TW201921020A - 透鏡鏡筒及攝像裝置 - Google Patents

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TW201921020A
TW201921020A TW107129386A TW107129386A TW201921020A TW 201921020 A TW201921020 A TW 201921020A TW 107129386 A TW107129386 A TW 107129386A TW 107129386 A TW107129386 A TW 107129386A TW 201921020 A TW201921020 A TW 201921020A
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lens unit
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榮一騎
早川賢
藁科貴志
岩名圭史
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日商索尼股份有限公司
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Abstract

本發明除確保可動體順暢之動作狀態以外,亦謀求振動修正相關之功能性提高。 本發明之透鏡鏡筒具備:透鏡單元,其具有至少一個透鏡;第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正;第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正;第1線圈,其與上述第1磁鐵一同構成磁性電路,用以使透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動;第2線圈,其與第2磁鐵一同構成磁性電路,用以使透鏡單元向滾動方向旋轉;及安裝體,其安裝有第1磁鐵及第2磁鐵;且透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動時,第1磁鐵、第2磁鐵及安裝體成為一體動作。

Description

透鏡鏡筒及攝像裝置
本技術係關於進行第1方向或第2方向之至少一方及滾動方向之振動修正之透鏡鏡筒及具備其之攝像裝置。
於攝影機或靜態相機等攝像裝置,例如有設有透鏡鏡筒者,該透鏡鏡頭具有使用由磁鐵與線圈構成之磁性電路,使透鏡或攝像元件向正交於光軸方向之方向等動作,進行手振之修正等之振動修正功能。
於如此之攝像裝置,例如有可動體可於正交於光軸之第1支點軸之繞軸方向例如俯仰方向、與光軸及第1支點軸皆正交之第2支點軸之繞軸方向例如偏擺方向移動(可旋動)者(例如參照專利文獻1)。
專利文獻1所記載之攝像裝置中,由於設為可動體於不同之2方向動作之構成,故謀求手振被良好地修正,且拍攝圖像之畫質提高。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-16114號公報
[發明所欲解決之問題]
但,專利文獻1所記載之攝像裝置中,雖藉由可動體於不同之2方向動作,謀求手振修正、畫質提高,但手振除了左右方向及上下方向外,亦於各種方向產生。
因此,為謀求畫質之進而提高,期望於確保可動體順暢之動作狀態以外,謀求振動修正功能相關之功能性之進而提高。
因此,本技術之透鏡鏡筒及攝像裝置之目的在於克服上述問題,於確保可動體順暢之動作狀態以外,亦謀求振動修正相關之功能性提高。 [解決問題之技術手段]
第1,為解決上述問題,本技術之透鏡鏡筒具備:透鏡單元,其具有至少一個透鏡;第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正;第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正;第1線圈,其與上述第1磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動;第2線圈,其與上述第2磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵,上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體係成一體動作者。
藉此,透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動時,用以進行振動修正之第1磁鐵與第2磁鐵之位置關係不變化。
第2,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置磁軛,其具有安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部,及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
藉此,無需用以安裝第1磁鐵與第2磁鐵之個別磁軛。
第3,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述第1磁鐵安裝部與上述第2磁鐵安裝部以正交之狀態配置。
藉此,透鏡鏡筒於一方向不會大型化。
第4,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述第1磁鐵與上述第2磁鐵形成為板狀,上述第1磁鐵以朝向正交於光軸方向之方向的狀態安裝於上述第1磁鐵安裝部,上述第2磁鐵以朝向光軸方向之狀態安裝於上述第2磁鐵安裝部。
藉此,透鏡鏡筒於與光軸方向正交之方向及光軸方向上不會大型化。
第5,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述第1磁鐵安裝部與上述第1磁鐵設置複數個,上述複數個第1磁鐵安裝部於繞光軸方向相隔配置。
藉此,複數個第1磁鐵不於光軸方向並列配置。
第6,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵形成為環狀,上述透鏡單元之一部分插通於上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵。
藉此,第2磁鐵安裝部及第2磁鐵與透鏡單元之一部分於透鏡單元之插通方向上成為重疊狀態。
第7,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述第2磁鐵與上述第2線圈位於較上述透鏡單元之外周更內側。
藉此,第2磁鐵與第2線圈不會較透鏡單元之外周更向外側突出。
第8,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置俯仰用磁鐵與偏擺用磁鐵作為上述第1磁鐵,設置俯仰用線圈與偏擺用線圈作為上述第1線圈,使上述透鏡單元可向第1方向及第2方向移動。
藉此,藉由向俯仰用線圈之通電,使透鏡單元向第1方向移動,且藉由向偏擺用線圈之通電,使透鏡單元向第2方向移動。
第9,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置具有上述透鏡單元及支持上述透鏡單元之單元座之可動體,上述透鏡單元對於上述單元座向滾動方向旋轉,上述單元座與上述透鏡單元成一體,向第1方向或第2方向之至少一方移動。
藉此,透鏡單元對於單元座向滾動方向旋轉,進行滾動方向之振動修正,且透鏡單元與單元座一起向第1方向或第2方向移動,進行第1方向或第2方向之振動修正。
第10,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為於上述透鏡單元安裝上述第2線圈。
藉此,相比於透鏡單元安裝有磁鐵之情形,透鏡單元更輕量化,輕量之透鏡單元向滾動方向旋動。
第11,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述透鏡單元位於上述單元座之內部。
藉此,透鏡單元位於單元座之內部之狀態下,進行可動體之動作。
第12,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述透鏡單元至少經由軸承,可旋轉地支持於上述單元座。
藉此,透鏡單元經由軸承支持於單元座。
第13,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述軸承形成為大致圓環狀。
藉此,透鏡單元經由大致圓環狀之軸承支持於單元座。
第14,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述軸承之內輪安裝於上述透鏡單元,上述軸承之外輪安裝於上述單元座,上述軸承之內輪藉由上述第2磁鐵之磁力向光軸方向拉近。
藉此,軸承中內輪相對於外輪移位至第2磁鐵側,軸承之球體變為始終與內輪及外輪接觸之狀態。
第15,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置對於上述軸承於光軸方向相隔配置之滑動軸承,上述透鏡單元經由上述軸承與上述滑動軸承,可旋轉地支持於上述單元座。
藉此,相比使用軸承作為2個旋轉輔助機構之情形,可更縮小使用滑動軸承側之旋轉輔助機構之配置空間。
第16,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為上述軸承與上述滑動軸承位於上述透鏡單元之光軸方向之兩端部。
藉此,透鏡單元經由安裝於光軸方向之兩端部之軸承及滑動軸承,可旋轉地支持於單元座。
第17,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置具有上述透鏡單元之輥動作部,上述輥動作部以光軸為支點,向滾動方向旋動,上述輥動作部之重心位於上述光軸上。
藉此,輥動作部以重心為中心,向滾動方向旋動。
第18,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置具有上述輥動作部之可動體,上述可動體以橫穿光軸,與光軸方向正交之支點軸為支點,向第1方向或第2方向之至少一方移動,上述可動體之重心位於上述支點軸上。
藉此,可動體以重心為中心,向第1方向或第2方向之至少一方移動。
第19,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為使上述可動體之重心與光軸和上述支點軸之交點一致。
藉此,可動體以光軸為支點,向第1方向或第2方向之至少一方移動,向第1方向旋動。
第20,上述本技術之透鏡鏡筒中,較佳為設置支持上述透鏡單元之單元座作為上述安裝體,上述透鏡單元對於上述單元座向滾動方向旋轉,於上述單元座設置安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部,及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
藉此,於支持透鏡單元之單元座,安裝第1磁鐵及第2磁鐵。
第21,為解決上述問題,本技術之攝像裝置具備:攝像元件,其將經由光學系統取得之光學像轉換成電性信號;透鏡單元,其具有至少一個透鏡;第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正;第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正;第1線圈,其與上述第1磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動;第2線圈,其與上述第2磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵,上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體係成一體動作者。
藉此,透鏡鏡筒中,透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動時,用以進行振動修正之第1磁鐵與第2磁鐵之位置關係不變化。 [發明之效果]
