像装置。
(13) 前記撮像装置は、さらに、
振動部と、
前記振動部の振動制御を実行するバイブレーション制御部を有し、
前記バイブレーション制御部は、
前記位置検出部による検出結果に基づいて、前記振動部を振動させる(1)~(12)いずれかに記載の撮像装置。
(14) 前記撮像装置は、さらに、
振動部と、
前記振動部の振動制御を実行するバイブレーション制御部を有し、
前記バイブレーション制御部は、
前記複数の検出位置に応じて、異なる振動態様で、前記振動部を振動させる(10)に記載の撮像装置。
(15) ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部を有するスイッチ。
(16) 前記位置調整部は、前記検出位置を前記所定方向に調整する(15)に記載のスイッチ。
(17) 前記位置調整部は、前記操作部の前記初期位置を前記所定方向に調整する(15)に記載のスイッチ。
(18) 前記位置検出部は、前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
前記位置検出部は、
前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する(15)に記載のスイッチ。
また、明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。例えば、プログラムは記録媒体に予め記録しておくことができる。記録媒体からコンピュータにインストールする他、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介してプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。
なお、明細書に記載された各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。また、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。
以上、説明したように、本開示の一実施例の構成によれば、所定の処理を実行させるために必要となるスイッチの操作部のストロークを調整可能とした構成が実現される。
具体的には、例えば、ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、初期位置から検出位置までの操作部の移動量を所定方向に調整する位置調整部と、検出位置に対する操作部の位置を検出する位置検出部と、位置検出部の検出結果に基づいて、検出位置に応じた処理の実行を制御する制御部とを有する。本構成により、所定の処理を実行させるために必要となるスイッチの操作部のストロークを調整可能とした構成が実現される。
10 撮像装置
11 レンズ
12 レリーズスイッチ
13 ユーザ入力部
14 表示部
15 操作部
16 イメージセンサ
17 信号処理部
18 レンズ系駆動部
19 制御部
20 記録部
21 位置検出部
22 位置調整部
23 処理制御部
24 発光部
25 受光部
26 S1対応発光部
27 S1対応受光部
28 S2対応発光部
29 S2対応受光部
30 接触検出部
31 発光制御部
32 振動部
33 バイブレーション制御部
100 レリーズスイッチ
101 操作部
110 S1用フォトインタラプタ
111 S1用発光部
112 S1用受光部
120 S2用フォトインタラプタ
121 S2用発光部
122 S2用受光部
125 S2用フォトインタラプタ一体化ギア
131 調整ダイヤル
132 調整ダイヤル一体化ギア
133 回転伝達用ギア
141 ガイドレール
200 レリーズスイッチ
201 操作部
210 S1用フォトインタラプタ
211 S1用発光部
212 S1用受光部
220 S2用フォトインタラプタ
221 S2用発光部
222 S2用受光部
231 S2用発光部切り替え部
233 S1用発光部切り替え部
240 S2&S3用フォトインタラプタ
241 S2用発光部
242 S2用受光部
243 S3用発光部
244 S3用受光部
251 S2用発光部切り替え部
252 S3用発光部切り替え部
260 S1&S3用フォトインタラプタ
261 S1用発光部
262 S1用受光部
263 S3用発光部
264 S3用受光部
270 S2用フォトインタラプタ
271 S2用発光部
272 S2用受光部
280 近接センサ(または接触センサ)
281 電源
285 近接センサ(または接触センサ)
290 バイブレータ
295 電流制御部
296 コイル部
297 磁石部
298 磁石部
301 操作部支持部
320 バネ支持部
342 バネ支持部一体化ギア
321 バネ
351 調整ダイヤル
352 調整ダイヤル一体化ギア
353 回転伝達用ギア
400 レリーズスイッチ
401 操作部
410 S1用フォトインタラプタ
411 S1用発光部
412 S1用受光部
420 S2用フォトインタラプタ
421 S2用発光部
422 S2用受光部

Claims (16)

  1. ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
    前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
    前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
    前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記検出位置に応じた処理の実行を制御する制御部を有し、
    前記位置検出部は、
    前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
