WO2019187762A1 - 手術用観察装置、および制御方法 - Google Patents

手術用観察装置、および制御方法 Download PDF

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WO2019187762A1
WO2019187762A1 PCT/JP2019/005731 JP2019005731W WO2019187762A1 WO 2019187762 A1 WO2019187762 A1 WO 2019187762A1 JP 2019005731 W JP2019005731 W JP 2019005731W WO 2019187762 A1 WO2019187762 A1 WO 2019187762A1
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optical system
irradiation
unit
light
observation apparatus
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PCT/JP2019/005731
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植田　充紀
景 戸松
聡 溝内
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ソニー株式会社
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    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0437—Trolley or cart-type apparatus

Definitions

  • the present disclosure relates to a surgical observation apparatus and a control method.
  • an imaging microscope (or an “image microscope”) is mounted on the head unit and is also referred to as an imaging microscope (or “video microscope”) that displays an image captured on the image display device.
  • an imaging microscope or “video microscope”
  • the imaging microscope disclosed in Patent Document 1 and the like includes an irradiation unit that irradiates illumination light used for imaging in the head unit, but the movement of the user due to an increase in the volume of the head unit.
  • the imaging optical microscope or the like that is provided in the head portion of a general optical microscope is not provided in the imaging microscope.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and the present disclosure uses unnecessary illumination light as illumination light in a necessary illumination region while suppressing the movement of the user from being inhibited.
  • a new and improved surgical observation apparatus and control method capable of controlling efficient irradiation are provided.
  • an imaging unit that outputs a captured image by imaging a surgical region that is an observation target, an irradiation unit that irradiates illumination light to the surgical region, a plurality of link units, and the plurality of link units
  • An arm portion that holds one or a plurality of joint portions for connecting the imaging portion and the irradiation portion at one end, and a support portion that supports the arm portion, to which the other end of the arm portion is connected.
  • the support unit includes a light source unit and an irradiation optical system
  • the arm unit includes an optical waveguide that guides a light beam emitted from the light source unit and passing through the irradiation optical system to the irradiation unit, and the irradiation optical unit.
  • the system is provided with a surgical observation apparatus that makes the irradiation range (or irradiation angle) of the illumination light irradiated by the irradiation unit variable.
  • an imaging unit that outputs a captured image by imaging a surgical region that is an observation target, an irradiation unit that irradiates illumination light to the surgical region, a plurality of link units, and the plurality of the plurality of link units
  • An arm unit having one or a plurality of joints connecting the link unit, holding the imaging unit and the irradiation unit at one end, and having an optical waveguide for guiding light from the light source unit to the irradiation unit; and the arm unit
  • the surgical region is observed by a surgical observation apparatus comprising the light source unit and the irradiation optical system inside, a support unit that supports the arm unit, and a control unit that controls irradiation.
  • a control method for a surgical observation apparatus comprising: an observation step to be performed; and an illumination control step of controlling the irradiation optical system via the control unit and changing an irradiation range of the illumination light irradiated by the irradiation unit.
  • an increase in the size of the head unit provided at one end of the arm unit can be suppressed by having the optical system that controls the irradiation light in the support unit, not the head unit.
  • this indication can control that a user's motion is inhibited.
  • the irradiation optical system controls the irradiation range of the illumination light by the irradiation unit. Thereby, this indication can enable irradiation of efficient illumination light.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus 301 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a process for controlling an incident angle of a light beam to an optical waveguide 201. It is explanatory drawing which showed the structure of the irradiation optical system 103 typically. It is explanatory drawing which showed the structure of the irradiation optical system 103 typically.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the incident angle of light rays on the optical waveguide 201 and the radiation angle direction from the optical waveguide 201. It is explanatory drawing which showed the 2nd specific example of the irradiation optical system 103 typically. It is explanatory drawing which showed typically the 3rd specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the incident angle of light rays on the optical waveguide 201 and the radiation angle direction from the optical waveguide 201. It is explanatory drawing which showed the 2nd specific example of the irradiation optical system 103 typically. It is explanatory drawing which showed typically the 3rd specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is explanatory drawing which showed typically the 5th specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is explanatory drawing which showed typically the 5th specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is explanatory drawing which showed typically the 6th specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is explanatory drawing which showed typically the 7th specific example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is explanatory drawing which showed typically the 8th example of the irradiation optical system 103.
  • FIG. It is the flowchart which showed an example of the control processing flow of an irradiation range. It is the flowchart which showed an example of the control processing flow of an irradiation range.
  • an optical microscope that is currently widely used in surgery has a large head portion or support base, obstructs the movement of the user, and has a narrow field of view.
  • Patent Document 1 in recent years, a high-definition imaging unit (including an image sensor) is mounted on the head unit, and a captured image output by the imaging unit is displayed on a monitor (image display device).
  • An imaging microscope capable of this has been proposed. By using an imaging microscope, one or more people do not need to keep their eyes on the eyepiece of the microscope while checking the captured image displayed on the monitor. Without being done, surgery can be performed in a free posture.
  • high-performance optical microscopes that are currently in circulation have a mechanism that makes the observation area of the objective lens variable by controlling the optical system, and also changes the irradiation area of the illumination light according to the change of the observation area.
  • the optical microscope can control the light beam so that the illumination light is irradiated only to the area that needs to be irradiated.
  • the imaging microscope disclosed in Patent Document 1 and the like includes an irradiation unit that irradiates illumination light used for imaging.
  • the movement of the user is caused by an increase in the volume of the head unit. In order to suppress the inhibition, there is a demand for a reduction in the size of the head portion.
  • an optical system for example, a zoom lens
  • the optical system mounted on the imaging microscope is a fixed optical system having no optically variable portion, it has not been required to make the illumination light irradiation range variable.
  • the resolution of the image sensor increases, it has become possible to maintain a certain level of resolution even if a digital zoom is performed on the captured image. For example, when 1/4 of the total area is cut out from the center of an image sensor capable of acquiring a 4K captured image, the resolution of that portion becomes substantially the same as the resolution of an HD (High Definition) image (or HD Close to the resolution of the image). If the resolution of the captured image is as high as that of the HD image, the captured image is considered to be sufficiently resistant to surgery.
  • digital zoom it is not necessary to add a mechanical mechanism such as moving a part of the lens to change the focal length of the imaging lens, so keep the head size small. Can do.
  • the illumination light is irradiated even to an irradiation unnecessary area that is not displayed on the image display device. This results in wasted illumination light.
  • the surgical observation apparatus (a kind of imaging microscope) can change the irradiation range of the illumination light emitted from the head unit to the support unit that supports the arm unit to which the head unit is connected to one end.
  • An irradiation optical system is provided.
  • the surgical observation apparatus can reduce the size of the head portion, and thus can inhibit the movement of the user from being hindered.
  • the surgical observation apparatus can change the irradiation range of the illumination light by controlling the irradiation optical system.
  • the surgical observation apparatus according to the present disclosure can be controlled as effective illumination light without shielding unnecessary illumination light irradiation.
  • the surgical observation apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail.
  • Embodiment> (2.1. Configuration example) The background of the present disclosure has been described above. Subsequently, a configuration example according to an embodiment of the present disclosure will be described.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of the surgical observation apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the surgical observation apparatus 1 includes a head unit 30, an arm unit 20, and a support unit 10.
  • the head unit 30 is a part including an imaging unit that outputs a captured image by imaging a surgical region that is an observation target, and an irradiation unit that irradiates the surgical region with illumination light.
  • the arm portion 20 includes a plurality of link portions 21 (link portions 21a to 21c in the drawing) and one or more joint portions 22 (in the drawing, joint portions 22a and joints) that connect the plurality of link portions 21. Part 22b), and a part for holding the head part 30 at one end. Since a plurality of link portions 21 and one or a plurality of joint portions 22 are provided, the user can change the shape of the arm portion 20 to place the head portion 30 at a desired position, and thus is used for surgery. Therefore, a more suitable captured image can be obtained.
  • the arm unit 20 includes an optical waveguide (for example, a light guide) that guides illumination light emitted from a light source unit included in the support unit 10 to the head unit 30.
  • the support part 10 is a part to which the other end of the arm part 20 is connected and supports the arm part 20. And the support part 10 which concerns on this embodiment is provided with the light source part which radiate
  • the above is an example to the last, and the external appearance or each part of the surgical observation apparatus 1 is not limited to the example of FIG.
  • the surgical observation apparatus 1 may include a part other than the above, or each part of the surgical observation apparatus 1 may have a configuration other than the above.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the surgical observation apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the surgical observation apparatus 1 includes a light source unit 101, an irradiation optical system 103, an optical waveguide 201, an imaging device 301, an image processing unit 401, and a control unit 109.
  • the light source unit 101, the irradiation optical system 103, the image processing unit 401, and the control unit 109 are provided in the support unit 10
  • the optical waveguide 201 is provided in the arm unit 20
  • the imaging device 301 is provided in the head unit 30.
  • part in the surgical observation apparatus 1 with which the image process part 401 is provided is not specifically limited.
  • the image processing unit 401 may be provided in the support unit 10 or may be provided in a part other than the support unit 10, the arm unit 20, or the head unit 30.
  • the above description of the parts provided with the respective configurations is not strict.
  • the optical waveguide 201 is connected to the irradiation optical system 103 of the support unit 10 and the imaging device 301 of the head unit 30, not all of them are provided in the arm unit 20, but a part of the optical waveguide 201.
  • the head unit 30 may be provided.
  • the structure with which the surgical observation apparatus 1 is provided is not limited to the example of FIG.
  • the surgical observation apparatus 1 may include a drive mechanism that drives the irradiation optical system 103 in the support unit 10 (details will be described later).
  • the light source unit 101 has at least one solid light source, and emits light from the solid light source as illumination light. Further, when the light source unit 101 has two or more solid light sources, the light source unit 101 can emit white light by mixing light from each solid light source. The illumination light emitted from the light source unit 101 is guided to the irradiation optical system 103 described later.
  • each solid light source may emit light other than visible light.
  • any one of the solid light sources may emit infrared light.
  • the solid light source included in the light source unit 101 may be a laser light source, a light emitting diode (LED), or a combination of both.
  • the irradiation optical system 103 is connected to an optical waveguide 201 (for example, a light guide) provided in the arm unit 20 and is provided so as to be connectable to the optical waveguide 201. Illumination light emitted from the light source unit 101 is guided to the optical waveguide 201 through the irradiation optical system 103.