根據本技術,透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方及滾動方向移動時,由於用以進行振動修正之第1磁鐵與第2磁鐵之位置關係不變化,故於確保可動體順暢之動作狀態以外,亦可謀求振動修正相關之功能性提高。
另,此處所記載之效果並非限定於此,亦可為本揭示中記載之任一種效果。
以下,參照隨附圖式,說明用以實施本技術之透鏡鏡筒及攝像裝置之形態。
以下所示之實施形態係將本技術之攝像裝置應用於攝影機,將本技術之透鏡鏡筒應用於設置於該攝影機之透鏡鏡筒者。
另,本技術之攝像裝置及透鏡鏡筒之應用範圍分別不限於攝影機及設置於攝影機之透鏡鏡筒。本技術之攝像裝置及透鏡鏡筒除了例如攝影機外,可廣泛應用於組入於靜態相機或行動電話等攜帶終端等各種機器之攝像裝置,或設置於該等攝像裝置之透鏡鏡筒。
又,本技術之透鏡鏡筒除了設置於攝像裝置之透鏡鏡筒外,亦可應用於例如顯微鏡或雙筒望遠鏡等其他透鏡鏡筒。
以下之說明時,攝影機之攝影時,設為自像面側觀察之方向上,表示前後上下左右方向者。因此,物體側(被攝體)成為前方,像面側(攝影者側)成為後方。
另,以下所示之上下前後左右方向係為方便說明者,關於本技術之實施,不限於該等方向。
又,以下所示之透鏡意指包含藉由單一透鏡構成者,及藉由複數個透鏡作為透鏡群構成者之兩者。
<攝像裝置之全體構成> 攝像裝置100具有外殼101及透鏡鏡筒1,於外殼101之內部之前端部之上端部配置有透鏡鏡筒1(參照圖1)。
於攝像裝置100,例如於外殼101之上表面或後面,配置有各種操作部102、102、…。作為操作部102、102、…,例如設置有電源按鈕、攝影按鈕、縮放捏持件、模式切換捏持件等。又,於攝像裝置100,亦可於外殼101配置未圖示之顯示部。
<透鏡鏡筒之構成> 透鏡鏡筒1具備固定體2與可動體3(參照圖2至圖5)。
固定體2具有外框4、前群單元5及第1線圈體6。
外框4形成為軸方向成前後方向之大致角筒狀,固定於設置在外殼101內部之未圖示之固定部。
前群單元5具有透鏡保持構件7及第1透鏡群8。透鏡保持構件7具有形成為筒狀之保持部7a,及自保持部7a之前端部向外方伸出之形成為大致矩形板狀之被安裝板部7b。第1透鏡群8例如藉由複數個透鏡構成,插入並保持於保持部7a。
透鏡保持構件7之被安裝板部7b安裝於外框4之前面,透鏡保持構件7之保持部7a及第1透鏡群8位於外框4之內部。
第1線圈體6包含線圈安裝構件9及4個第1線圈10、10、…。
線圈安裝構件9具有:將軸方向設為前後方向之環狀之基環11;自基環11分別向前方突出之4個安裝板部12、12、…;及自基環11分別向前方突出之二個固定用突部13、13。
安裝板部12、12、…於周向等間隔相隔配置。安裝板部12、12、…位於上下左右,包含上下對向之二個安裝板部12、12,及左右對向之二個安裝板部12、12。於安裝板部12、12、…設置有向內方突出之突部12a、12a、…。
固定用突部13自基環11之安裝板部12、12間之部分突出。固定用突部13、13以基環11之中央為基準,位於180度相反側。固定用突部13、13分別具有朝向外方之平面,該等各平面係作為固定面13a、13a形成。
第1線圈10、10、…分別於安裝板部12、12、…之內面,以包圍突部12a、12a、…之狀態安裝。第1線圈10安裝於安裝板部12之狀態下,突部12a較第1線圈10更向內方突出。第1線圈10、10、…包含位於上下,用以進行第1方向之振動修正之俯仰用線圈10X、10X,及位於左右,用以進行第2方向之振動修正之偏擺用線圈10Y、10Y。
第1方向例如為與第1透鏡群8之光軸Z(參照圖2)正交之第1支點軸P之繞軸方向,第2方向例如為與光軸Z及第1支點軸P皆正交之第2支點軸Q之繞軸方向(參照圖6)。第1支點軸P係與光軸Z正交,例如於將左斜上方及右斜下方連結之方向延伸之軸,第2支點軸Q係與光軸Z及第1支點軸P皆正交,例如於將右斜上方及左斜下方連結之方向延伸之軸。
另,第1方向與第2方向只要為與光軸Z大致正交且互相大致正交之方向,則可為任何方向,第1方向例如亦可設為於左右延伸之軸之繞軸方向即俯仰方向,第2方向例如亦可設為於上下延伸之軸之繞軸方向即偏擺方向。又,第1方向例如亦可設為上下方向,第2方向例如亦可設為左右方向。
線圈安裝構件9係將基環11藉由接著劑等固定於外框4之內周面。
可動體3係藉由主動動作部14與輥動作部15構成(參照圖3及圖4)。主動動作部14位於外框4之內部,輥動作部15位於除後端部外之外框4之內部(參照圖5)。
主動動作部14可對於固定體2移動(旋動),輥動作部15對於主動動作部14向滾動方向(圖2所示之輥)旋動。輥動作部15即使伴隨主動動作部14之動作而與主動動作部14成為一體,亦向第1方向及第2方向動作。
滾動方向係以於前後方向延伸之第1透鏡群8之光軸Z(參照圖2及圖6)為支點旋動之方向。
主動動作部14具有單元座16、磁鐵單元17、支持構件18及平衡器19(參照圖3至圖5)。
單元座16如圖3及圖7所示,具有:朝向前後方向形成為環狀之板狀之安裝面部20;自安裝面部20之外周部向後方突出之周面部21;自安裝面部20之內周部向前方突出之圓筒部22;自安裝面部20之外周部分別向前方突出之固定用突部23、23。
安裝面部20外形狀形成為大致八角形狀,於上下左右之各外周部形成有插入孔20a、20a、…。
周面部21之內周面,藉由朝向後方之階差面21a分割前半部與後半部,前半部係作為前側圓周面21b而形成,後半部係作為後側圓周面21c而形成。前側圓周面21b之徑稍小於後側圓周面21c。
圓筒部22之內周面係作為將大致前半部設為圓周面之安裝面22a而形成。
於固定用突部23、23分別具有左右方向上朝向外方之平面,該等各平面係作為固定面23a、23a而形成。
磁鐵單元17具有磁軛24、第1磁鐵25、25、…及第2磁鐵26(參照圖2至圖5)。
磁軛24包含:將軸方向設為前後方向之大致圓環狀之第2磁鐵安裝部27;及自第2磁鐵安裝部27之外周面分別向前方突出之四個第1磁鐵安裝部28、28、…,第1磁鐵安裝部28、28、…係於周向相隔配置。磁軛24係以第2磁鐵安裝部27與第1磁鐵安裝部28、28、…正交之狀態形成。第2磁鐵安裝部27之內側空間係作為插通孔27a而形成。第1磁鐵安裝部28、28、…位於上下左右,包含上下對向之二個第1磁鐵安裝部28、28,及左右對向之二個第1磁鐵安裝部28、28。
第1磁鐵25、25、…形成為板狀,分別安裝於第1磁鐵安裝部28、28、…之外表面。第1磁鐵25、25、…係厚度方向之一面安裝於第1磁鐵安裝部28、28、…之厚度方向之外側之面。第1磁鐵25、25、…包含位於上下用以進行第1方向之振動修正之俯仰用磁鐵25X、25X,及位於左右用以進行第2方向之振動修正之偏擺用磁鐵25Y、25Y。
第1方向係以第1支點軸P(參照圖6)為支點旋動之方向,第2方向係以第2支點軸Q(參照圖6)為支點旋動之方向。
第2磁鐵26朝向前後方向形成為板狀並設為圓環狀。第2磁鐵26安裝於磁軛24之第2磁鐵安裝部27之後表面。第2磁鐵26之內側空間係作為貫通孔26a而形成。
磁軛24係第1磁鐵安裝部28、28、…分別自後方插入於單元座16之插入孔20a、20a、…,於第1磁鐵安裝部28、28、…分別安裝第1磁鐵25、25、…。磁軛24係第2磁鐵安裝部27之前表面安裝於單元座16之安裝面部20之後表面。
如上述,於磁軛24安裝第1磁鐵25、25、…及第2磁鐵26,磁軛24作為安裝體發揮功能。
另,單元座16與磁軛24例如藉由嵌入成形等形成為一體,單元座16與磁軛24之全體亦可作為單元座設置。該情形時,一體形成之單元座作為安裝體發揮功能,於一體成形之單元座,設置第1磁鐵安裝部及第2磁鐵安裝部。
於磁軛24之第1磁鐵安裝部28、28、…分別安裝有第1磁鐵25、25、…之狀態下,如圖13所示,俯仰用磁鐵25X、25X分別與第1線圈體6之俯仰用線圈10X、10X對向配置,偏擺用磁鐵25Y、25Y分別與第1線圈體6之偏擺用線圈10Y、10Y對向配置。藉由俯仰用磁鐵25X、25X及俯仰用線圈10X、10X構成第1磁性電路,藉由偏擺用磁鐵25Y、25Y及偏擺用線圈10Y、10Y構成第2磁性電路。
支持構件18形成為自前後方向觀察大致十字狀(參照圖3及圖8)。支持構件18包含向對於上下及左右傾斜之方向突出之コ字狀突狀部29、29、…,及連結突狀部29、29、…彼此之連結部30、30、…。突狀部29、29、…之前端部分係作為槽形成部29a、29a、…設置。
於槽形成部29a之內面側,形成有於前後延伸之凹槽。於槽形成部29a,以一部分插入於凹槽之狀態固定有球狀支持體31。
連結部30、30、…係於上下左右相隔配置。
彈簧構件32、32、…對應於支持構件18之突狀部29、29、…設置4個。彈簧構件32為板簧,形成為於前方開口之大致U字狀(參照圖9)。彈簧構件32具有:於厚度方向對向之內側對向面部32a及外側對向面部32b;連結內側對向面部32a與外側對向面部32b之各後端部之連結面部32c;及自外側對向面部32b之前端部向外方突出之返回部32d。於外側對向面部32b形成有朝向外方之球面狀滑動凹部32e。
彈簧構件32、32、…之內側對向面部32a、32a、…分別固定於第1線圈體6之固定用突部13、13之固定面13a、13a,及單元座16之固定用突部23、23之固定面23a、23a(參照圖6、圖10及圖11)。
彈簧構件32、32、…之內側對向面部32a、32a、…分別固定於固定面13a、13a、23a、23a之狀態下,支持構件18支持於彈簧構件32、32、…。支持構件18支持於彈簧構件32、32、…之狀態下,固定於突出部29、29、…之槽形成部29a、29a、…之球狀支持體31、31、…分別插入於彈簧構件32、32、…之滑動凹部32e、32e、…,藉由彈簧構件32、32、…之彈壓力,分別將外側對向面部32b、32b、…按壓於球狀支持體31、31、…。因此,球狀支持體31、31、…成為可對於彈簧構件32、32、…旋轉(可滑動)之狀態。
由於球狀支持體31、31、…固定於支持構件18,故支持構件18可與球狀支持體31、31、…成一體地對於彈簧構件32、32、…旋動。
彈簧構件32、32、…之返回部32d、32d、…分別位於支持構件18之槽形成部29a、29a、…之前側,防止支持構件18自彈簧構件32、32、…脫落。
支持構件18經由球狀支持體31、31、…支持於彈簧構件32、32、…之狀態下,由於線圈安裝構件9之基環11係固定於外框4之內周面,故固定於線圈安裝構件9之固定用突部13、13之二個彈簧構件32、32處於對於固定體2固定之狀態。
因此,單元座16可對於固定體2以橫穿光軸Z之第1支點軸P(參照圖6)為支點,向第1方向旋動。第1支點軸P係將支持於固定在線圈安裝構件9之固定用突部13、13之二個彈簧構件32、32之二個球狀支持體31、31連結之軸,單元座16係與支持構件18成一體,可對於固定體2向第1支點軸P之繞軸方向即第1方向旋動。
又,單元座16可對於支持構件18及固定體2,以橫穿光軸Z之第2支點軸Q為支點,向第2方向旋動。第2支點軸Q係將支持於固定於支持構件18之固定用突部23、23之二個彈簧構件32、32之二個球狀支持體31、31連結之軸,單元座16可對於支持構件18向第2支點軸Q之繞軸方向即第2方向旋動。
如上述,單元座16可對於固定體2向第1方向及第2方向旋動,藉由向第1方向及第2方向每隔特定之角度旋動,亦可向於左右方向延伸橫穿光軸Z之假想軸X(參照圖2)之繞軸方向即俯仰方向,或於上下方向延伸橫穿光軸Z之假想軸Y(參照圖2)之繞軸方向即偏擺方向旋動。因此,單元座16可對應於向第1方向及第2方向之旋動角度,向正交於光軸Z橫穿光軸Z之任意軸之繞軸方向旋動。
平衡器19之外形形成為與單元座16之外形大致相同之大小,磁鐵單元17安裝於單元座16之狀態下,藉由接著劑等將其固定於磁軛24之第1磁鐵安裝部28、28、…之前表面。平衡器19具有如下功能:將主動動作部14之重量平衡保持於特定之狀態,使藉由主動動作部14與輥動作部15構成之可動體3之重心與成為第1方向之旋動支點之第1支點軸P和成為第2方向之旋動支點之第2支點軸Q之交點一致。第1支點軸P與第2支點軸Q之交點位於光軸Z上。
如此,由於可動體3之重心與第1支點軸P和第2支點軸Q之交點一致,第1支點軸P與第2支點軸Q之交點位於光軸Z上,故可動體3之重心位於光軸Z上。
輥動作部15具有透鏡單元33、第2線圈體34及元件單元35(參照圖2至圖5)。