    前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する構成であり、
    前記位置調整部は、
    前記発光部を移動させて、前記移動量を調整する構成である撮像装置。
  2. ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
    前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
    前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
    前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記検出位置に応じた処理の実行を制御する制御部を有し、
    前記位置検出部は、
    前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
    前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する構成であり、
    前記位置検出部は、複数の異なる位置のそれぞれに発光部を有し、
    前記位置調整部は、前記複数の発光部のうちの少なくとも1つを発光させる発光部切り替え部を有し、前記発光部切り替え部による発光部の切り替えにより前記移動量を調整する撮像装置。
  3. 前記位置調整部は、前記検出位置を前記所定方向に調整する請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記位置調整部は、前記操作部の前記初期位置を前記所定方向に調整する請求項1または2に記載の撮像装置。
  5. 前記操作部は、
    前記撮像装置で画像撮影を行うためのレリーズスイッチの操作部である請求項1または2に記載の撮像装置。
  6. 前記操作部は、前記位置調整部を兼ね備えた構成であり、
    前記位置調整部は、
    前記受光部による前記発光部の出力光の遮断に必要となる移動量を変更可能とした切欠き部を有し、
    前記操作部の回転操作によって、前記移動量を調整可能とした構成である請求項1または2に記載の撮像装置。
  7. 前記切欠き部は、階段型、または傾斜型の切欠き部である請求項6に記載の撮像装置。
  8. 前記制御部は、前記所定方向の複数の検出位置のそれぞれに応じた異なる処理の実行を制御する請求項1または2に記載の撮像装置。
  9. 前記制御部は、
    前記検出位置に応じて、
    自動フォーカス(AF)処理、自動露光(AE)処理、または撮影処理の少なくともいずれかの処理を実行する請求項1または2に記載の撮像装置。
  10. 前記撮像装置は、さらに、
    ユーザの手の近接または接触を検出する接触検出部と、
    前記接触検出部の検出情報に応じて前記発光部の発光制御を実行する発光制御部を有する請求項1または2に記載の撮像装置。
  11. 前記撮像装置は、さらに、
    振動部と、
    前記振動部の振動制御を実行するバイブレーション制御部を有し、
    前記バイブレーション制御部は、
    前記位置検出部による検出結果に基づいて、前記振動部を振動させる請求項1または2に記載の撮像装置。
  12. 前記撮像装置は、さらに、
    振動部と、
    前記振動部の振動制御を実行するバイブレーション制御部を有し、
    前記バイブレーション制御部は、
    前記複数の検出位置に応じて、異なる振動態様で、前記振動部を振動させる請求項8に記載の撮像装置。
  13. ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
    前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
    前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部を有し、
    前記位置検出部は、
    前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
    前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する構成であり、
    前記位置調整部は、
    前記発光部を移動させて、前記移動量を調整する構成であるスイッチ。
  14. ユーザ操作により初期位置から所定方向に移動可能な操作部と、
    前記初期位置から検出位置までの前記操作部の移動量を前記所定方向に調整する位置調整部と、
    前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部を有し、
    前記位置検出部は、
    前記検出位置において出力光を発する発光部と、前記発光部が発した出力光を受光する受光部を有し、
    前記受光部による前記発光部の出力光の受光有無に基づいて、前記検出位置に対する前記操作部の位置を検出する構成であり、
    前記位置検出部は、複数の異なる位置のそれぞれに発光部を有し、
    前記位置調整部は、前記複数の発光部のうちの少なくとも1つを発光させる発光部切り替え部を有し、前記発光部切り替え部による発光部の切り替えにより前記移動量を調整する構成であるスイッチ。
  15. 前記位置調整部は、前記検出位置を前記所定方向に調整する請求項13または請求項14に記載のスイッチ。
  16. 前記位置調整部は、前記操作部の前記初期位置を前記所定方向に調整する請求項13または請求項14に記載のスイッチ。
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