  • the incident optical system 103 functions as a center to control the incident angle of the light beam incident on the optical waveguide 201.
  • the detailed configuration of the irradiation optical system 103 will be described later.
  • the optical waveguide 201 is, for example, a light guide, and is usually an index guide type multi-mode optical fiber having a core diameter of about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, which is bundled to cover a diameter of about 1 mm to 10 mm.
  • the light guide is also referred to as “bundle fiber”).
  • the optical waveguide 201 may be a liquid light guide in which a liquid is sealed in a tube having flexibility of about 1 mm to 10 mm and the liquid is used as a light guide.
  • Many liquid light guides have high transparency especially for light having a short wavelength, and are useful depending on the wavelength of illumination light emitted from the light source unit 101.
  • Illumination light emitted from the irradiation optical system 103 is propagated through the optical waveguide 201 to reach the imaging device 301, and through the bundle fiber provided inside the imaging device 301, the object to be imaged is detected. A predetermined area is illuminated.
  • the optical waveguide 201 is not particularly limited, and a known light guide can be used.
  • the imaging device 301 is directed to the surgical region of the imaging target (subject) and is configured to image the surgical region.
  • the illumination light guided by the optical waveguide 201 propagates through the bundle fiber provided in the imaging device 301 to reach the distal end portion of the imaging device 301, and illuminates the surgical region in the imaging target.
  • an observation window for observing the imaging target is provided at the tip of the imaging device 301, and an image of the imaging target through the observation window propagates inside the imaging device 301 to capture the image. Propagated to the imaging unit provided at the other end of the device 301.
  • the image of the imaging target is converted into digital data by various image sensors provided inside the imaging unit, and is output to the image processing unit 401 described later as needed.
  • the configuration of the imaging apparatus 301 will be described in detail later.
  • the image processing unit 401 performs image processing on a captured image related to the imaging target imaged by the imaging device 301 and displays the image on an image display device such as various displays provided outside the surgical observation device. Display control.
  • the image processing unit 401 is, for example, a CPU (Central Processing). It can be realized by an information processing apparatus such as various computers provided with a unit, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) and the like.
  • the image processing unit 401 changes the angle of view of the captured image displayed on the image display device in accordance with the operation performed by the user of the surgical observation apparatus 1 (that is, enlarges / reduces the image), and Display on the display device.
  • image processing is, for example, development processing, white balance processing, image correction processing, and enlargement / reduction processing.
  • the control unit 109 controls the light source unit 101 or the irradiation optical system 103.
  • the control unit 109 is, for example, a CPU (Central Processing). It can be realized by an information processing apparatus such as various computers provided with a unit, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) and the like. Note that the function of the control unit 109 may be realized in an information processing apparatus that implements the function of the image processing unit 401. Details of the processing of the control unit 109 will be described later.
  • the configuration example of the surgical observation apparatus 1 according to this embodiment has been described above.
  • said structure demonstrated with reference to FIG. 2 is an example to the last, and the structural example of the observation apparatus 1 for surgery which concerns on this embodiment is not limited to the example which concerns.
  • all or part of the functions of each configuration may be realized by other configurations.
  • a part of the light propagation function by the optical waveguide 201 may be realized by the irradiation optical system 103 or the imaging device 301.
  • the configuration of the surgical observation apparatus 1 according to the present embodiment can be flexibly deformed according to specifications and operations.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the support unit 10 according to the present embodiment.
  • the support unit 10 includes a control unit 109 in addition to the light source unit 101 and the irradiation optical system 103 described with reference to FIG. 2, and also includes a multimode optical fiber 105, It is preferable to further include a drive mechanism 107 and a storage unit 111.
  • the multimode optical fiber 105 is a multimode optical fiber having a core diameter of 10 ⁇ m or more, and guides the illumination light emitted from the light source unit 101 to the irradiation optical system 103.
  • the illumination light emitted from the light source unit 101 can be efficiently guided to the irradiation optical system 103.
  • the illumination light can be easily handled.
  • the irradiation optical system 103 and the optical waveguide 201 may be connected by a multimode optical fiber 105 having a core diameter of 10 ⁇ m or more.
  • the driving mechanism 107 is realized by a known driving member such as an actuator or a moving stage.
  • the drive mechanism 107 controls the incident angle adjustment mechanism provided in the irradiation optical system 103 as described in detail below under the control of the control unit 109, and enters the optical waveguide 201 in the irradiation optical system 103.
  • the incident angle of the light beam (that is, the illumination light beam) is set to an appropriate value.
  • the control unit 109 is realized by, for example, various IC chips including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the control unit 109 is a processing unit that comprehensively controls the operation of the surgical observation apparatus 1 according to the present embodiment. For example, the illumination light emission process from the light source unit 101 and the irradiation optical system by the drive mechanism 107 are performed.
  • the control process 103 is managed. Accordingly, the control unit 109 can perform control so that the incident angle of the light beam incident on the optical waveguide 201 in the irradiation optical system 103 is variable.
  • control unit 109 outputs illumination light from the light source unit 101 by outputting a predetermined control signal to the light source unit 101.
  • control unit 109 acquires information indicating that the angle of view of the captured image to be displayed on the display screen has been changed from the image processing unit 401
  • the control unit 109 controls the drive mechanism 107 based on the information to The illumination light irradiation range (or irradiation angle) according to the change rate (change rate of the image size) is realized.
  • the control unit 109 can suppress power consumption by using the light irradiated to the irradiation unnecessary area as the illumination light of the irradiation necessary area without shielding, for example, when digital zoom is performed.
  • Efficient irradiation can be performed.
  • the operator who is watching the monitor with the surgeon around the patient can easily recognize which part is currently displayed on the monitor.
  • the control unit 109 does not necessarily have to change the illumination light irradiation range in accordance with the change in the angle of view.
  • the control unit 109 may control the light source unit 101 as necessary to emit an appropriate amount of illumination light. That is, when the illumination light irradiation range changes in a decreasing direction, the amount of illumination light increases in the changed irradiation range. When the increase in the amount of light is too large (that is, when it is too bright), the control unit 109 controls the light source unit 101 so that the intensity of illumination light emitted from the light source unit 101 is adjusted so as to obtain an appropriate amount of light. Reduce. For example, when the digital zoom is performed twice, the area of the imaging region is 1 ⁇ 4 that before zooming.
  • the control unit 109 can reduce power consumption, suppress heat generation of the light emitting member in the light source unit 101, or suppress damage to the affected part due to radiant heat of illumination light.
  • the control unit 109 controls the light source unit 101, The intensity of illumination light emitted from the light source unit 101 is increased so as to obtain an appropriate amount of light.
  • a predetermined threshold is set in advance for the amount of illumination light, the amount of illumination light in the irradiation range after the change, and the preset threshold It is possible to determine whether or not it is appropriate by making a determination of the size of Also, for the size of the irradiation range and the appropriate amount of illumination light, the size of the appropriate irradiation range according to the rate of change in the size of the image and the value of the appropriate amount of light according to the size of the irradiation range Can be appropriately set by creating a database in a format such as a lookup table and referring to the database.
  • control unit 109 can use various parameters and databases stored in the storage unit 111, various programs, and the like when performing various control processes. Further, the control unit 109 may control the incident angle of the light beam incident on the optical waveguide 201 in the irradiation optical system 103 according to various operations performed by the user who has confirmed the image processing unit 401.
  • the storage unit 111 is realized by, for example, a ROM, a RAM, a storage device, or the like.
  • the storage unit 111 stores various parameters and databases, various programs, and the like that can be referred to when the control unit 109 performs various control processes.
  • the storage unit 111 may store temporary data generated when the control unit 109 performs various control processes, various history information, and the like. This storage unit 111 can be freely read / written by the control unit 109.
  • the configuration example of the support unit 10 according to this embodiment has been described above.
  • said structure demonstrated with reference to FIG. 3 is an example to the last, and the structural example of the support part 10 which concerns on this embodiment is not limited to the example which concerns.
  • all or part of the functions of each configuration may be realized by other configurations.
  • various control processes by the control unit 109 may be realized by the drive mechanism 107 or the like.
  • the configuration of the support unit 10 according to the present embodiment can be flexibly deformed according to specifications and operations.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the imaging apparatus 301 according to the present embodiment.
  • the imaging device 301 includes an irradiation unit 303, an objective optical system 305, a relay optical system 307, an imaging optical system 309, and an imaging unit 311.
  • the irradiation unit 303 is configured to irradiate the operation area with illumination light. More specifically, the irradiation unit 303 is an optical system that irradiates the imaging target with illumination light propagated through the optical waveguide 201.
  • the irradiation unit 303 is not particularly limited, and it is possible to use known optical members that control various irradiation directions.
  • the objective optical system 305 is an optical system for obtaining an observation image of the illumination light irradiation area.
  • the objective optical system 305 is not particularly limited, and various known optical systems can be used.
  • the observation image propagated by the objective optical system 305 is further guided to the imaging optical system 309 by the relay optical system 307.
  • the relay optical system 307 is an optical system that relays the image observed by the objective optical system 305 to the imaging optical system 309.
  • the relay optical system 307 is not particularly limited, and various known relay optical systems can be used.
  • the imaging optical system 309 is an optical system for forming an observation image of the imaging target object propagated by the relay optical system 307 on the imaging unit 311 and is optically connected to the imaging unit 311 in the subsequent stage. .
  • the imaging optical system 309 is not particularly limited, and various known imaging optical systems can be used.
  • the imaging unit 311 is configured to capture an observation image of an imaging target irradiated with illumination light from the optical waveguide 201 and generate a captured image. More specifically, the imaging unit 311 uses an image sensor that is sensitive to wavelengths in the visible light band (for example, a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)) with a human eye.
  • a CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the configuration example of the imaging device 301 according to the present embodiment has been described above.
  • the above-described configuration described with reference to FIG. 4 is merely an example, and the configuration example of the imaging device 301 according to the present embodiment is not limited to the example.
  • all or part of the functions of each configuration may be realized by other configurations.
  • the function of the relay optical system 307 may be realized by the imaging optical system 309 or the like.
  • the configuration of the imaging apparatus 301 according to the present embodiment can be flexibly modified according to specifications and operations.
  • the imaging device 301 may include a control unit (not shown) that controls each component.