透鏡單元33具有透鏡座36及第2透鏡群37。透鏡座36分別具有外形形成為圓形狀之大徑部38與小徑部39,小徑部39自大徑部38之中心側部分向前方突出(參照圖3及圖12)。於透鏡座36,於大徑部38之後表面側,設有元件框部40。元件框部40形成為矩形之框狀。
於透鏡座36,形成與元件框部40之內側空間連續之配置空間36a。
滑動軸承41位於透鏡座36之小徑部39之前端部,小徑部36可對於滑動軸承41旋轉。滑動軸承41安裝在形成於單元座16之圓筒部22之安裝面22a,藉由滑動性較高之金屬材料形成為大致圓環狀。
於透鏡座36之大徑部38之外周面,安裝有軸承42。軸承42具有內輪42a、外輪42b及球體42c、42c、…,內輪42a固定於大徑部38之外周面(參照圖5)。軸承42之外輪42b固定於單元座16之周面部21之內周面。外輪42b以外周面連接於後側圓周面21c,前表面連接於階差面21a之狀態,固定於周面部21。
第2透鏡群37例如藉由複數個透鏡構成,以配置於配置空間36a之狀態,保持於透鏡座36(參照圖4及圖5)。
第2線圈體34具有形成為大致圓環狀之線圈基座43、及配置於線圈基座43之前表面之複數個第2線圈44、44、…。線圈基座43係藉由磁性材料形成。第2線圈44、44、…係於周向並列配置。第2線圈體34之線圈基座43係安裝於透鏡座36之大徑部38之前表面。
於線圈基座43安裝於大徑部38之前表面之狀態下,線圈基座43位於較大徑部38之外周內側。
元件單元35具有基底板35a、及配置於基底板35a之前表面之攝像元件35b。作為攝像元件35b,例如使用CCD(Charge Coupled Device:電荷耦合裝置)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導體)等。
元件單元35之攝像元件35b以配置於透鏡座36之元件框部40之內部之狀態,安裝於透鏡座36。
如上述構成之輥動作部15中,透鏡座36之小徑部39插通第2磁鐵26之貫通孔26a、及形成於磁軛24之第2磁鐵安裝部27之插通孔27a,插入於單元座16,可向繞光軸方向(滾動方向)旋轉地支持於主動動作部14。於輥動作部15支持於主動動作部14之狀態下,滑動軸承41安裝於圓筒部22之安裝面22a,且軸承42位於周面部21之後端部之內側。因此,將輥動作部15設為經由滑動軸承41與軸承32,可旋轉地支持於單元座16,可對於主動動作部14順暢地向滾動方向旋轉之狀態。
於輥動作部15支持於主動動作部14之狀態下,第2磁鐵26與第2線圈體34之第2線圈44、44、…對向配置,藉由第2磁鐵26與第2線圈44、44、…構成第3磁性電路。
第2磁鐵26與第2線圈4、44、…對向配置之狀態下,第2磁鐵26位於較安裝有線圈基座43之透鏡座36之大徑部38之外周更內側。
<透鏡鏡筒之動作> 以下,針對透鏡鏡筒1之振動修正動作進行說明(參照圖14至圖17)。
如上述,單元座16可對於外框4向第1方向及第2方向旋動。單元座16藉由對與俯仰用磁鐵25X、25X對向配置之俯仰用線圈10X、10X,及與偏擺用磁鐵25Y、25Y對向配置之偏擺用線圈10Y、10Y之一者或兩者進行通電,而對於外框4旋動。
例如,若對與俯仰用磁鐵25X、25X對向配置之俯仰用線圈10X、10X進行通電,則於上下相隔配置之二個第1磁性電路,產生光軸方向上向相反方向之推進力。
又,例如若對與偏擺用磁鐵25Y、25Y對向配置之偏擺用線圈10Y、10Y進行通電,則於左右相隔配置之二個第2磁性電路,產生光軸方向上向相反方向之推進力。
再者,若對俯仰用線圈10X、10X進行通電,且對偏擺用線圈10Y、10Y進行通電,則於二個第1磁性電路產生光軸方向上向相反方向之推進力,且於二個第2磁性電路,產生光軸方向上向相反方向之推進力。
向透鏡鏡筒1之第1方向之旋動係藉由主動動作部14以第1支點軸P為支點,對於外框4旋動而進行。又,向透鏡鏡筒1之第2方向之旋動係藉由構成主動動作部14之單元座16、磁鐵單元17、平衡器19及第2磁鐵26以第2支點軸Q為支點,對於支持構件18旋動而進行。
此時,支持於單元座16之輥動作部15亦伴隨單元座16等向第1方向或第2方向旋動,使第2透鏡群37移位,進行振動修正。
單元座16等藉由向第1方向旋動,且向第2方向旋動,而向俯仰方向旋動(參照圖14)。又,單元座16等藉由向第1方向旋動,且向第2方向旋動,亦向偏擺方向旋動(參照圖15)。
如此,透鏡鏡筒1中,由於主動動作部14與輥動作部15成一體向第1方向旋動,故藉由主動動作部14與輥動作部15構成之可動體3對於固定體2向第1方向旋動。由於可動體3之重心位於第1方向之旋動支點即第1支點軸P上,故可動體3以重心為中心,向第1方向旋動。因此,可使可動體3以穩定之狀態向第1方向旋動。
又,由於可動體3之重心亦與光軸Z和第1支點軸P之交點一致,故可動體3以第2透鏡群37之中心為支點向第1方向旋動,故可謀求第1方向之振動修正之修正功能提高。
此時,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26皆安裝於磁軛24,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係不變化,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係相同之狀態下,可動體3向第1方向旋動。
另,可動體3可向第1方向旋動至單元座16之周面部21接觸於線圈安裝構件9之內周面為止,限制可動體3藉由線圈安裝構件9向第1方向之過度旋動。
又,透鏡鏡筒1中,由於構成主動動作部14之單元座16等與輥動作部15成一體向第2方向旋動,故由單元座16等與輥動作部15構成之可動體3對於固定體2向第2方向旋動。由於可動體3之重心位於第2方向之旋動支點即第2支點軸Q上,故可動體3以重心為中心,向第2方向旋動。因此,可使可動體3以穩定之狀態向第2方向旋動。
又,由於可動體3之重心亦與光軸Z和第2支點軸Q之交點一致,故可動體3以第2透鏡群37之中心為支點向第2方向旋動,可謀求第2方向之振動修正之修正功能提高。
此時,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26皆安裝於磁軛24,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係不變化,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係相同之狀態下,可動體3向第2方向旋動。
另,可動體3可向第2方向旋動至單元座16之周面部21接觸於線圈安裝構件9之內周面之位置為止,限制可動體3藉由線圈安裝構件9向第2方向之過度旋動。
另一方面,若對與第2磁鐵26對向配置之第2線圈44、44、…進行通電,則第3磁性電路中產生向正交於光軸之方向之推進力,輥動作部15以光軸Z為支點,對於主動動作部14向滾動方向旋動(參照圖16)。藉由輥動作部15對於主動動作部14向滾動方向旋動,第2透鏡群37移位,進行滾動方向之振動修正。
透鏡鏡筒1中,輥動作部15之重心位於光軸Z上,輥動作部15以重心為中心,向滾動方向旋動。因此,可使輥動作部15以穩定之狀態向滾動方向旋動。
此時,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26皆安裝於磁軛24,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係不變化,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係相同之狀態下,輥動作部15向滾動方向旋動。
輥動作部15對於主動動作部14向滾動方向旋動時,輥動作部15經由滑動軸承41與軸承42,對於主動動作部14旋動。此時,於主動動作部14之單元座16安裝有磁鐵單元17,第2磁鐵26位於軸承42之前側。於透鏡座36安裝軸承42之內輪42a及第2線圈體34,由於第2線圈體34之線圈基座43係藉由磁性材料形成,故藉由第2磁鐵26之磁力將線圈基座43向前方吸引。因此,軸承42之內輪42a伴隨利用第2磁鐵26之磁力對於線圈基座43之吸引狀態,向前方拉近(參照圖17)。
如此,由於軸承42之內輪42a伴隨利用第2磁鐵26之磁力對於線圈基座43之吸引狀態,向前方拉近,故軸承42中內輪42a對於外輪42b向前方移位,球體42c、42c、…變為始終與內輪42a及外輪42b接觸之狀態,可使透鏡單元33對於單元座16順暢地旋轉。
又,透鏡鏡筒1中,設置對於軸承42於光軸方向相隔配置之滑動軸承41,透鏡單元33經由軸承42與滑動軸承41可旋轉地支持於單元座16。
因此,藉由使用謀求透鏡單元33之旋轉順暢化之二個旋轉輔助機構之一者中之滑動軸承41,相比使用軸承42、42作為二個旋轉輔助機構之情形,可更縮小使用滑動軸承41側之旋轉輔助機構之配置空間,故除了謀求透鏡鏡筒1之徑向之小型化以外,亦可使透鏡單元33對於單元座16順暢地旋轉。
再者,軸承42與滑動軸承41位於透鏡單元33之光軸方向之兩端部。
因此,透鏡單元33經由安裝於光軸方向之兩端部之軸承42與滑動軸承41,可旋轉地支持於單元座16,故可使透鏡單元33對於單元座16更順暢地旋轉。
<攝像裝置之一實施形態> 以下,針對本技術之攝像裝置之一實施形態之攝影機之構成例進行說明(參照圖18)。
攝像裝置100具有進行所拍攝之圖像信號之類比-數位轉換等信號處理之相機信號處理部91,及進行圖像信號之記錄再生處理之圖像處理部92。又,攝像裝置100具備:顯示部93,其顯示所拍攝之圖像等;R/W(讀/寫)94,其進行圖像信號對記憶體98之寫入及讀出;CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)95,其控制攝像裝置100之全體;各種開關等操作部102,其藉由使用者進行需要之操作;及驅動控制部97,其控制可動體3之驅動。
另,攝像裝置100中,可不設置顯示部93,亦可構成為將所拍攝之圖像資料送出至其他顯示裝置,顯示圖像。
相機信號處理部91對於來自攝像元件35b之輸出信號進行向數位信號之轉換、雜訊去除、畫質修正、向亮度/色差信號之轉換等各種信號處理。
圖像處理部92基於特定之圖像資料格式,進行圖像信號之壓縮編碼/解壓縮解碼處理或解析度等資料規格之轉換處理等。
顯示部93具有顯示使用者對於操作部102之操作狀態或拍攝之圖像等各種資料之功能。
R/W94進行由圖像處理部92編碼之圖像資料向記憶體98之寫入及記錄於記憶體98之圖像資料之讀出。
CPU95作為控制攝像裝置100之各部之控制處理部發揮功能,基於來自操作部102之指示輸入信號等控制各部。
操作部102對CPU95輸出對應於使用者之操作之指示輸入信號。
驅動控制部97基於來自CPU95之控制信號,控制使可動體3或輥動作部15旋動之各磁性電路。
記憶體98例如係可對連接於R/W94之插槽裝卸之半導體記憶體。
以下,說明攝像裝置100之動作。
於攝影之待機狀態,在CPU95之控制下,將拍攝到之圖像信號經由相機信號處理部91輸出至顯示部93,作為相機直通圖像顯示。又,若輸入來自操作部102之指示輸入信號,則CPU95對驅動控制部97輸出控制信號,基於驅動控制部97之控制使可動體3旋動。
若根據來自操作部102之指示輸入信號進行攝影動作,則將拍攝到之圖像信號自相機信號處理部91輸出至圖像處理部92,並進行壓縮編碼處理,轉換成特定之資料格式之數位資料。將經轉換之資料輸出至R/W94,寫入至記憶體98。
使記錄於記憶體98之圖像資料再生之情形時,根據對操作部102之操作,藉由R/W94自記憶體98讀出特定之圖像資料,藉由圖像處理部92進行解壓縮解碼處理後,將再生圖像信號輸出至顯示部93,顯示再生圖像。
<總結> 如以上所記載,透鏡鏡筒1及攝像裝置100中,透鏡單元33向第1方向或第2方向之至少一方移動時,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26成一體動作,故第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係相同之狀態下,可動體3向第1方向與第2方向旋動。
如此,透鏡鏡筒1中,透鏡單元33向第1方向與第2方向旋動時用以進行修正之第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26之位置關係不變化。