  • the present disclosure has made the incident angle of the light incident on the optical waveguide 201 (optical waveguide). It was found that the radiation angle of the light beam emitted from the optical waveguide 201 can be controlled by changing the angle formed by the incident light beam with respect to the optical axis 201.
  • the optical waveguide 201 is an index guide type bundle fiber or liquid light guide in which a plurality of multimode optical fibers having a core diameter of about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m are bundled, and these are incident on the incident end face.
  • the light beam is emitted from the exit end face while preserving the angle of the light beam.
  • the incident angle of the light beam is preserved, but the incident position of the light beam is not preserved. Therefore, the incident light beam at a certain incident angle becomes a ring-shaped light beam while maintaining the angle. Radiated from.
  • the irradiation range (or illumination angle) of illumination light is made variable by controlling the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 as described above.
  • the irradiation optical system 103 controls the incident angle of the light beam incident on the optical waveguide 201 into two types, for example, an incident angle close to parallel light and an incident angle close to the numerical aperture NA of the optical waveguide 201.
  • the incident angle close to the parallel light to the incident angle close to the numerical aperture NA of the optical waveguide 201 may be controlled in multiple steps.
  • the irradiation optical system 103 having such a function preferably includes at least a collimator lens 131 and an incident angle adjustment mechanism 133 as shown in FIG. 6A.
  • the collimator lens 131 is an optical element that changes the illumination light from the light source unit 101 incident on the irradiation optical system 103 into parallel light.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 is a mechanism for adjusting the incident angle of the illumination light to the optical waveguide 201 as described with reference to FIG.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 changes the state of the incident angle adjusting mechanism 133 by the function of the drive mechanism 107 shown in FIG. 3.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 changes the beam size and divergence angle of the light incident on the irradiation optical system 103. By changing, the incident angle of the illumination light to the optical waveguide 201 changes.
  • a specific example of the incident angle adjusting mechanism 133 will be described later.
  • the irradiation optical system 103 further includes a coupling optical system 135 at the subsequent stage of the incident angle adjustment mechanism 133 as shown in FIG. 6B.
  • the coupling optical system 135 is an optical system that couples a light beam whose incident angle to the optical waveguide 201 is controlled to the optical waveguide 201.
  • a known optical system such as a fixed magnification optical system can be applied as long as the incident angle of the controlled illumination light is not changed.
  • the coupling optical system 135 may have the function of the incident angle adjustment mechanism 133. That is, the beam size of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 can be changed by changing the magnification of the coupling optical system 135. Since the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 changes due to such a change in the beam size, the irradiation area control as described with reference to FIG. 5 can be realized.
  • the irradiation optical system 103 may include only the incident angle adjusting mechanism 133 without including the collimator lens 131 and the coupling optical system 135. That is, as long as the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 can be controlled, the irradiation optical system 103 includes the collimator lens 131 so that parallel light does not have to be generated.
  • the present invention is not limited to this, and the irradiation optical system 103 may also include a coupling optical system 135 as in the above example.
  • the irradiation range (or irradiation angle) of the illumination light is controlled and the irradiation range is reduced (or when the irradiation angle is reduced), the wide irradiation range (or a larger irradiation angle) is changed before the change.
  • the amount of distributed illumination light is concentrated in the small irradiation range (or small irradiation angle) after the change. As a result, it is possible to make the irradiation area brighter and to use the illumination light more efficiently.
  • a diffusion plate is used as the incident angle adjustment mechanism 133.
  • the divergence angle of a light beam (that is, illumination light) incident on the diffusing plate can be changed, thereby changing the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201. be able to.
  • a diffusion plate is provided as the incident angle adjusting mechanism 133 after the collimator lens 131, and as an example of the coupling optical system 135 at the subsequent stage of the diffusion plate, a fixed magnification.
  • An optical system is provided.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is a relatively small angle.
  • the illumination light irradiation range becomes relatively small.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is a relatively large angle.
  • the illumination light irradiation range becomes relatively large.
  • the irradiation optical system 103 a plurality of diffusion plates having different diffusion angles are prepared, and the functions as described above can be realized by replacing the diffusion plates disposed on the optical path by the driving mechanism 107. It becomes possible. Note that the same effect as described above can be obtained not by replacing a plurality of diffusion plates having different diffusion angles but by increasing or decreasing the number of diffusion plates arranged on the optical path.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 is a multi-lens in which a plurality of lenses are arranged in an array.
  • An array (Multi Lens Array: MLA) is provided.
  • the multi-lens array is provided as the incident angle adjusting mechanism 133 at the subsequent stage of the collimator lens 131, and as an example of the coupling optical system 135 at the subsequent stage of the multi-lens array, A fixed magnification optical system is provided.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 becomes a relatively small angle.
  • the light irradiation range becomes relatively small.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is a relatively large angle.
  • the illumination light irradiation range becomes relatively large.
  • the irradiation optical system 103 a plurality of multi-lens arrays having different focal lengths are prepared, and the above-described functions are realized by replacing the multi-lens arrays arranged on the optical path by the driving mechanism 107. It becomes possible. Note that the same effect as described above can be obtained by increasing or decreasing the number of multi-lens arrays arranged on the optical path instead of replacing a plurality of multi-lens arrays having different focal lengths.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 is provided with a lens having a conical surface, a lens having a concave surface corresponding to the conical surface, a beam size conversion mechanism that can be separated, and a diffusion plate.
  • This beam size conversion mechanism can convert the beam size of incident illumination light by separating the two lenses and changing the distance between the two lenses. That is, when the two lenses are integrated, the beam size of the incident illumination light is maintained in the incident state, while the incident illumination is separated by separating the lens having the conical surface. The light beam size can be converted to a larger size. Therefore, it can be said that this beam size conversion mechanism is an optical element capable of optically creating a virtual light surface.
  • the illumination light transmitted through the beam size conversion mechanism is further diffused by the diffusion plate, and a coupling optical system provided in the subsequent stage of the diffusion plate (in this case, the coupling optical system is configured by a fixed magnification optical system and a reduction optical system). ), The incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 can be changed.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is The angle becomes relatively small, and the illumination light irradiation range becomes relatively small.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 becomes a relatively large angle, and the illumination light The irradiation range is relatively large.
  • a reflection optical system such as a mirror is provided as the incident angle adjusting mechanism 133, and the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 is controlled by controlling the incident position to the coupling optical system 135. Can be changed.
  • the position of the reflection optical system is controlled so that the illumination light from the light source unit 101 is incident in the vicinity of the optical axis of the coupling optical system 135.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface becomes a relatively small angle, and the illumination light irradiation range becomes relatively small.
  • the position of the reflection optical system by controlling the position of the reflection optical system so that the illumination light from the light source unit 101 is incident on a position away from the optical axis of the coupling optical system 135,
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is a relatively large angle, and the illumination light irradiation range is relatively large.
  • the illumination light is incident on the optical waveguide 201 from a certain direction.
  • the optical waveguide 201 including a plurality of optical fibers as described above, Since the incident angle is preserved but the incident position is not preserved, the illumination light incident from one direction is diffracted over the entire circumference, and the entire desired area can be illuminated.
  • the function as described above can be realized by controlling the position of the reflection optical system such as a mirror by the drive mechanism 107.
  • the incident angle adjusting mechanism 133 is provided with a reflecting optical system such as a divided mirror (hereinafter also simply referred to as “divided mirror”).
  • a reflecting optical system such as a divided mirror (hereinafter also simply referred to as “divided mirror”).
  • the incident angle of the illumination light to the coupling optical system 135 is controlled to change the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201.
  • the reflecting optical system which is a single mirror in the fourth specific example, is divided into two mirrors located on the front side and the back side of the drawing plane in a plane parallel to the drawing plane, and FIG.
  • the reflection optical system which was a single mirror in the fourth specific example, may be divided into two mirrors positioned on the upper and lower sides of the plane of the plane. And it is good also as a form as shown in FIG.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is changed by moving any one of the split mirrors in the radial direction (that is, the vertical direction on the paper surface). It becomes possible.
  • at least one of the split mirrors is moved (for example, the upper split mirror is moved while the position of the upper split mirror is fixed and the lower split mirror is moved). Is moved downward, and the lower divided mirror is moved upward, etc.), the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 can be changed.
  • the function as described above can be realized by controlling the position of the reflecting optical system such as the split mirror by the driving mechanism 107.
  • a refractive optical system such as a structural prism is provided as the incident angle adjusting mechanism 133, and the incident angle of the illumination light to the coupling optical system 135 is set.
  • the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 can be changed.
  • FIG. 16A and FIG. 16B show an example of the structure of the structural prism.
  • the structural prism that can be used as the incident angle adjusting mechanism 133 has optical transmission surfaces S1, S2, and S3, as shown in FIGS. 16A and 16B.
  • the optical transmission surface S1 and the optical transmission surface S3 are parallel to each other. Further, the optical transmission surface S2 and the optical transmission surface S3 are non-parallel, and the optical transmission surface S2 is an inclined surface having a predetermined angle.
  • the optical axis of the light incident on the optical transmission surface S1 and exiting from the optical transmission surface S3 is the optical transmission surface S1 and the optical transmission surface S3 provided with such a structural prism.
  • the optical axis of the light incident on the optical transmission surface S2 and emitted from the optical transmission surface S3 is inclined with respect to the optical axis of the optical system in which the structural prism is provided. For this reason, the refraction effect has an angle corresponding to the inclination angle of the optical transmission surface S2.
  • the position of the refractive optical system is controlled so that the illumination light from the light source unit 101 is substantially parallel to the optical axis of the coupling optical system 135.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 becomes a relatively small angle, and the illumination light irradiation range becomes relatively small.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 is a relatively large angle, and the illumination light irradiation range is relatively large.
  • the illumination light is incident on the optical waveguide 201 from a certain direction.
  • the optical waveguide 201 including a plurality of optical fibers as described above, Since the incident angle is preserved but the incident position is not preserved, the illumination light incident from one direction is diffracted over the entire circumference, and the entire desired area can be illuminated.
  • the above-described function can be realized.
  • the refractive optical system such as the structural prism is disposed between the collimator lens 131 and the coupling optical system 135, but the refractive optical system such as the structural prism is disposed immediately before the incident surface of the optical waveguide 201.
  • the same effect can be obtained.
  • a zoom optical system including a refractive optical system (for example, a plurality of assembled lenses) is provided as the incident angle adjusting mechanism 133.
  • the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 can be changed.
  • the position of a part of the zoom optical system provided as the incident angle adjusting mechanism 133 can be relatively increased.
  • the illumination light irradiation range becomes relatively large.
  • the position of a part of the zoom optical system provided as the incident angle adjustment mechanism 133 is moved toward the light source unit 101 in the optical axis direction so that the lower state of FIG. 17 transitions to the upper state of FIG.
  • the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 can be made relatively small. Thereby, the irradiation range of illumination light becomes relatively small.
  • the function as described above can be realized by controlling the position and the like of each optical element of the zoom optical system provided as the incident angle adjusting mechanism 133 by the driving mechanism 107.
  • the collimator lens 131 and the coupling optical system 135 are not provided, but these configurations may be provided as appropriate.
  • the type of optical element provided in the zoom optical system is not particularly limited (for example, not limited to a refractive optical system).
  • the incident angle adjusting mechanism 133 is provided to change the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201.
  • the incident angle of the light beam to the optical waveguide 201 can also be changed by changing the angle formed by the optical axis and the optical axis of the irradiation optical system 103.
  • the irradiation optical system 103 when the irradiation optical system 103 is coupled to the optical waveguide 201 so that the optical axis of the irradiation optical system 103 coincides with the optical axis of the optical waveguide 201, the optical waveguide 201.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface becomes a relatively small angle
  • the illumination light irradiation range becomes relatively small.
  • the incident angle of the illumination light on the incident surface of the optical waveguide 201 becomes a relatively large angle.
  • the light irradiation range becomes relatively large.
  • the function as described above can be realized by controlling the tilt state of the irradiation optical system 103 by the drive mechanism 107.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of an irradiation range control processing flow.
  • the image processing unit 401 when the angle of view of the captured image displayed on the image display device is changed by digital zoom, information indicating that the angle of view of the captured image has changed is sent to the control unit 109 of the surgical observation device 1. Is output.
  • the control unit 109 of the surgical observation apparatus 1 acquires information indicating that the angle of view has changed from the image processing unit 401, the control unit 109 refers to the information regarding the size of the changed angle of view included in the information. . Thereafter, the controller 109 controls the incident angle of the light beam (illumination light) to the optical waveguide 201 by appropriately driving the incident angle adjusting mechanism 133 of the irradiation optical system 103 by the driving mechanism 107 (step S101). Thereby, the magnitude
  • the control unit 109 controls the intensity of the light according to the size of the irradiation range as necessary (step S103). That is, in the illumination area after the change, when the illumination area is too bright, the control unit 109 controls the light source unit 101 to reduce the intensity of illumination light emitted from the light source unit 101. Further, in the illumination area after the change, when the illumination area is too dark, the control unit 109 controls the light source unit 101 to increase the intensity of the illumination light emitted from the light source unit 101. Thereby, the brightness of the illumination light is appropriately controlled according to the width of the illumination area.
  • FIG. 20 is a flowchart showing another example of the irradiation range control processing flow.
  • the captured image is displayed on the image display device (not shown) by various operations performed by the user of the surgical observation apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the user of the surgical observation apparatus 1 confirming the captured image performs various user operations and controls the incident angle of the light beam incident on the optical waveguide 201 in the irradiation optical system 103 via the control unit 109 (step S111). ). Thereby, the magnitude
  • the control unit 109 also controls the light intensity based on a user operation corresponding to the change in the captured image (step S113). Thereby, the brightness of the illumination light is appropriately controlled.
  • the irradiation optical system that can change the irradiation range of the illumination light on the support unit 10 that supports the arm unit 20 to which the head unit 30 is connected at one end. 103. Accordingly, the surgical observation apparatus 1 according to the present disclosure can reduce the size of the head unit 30, and thus can prevent the movement of the user from being hindered.
  • the surgical observation apparatus 1 according to the present disclosure can change the irradiation range of the illumination light by controlling the irradiation optical system 103. Accordingly, the surgical observation apparatus 1 according to the present disclosure suppresses unnecessary illumination light irradiation by concentrating illumination light in a necessary region when the angle of view of the captured image is changed by digital zoom. Can do.
  • An imaging unit that outputs a captured image by imaging a surgical region to be observed;
  • An irradiation unit for irradiating illumination light to the surgical region;
  • An arm unit having a plurality of link units and one or a plurality of joint units connecting the plurality of link units, and holding the imaging unit and the irradiation unit at one end;
  • the other end of the arm portion is connected, and a support portion that supports the arm portion,
  • the support part has a light source part and an irradiation optical system
  • the arm unit has an optical waveguide that guides a light beam emitted from the light source unit and passing through the irradiation optical system to the irradiation unit,
  • the irradiation optical system makes the irradiation range of the illumination light irradiated by the irradiation unit variable, Surgical observation device.
  • the irradiation optical system includes a reflection optical system that reflects a light beam emitted from the light source unit or a refraction optical system that refracts the light beam, and a coupling optical system that couples the light beam to the optical waveguide.
  • the control unit moves the reflective optical system or the refractive optical system to change the separation distance between the optical axis of the coupling optical system and the incident position of the light beam on the incident surface to the coupling optical system.
  • the surgical observation apparatus according to (2) above.
  • the control unit changes the incident angle by changing an angle formed by the optical axis of the irradiation optical system and the optical axis of the optical waveguide.
  • the control unit changes the incident angle by changing a beam size of the light beam on an incident surface of the light beam to the optical waveguide.
  • the irradiation optical system is provided with a coupling optical system that couples the light beam with the incident angle controlled to the optical waveguide,
  • the control unit changes a beam size of the light beam by changing a magnification of the coupling optical system.
  • the irradiation optical system has a beam size conversion mechanism that changes a beam size of a light beam incident on the irradiation optical system,
  • the controller changes the beam size of the light beam by controlling the beam size conversion mechanism.
  • the control unit changes the incident angle by changing a divergence angle of the light beam emitted from the light source unit.
  • the irradiation optical system has a diffusion plate, The control unit changes the divergence angle by controlling the diffusion plate, The surgical observation apparatus according to (8) above.
  • the control unit changes the divergence angle by performing at least one of replacement of the different types of the diffusion plates, or changing the number of the diffusion plates disposed,
  • the surgical observation apparatus according to (9) above.
  • the irradiation optical system includes a multi-lens array in which a plurality of lenses are arranged in an array, The controller changes the divergence angle by controlling the multi-lens array.
  • the surgical observation apparatus according to (8) above.
  • the control unit changes the divergence angle by performing at least one of replacement of different types of the multi-lens arrays or change of the number of the arranged multi-lens arrays.
  • the surgical observation apparatus according to (11) above.
  • the control unit controls the incident angle according to the captured image.
  • the surgical observation apparatus according to any one of (2) to (12).
  • the control unit controls the incident angle according to the change of the angle of view.
  • the surgical observation apparatus according to (13) above.
  • the control unit controls the incident angle according to the change of the angle of view when the angle of view is changed by digital zoom.
  • the surgical observation apparatus according to (14) above.
  • the control unit controls the incident angle according to a change rate of a size of the captured image on the display screen.
  • the surgical observation apparatus according to (14) or (15).
  • the control unit controls the incident angle according to a user operation.
  • the surgical observation apparatus according to any one of (2) to (16).
  • the control unit changes the intensity of light emitted from the light source unit according to the change in the irradiation range.
  • the surgical observation apparatus according to any one of (2) to (17). (19) One or more connecting an imaging unit that outputs a captured image by imaging a surgical region that is an observation target, an irradiation unit that irradiates illumination light to the surgical region, a plurality of link units, and the plurality of link units An arm part having an optical waveguide for guiding light from a light source part to the irradiation part, and the other end of the arm part are connected to each other.
  • An observation step of observing a surgical region with a surgical observation device comprising a light source unit and an irradiation optical system and a support unit that supports the arm unit, and a control unit that controls irradiation,
  • a control method for a surgical observation apparatus comprising a light source unit and an irradiation optical system and a support unit that supports the arm unit, and a control unit that controls irradiation.