藉此,不會產生例如如於主動動作部設置第1磁鐵,於輥動作部設置第2磁鐵之構成般,因第1磁鐵與第2磁鐵之磁力被拉近,而使主動動作部與輥動作部之動作位置相對於適當之動作位置偏移之問題之虞。
因此,除確保可動體3順暢之動作狀態以外,亦可謀求振動修正相關之功能性提高。
又,設有磁軛24,其具有安裝有第1磁鐵25、25、…之第1磁鐵安裝部28、28、…,及安裝有第2磁鐵26之第2磁鐵安裝部27。
因此,由於在磁軛24安裝第1磁鐵25、25、…及第2磁鐵26兩者,故無需用以安裝第1磁鐵25、25、…及第2磁鐵26之個別磁軛,可謀求因零件件數削減之透鏡鏡筒1之構造簡化。
另,藉由嵌入成形等,使單元座16與磁軛24全體作為單元座設置之情形時,無需單元座16與磁軛24之組裝步驟,可謀求透鏡鏡筒1之組裝作業之作業性提高,且謀求因零件件數削減之透鏡鏡筒1之構造簡化。
又,由於在支持透鏡單元33之單元座安裝第1磁鐵25、25、…及第2磁鐵26,故可謀求單元座之功能性提高。
再者,磁鐵單元17以第1磁鐵安裝部28、28、…與第2磁鐵安裝部27正交之狀態配置,第1磁鐵安裝部28、28、…及第2磁鐵27不於相同方向並列配置。
因此,透鏡鏡筒1於一方向,例如光軸方向或正交於光軸方向之方向不大型化,可謀求透鏡鏡筒1之小型化。
再者,又,第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26形成為板狀,第1磁鐵25、25、…以朝向正交於光軸方向之方向的狀態安裝於第1磁鐵安裝部28、28、…,第2磁鐵26以朝向光軸方向之狀態安裝於第2磁鐵安裝部27。
因此,由於第1磁鐵25、25、…與第2磁鐵26以正交之朝向,分別安裝於第1磁鐵安裝部28、28、…及第2磁鐵安裝部27,故透鏡鏡筒1於正交於光軸方向之方向與光軸方向上不大型化,可謀求透鏡鏡筒1之更小型化。
又,第1磁鐵安裝部28與第1磁鐵25分別設置複數個,複數個第1磁鐵安裝部28於繞光軸方向相隔配置,故複數個第1磁鐵於光軸方向不並列配置,可謀求透鏡鏡筒1之光軸方向之小型化。
再者,第2磁鐵安裝部27與第2磁鐵26形成為環狀,透鏡單元33之一部分插通於第2磁鐵安裝部27及第2磁鐵26。
因此,第2磁鐵安裝部27及第2磁鐵26與透鏡單元33之一部分於透鏡單元33之插通方向上變為重疊狀態,可謀求透鏡鏡筒1之小型化。
再者又,由於第2磁鐵26與第2線圈44、44、…位於較透鏡單元33之外周更內側,故第2磁鐵26與第2線圈44、44、…不較透鏡單元33之外周更向外側突出,可謀求正交於光軸方向之方向的透鏡鏡筒1之小型化。
又,於透鏡鏡筒1,設置俯仰用磁鐵25X、25X及偏擺用磁鐵25Y、25Y,作為第1磁鐵25、25、…,設置俯仰用線圈10X、10X及偏擺用線圈10Y、10Y,作為第1線圈10、10、…,透鏡單元33可向第1方向及第2方向移動(可旋動)。
因此,由於藉由向俯仰用線圈10X、10X通電而使透鏡單元33向第1方向旋動,且藉由向偏擺用線圈10Y、10Y通電而使透鏡單元33向第2方向旋動,故可謀求透鏡鏡筒1之振動修正相關之功能性提高。
但,透鏡鏡筒1中,可動體3亦可構成為向第1方向或第2方向之一方旋動。
又,於透鏡鏡筒1,設置具有透鏡單元33及支持透鏡單元33之單元座16之可動體3,透鏡單元33對於單元座16向滾動方向旋轉,單元座16與透鏡單元33成一體,向第1方向或第2方向之至少一方旋動。
因此,透鏡單元33對於單元座16向滾動方向旋轉,進行滾動方向之振動修正,且透鏡單元33與單元座16一起向第1方向或第2方向移動,進行第1方向或第2方向之振動修正,故可藉由簡單構造謀求透鏡鏡筒1之振動修正相關之功能性提高。
再者,於透鏡單元33安裝有第2線圈44、44、…,安裝有第2線圈44、44、…之透鏡單元33對於單元座16向滾動方向旋轉。
因此,相比於透鏡單元安裝有磁鐵之情形,透鏡單元33更輕量化,輕量之透鏡單元33向滾動方向旋轉,故可謀求滾動方向之動作迅速化。
再者又,由於透鏡單元33位於單元座16之內部,透鏡單元33位於單元座16之內部之狀態下,進行可動體3之動作,故除謀求透鏡鏡筒1之小型化以外,可謀求振動修正相關之功能性提高。
又,由於透鏡單元33至少經由軸承42可旋轉地支持於單元座16,透鏡單元33經由軸承42支持於單元座16,故可使透鏡單元33對於單元座16順暢地旋轉。
此外,由於軸承42形成為大致圓環狀,透鏡單元33經由大致圓環狀之軸承42支持於單元座16,故可藉由簡單構成使透鏡單元33對於單元座16順暢地旋轉。
<應用例> 本揭示之技術可應用於各種製品。例如,本揭示之技術亦可應用於內視鏡手術系統。
圖19係顯示可應用本揭示之技術之內視鏡手術系統5000之概略構成之一例之圖。圖19中,圖示施術者(醫生)5067使用內視鏡手術系統5000,對病床5069上之患者5071進行手術之情況。如圖示,內視鏡手術系統5000係由內視鏡5001、其他手術器械5017、支持內視鏡5001之支持臂裝置5027、及搭載有用以內視鏡下手術之各種裝置之推車5037構成。
內視鏡手術中,取代切開腹壁之剖腹,而將稱為套管針(trocar) 5025a~5025d之筒狀之開孔器具複數個穿刺於腹壁。接著,自套管針5025a~5025d對患者5071之體腔內插入內視鏡5001之鏡筒5003,或其他手術器械5017。圖示例中,作為其他手術器械5017,將氣腹管5019、能量處理器械5021及鉗子5022插入於患者5071之體腔內。又,能量處理器械5021係藉由高頻電流或超音波振動,進行組織之切開及剝離,或血管之密封等之處理器械。但,圖示之手術器械5017僅為一例,作為手術器械5017,亦可使用例如鑷子、牽引器等一般內視鏡下手術中使用之各種手術器械。
將藉由內視鏡5001拍攝到之患者5071之體腔內之手術部之圖像顯示於顯示裝置5041。施術者5067一面即時觀察顯示於顯示裝置5041之手術部之圖像,一面使用能量處理器械5021或鉗子5023,例如進行切除患部等之處理。另,雖省略圖示,但氣腹管5019、能量處理器械5021及鉗子5023於手術中,係藉由施術者5067或助手等支持。
(支持臂裝置) 支持臂裝置5027具備自基部5029延伸之臂部5031。圖示例中,臂部5031係由關節部5033a、5033b、5033c及連桿5035a、5035b構成,藉由自臂控制裝置5045之控制而驅動。藉由臂部5031支持內視鏡5001,控制其位置及姿勢。藉此,可實現內視鏡5001之穩定之位置固定。
(內視鏡) 內視鏡5001由自前端將特定之長度區域插入患者5071之體腔內之鏡筒5003、及連接於鏡筒5003基端之相機頭5005構成。圖示例中,圖示作為具有硬性鏡筒5003之所謂硬性鏡構成之內視鏡5001,但內視鏡5001亦可作為具有軟性鏡筒5003之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒5003之前端,設有嵌入對物透鏡之開口部。於內視鏡5001連接有光源裝置5043,由該光源裝置5043產生之光藉由延設於鏡筒5003內部之光導而被導光至該鏡筒之前端,經由對物透鏡向患者5071之體腔內之觀察對象進行照射。另,內視鏡5001可為直視鏡,亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭5005之內部設有光學系統及攝像元件,來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件將觀察光進行光電轉換,產生對應於觀察光之電性信號,即對應於觀察像之圖像信號。將該圖像信號作為RAW資料發送至相機控制器單元(CCU: Camera Control Unit)5039。另,於相機頭5005,搭載藉由適當驅動其光學系統,而調整倍率及焦點距離之功能。
另,例如為了與立體視覺(3D顯示)等對應,亦可於相機頭5005設置複數個攝像元件。該情形時,為了對該複數個攝像元件之各者進行觀察光導光,而於鏡筒5003之內部系統設置複數個中繼光學系統。
(搭載於推車之各種裝置) CCU5039係藉由CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit:圖形處理單元)等構成,統一控制內視鏡5001及顯示裝置5041之動作。具體而言,CCU5039對自相機頭5005接收到之圖像信號,實施例如顯影處理(去馬賽克處理)等之基於該圖像信號用以顯示圖像之各種圖像處理。CCU5039對顯示裝置5041提供實施該圖像處理後之圖像信號。又,CCU5039對相機頭5005發送控制信號,控制其驅動。該控制信號可包含倍率或焦點距離等之與攝像條件相關之資訊。
顯示裝置5041藉由來自CCU5039之控制,基於由該CCU5039實施圖像處理之圖像信號而顯示圖像。內視鏡5001例如為與4K(水平像素數3840×垂直像素數2160)或8K(水平像素數7680×垂直像素數4320)等之高解析度之攝影所對應者之情形時,及/或為與3D顯示對應者之情形時,作為顯示裝置5041,可使用與各者對應,可進行高解析度顯示者,及/或可3D顯示者。為與4K或8K等高解析度之攝影對應者之情形時,藉由使用55英吋以上尺寸者作為顯示裝置5041,而獲得進一步之投入感。又,亦可根據用途,設置解析度、尺寸不同之複數個顯示裝置5041。
光源裝置5043例如係由LED(light emitting diode:發光二極體)等光源構成,將拍攝手術部時之照射光供給於內視鏡5001。
臂控制裝置5045例如係藉由CPU等處理器構成,藉由遵循特定程式而動作,遵循特定之控制方式,控制支持臂裝置5027之臂部5031之驅動。
輸入裝置5047係對於內視鏡手術系統5000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置5047,對內視鏡手術系統5000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如,使用者經由輸入裝置5047,輸入關於患者之身體資訊、或手術之手術方式之資訊等手術相關之各種資訊。又,例如使用者經由輸入裝置5047,輸入驅動臂部5031之主旨之指示、或變更利用內視鏡5001之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之主旨之指示、驅動能量處理器械5021之主旨之指示等。
輸入裝置5047之種類未限定,輸入裝置5047亦可為各種眾所周知之輸入裝置。作為輸入裝置5047,例如可應用滑鼠、鍵盤、觸控面板、開關、腳踏開關5057及/或撥桿等。使用觸控面板作為輸入裝置5047之情形時,該觸控面板亦可設置於顯示裝置5041之顯示面上。
或者,輸入裝置5047例如為眼鏡型穿載式裝置或HMD(Head Mounted Display:頭戴顯示器)等之由使用者穿戴之裝置,根據由該等裝置檢測之使用者之手勢或視線,進行各種輸入。又,輸入裝置5047包含可檢測使用者之移動之相機,根據自藉由該相機拍攝之影像檢測之使用者之手勢或視線,進行各種輸入。再者,輸入裝置5047包含可收音使用者之聲音之麥克風,經由該麥克風進行利用聲音之各種輸入。如此,藉由輸入裝置5047可以非接觸輸入各種資訊而構成,尤其屬於清潔區域之使用者(例如施術者5067)可以非接觸操作屬於不清潔區域之機器。又,由於使用者可不使手離開所持手術器械地操作機器,故使用者之便利性提高。
處理器械控制裝置5049控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處理器械5021之驅動。氣腹裝置5051係為確保利用內視鏡5001之視野及確保施術者之作業空間,而用以使患者5071之體腔鼓起,而經由氣腹管5019對該體腔內送入氣體。記錄器5053係可記錄手術相關之各種資訊之裝置。印表機5055係可以文本、圖像或圖表等各種形式列印手術相關之各種資訊之裝置。
以下,針對內視鏡手術系統5000中特別之特徵性構成,進而詳細說明。
(支持臂裝置) 支持臂裝置5027具備基台即基部5029,及自基部5029延伸之臂部5031。圖示例中,臂部5031係由複數個關節部5033a、5033b、5033c,及藉由關節部5033b連結之複數個連桿5035a、5035b構成,但圖19中為了簡化,而將臂部5031之構成簡化圖示。實際上,可以臂部5031具有期望之自由度之方式,適當設定關節部5033a~5033c及連桿5035a、5035b之形狀、數量及配置,以及關節部5033a~5033c之旋轉軸之方向等。例如,臂部5031可較佳地以具有6自由度以上自由度之方式構成。藉此,由於在臂5031之可動範圍內,可使內視鏡5001自由移動,故可自期望之方向將內視鏡5001之鏡筒5003插入患者5071之體腔內。