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Abstract

【課題】ユーザの動きが阻害されることを抑制しつつ、不要な照明光の照射を抑制し必要な領域に照明光を集中させることを可能にする。 【解決手段】観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、前記手術領域に照明光を照射する照射部と、複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するアーム部と、前記アーム部の他端が接続され、前記アーム部を支持する支持部と、を備え、前記支持部は、光源部および照射光学系を有し、前記アーム部は、前記光源部から出射され前記照射光学系を通る光線を前記照射部に導く光導波路を有し、前記照射光学系は、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を可変にする、手術用観察装置が提供される。

Description

手術用観察装置、および制御方法
　本開示は、手術用観察装置、および制御方法に関する。
　現在、手術において広く一般に使用されている光学顕微鏡は、そのヘッド部または支持台が大きく、ユーザ（例えば執刀医等）の動きを阻害していた。そこで、以下の特許文献１に示すように、近年、ヘッド部に撮像部（イメージセンサを含む）を搭載し、画像表示装置に撮像した画像を表示する撮像顕微鏡（または「ビデオ顕微鏡」とも呼称される）が提案されている。
国際公開第２０１５／１２９４７３号
　ここで、特許文献１等に開示されている撮像顕微鏡は、撮像に用いられる照明光を照射する照射部をヘッド部に備えているが、ヘッド部の体積が増大することが原因でユーザの動きが阻害されることを抑制するために、基本的にヘッド部のサイズの小型化が求められている。そのため、一般的な光学顕微鏡のヘッド部に備えられている、照明光の照射範囲を調整する照射光学系等は、撮像顕微鏡には備えられていない場合が多かった。したがって、例えば、電気的に撮像画像を拡大するデジタルズームが行われ、撮像画像の一部が画像表示装置に表示される場合、観察対象外として画像表示装置に表示しない領域、すなわち照射不要な領域が生じても照明光が照射され続けることになり、照明光の無駄が発生していた。
　そこで、本開示は上記に鑑みてなされたものであり、本開示は、ユーザの動きが阻害されることを抑制しつつ、不要な照明光を必要な照明領域の照明光として利用することで、効率的な照射を制御することが可能な、新規かつ改良された手術用観察装置、および制御方法を提供する。
　本開示によれば、観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、前記手術領域に照明光を照射する照射部と、複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するアーム部と、前記アーム部の他端が接続され、前記アーム部を支持する支持部と、を備え、前記支持部は、光源部および照射光学系を有し、前記アーム部は、前記光源部から出射され前記照射光学系を通る光線を前記照射部に導く光導波路を有し、前記照射光学系は、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲（または照射角）を可変にする、手術用観察装置が提供される。
　また、本開示によれば、観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、前記手術領域に照明光を照射する照射部と、複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するとともに、光源部から前記照射部に光を導く光導波路を有するアーム部と、前記アーム部の他端が接続され、内部に該光源部および照射光学系を有するとともに前記アーム部を支持する支持部と、照射の制御を行う制御部と、を備える手術用観察装置により手術領域の観察を行う観察工程と、前記照射光学系を前記制御部を介して制御し、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を変更する照明制御工程と、を有する手術用観察装置の制御方法が提供される。
　本開示によれば、ヘッド部ではなく支持部に照射光を制御する光学系を有することによって、アーム部の一端に備えられるヘッド部のサイズ増大を抑制することができる。これによって、本開示は、ユーザの動きが阻害されることを抑制することができる。また、照射光学系が制御されることによって、照射部による照明光の照射範囲が制御される。これによって、本開示は、効率的な照明光の照射を可能にすることができる。
　以上説明したように本開示によれば、ユーザの動きが阻害されることを抑制しつつ、不要な照明光を必要な照明領域の照明光として利用することで、効率的な照射を制御することが可能になる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本開示の一実施形態に係る手術用観察装置１の部位を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る手術用観察装置１の構成例を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係る支持部１０の構成例を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係る撮像装置３０１の構成例を示すブロック図である。 光導波路２０１への光線の入射角度の制御処理について説明するための説明図である。 照射光学系１０３の構成を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の構成を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の構成を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の構成を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第１の具体例を模式的に示した説明図である。 光導波路２０１への光線の入射角度と光導波路２０１からの放射角方向との関係を示したグラフ図である。 照射光学系１０３の第２の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第３の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第４の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第５の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第５の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第５の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第６の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第６の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第７の具体例を模式的に示した説明図である。 照射光学系１０３の第８の具体例を模式的に示した説明図である。 照射範囲の制御処理フローの一例を示したフローチャートである。 照射範囲の制御処理フローの一例を示したフローチャートである。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．背景
　２．実施形態
　　２．１．構成例
　　２．２．照射範囲の制御原理
　　２．３．照射範囲の制御処理フロー
　３．まとめ
　　＜１．背景＞
　まず、本開示の背景について説明する。
　手術用拡大鏡（サージカルルーペ）が用いられる手術において、拡大視と目視の頻繁な切り替えは、ユーザ（例えば執刀医等）の負担となる。しかし、上記のとおり、現在、手術において広く一般に使用されている光学顕微鏡は、そのヘッド部または支持台が大きく、ユーザの動きを阻害しており、かつ、視野も狭かった。
　そこで、上記の特許文献１に示すように、近年、ヘッド部に高精細の撮像部（イメージセンサを含む）を搭載し、撮像部によって出力された撮像画像をモニター（画像表示装置）に表示することが可能な撮像顕微鏡が提案されている。ユーザは、撮像顕微鏡を用いることで、１人または２人以上で、モニターに映された撮像画像を確認しながら顕微鏡の接眼部に目を合わせた状態を維持する必要が無いため姿勢を制限されることなく、自由な姿勢で手術を行うことができる。
　ここで、現在流通している高機能な光学顕微鏡は、光学系を制御することで対物レンズの観察領域を可変とし、観察領域の変化に応じて照明光の照射領域も可変とする機構をヘッド部に備えている。これによって、光学顕微鏡は、照射の必要な領域にのみ照明光が照射されるように光線を制御することができる。しかしながら上記のとおり、特許文献１等に開示されている撮像顕微鏡は、撮像に用いられる照明光を照射する照射部を備えているが、ヘッド部の体積が増大することが原因でユーザの動きが阻害されることを抑制するために、ヘッド部のサイズの小型化が求められている。そのため、撮像顕微鏡のヘッド部に観察領域を可変にする光学系（例えば、ズームレンズ等）を搭載することは困難であった。すなわち、基本的に、撮像顕微鏡に搭載される光学系は光学的に可変する部分の無い固定光学系であったため、照明光の照射範囲を可変にすることは求められていなかった。
　しかし、イメージセンサの解像度が上がるにつれて、撮像画像に対してデジタルズームを行ってもある程度の解像度の維持ができるようになってきた。例えば、４Ｋの撮像画像を取得可能なイメージセンサの中心部から全面積の１／４が切り出されると、その部分の解像度は、ＨＤ（High Definition）画像の解像度と略同一となる（または、ＨＤ画像の解像度に近くなる）。撮像画像にてＨＤ画像程度の解像度が確保されていれば、当該撮像画像は、手術に十分耐え得るものであると考えられる。デジタルズームが行われる場合には、撮像レンズの焦点距離を変えるためにレンズの一部を動かすなどの機械的機構をヘッド部に追加することが不要なため、ヘッド部のサイズを小さいまま維持することができる。
　しかし、デジタルズームが行われる場合であっても、照明光の照射領域を調整可能な機構が備えられていない場合には、画像表示装置に表示されない照射不要な領域にまで照明光が照射されることになり、照明光の無駄が発生することになる。
　そこで、本件の開示者は、上記事情に鑑みて本開示に係る技術を創作するに至った。本開示に係る手術用観察装置（撮像顕微鏡の一種）は、一端にヘッド部が接続されているアーム部を支持する支持部に、ヘッド部から照射される照明光の照射範囲を変更可能とする照射光学系を備える。これによって、本開示に係る手術用観察装置は、ヘッド部を小型化することができるため、ユーザの動きが阻害されることを抑制することができる。
　また、本開示に係る手術用観察装置は、照射光学系を制御することによって、照明光の照射範囲を変化させることができる。これによって、本開示に係る手術用観察装置は、不要な照明光の照射を遮蔽することなく、有効な照明光として制御することができる。以降では、本開示の実施形態である手術用観察装置について詳細に説明していく。
　　＜２．実施形態＞
　（２．１．構成例）
　上記では、本開示の背景について説明した。続いて、本開示の一実施形態に係る構成例について説明する。
　（手術用観察装置１の部位）
　まず、図１を参照して、本実施形態に係る手術用観察装置１の部位について説明する。図１は、本実施形態に係る手術用観察装置１の部位を示す説明図である。
　図１に示すように、手術用観察装置１は、ヘッド部３０と、アーム部２０と、支持部１０と、を備える。
　ヘッド部３０は、観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部、および手術領域に照明光を照射する照射部等を備える部位である。
　アーム部２０は、複数のリンク部２１（図中では、リンク部２１ａ～リンク部２１ｃ）、および複数のリンク部２１を接続する１または複数の関節部２２（図中では、関節部２２ａと関節部２２ｂ）を有し、一端にヘッド部３０を保持する部位である。リンク部２１が複数備えられ、関節部２２が１または複数備えられることで、ユーザは、アーム部２０の形状を変化させてヘッド部３０を所望の位置に配置することができるため、手術に用いるのにより適した撮像画像を得ることができる。また、アーム部２０は、支持部１０に備えられる光源部から出射された照明光をヘッド部３０に導く光導波路（例えばライトガイド）を備える。
　支持部１０は、アーム部２０の他端が接続され、アーム部２０を支持する部位である。そして、本実施形態に係る支持部１０は、照明光を出射する光源部と、照明光の照射範囲を変更可能な照射光学系を備える。
　なお、上記はあくまで一例であり、手術用観察装置１の外観、または各部位は、図１の例に限定されない。例えば、手術用観察装置１は上記以外の部位を備えていてもよく、または手術用観察装置１の各部位は上記以外の構成を備えていてもよい。
　（手術用観察装置１の構成例）