於關節部5033a~5033c設有致動器,關節部5033a~5033c構成為可藉由該致動器之驅動繞特定旋轉軸旋轉。藉由利用臂控制裝置5045控制該致動器之驅動,而控制各關節部5033a~5033c之旋轉角度,控制臂部5031之驅動。藉此,可實現內視鏡5001之位置及姿勢之控制。此時,臂控制裝置5045可藉由力控制或位置控制等各種眾所周知之控制方式,控制臂部5031之驅動。
例如,施術者5067亦可藉由經由輸入裝置5047(包含腳踏開關5057)適當進行操作輸入,按照該操作輸入藉由臂控制裝置5045,適當控制臂部5031之驅動,控制內視鏡5001之位置及姿勢。藉由該控制,使臂部5031之前端之內視鏡5001自任意位置移動至任意位置後,可於其移動後之位置固定支持。另,臂部5031亦可以所謂主從方式操作。該情形時,臂部5031可經由設置於遠離手術室之場所之輸入裝置5047,由使用者進行遠端操作。
又,應用力控制之情形時,臂控制裝置5045亦可進行所謂動力輔助控制,其接收來自使用者之外力,仿傚該外力,以臂部5031順暢地移動之方式,使各關節部5033a~5033c之致動器驅動。藉此,使用者一面直接接觸臂部5031,一面使臂部5031移動時,可以比較輕的力使該臂部5031移動。因此,可更直覺地以更簡易之操作使內視鏡5001移動,可提高使用者之便利性。
此處,一般而言,內視鏡下手術中,藉由稱為內視鏡操作助手之醫生支持內視鏡5001。相對於此,藉由使用支持臂裝置5027,可不利用人手,可更確實地固定內視鏡5001之位置,故可穩定地獲得手術部之圖像,可順暢地進行手術。
另,臂控制裝置5045亦可不設置於推車5037。另,臂控制裝置5045不一定為1個裝置。例如,臂控制裝置5045亦可分別設置於支持臂裝置5027之臂部5031之各關節部5033a~5033c,亦可藉由複數個臂控制裝置5045互相協動,實現臂部5031之驅動控制。
(光源裝置) 光源裝置5043對內視鏡5001供給拍攝手術部時之照射光。光源裝置5043例如由LED、雷射光源或藉由該等之組合構成之白色光源而構成。此時,藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時,由於可高精度控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序,故光源裝置5043中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又,該情形時,分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光,與其照射時序同步控制相機頭5005之攝像元件之驅動,藉此亦可分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法,即使不於該攝像元件設置彩色濾光片,亦可獲得彩色圖像。
又,光源裝置5043亦可以每一特定時間變更輸出之光的強度之方式控制其驅動。與該光之強度變更時序同步,控制相機頭5005之攝像元件之驅動,分時取得圖像,並合成該圖像,藉此可產生沒有所謂欠曝及暈光之高動態範圍之圖像。
又,光源裝置5043亦可構成為可供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光。特殊光觀察中,例如利用人體組織之光的吸收波長依存性,照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光,藉此進行以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織之所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)。或於特殊光觀察中,亦可進行藉由因照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中,可進行對人體組織照射激發光,觀察來自該人體組織之螢光(自螢光觀察),或將吲哚花青綠(ICG)等試劑局部注射於人體組織,且對該人體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光,獲得螢光像等。光源裝置5043可構成為可供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。
(相機頭及CCU) 參照圖20,針對內視鏡5001之相機頭5005及CCU5039之功能,更詳細地說明。圖20係顯示圖19所示之相機頭5005及CCU5039之功能構成之一例之方塊圖。
若參照圖20,則相機頭5005作為其功能,具有透鏡單元5007、攝像部5009、驅動部5011、通信部5013、及相機頭控制部5015。又,CCU5039作為其功能,具有通信部5059、圖像處理部5061、及控制部5063。相機頭5005與CCU5039係藉由傳送電纜5065於雙方向可通信地連接。
首先,針對相機頭5005之功能構成進行說明。透鏡單元5007係設置於與鏡筒5003之連接部之光學系統。自鏡筒5003之前端取得之觀察光導光至相機頭5005,入射於該透鏡單元5007。透鏡單元5007構成為組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡。透鏡單元5007以將觀察光聚光於攝像部5009之攝像元件之受光面上之方式,調整其光學特性。又,變焦透鏡及聚焦透鏡,為了調整攝像圖像之倍率及焦點,構成為其光軸上之位置可移動。
攝像部5009係藉由攝像元件構成,配置於透鏡單元5007之後段。將通過透鏡單元5007之觀察光聚光於該攝像元件之受光面,藉由光電轉換,產生對應於觀察像之圖像信號。對通信部5013提供藉由攝像部5009產生之圖像信號。
作為構成攝像部5009之攝像元件,例如為CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導體)型影像感測器,使用具有拜耳排列之可彩色拍攝者。另,作為該攝像元件,例如亦可使用可與4K以上之高解析度圖像之拍攝對應者。藉由以高解析度獲得手術部之圖像,施術者5067可更詳細地掌握該手術部之情況,可更順利地進行手術。
又,構成攝像部5009之攝像元件係以具有用以分別取得對應於3D顯示之右眼用及左眼用圖像信號之1對攝像元件之方式構成。藉由進行3D顯示,施術者5067可更正確地掌握術部之生體組織之深度。另,攝像部5009以多板式構成之情形時,亦對應於各攝像元件,系統設置複數個透鏡單元5007。
又,攝像部5009未必一定設置於相機頭5005。例如,攝像部5009亦可於鏡筒5003之內部,設置於對物透鏡之正後方。
驅動部5011係藉由致動器構成,藉由自相機頭控制部5015之控制,使透鏡單元5007之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸僅移動特定距離。藉此,可適當調整利用攝像部5009之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部5013係藉由用以與CCU5039之間收發各種資訊之通信裝置而構成。通信部5013將自攝像部5009所得之圖像信號作為RAM資料,經由傳送電纜5065發送至CCU5039。此時,為了以低遲滯顯示手術部之攝像圖像,較佳為藉由光通信發送該圖像信號。手術時,施術者5067為一面藉由攝像圖像觀察患部之狀態一面進行手術,為了更安全地確實進行手術,而要求儘可能即時地顯示手術部之動態圖像。進行光通信之情形時,於通信部5013,設置將電性信號轉換成光信號之光電轉換模組。將圖像信號藉由該光電轉換模組轉換成光信號後,經由傳送電纜5065發送至CCU5039。
又,通信部5013自CCU5039接收用以控制相機頭5005之驅動之控制信號。該控制信號包含例如指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊、指定攝像時之曝光值之主旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨之資訊等攝像條件相關之資訊。通信部5013對相機頭控制部5015提供接收到之控制信號。另,亦可藉由光通信傳送來自CCU5039之控制信號。該情形時,於通信部5013設置將光信號轉換成電性信號之光電轉換模組,將控制信號藉由該光電轉換模組轉換成電性信號後,提供給相機頭控制部5015。
另,上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可基於所取得之圖像信號,藉由CCU5039之控制部5063自動設定。即,將所謂AE(Auto Exposure:自動曝光)功能、AF(Auto Focus:自動聚焦)功能及AWB (Auto White Balance:自動白平衡)功能搭載於內視鏡5001。
相機頭控制部5015基於經由通信部5013接收到之來自CCU5039之控制信號,控制相機頭5005之驅動。例如,相機頭控制部5015基於指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊及/或指定攝像時之曝光之主旨之資訊,控制攝像部5009之攝像元件之驅動。又,例如相機頭控制部5015基於指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨之資訊,經由驅動部5011,適當移動透鏡單元5007之變焦透鏡及聚焦透鏡。相機頭控制部5015亦可進而具備記憶用以識別鏡筒5003或相機頭5005之資訊之功能。
另,藉由將透鏡單元5007或攝像部5009等之構成配置於氣密性及防水性較高之密閉構造內,而可使相機頭5005具有對於高壓滅菌器滅菌處理之耐性。
接著,針對CCU5039之功能構成進行說明。通信部5059係藉由用以與相機頭5005之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部5059自相機頭5005接收經由傳送電纜5065發送之圖像信號。此時,如上述,可較佳地藉由光通信發送該圖像信號。該情形時,對應於光通信,於通信部5059,設置將光信號轉換成電性信號之光電轉換模組。通信部5059對圖像處理部5061提供轉換成電性信號之圖像信號。
又,通信部5059對相機頭5005發送用以控制相機頭5005之驅動之控制信號。亦可藉由光通信發送該控制信號。
圖像處理部5061對自相機頭5005發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。作為該圖像處理,包含例如顯影處理、高畫質化處理(頻帶強調處理、超解析處理、NR(Noise reduction:減噪)處理及/或手振修正處理等)、及/或放大處理(電子變焦處理)等各種眾所周知之信號處理。又,圖像處理部5061進行用以進行AE、AF及AWB之對於圖像信號之檢波處理。
圖像處理部5061係由CPU或GPU等處理器構成,藉由該處理器遵循特定程式而動作,可進行上述圖像處理或檢波處理。另,藉由複數個GPU構成圖像處理部5061之情形時,圖像處理部5061適當地分割圖像信號之資訊,藉由該等複數個GPU並列地進行圖像處理。
控制部5063進行利用內視鏡5001之手術部之攝像、及該攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如,控制部5063產生用以控制相機頭5005之驅動之控制信號。此時,藉由使用者輸入攝像條件之情形時,控制部5063基於該使用者之輸入產生控制信號。或者,於內視鏡5001搭載有AE功能、AF功能及AWB功能之情形時,控制部5063根據圖像處理部5061之檢波處理之結果,適當算出最佳之曝光值、焦點距離及白平衡,產生控制信號。