　上記では、本実施形態に係る手術用観察装置１の部位について説明した。続いて、図２を参照して、本実施形態に係る手術用観察装置１の構成例について説明する。図２は、本実施形態に係る手術用観察装置１の構成例を示すブロック図である。
　図２に示すように、手術用観察装置１は、光源部１０１と、照射光学系１０３と、光導波路２０１と、撮像装置３０１と、画像処理部４０１、制御部１０９と、を備える。このうち、光源部１０１および照射光学系１０３、画像処理部４０１、制御部１０９は支持部１０に備えられ、光導波路２０１はアーム部２０に備えられ、撮像装置３０１はヘッド部３０に備えられる。
　なお、画像処理部４０１が備えられる手術用観察装置１中の部位は特に限定されない。例えば、画像処理部４０１は、支持部１０に備えられてもよいし、支持部１０、アーム部２０、またはヘッド部３０以外の部位に備えられてもよい。また、各構成が備えられる部位についての上記説明は厳密なものではない。例えば、光導波路２０１は、支持部１０の照射光学系１０３、およびヘッド部３０の撮像装置３０１に接続されるために、その全てがアーム部２０に備えられるのではなく、一部が支持部１０、またはヘッド部３０に備えられてもよい。また、手術用観察装置１が備える構成は、図２の例に限定されない。例えば、手術用観察装置１は、支持部１０において照射光学系１０３を駆動させる駆動機構等を備えていてもよい（詳細については後述する）。
　光源部１０１は、少なくとも１つ以上の固体光源を有しており、かかる固体光源からの光を照明光として出射する。また、光源部１０１が２つ以上の固体光源を有している場合、光源部１０１は、各固体光源からの光を混色することで白色光を出射することも可能である。光源部１０１から出射された照明光は、後述する照射光学系１０３へと導光される。
　なお、固体光源が複数存在する場合、各固体光源が出射する光の波長の組み合わせは、特に限定されるものではない。また、各固体光源は、可視光以外の光を出射してもよい。例えば、固体光源のいずれか一つは、赤外光を射出してもよい。これによって、各種バイオマーカの検出等が可能となる。また、光源部１０１が有する固体光源とは、レーザ光源であってもよいし、発光ダイオード（Light Emitting Diode：LED）であってもよいし、その両方が併用されてもよい。また、それらの固体光源とその光源光によって励起される蛍光体光の組み合わせで有っても良い。
　照射光学系１０３は、アーム部２０に設けられた光導波路２０１（例えばライトガイド）に対して接続される構成であり、かかる光導波路２０１と接続可能なように設けられる。光源部１０１から出射された照明光は、この照射光学系１０３を介して光導波路２０１へと導光される。また、本実施形態に係る手術用観察装置１では、後に詳述するように、この照射光学系１０３が中心となって機能することにより、光導波路２０１へと入射する光線の入射角度が制御される。この照射光学系１０３の詳細な構成については、以下で改めて説明する。
　光導波路２０１は、例えばライトガイドであり、通常、インデックスガイド型の１０μｍ～１００μｍ程度のコア径を有するマルチモード光ファイバが数十～数百本束ねられて直径１ｍｍ～１０ｍｍ程度にまとめられて被覆で覆われたものである（当該ライトガイドは、「バンドルファイバ」とも呼称される）。なお、光導波路２０１は、１ｍｍ～１０ｍｍ程度の可撓性を有するチューブの中に液体が封止され、液体が導光体として用いられた液体ライトガイドであってもよい。液体ライトガイドは、特に短波長の光について高い透過性を有するものが多く、光源部１０１が出射する照明光の波長によっては有用となる。
　照射光学系１０３から出射された照明光は、この光導波路２０１によって伝搬されて、撮像装置３０１まで達し、撮像装置３０１の内部に設けられたバンドルファイバを介して、撮像対象物である被検体の所定の領域を照明することとなる。かかる光導波路２０１については、特に限定されるものではなく、公知のライトガイドを利用することが可能である。
　撮像装置３０１は、撮像対象物（被検体）における手術領域に向けられ、手術領域を撮像する構成である。光導波路２０１によって導光された照明光は、撮像装置３０１内に設けられたバンドルファイバを伝搬して撮像装置３０１の先端部まで達し、撮像対象物における手術領域を照明する。また、撮像装置３０１の先端部には、撮像対象物を観察するための観察窓が設けられており、観察窓を介した撮像対象物の像は、撮像装置３０１の内部を伝搬して、撮像装置３０１のもう一方の端部に設けられた撮像部まで伝搬される。撮像対象物の像は、撮像部の内部に設けられた各種のイメージセンサによってデジタルデータ化され、後述する画像処理部４０１へと随時出力される。この撮像装置３０１が備える構成については後に詳述する。
　画像処理部４０１は、撮像装置３０１によって撮像された、撮像対象物に関する撮像画像に対して画像処理を行い、また、手術用観察装置の外部に設けられた各種ディスプレイ等の画像表示装置に表示する際の表示制御を実施する。この画像処理部４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた各種コンピュータ等の情報処理装置によって実現することが可能である。画像処理部４０１は、手術用観察装置１のユーザによって実施された操作に応じて、画像表示装置に表示させる撮像画像の画角を変化させて（すなわち、画像を拡大／縮小させて）、画像表示装置に表示させる。なお、画像処理は例えば、現像処理、ホワイトバランス処理、画像補正処理、拡大縮小処理である。
　制御部１０９は、光源部１０１または照射光学系１０３を制御する。制御部１０９は、例えばＣＰＵ（Central Processing
Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた各種コンピュータ等の情報処理装置によって実現することが可能である。なお、画像処理部４０１の機能を実現する情報処理装置に制御部１０９の機能を実現させてもよい。制御部１０９の処理の詳細については後述する。
　以上、本実施形態に係る手術用観察装置１の構成例について説明した。なお、図２を参照して説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る手術用観察装置１の構成例は係る例に限定されない。例えば、各構成の機能の全部または一部は、他の構成によって実現されてもよい。例えば、光導波路２０１による光の伝搬機能の一部は、照射光学系１０３、または撮像装置３０１によって実現されてもよい。本実施形態に係る手術用観察装置１の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
　（支持部１０の構成例）
　上記では、本実施形態に係る手術用観察装置１の構成例について説明した。続いて、図３を参照して、手術用観察装置１に係る支持部１０の構成例について説明する。図３は、本実施形態に係る支持部１０の構成例を示すブロック図である。
　図３に示すように、支持部１０は、図２を参照しながら説明した光源部１０１および照射光学系１０３に加えて、制御部１０９を有しており、また、マルチモード光ファイバ１０５と、駆動機構１０７と、記憶部１１１と、を更に有していることが好ましい。
　マルチモード光ファイバ１０５は、１０μｍ以上のコア径を有するマルチモード光ファイバであり、光源部１０１から出射された照明光を、照射光学系１０３まで導光する。光源部１０１と照射光学系１０３とを、マルチモード光ファイバ１０５を用いて接続することで、光源部１０１から出射された照明光を効率良く照射光学系１０３へと導光することが可能となるとともに、照明光の取り扱いが容易なものとなる。また、図３に示したように、照射光学系１０３と光導波路２０１とを、１０μｍ以上のコア径を有するマルチモード光ファイバ１０５で接続してもよい。
　駆動機構１０７は、アクチュエータ、移動ステージ等の公知の駆動部材により実現される。駆動機構１０７は、制御部１０９による制御のもとで、照射光学系１０３に設けられる入射角度調整機構を以下で詳述するように制御して、照射光学系１０３において光導波路２０１へと入射する光線（すなわち、照明光の光線）の入射角度が適切な値となるように設定する。
　制御部１０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる各種ＩＣチップ等により実現される。制御部１０９は、本実施形態に係る手術用観察装置１の動作を統括的に制御する処理部であり、例えば、光源部１０１からの照明光の出射処理、及び、駆動機構１０７による照射光学系１０３の制御処理等を管理する。これにより、制御部１０９は、照射光学系１０３において光導波路２０１へと入射する光線の入射角度が可変となるように、制御を行うことができる。
　より詳細には、制御部１０９は、所定の制御信号を光源部１０１へと出力することで、光源部１０１から照明光を出射させる。また、制御部１０９は、画像処理部４０１から、表示画面に表示させる撮像画像の画角が変更となった旨の情報を取得すると、かかる情報に基づいて駆動機構１０７を制御して、画角の変化率（画像の大きさの変化率）に応じた照明光の照射範囲（または照射角）が実現されるようにする。これによって、制御部１０９は、デジタルズームが行われる場合等において、照射不要な領域に照射される光を、遮蔽することなく、照射必要な領域の照明光として利用することで、消費電力の抑制や効率的な照射を行うことができる。また、照射角（または照射領域）が変化することで、患者の周辺で執刀医と共にモニターを見ている作業者も、現在どの部位がモニターに表示されているのかを容易に認識することができる。なお、例えば、照明光が特殊光である場合等においては、制御部１０９は、必ずしも画角の変化に応じて照明光の照射範囲を変化させなくてもよい。
　また、制御部１０９は、かかる照射範囲（または照射角）の制御とともに、必要に応じて光源部１０１を制御して、適切な光量の照明光が出射されるようにしてもよい。すなわち、照明光の照射範囲が減少する方向に変化した際に、変化後の照射範囲において照明光の光量が増加する。この光量増加が多すぎる場合（すなわち、明るすぎる場合）には、制御部１０９は、光源部１０１を制御して、適切な光量となるように、光源部１０１から出射される照明光の強度を低下させる。例えば、２倍のデジタルズームが行われた場合、撮像領域の面積はズーム前の１／４となるため、理論的には、照射光を遮蔽することなく照射領域に光量を集めた場合は、光源の光量もズーム前の１／４に低下しても照射面ではズーム前と同様の輝度を維持することができる。これによって、制御部１０９は、消費電力を低減させたり、光源部１０１における発光部材の発熱を抑制したり、照明光の放射熱による患部の損傷を抑制したりすることができる。また、照明光の照射範囲が変化した際に、変化後の照射範囲において照明光の光量が少なすぎる場合（すなわち、暗すぎる場合）には、制御部１０９は、光源部１０１を制御して、適切な光量となるように、光源部１０１から出射される照明光の強度を増加させる。
　ここで、照明光の光量が適切であるか否かについては、照明光の光量について、予め所定の閾値を設定しておき、変更後の照射範囲の照明光の光量と、予め設定した閾値との大小判断を行うことで、適切であるか否かを判断することが可能である。また、照射範囲の大きさ及び照明光の適切な光量についても、画像の大きさの変化率に応じた適切な照射範囲の大きさ、及び、照射範囲の大きさに応じた適切な光量の値を、例えばルックアップテーブルのような形式でデータベース化しておき、かかるデータベースを参照することで、適切に設定することが可能である。
　なお、制御部１０９は、各種制御処理を実施するに際し、記憶部１１１に格納されている各種のパラメータ及びデータベース、並びに、各種のプログラム等を利用することが可能である。また、制御部１０９は、画像処理部４０１を確認したユーザが実施した各種の操作に応じて、照射光学系１０３において光導波路２０１へと入射する光線の入射角度を制御してもよい。
　記憶部１１１は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ストレージ装置等により実現される。記憶部１１１には、制御部１０９が各種制御処理を実施するに際して参照可能な、各種のパラメータ及びデータベース、並びに、各種のプログラム等が格納されている。また、かかる記憶部１１１には、制御部１０９が各種制御処理を実施する際に生成される一時的なデータや各種の履歴情報等が格納されていてもよい。この記憶部１１１は、制御部１０９が自由にデータのリード／ライト処理を実施することが可能である。
　以上、本実施形態に係る支持部１０の構成例について説明した。なお、図３を参照して説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る支持部１０の構成例は係る例に限定されない。例えば、各構成の機能の全部または一部は、他の構成によって実現されてもよい。例えば、制御部１０９による各種制御処理は駆動機構１０７等によって実現されてもよい。本実施形態に係る支持部１０の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
　（撮像装置３０１の構成例）
　上記では、本実施形態に係る支持部１０の構成例について説明した。続いて、図４を参照して、ヘッド部３０に備えられる撮像装置３０１の構成例について説明する。図４は、本実施形態に係る撮像装置３０１の構成例を示すブロック図である。
　図４に示すように、撮像装置３０１は、照射部３０３と、対物光学系３０５と、リレー光学系３０７と、結像光学系３０９と、撮像部３１１と、を備える。