又,控制部5063基於由圖像處理部5061實施圖像處理之圖像信號,使手術部之圖像顯示於顯示裝置5041。此時,控制部5063使用各種圖像辨識技術,辨識手術部圖像內之各種物體。例如,控制部5063藉由檢測手術部圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等,而可辨識鉗子等手術器械、特定之生體部位、出血、能量處理器械5021使用時之水霧等。控制部5063將手術部之圖像顯示於顯示裝置5041時,亦可使用其識別結果,使各種手術支援資訊與該手術部之圖像重疊顯示。藉由重疊顯示手術支援資訊,對施術者5067提示,可更安全且確實進行手術。
連接相機頭5005及CCU5039之傳輸電纜5065為對應於電性信號之通信之電性信號電纜、對應於光通信之光纖或該等之複合電纜。
此處,圖示例中,係使用傳送電纜5065以有線進行通信,但亦可以無線進行相機頭5005與CCU5039間之通信。以無線進行兩者間之通信之情形時,由於無需於手術室內鋪設傳送電纜5065,故可消除因該傳送電纜5065而妨礙手術室內之醫療工作人員移動之情況。
以上,已針對可應用本揭示之技術之內視鏡手術系統5000之一例進行說明。另,此處,作為一例,已針對內視鏡手術系統5000進行說明,但可應用本揭示之技術之系統不限於該例。例如,本揭示之技術亦可應用於檢查用軟性內視鏡手術系統,或顯微鏡手術系統。
本揭示之技術可較佳地應用於以上說明之構成中,透鏡鏡筒及攝像裝置。具體而言,由於可獲得更鮮明之手術部圖像,故可更安全且更確實地進行手術。
本揭示之技術可應用於各種製品。例如,本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動、飛機、無人機、船舶、機器人、建設機械、農業機械(拖拉機)等任一種類之移動體之裝置實現。
圖21係顯示可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統7000之概略構成例之方塊圖。車輛控制系統7000具備經由通信網路7010連接之複數個電子控制單元。於圖21所示之例中,車輛控制系統7000具備驅動系統控制單元7100、本體系統控制單元7200、電池控制單元7300、車外資訊檢測單元7400、車輛資訊檢測單元7500、及綜合控制單元7600。連接該等複數個控制單元之通信網路7010例如亦可為基於CAN(Controller Area Network:控制器區域網路)、LIN (Local Interconnect Network:局部互聯網路)、LAN(Local Area Network:局部區域網路)或FlexRay(註冊商標)等之任意規格之車載通信網路。
各控制單元具備:微電腦,其遵循各種程式進行運算處理;記憶部,其記憶藉由微電腦執行之程式或各種運算所使用之參數等;及驅動電路,其驅動各種控制對象之裝置。各控制單元具備用以經由通信網路7010與其他控制單元之間進行通信之網路I/F,且具備與車內外之裝置或感測器之間,利用有線通信或無線通信用以進行通信之通信I/F。圖21中,作為綜合控制單元7600之功能構成,圖示微電腦7610、通用通信I/F7620、專用通信I/F7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F7660、聲音圖像輸出部7670、車載網路I/F7680及記憶部7690。其他控制單元亦同樣地,具備微電腦、通信I/F及記憶部等。
驅動系統控制單元7100遵循各種程式控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如,驅動系統控制單元7100作為內燃機或驅動用馬達等之用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳達至車輪之驅動力傳達機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等之控制裝置發揮功能。驅動系統控制單元7100亦可具有作為ABS(Antilock Brake System:防鎖死剎車系統)或ESC(Electronic Stability Control:電子穩定度控制)等之控制裝置之功能。
於驅動系統控制單元7100,連接車輛狀態檢測部7110。於車輛狀態檢測部7110,包含例如以下之至少一者:陀螺感測器,其檢測車體之軸旋轉運動之角速度;加速度感測器,其檢測車輛之加速度;或用以檢測油門踏板之操作量、剎車踏板之操作量、方向盤之操舵角、引擎旋轉數或車輪之旋轉速度等之感測器。驅動系統控制單元7100使用自車輛狀態檢測部7110輸入之信號進行運算處理,控制內燃機、驅動用馬達、電動動力轉向裝置或剎車裝置等。
本體系統控制單元7200遵循各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如,本體系統控制單元7200作為無鑰匙門禁系統、智能鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈、霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形時,可對本體系統控制單元7200輸入自代替鑰匙之可攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。本體系統控制單元7200接收該等電波或信號之輸入,控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
電池控制單元7300遵循各種程式,控制驅動用馬達之電力供給源即二次電池7310。例如,自具備二次電池7310之電池裝置對電池控制單元7300輸入電池溫度、電池輸出電壓或電池之殘存容量等資訊。電池控制單元7300使用該等信號進行運算處理,進行二次電池7310之溫度調節控制或電池裝置所具備之冷卻裝置等之控制。
車外資訊檢測單元7400檢測搭載有車輛控制系統7000之車輛外部之資訊。例如,於車外資訊檢測單元7400,連接攝像部7410及車外資訊檢測部7420中之至少一者。攝像部7410包含ToF(Time Of Flight:飛時測距)相機、攝影機、單眼相機、紅外線相機及其他相機中之至少一者。車外資訊檢測部7420包含例如如下之至少一者:環境感測器,其用以檢測現在之天氣或氣象;或周圍資訊檢測感測器,其用以檢測搭載有車輛控制系統7000之車輛周圍之其他車輛、障礙物或行人等。
環境感測器例如亦可為如下之至少一者:檢測雨天之雨滴感測器;檢測霧之霧感測器;檢測日照程度之日照感測器;及檢測降雪之雪感測器。周圍資訊檢測感測器亦可為超音波感測器、雷達裝置及LIDAR (Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging:光學雷達)裝置中之至少一者。該等攝像部7410及車外資訊檢測部7420可作為分別獨立之感測器或裝置而具備,亦可作為統合複數個感測器或裝置所成之裝置而具備。
此處,圖22係顯示攝像部7410及車外資訊檢測部7420之設置位置之例。攝像部7910、7912、7914、7916、7918例如設置於車輛7900之前保險桿、側視鏡、後保險桿、後門及車室內之擋風玻璃之上部中之至少一者之位置。前保險桿所具備之攝像部7910及車室內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部7918主要取得車輛7900前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部7912、7914主要取得車輛7900側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部7916主要取得車輛7900後方之圖像。車室內之擋風玻璃上部所具備之攝像部7918主要使用於前方車輛或行人、障礙物、信號機、交通標識或車道線等之檢測。
另,圖22係顯示各個攝像部7910、7912、7914、7916之攝像範圍之一例。攝像範圍a表示設置於前保險桿之攝像部7910之攝像範圍,攝像範圍b、c表示分別設置於側視鏡之攝像部7912、7914之攝像範圍,攝像範圍d表示設於後保險桿或後門之攝像部7916之攝像範圍。例如,藉由攝像部7910、7912、7914、7916所拍攝之圖像資料重疊,而獲得自上方觀察車輛7900之俯瞰圖像。
設置於車輛7900之前、後、側、角落及車室內之擋風玻璃之上部之車外資訊檢測部7920、7922、7924、7926、7928、7930例如亦可為超音波感測器或雷達裝置。設置於車輛7900之前保險桿、後保險桿、後門及車室內之擋風玻璃之上部之車外資訊檢測部7920、7926、7930例如亦可為LIDAR裝置。該等車外資訊檢測部7920~7930主要使用於前方車輛、行人或障礙物等之檢測。
回至圖21繼續説明。車外資訊檢測單元7400使攝像部7410拍攝車外之圖像,同時接收拍攝到之圖像資料。又,車外資訊檢測單元7400自連接之車外資訊檢測部7420接收檢測資訊。車外資訊檢測部7420為超音波感測器、雷達裝置或LIDAR裝置之情形時,車外資訊檢測單元7400發送超音波或電磁波等,且接收所接收到之反射波之資訊。車外資訊檢測單元7400亦可基於接收到之資訊,進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400亦可基於接收到之資訊,進行辨識降雨、霧或路面狀況等之環境辨識處理。車外資訊檢測單元7400亦可基於接收到之資訊,算出與車外物體之距離。
又,車外資訊檢測單元7400亦可基於接收到之圖像資料,進行辨識人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之圖像辨識處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元7400亦可對接收到之圖像資料進行變形修正或對位等處理,且合成由不同之攝像部7410拍攝之圖像資料,產生俯瞰圖像或全景圖像。車外資訊檢測單元7400亦可使用由不同之攝像部7410拍攝之圖像資料,進行視點轉換處理。
車內資訊檢測單元7500檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元7500連接例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部7510。駕駛者狀態檢測部7510亦可包含拍攝駕駛者之相機、檢測駕駛者之生物資訊之生物感測器或收集車室內之聲音之麥克風等。生物感測器例如設置於座面或方向盤等,檢測坐於座位之搭乘者或手握方向盤之駕駛者之生物資訊。車內資訊檢測單元7500可基於自駕駛者狀態檢測部7510輸入之檢測資訊,算出駕駛者之疲勞程度或注意力集中程度,亦可判斷駕駛者是否打瞌睡。車內資訊檢測單元7500亦可對收集之聲音信號進行雜訊消除處理等處理。
綜合控制單元7600遵循各種程式,控制車輛控制系統7000內之所有動作。於綜合控制單元7600連接有輸入部7800。輸入部7800可藉由例如觸控面板、按鈕、麥克風、開關或撥桿等之可由搭乘者輸入操作之裝置而實現。亦可對綜合控制單元7600輸入藉由聲音辨識由麥克風輸入之聲音所得之資料。輸入部7800例如可為利用紅外線或其他電波之遠端控制器裝置,亦可為對應於車輛控制系統7000之操作之行動電話或PDA (Personal Digital Assistant:個人數位助理)等之外部連接機器。輸入部7800例如亦可為相機,該情形時,搭乘者可藉由手勢輸入資訊。或者,亦可輸入藉由檢測搭乘者所穿戴之穿戴式裝置之移動所得之資料。再者,輸入部7800例如亦可包含輸入控制電路等,其基於使用上述輸入部7800由搭乘者等輸入之資訊產生輸入信號,並輸出至綜合控制單元7600。搭乘者等藉由操作該輸入部7800,而對車輛控制系統7000輸入各種資料,或指示處理動作。
記憶部7690亦可包含記憶由微電腦執行之各種程式之ROM(Read Only Memory:唯讀記憶體),及記憶各種參數、運算結果或感測器值等之RAM(Random Access Memory:隨機存取記憶體)。又,記憶部7690亦可藉由HDD(Hard Disk Drive:硬碟驅動器)等磁性記憶裝置、半導體記憶裝置、光記憶裝置或光磁記憶裝置等實現。