　照射部３０３は、手術領域に照明光を照射する構成である。より具体的には、照射部３０３は、光導波路２０１によって伝播された照明光を撮像対象物へ照射する光学系である。かかる照射部３０３については、特に限定されるものではなく、公知の様々な照射方向を制御する光学部材を利用することが可能である。
　対物光学系３０５は、照明光の照射領域の観察像を得るための光学系である。かかる対物光学系３０５については、特に限定されるものではなく、公知の各種の光学系を利用することが可能である。対物光学系３０５により伝播された観察像は、リレー光学系３０７によって、更に結像光学系３０９へと導光される。
　リレー光学系３０７は、対物光学系３０５で観察された像を結像光学系３０９へとリレーする光学系である。なお、リレー光学系３０７は、特に限定されるものではなく、公知の様々なリレー光学系を利用することが可能である。
　結像光学系３０９は、リレー光学系３０７により伝播された撮像対象物の観察像を、撮像部３１１に結像させるための光学系であり、後段の撮像部３１１と光学的に接続されている。かかる結像光学系３０９については、特に限定されるものではなく、公知の様々な結像光学系を利用することが可能である。
　撮像部３１１は、光導波路２０１からの照明光により照射された撮像対象物の観察像を撮像して、撮像画像を生成する構成である。より具体的には、撮像部３１１は、可視光帯域の波長に感度のあるイメージセンサ（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等）を用いることで、人間の眼で直接観察する状況に近い画像を撮像し、かかる画像を適切に現像した上で、撮像画像として画像処理部４０１に提供することで、ユーザが画像表示装置(図示せず)を介して撮像画像を確認することができるようにする。
　以上、本実施形態に係る撮像装置３０１の構成例について説明した。なお、図４を参照して説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る撮像装置３０１の構成例は係る例に限定されない。例えば、各構成の機能の全部または一部は、他の構成によって実現されてもよい。例えば、リレー光学系３０７の機能が結像光学系３０９等によって実現されてもよい。本実施形態に係る撮像装置３０１の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。例えば、撮像装置３０１は、各構成を制御する制御部（図示なし）を備えていてもよい。
　（２．２．照射範囲の制御原理）
　上記では、ヘッド部３０に備えられる撮像装置３０１の構成例について説明した。続いて、照射範囲（または照射角）の制御原理について説明する。
　本開示者らは、照明光が照射される領域の広さを可変とすることが可能な手術用観察装置１について鋭意検討を行った結果、光導波路２０１に入射する光線の入射角度（光導波路２０１の光軸に対して入射光線のなす角度）を変化させることで、光導波路２０１から出射する光線の放射角度を制御可能であるとの知見を得た。
　すなわち、図５に模式的に示したように、光線が光導波路２０１に対して、相対的に小さな入射角度で入射する場合には、光導波路２０１から出射する光線の放射角度は小さな値となり（図５上段）、光線が光導波路２０１に対して、相対的に大きな入射角度で入射する場合には、光導波路２０１から出射する光線の放射角度は大きな値となる（図５下段）。上記のとおり、光導波路２０１は、インデックスガイド型の１０μｍ～１００μｍ程度のコア径を有する複数のマルチモード光ファイバが束ねられたバンドルファイバや液体ライトガイドであるところ、これらは、入射端面に入射した光線の角度を保存したまま出射端面から光線を放射するという特性を有するからである。ただし、光ファイバ等では、光線の入射角度は保存されるものの、光線の入射位置は保存されないため、ある入射角度で入射した光線は、その角度を維持したままリング状の光線となって出射端面から放射される。
　かかる現象により、図５上段に模式的に示したように、光導波路２０１への光線の入射角度を相対的に小さくすることで、光導波路２０１からの光線の放射角度が小さくなる結果、光導波路２０１から放射された光線の照射領域を小さく絞ることが可能となる。逆に、図５下段に模式的に示したように、光導波路２０１への光線の入射角度を相対的に大きくすることで、光導波路２０１からの光線の放射角度が大きくなる結果、光導波路２０１から放射された光線の照射領域を大きく広げることが可能となる。
　本実施形態に係る照射光学系１０３では、上記のように光導波路２０１への光線の入射角度を制御することで、照明光の照射範囲（または照明角）を可変とする。
　ここで、照射光学系１０３は、光導波路２０１に入射する光線の入射角度を、例えば、平行光に近い入射角度と、光導波路２０１の開口数ＮＡに近い入射角度と、の２種類に制御してもよいし、平行光に近い入射角度から光導波路２０１の開口数ＮＡに近い入射角度までを、多段階に制御してもよい。
　このような機能を有する照射光学系１０３は、図６Ａに示したように、コリメータレンズ１３１と、入射角度調節機構１３３と、を少なくとも有することが好ましい。コリメータレンズ１３１は、照射光学系１０３へと入射した光源部１０１からの照明光を、平行光とする光学素子である。また、入射角度調節機構１３３は、図５を参照しながら説明したような、光導波路２０１への照明光の入射角度を調節する機構である。この入射角度調節機構１３３は、図３に示した駆動機構１０７が機能することによって、入射角度調節機構１３３の状態が変化し、例えば、照射光学系１０３に入射した光のビームサイズや発散角を変化させることで、光導波路２０１への照明光の入射角度が変化する。かかる入射角度調節機構１３３の具体例については、以下で改めて説明する。
　また、本実施形態に係る照射光学系１０３は、図６Ｂに示したように、入射角度調節機構１３３の後段に、結合光学系１３５を更に有することが好ましい。結合光学系１３５は、光導波路２０１への入射角度が制御された光線を光導波路２０１へと結合させる光学系である。このような光学系を設けることで、光導波路２０１への入射角度が制御された光線を、より確実に光導波路２０１へと結合させることが可能となる。このような光学系としては、制御された照明光の入射角度を変化させてしまわないものであれば、例えば固定倍率光学系等の公知の光学系を適用することが可能である。
　また、本実施形態に係る照射光学系１０３は、図６Ｃに示したように、結合光学系１３５が、入射角度調節機構１３３の機能を兼ね備えていてもよい。すなわち、結合光学系１３５の倍率を変化させることで、光導波路２０１の入射面における照明光のビームサイズを変化させることができる。このようなビームサイズの変化によって、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度が変化することとなるため、図５を参照しながら説明したような照射領域の制御を実現することができる。
　また、本実施形態に係る照射光学系１０３は、図６Ｄに示したように、コリメータレンズ１３１および結合光学系１３５を備えることなく、入射角度調節機構１３３のみを備えていてもよい。すなわち、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度が制御可能であれば、照射光学系１０３がコリメータレンズ１３１を備えることによって平行光が生成されなくてもよい。なお、これに限定されず、照射光学系１０３は、上記の例のように、併せて結合光学系１３５を備えていてもよい。
　このようにして照明光の照射範囲（または照射角）の制御を行い、照射範囲を小さくした場合（または照射角を小さく場合）には、変更前には広い照射範囲（または大きい照射角）に分散していた照明光の光量が、変更後の小さい照射範囲（または小さい照射角）に集中することとなる。その結果、照射領域をより明るくすることが可能となるとともに、照明光をより効率良く利用することが可能となる。
　（照射光学系１０３の第１の具体例）
　上記のような機能を有する照射光学系１０３の第１の具体例について、図７および図８を参照しながら説明する。
　図７に示した照射光学系１０３の第１の具体例では、入射角度調節機構１３３として、拡散板が用いられている。入射角度調節機構１３３として拡散板を用いることで、拡散板に入射する光線（すなわち、照明光）の発散角を変化させることができ、これにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　すなわち、第１の具体例における照射光学系１０３では、コリメータレンズ１３１の後段に拡散板が入射角度調節機構１３３として設けられており、拡散板の後段に、結合光学系１３５の一例として、固定倍率光学系が設けられている。この場合に、図７上段に示したように、拡散角の小さな拡散板が光路上に配設された場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方で、図７下段に示したように、拡散角の大きな拡散板が光路上に配設された場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。
　図８に、拡散板を設けない場合、拡散角度が１０度（半値全幅）である拡散板を設けた場合、拡散角度が２０度（半値全幅）である拡散板を設けた場合、の３つの場合について、一般的な光導波路２０１の出射端から放射される光線の放射角度を測定した結果を示す。図８に示したように、光量が５０％まで低下する放射角の値は、拡散板を設けない場合で約５．５度であり、拡散角度が１０度の拡散板を設けた場合で約７．５度であり、拡散角度が２０度の拡散板を設けた場合で約１２．５度であった。この結果からも明らかなように、拡散板を利用して光導波路２０１に入射する照明光の発散角を制御することで、照明光の照射範囲を変化させることが可能となる。
　従って、照射光学系１０３において、拡散角度が異なる複数の拡散板を準備しておき、駆動機構１０７により光路上に配設される拡散板を入れ替えることで、上記のような機能を実現することが可能となる。なお、拡散角度が異なる複数の拡散板を入れ替えるのではなく、光路上に配設される拡散板の個数を増減することでも、上記と同様の効果を得ることが可能である。
　（照射光学系１０３の第２の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第２の具体例について、図９を参照しながら説明する。
　第１の具体例では、入射角度調節機構１３３として拡散板を設けるものであったが、第２の具体例では、入射角度調節機構１３３として、複数のレンズがアレイ状に配設されたマルチレンズアレイ（Ｍｕｌｔｉ　Ｌｅｎｓ　Ａｒｒａｙ：ＭＬＡ）が設けられている。光路上に設けられるマルチレンズアレイの焦点距離を変化させることで、マルチレンズアレイに入射する光線（すなわち、照明光）の発散角を変化させることができ、これにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　すなわち、第２の具体例における照射光学系１０３では、コリメータレンズ１３１の後段にマルチレンズアレイが入射角度調節機構１３３として設けられており、マルチレンズアレイの後段に、結合光学系１３５の一例として、固定倍率光学系が設けられている。図９上段に示したように、焦点距離の長いマルチレンズアレイが光路上に配設された場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方で、図９下段に示したように、焦点距離の短いマルチレンズアレイが光路上に配設された場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。
　従って、照射光学系１０３において、焦点距離の異なる複数のマルチレンズアレイを準備しておき、駆動機構１０７により光路上に配設されるマルチレンズアレイを入れ替えることで、上記のような機能を実現することが可能となる。なお、焦点距離の異なる複数のマルチレンズアレイを入れ替えるのではなく、光路上に配設されるマルチレンズアレイの個数を増減することでも、上記と同様の効果を得ることが可能である。
　（照射光学系１０３の第３の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第３の具体例について、図１０を参照しながら説明する。
　第３の具体例では、入射角度調節機構１３３として、円錐面を有するレンズと、円錐面に対応する凹面を有するレンズと、に分離可能なビームサイズ変換機構と、拡散板と、が設けられている。このビームサイズ変換機構は、２つのレンズを分離させて、２つのレンズ間の距離を変化させることで、入射する照明光のビームサイズを変換することができる。すなわち、２つのレンズが一体となっている場合には、入射する照明光のビームサイズは、入射した状態のままで維持される一方で、円錐面を有するレンズを離隔させることで、入射する照明光のビームサイズを大きなサイズへと変換することができる。従って、このビームサイズ変換機構は、仮想光面を光学的に作成することが可能な光学素子であるといえる。ビームサイズ変換機構を透過した照明光を拡散板により更に拡散させ、拡散板の後段に設けられた結合光学系（この場合、結合光学系は、固定倍率光学系及び縮小光学系で構成される。）により光導波路２０１の入射面に結合させることで、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　すなわち、第３の具体例における照射光学系１０３では、図１０上段に示したように、ビームサイズ変換機構を２つに分離させない場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方で、図１０下段に示したように、ビームサイズ変換機構を２つに分離させた場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。