通用通信I/F7620為中介與存在於外部環境7750之各種機器間之通信之通用通信I/F。通用通信I/F7620亦可安裝GSM(註冊商標)(Global System of Mobile Communications:全球行動通信系統)、WiMAX(註冊商標)、LTE(註冊商標)(Long Term Evolution:長期演進)或LTE-A(LTE-Advanced:進階LTE)等蜂巢式通信協定、或無線LAN(亦稱為Wi-Fi(註冊商標))、Bluetooth(註冊商標)等其他無線通信協定。通用通信I/F7620例如亦可經由基地台或存取點,對存在於外部網路(例如網際網路、雲端網路或事業者固有之網路)上之機器(例如應用程式伺服器或控制伺服器)連接。又,通用通信I/F7620例如亦可使用P2P(Peer To Peer:點對點)技術,連接於存在於車輛附近之終端(例如駕駛者、行人或店鋪之終端、或MTC(Machine Type Communication:機器類型通信)終端)。
專用通信I/F7630為支持以車輛使用為目的制定之通信協定之通信I/F。專用通信I/F7630例如亦可安裝下位階之IEEE802.11p與上位階之IEEE1609之組合即WAVE(Wireless Access in Vehicle Environment:車輛環境中之無線接入)、DSRC(Dedicated Short Range Communications:專用短程通信)、或蜂巢式通信協定等標準協定。專用通信I/F7630典型而言,遂行V2X通信,其係包含車車間(Vehicle to Vehicle)通信、路車間(Vehicle to Infrastructure)通信、車輛與家間(Vehicle to Home)之通信及車輛與行人間(Vehicle to Pedestrian)通信中之一者以上之概念。
測位部7640例如接收來自GNSS(Global Navigation Satellite System:全球導航衛星系統)衛星之GNSS信號(例如來自GPS(Global Positioning System:全球定位系統)衛星之GPS信號),執行測位,產生包含車輛之緯度、經度及高度之位置資訊。另,測位部7640亦可藉由與無線存取點之信號交換而特定出現在位置,或者亦可自具有測位功能之行動電話、PHS或智慧型手機等終端取得位置資訊。
信標接收部7650例如接收自設置於道路上之無線電台等發送之電波或電磁波,取得現在位置、雍塞、禁止通行或需要時間等資訊。另,信標接收部7650之功能亦可包含於上述專用通信I/F7630中。
車內機器I/F7660係中介微電腦7610與存在於車內之各種車內機器7760間之連接之通信介面。車內機器I/F7660亦可使用無線LAN、Bluetooth(註冊商標)、NFC(Near Field Communication:近場通信)或WUSB(Wireless USB:無線USB)等無線通信協定確立無線連接。又,車內機器I/F7660亦可經由未圖示之連接端子(及,若有必要之電纜),確立USB(Universal Serial Bus:通用序列匯流排)、HDMI(註冊商標)(High-Definition Multimedia Interface:高清晰多媒體介面)、或MHL(Mobile High-definition Link:移動高清連接)等之有線連接。車內機器7760例如亦可包含搭乘者所具有之移動機器或穿戴式機器,或搬入或安裝於車輛之資訊機器中之至少一者。又,車內機器7760亦可包含進行至任意目的地之路徑探索之導航裝置。車內機器I/F7660與該等車內機器7760之間,交換控制信號或資料信號。
車載網路I/F7680係中介微電腦7610與通信網路7010間之通信之界面。車載網路I/F7680根據由通信網路7010支持之特定協定,收發信號等。
綜合控制單元7600之微電腦7610基於經由通用通信I/F7620、專用通信I/F7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F7660及車載網路I/F7680中之至少一者取得之資訊,遵循各種程式,控制車輛控制系統7000。例如,微電腦7610亦可基於所取得之車內外之資訊,運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值,對驅動系統控制單元7100輸出控制指令。例如,微電腦7610亦可進行以實現包含車輛之碰撞迴避或衝擊緩和、基於車間距離之跟隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告或車輛之車道偏離警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System:先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。又,微電腦7610藉由基於取得之車輛周圍之資訊,控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等,而進行不拘於駕駛者之操作而自動行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
微電腦7610亦可基於經由通用通信I/F7620、專用通信I/F7630、測位部7640、信標接收部7650、車內機器I/F7660及車載網路I/F7680中之至少一者取得之資訊,產生車輛與周邊之構造物或人物等物體間之3維距離資訊,製作包含車輛之現在位置之周邊資訊之局部地圖資訊。又,微電腦7610亦可基於取得之資訊,預測車輛之碰撞、行人等之接近或進入禁止通行之道路等之危險,產生警告用信號。警告用信號例如亦可為用以產生警告音、或點亮警告燈之信號。
聲音圖像輸出部7670向可對於車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少任一輸出信號。於圖21之例中,作為輸出裝置,例示有擴音器7710、顯示部7720及儀表板7730。顯示部7720亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。顯示部7720亦可具有AR(Augmented Reality:擴增實境)顯示功能。輸出裝置亦可為該等裝置以外之耳機、搭乘者所穿戴之眼鏡型顯示器等穿戴式裝置、投影機或燈等其他裝置。輸出裝置為顯示裝置之情形時,顯示裝置以文本、影像、表、圖表等各種形式,視覺性地表示藉由微電腦7610所進行之各種處理所得結果或自其他控制單元接收到之資訊。又,輸出裝置為聲音輸出裝置之情形時,聲音輸出裝置將包含再生之聲音資料或音響資料等之音頻信號轉換成類比信號,聽覺性輸出。
另,圖21所示之例中,經由通信網路7010連接之至少2個控制單元亦可作為1個控制單元一體化。或者,各個控制單元亦可藉由複數個控制單元構成。再者,車輛控制系統7000亦可具備未圖示之其他控制單元。又,上述說明中,亦可使其他控制單元具有任一控制單元所擔負之功能之一部分或全部。即,只要經由通信網路7010完成資訊之收發,則特定之運算處理亦可以任一控制單元進行。同樣地,亦可將連接於任一控制單元之感測器或裝置連接於其他控制單元,且複數個控制單元經由通信網路7010互相收發檢測資訊。
<本技術> 本技術可設為如以下之構成。
(1) 一種透鏡鏡筒,其具備: 透鏡單元,其具有至少一個透鏡; 第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正; 第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正; 第1線圈,其與上述第1磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動; 第2線圈,其與上述第2磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及 安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵, 上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體成為一體動作。
(2) 如上述(1)之透鏡鏡筒,其中 設置磁軛,其具有安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部,及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
(3) 如上述(2)之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵安裝部與上述第2磁鐵安裝部以正交之狀態配置。
(4) 如上述(3)之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵與上述第2磁鐵形成為板狀, 上述第1磁鐵以朝向正交於光軸方向之方向的狀態安裝於上述第1磁鐵安裝部, 上述第2磁鐵以朝向光軸方向之狀態安裝於上述第2磁鐵安裝部。
(5) 如上述(2)至(4)中任一項之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵安裝部與上述第1磁鐵係設置複數個, 上述複數個第1磁鐵安裝部於繞光軸方向相隔配置。
(6) 如上述(2)至(5)中任一項之透鏡鏡筒,其中 上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵形成為環狀, 上述透鏡單元之一部分插通於上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵。
(7) 如上述(1)至(6)中任一項之透鏡鏡筒,其中 上述第2磁鐵與上述第2線圈位於較上述透鏡單元之外周更內側。
(8) 如上述(1)至(7)中任一項之透鏡鏡筒,其中 設置俯仰用磁鐵與偏擺用磁鐵作為上述第1磁鐵, 設置俯仰用線圈與偏擺用線圈作為上述第1線圈, 上述透鏡單元可向第1方向及第2方向移動。
(9) 如上述(1)至(8)中任一項之透鏡鏡筒,其中 設置具有上述透鏡單元及支持上述透鏡單元之單元座之可動體, 上述透鏡單元對於上述單元座向滾動方向旋轉, 上述單元座與上述透鏡單元成一體,向第1方向或第2方向之至少一方移動。
(10) 如上述(9)之透鏡鏡筒,其中 於上述透鏡單元安裝上述第2線圈。
(11) 如上述(9)或(10)之透鏡鏡筒,其中 上述透鏡單元位於上述單元座之內部。
(12) 如上述(11)之透鏡鏡筒,其中 上述透鏡單元至少經由軸承,可旋轉地支持於上述單元座。
(13) 如上述(12)之透鏡鏡筒,其中 上述軸承形成為大致圓環狀。
(14) 如上述(12)或(13)之透鏡鏡筒,其中 上述軸承之內輪安裝於上述透鏡單元, 上述軸承之外輪安裝於上述單元座, 上述軸承之內輪藉由上述第2磁鐵之磁力向光軸方向拉近。
(15) 如上述(12)至(14)中任一項之透鏡鏡筒,其中 設置對於上述軸承於光軸方向相隔配置之滑動軸承, 上述透鏡單元經由上述軸承與上述滑動軸承,可旋轉地支持於上述單元座。
(16) 如上述(15)之透鏡鏡筒,其中 上述軸承與上述滑動軸承位於上述透鏡單元之光軸方向之兩端部。
(17) 如上述(1)至(16)中任一項之透鏡鏡筒,其中 設置具有上述透鏡單元之輥動作部, 上述輥動作部以光軸為支點,向滾動方向旋動, 上述輥動作部之重心位於上述光軸上。
(18) 如上述(17)之透鏡鏡筒,其中 設置具有上述輥動作部之可動體, 上述可動體以橫穿光軸,與光軸方向正交之支點軸為支點,向第1方向或第2方向之至少一方移動, 上述可動體之重心位於上述支點軸上。
(19) 如上述(18)之透鏡鏡筒,其中 使上述可動體之重心與光軸和上述支點軸之交點一致。
(20) 如上述(1)之透鏡鏡筒,其中 設置支持上述透鏡單元之單元座作為上述安裝體, 上述透鏡單元對於上述單元座向滾動方向旋轉, 於上述單元座設置安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部,及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
(21) 一種攝像裝置,其具備: 攝像元件,其將經由光學系統取得之光學像轉換成電性信號; 透鏡單元,其具有至少一個透鏡; 第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正; 第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正; 第1線圈,其與上述第1磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動; 第2線圈,其與上述第2磁鐵一起構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及 安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵, 上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體成為一體動作。
1‧‧‧透鏡鏡筒
2‧‧‧固定體
3‧‧‧可動體
4‧‧‧外框
5‧‧‧前群單元
6‧‧‧第1線圈體
7‧‧‧透鏡保持構件
7a‧‧‧保持部
7b‧‧‧被安裝板部
8‧‧‧第1透鏡群
9‧‧‧線圈安裝構件
10‧‧‧第1線圈
10X‧‧‧俯仰用線圈
10Y‧‧‧偏擺用線圈
11‧‧‧基環
12‧‧‧安裝板部
12a‧‧‧突部
13‧‧‧固定用突部
13a‧‧‧固定面
14‧‧‧主動動作部
15‧‧‧輥動作部
16‧‧‧單元座
17‧‧‧磁鐵單元
18‧‧‧支持構件
19‧‧‧平衡器
20‧‧‧安裝面部
20a‧‧‧插入孔
21‧‧‧周面部
21a‧‧‧階差面
21b‧‧‧前側圓周面
21c‧‧‧後側圓周面
22‧‧‧圓筒部
22a‧‧‧安裝面
23‧‧‧固定用突部
23a‧‧‧固定面
24‧‧‧磁軛
25‧‧‧第1磁鐵
25X‧‧‧俯仰用磁鐵
25Y‧‧‧偏擺用磁鐵
26‧‧‧第2磁鐵
26a‧‧‧貫通孔
27‧‧‧第2磁鐵安裝部
27a‧‧‧插通孔
28‧‧‧第1磁鐵安裝部
29‧‧‧突狀部
29a‧‧‧槽形成部
30‧‧‧連結部
31‧‧‧球狀支持體
32‧‧‧彈簧構件
32a‧‧‧內側對向面部
32b‧‧‧外側對向面部
32c‧‧‧連結面部
32d‧‧‧返回部
32e‧‧‧滑動凹部
33‧‧‧透鏡單元
34‧‧‧第2線圈體
35‧‧‧元件單元
35a‧‧‧基底板
35b‧‧‧攝像元件
36‧‧‧透鏡座
36a‧‧‧配置空間
37‧‧‧第2透鏡群
38‧‧‧大徑部
39‧‧‧小徑部
40‧‧‧元件框部
41‧‧‧滑動軸承
42‧‧‧軸承
42a‧‧‧內輪
42b‧‧‧外輪
42c‧‧‧球體
43‧‧‧線圈基座
44‧‧‧第2線圈
91‧‧‧相機信號處理部
92‧‧‧圖像處理部
93‧‧‧顯示部
94‧‧‧R/W
97‧‧‧驅動控制部
98‧‧‧記憶體
100‧‧‧攝像裝置
101‧‧‧外殼
102‧‧‧操作部
5000‧‧‧內視鏡手術系統
5001‧‧‧內視鏡
5003‧‧‧鏡筒
5005‧‧‧相機頭
5007‧‧‧透鏡單元
5009‧‧‧攝像部
5011‧‧‧驅動部
5013‧‧‧通信部
5015‧‧‧相機頭控制部
5017‧‧‧其他手術器械
5019‧‧‧氣腹管
5021‧‧‧能量處理器械
5023‧‧‧鉗子
5025a~5025d‧‧‧套管針
5029‧‧‧基部
5031‧‧‧臂部
5033a、5033b、5033c‧‧‧關節部
5035a、5035b‧‧‧連桿
5037‧‧‧推車
5039‧‧‧CCU
5041‧‧‧顯示裝置
5043‧‧‧光源裝置
5045‧‧‧臂控制裝置
5047‧‧‧輸入裝置
5049‧‧‧處理器械控制裝置
5051‧‧‧氣腹裝置
5053‧‧‧記錄器
5055‧‧‧印表機
5059‧‧‧通信部
5061‧‧‧圖像處理部
5063‧‧‧控制部
5065‧‧‧傳送電纜
5067‧‧‧施術者
5069‧‧‧病床
5071‧‧‧患者
7000‧‧‧車輛控制系統
7010‧‧‧通信網路
7100‧‧‧驅動系統控制單元
7110‧‧‧車輛狀態檢測部
7200‧‧‧本體系統控制單元
7300‧‧‧電池控制單元
7310‧‧‧二次電池
7400‧‧‧車外資訊檢測單元
7410‧‧‧攝像部
7420‧‧‧車外資訊檢測部
7500‧‧‧車內資訊檢測單元
7510‧‧‧駕駛者狀態檢測部
7600‧‧‧綜合控制單元
7610‧‧‧微電腦
7620‧‧‧通用通信I/F
7630‧‧‧專用通信I/F
7640‧‧‧測位部
7650‧‧‧信標接收部
7660‧‧‧車內機器I/F
7670‧‧‧聲音圖像輸出部
7680‧‧‧車載網路I/F
7690‧‧‧記憶部
7710‧‧‧擴音器
7720‧‧‧顯示部
7730‧‧‧儀錶板
7750‧‧‧外部環境
7760‧‧‧車內機器
7800‧‧‧輸入部
7900‧‧‧車輛
7910、7912、7914、7916、7918‧‧‧攝像部
7920、7922、7924、7926、7928、7930‧‧‧車外資訊檢測部
a、b‧‧‧攝像範圍
P‧‧‧第1支點軸
圖1係與圖2至圖22一起顯示本技術之透鏡鏡筒及攝像裝置之實施形態者,本圖係攝像裝置之立體圖。 圖2係透鏡鏡筒之立體圖。 圖3係透鏡鏡筒之分解立體圖。 圖4係以組合透鏡鏡筒之各部之狀態顯示之分解立體圖。 圖5係透鏡鏡筒之剖視圖。 圖6係將包含支持構件等之內部構造一部分以剖面顯示之前視圖。 圖7係單元座之放大立體圖。 圖8係支持構件與彈簧構件之放大立體圖。 圖9係彈簧構件之放大立體圖。 圖10係圖6所示之X-X線中,將支持構件經由彈簧構件支持於第1線圈體之狀態、省略磁鐵等而顯示之剖視圖。 圖11係圖6所示之XI-XI線中,將單元座經由彈簧構件支持於支持構件之狀態、省略磁鐵等而顯示之剖視圖。 圖12係透鏡座之放大立體圖。 圖13係將包含第2線圈體等之內部構造一部分以剖面顯示之前視圖。 圖14係顯示可動體對於固定體向俯仰方向旋動之狀態之剖視圖。 圖15係顯示可動體對於固定體向偏擺方向旋動之狀態之剖視圖。 圖16係顯示輥動作部對於主動動作部向滾動方向旋動之狀態之前視圖。 圖17係顯示軸承之內輪向第2磁鐵拉近之狀態之放大剖視圖。 圖18係攝像裝置之方塊圖。 圖19係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖20係顯示圖19所示之相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。 圖21係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖22係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。

Claims (21)

  1. 一種透鏡鏡筒,其包含: 透鏡單元,其包含至少一個透鏡; 第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正; 第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正; 第1線圈,其與上述第1磁鐵一同構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動; 第2線圈,其與上述第2磁鐵一同構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及 安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵, 上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體成為一體動作。
  2. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 設有磁軛作為上述安裝體,該磁軛具有安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部、及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
  3. 如請求項2之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵安裝部與上述第2磁鐵安裝部以正交之狀態配置。
  4. 如請求項3之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵與上述第2磁鐵形成為板狀, 上述第1磁鐵以朝向正交於光軸方向之方向的狀態,安裝於上述第1磁鐵安裝部, 上述第2磁鐵以朝向光軸方向之狀態,安裝於上述第2磁鐵安裝部。
  5. 如請求項2之透鏡鏡筒,其中 上述第1磁鐵安裝部與上述第1磁鐵係設置複數個, 上述複數個第1磁鐵安裝部於繞光軸方向間隔配置。
  6. 如請求項2之透鏡鏡筒,其中 上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵形成為環狀, 上述透鏡單元之一部分,插通於上述第2磁鐵安裝部與上述第2磁鐵。
  7. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 上述第2磁鐵與上述第2線圈位於較上述透鏡單元之外周內側。
  8. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 設置縱擺用磁鐵與平擺用磁鐵,作為上述第1磁鐵, 設置縱擺用線圈與平擺用線圈,作為上述第1線圈, 上述透鏡單元可向第1方向及第2方向移動。
  9. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 設置可動體,該可動體包含上述透鏡單元、及支持上述透鏡單元之單元座, 上述透鏡單元對於上述單元座向滾動方向旋轉, 上述單元座與上述透鏡單元成一體,向第1方向或第2方向之至少一方移動。
  10. 如請求項9之透鏡鏡筒,其中 於上述透鏡單元安裝上述第2線圈。
  11. 如請求項9之透鏡鏡筒,其中 上述透鏡單元位於上述單元座之內部。
  12. 如請求項11之透鏡鏡筒,其中 上述透鏡單元至少經由軸承可旋轉地支持於上述單元座。
  13. 如請求項12之透鏡鏡筒,其中 上述軸承形成為大致圓環狀。
  14. 如請求項12之透鏡鏡筒,其中 上述軸承之內輪安裝於上述透鏡單元, 上述軸承之外輪安裝於上述單元座, 上述軸承之內輪藉由上述第2磁鐵之磁力向光軸方向拉近。
  15. 如請求項12之透鏡鏡筒,其中 設置相對於上述軸承位於光軸方向相隔之滑動軸承, 上述透鏡單元經由上述軸承與上述滑動軸承,可旋轉地支持於上述單元座。
  16. 如請求項15之透鏡鏡筒,其中 上述軸承與上述滑動軸承位於上述透鏡單元之光軸方向之兩端部。
  17. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 設置包含上述透鏡單元之輥動作部, 上述輥動作部以光軸為支點,向滾動方向旋動, 上述輥動作部之重心位於上述光軸上。
  18. 如請求項17之透鏡鏡筒,其中 設置包含上述輥動作部之可動體, 上述可動體以橫穿光軸、與光軸方向正交之支點軸為支點,向第1方向或第2方向之至少一方移動, 上述可動體之重心位於上述支點軸上。
  19. 如請求項18之透鏡鏡筒,其中 使上述可動體之重心、與光軸和上述支點軸之交點一致。
  20. 如請求項1之透鏡鏡筒,其中 設置支持上述透鏡單元之單元座作為上述安裝體, 上述透鏡單元相對於上述單元座向滾動方向旋轉, 於上述單元座設置安裝有上述第1磁鐵之第1磁鐵安裝部、及安裝有上述第2磁鐵之第2磁鐵安裝部。
  21. 一種攝像裝置,其包含: 攝像元件,其將經由光學系統取得之光學像轉換成電性信號; 透鏡單元,其包含至少一個透鏡; 第1磁鐵,其用以進行第1方向或第2方向之至少一方之振動修正; 第2磁鐵,其用以進行滾動方向之振動修正; 第1線圈,其與上述第1磁鐵一同構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向第1方向或第2方向之至少一方移動; 第2線圈,其與上述第2磁鐵一同構成磁性電路,用以使上述透鏡單元向滾動方向旋轉;及 安裝體,其安裝有上述第1磁鐵及上述第2磁鐵, 上述透鏡單元向上述第1方向或第2方向之至少一方移動時,上述第1磁鐵、上述第2磁鐵及上述安裝體成為一體動作。
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