　従って、照射光学系１０３において、駆動機構１０７によりビームサイズ変換機構の分離状態を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。
　（照射光学系１０３の第４の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第４の具体例について、図１１を参照しながら説明する。
　第４の具体例では、入射角度調節機構１３３として、ミラー等の反射光学系が設けられており、結合光学系１３５への入射位置を制御することにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　すなわち、図１１上段に示したように、反射光学系の位置を制御して、光源部１０１からの照明光が結合光学系１３５の光軸近傍に入射するように制御することで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方、図１１下段に示したように、反射光学系の位置を制御して、光源部１０１からの照明光が結合光学系１３５の光軸から離れた位置に入射するように制御することで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。なお、図１１下段に示した場合には、照明光は、光導波路２０１に対してある一方向から入射することとなるが、複数の光ファイバからなる光導波路２０１では、先だって説明したように、入射角度は保存されるが入射位置は保存されないため、一方向から入射した照明光は全周にわたって回折することとなり、所望の領域の全体を照明することが可能となる。
　従って、照射光学系１０３において、駆動機構１０７によりミラー等の反射光学系の位置を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。
　（照射光学系１０３の第５の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第５の具体例について、図１２～図１４を参照しながら説明する。
　第４の具体例では、ミラーの制御方法として、図１１に示したような単純な横移動のみを記載したが、ミラーを分割して両方を逆方向に動かす、片方のみを径方向に動かすなどの制御を実施することで、第４の具体例と同様にして入射角度を様々に制御することが可能である。以下では、このようなミラーを分割する具体例について、簡単に説明する。
　本具体例では、図１２に模式的に示したように、入射角度調節機構１３３として、分割されたミラー等の反射光学系（以下、単に「分割ミラー」ともいう。）が設けられており、かかる分割ミラーの少なくとも何れか一方を移動させることで、結合光学系１３５への照明光の入射角度を制御することにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させる。
　具体的には、第４の具体例では１枚のミラーであった反射光学系を、紙面と平行な平面で紙面手前側と紙面奥側に位置する２つのミラーへと分割して、図１３に示したような形態としても良いし、第４の具体例では１枚のミラーであった反射光学系を、紙面と垂直な平面で紙面上側と紙面下側に位置する２つのミラーへと分割して、図１４に示したような形態としても良い。
　その上で、図１３に示した例では、何れか一方の分割ミラーを径方向（すなわち、紙面における上下方向）に移動させることで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度を変化させることが可能となる。同様に、図１４に示した例では、少なくとも何れか一方の分割ミラーを移動させる（例えば、上側の分割ミラーの位置は固定しておいて、下側の分割ミラーを移動させる、上側の分割ミラーは下側に移動させ、かつ、下側の分割ミラーは上側に移動させる、等）ことで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度を変化させることが可能となる。
　従って、照射光学系１０３において、駆動機構１０７により分割ミラー等の反射光学系の位置を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。
　（照射光学系１０３の第６の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第６の具体例について、図１５及び図１６を参照しながら説明する。
　第６の具体例では、図１５に模式的に示したように、入射角度調節機構１３３として、構造プリズム等の屈折光学系が設けられており、結合光学系１３５への照明光の入射角度を制御することにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　図１６Ａ及び図１６Ｂに、構造プリズムの構造の一例を示す。入射角度調節機構１３３として利用可能な構造プリズムは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示したように、光学的透過面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有している。光学的透過面Ｓ１と光学的透過面Ｓ３とは、互いに平行である。また、光学的透過面Ｓ２と光学的透過面Ｓ３とは、非平行であり、光学的透過面Ｓ２は、所定の角度の傾斜面となっている。図１６Ｂに示すように、光学的透過面Ｓ１に入射し、光学的透過面Ｓ３から出射する光の光軸は、光学的透過面Ｓ１及び光学的透過面Ｓ３が、かかる構造プリズムの設けられる光学系の光軸に対して垂直となっているために、光学系の光軸に対して平行であり、光の進行方向に変化はない。しかしながら、光学的透過面Ｓ２に入射し、光学的透過面Ｓ３から出射する光の光軸は、光学的透過面Ｓ２が、かかる構造プリズムの設けられる光学系の光軸に対して傾斜しているため、屈折の効果により、光学的透過面Ｓ２の傾斜角に応じた角度を持つこととなる。
　このような構造プリズムを利用し、図１５上段に示したように、屈折光学系（構造プリズム）の位置を制御して、光源部１０１からの照明光が結合光学系１３５の光軸に略平行に入射するように制御することで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方、図１５下段に示したように、屈折光学系の位置を制御して、光源部１０１からの照明光が結合光学系１３５の光軸に角度を持って入射するように制御することで、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。
　なお、図１５下段に示した場合には、照明光は、光導波路２０１に対してある一方向から入射することとなるが、複数の光ファイバからなる光導波路２０１では、先だって説明したように、入射角度は保存されるが入射位置は保存されないため、一方向から入射した照明光は全周にわたって回折することとなり、所望の領域の全体を照明することが可能となる。
　従って、照射光学系１０３において、駆動機構１０７により構造プリズム等の屈折光学系の位置を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。
　なお、第６の具体例では、構造プリズム等の屈折光学系をコリメータレンズ１３１と結合光学系１３５との間に配置したが、構造プリズム等の屈折光学系を光導波路２０１入射面直前に配置しても、同様の効果を得ることができる。
　（照射光学系１０３の第７の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第７の具体例について、図１７を参照しながら説明する。
　第７の具体例では、図１７に模式的に示したように、入射角度調節機構１３３として、屈折光学系（例えば複数枚の組レンズ）等からなるズーム光学系が設けられており、ズーム光学系における各光学素子(レンズ)の位置等を制御することにより、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　例えば、図１７上段の状態から図１７下段の状態に遷移するように、入射角度調節機構１３３として設けられるズーム光学系の一部の位置を、光導波路２０１側へ光軸方向に移動させることで光導波路２０１への光線の入射角度を相対的に大きくすることができる。これによって、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。また、逆に、図１７下段の状態から図１７上段の状態に遷移するように、入射角度調節機構１３３として設けられるズーム光学系の一部の位置を、光源部１０１側へ光軸方向に移動させることで光導波路２０１への光線の入射角度を相対的に小さくすることができる。これによって、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。
　従って、照射光学系１０３において、駆動機構１０７により入射角度調節機構１３３として設けられるズーム光学系の各光学素子の位置等を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。なお、図１７の例では、コリメータレンズ１３１および結合光学系１３５は設けられていないが、これらの構成も適宜設けられてもよい。また、ズーム光学系が設ける光学素子の種類は特に限定されない（例えば、屈折光学系に限定されない）。
　（照射光学系１０３の第８の具体例）
　次に、照射光学系１０３の第８の具体例について、図１８を参照しながら説明する。
　第１～第７の具体例では、入射角度調節機構１３３を設け、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させていたが、図１８に示したように、結合状態にある光導波路２０１の光軸と、照射光学系１０３の光軸と、のなす角を変化させることでも、光導波路２０１への光線の入射角度を変化させることができる。
　すなわち、図１８上段に示したように、照射光学系１０３の光軸と光導波路２０１の光軸とが一致するように照射光学系１０３を光導波路２０１に結合させた場合には、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に小さな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に小さくなる。一方で、図１８下段に示したように、光導波路２０１に対して照射光学系１０３を斜めに傾けると、光導波路２０１の入射面における照明光の入射角度は、相対的に大きな角度となり、照明光の照射範囲は相対的に大きくなる。
　従って、駆動機構１０７により照射光学系１０３の傾斜状態を制御することで、上記のような機能を実現することが可能となる。
　以上、図５～図１８を参照しながら、本実施形態に係る照射光学系１０３の構成について、詳細に説明した。
　（２．３．照射範囲の制御処理フロー）
　続いて、図１９及び図２０を参照しながら、照射範囲（または照射角）の制御処理フローについて、簡単に説明する。図１９は、照射範囲の制御処理フローの一例を示したフローチャートである。
　照射範囲の制御処理フローの説明に先立ち、本実施形態に係る手術用観察装置１のユーザが行った各種の操作によるデジタルズームによって、画像表示装置(図示せず)に表示される撮像画像の画角が変化したものとする。
　画像処理部４０１において、画像表示装置に表示されている撮像画像の画角がデジタルズームによって変化した場合、撮像画像の画角が変化した旨を表す情報が、手術用観察装置１の制御部１０９へと出力される。
　手術用観察装置１の制御部１０９は、画像処理部４０１から、画角が変化した旨を表す情報を取得すると、かかる情報に含まれている変更後の画角の大きさに関する情報を参照する。その後、制御部１０９は、駆動機構１０７により照射光学系１０３の入射角度調節機構１３３等を適切に駆動させて、光導波路２０１への光線（照明光）の入射角度を制御する（ステップＳ１０１）。これにより、照明光の照射範囲の大きさが、画角に応じて変化することとなる。
　その後、制御部１０９は、必要に応じ、照射範囲の大きさに応じて、光線の強度を制御する（ステップＳ１０３）。すなわち、変更後の照明領域において、照明領域が明るすぎる場合には、制御部１０９は、光源部１０１を制御して、光源部１０１から出射される照明光の強度を低下させる。また、変更後の照明領域において、照明領域が暗すぎる場合には、制御部１０９は、光源部１０１を制御して、光源部１０１から出射される照明光の強度を増加させる。これにより、照明領域の広さに応じて、照明光の明るさが適切に制御されることとなる。
　また、図２０は、照射範囲の制御処理フローの別の一例を示したフローチャートである。
　本実施形態に係る手術用観察装置１のユーザが行った各種の操作によって、画像表示装置(図示せず)に撮像画像が表示される。撮像画像を確認した手術用観察装置１のユーザは、各種ユーザ操作を実施して、制御部１０９を介して照射光学系１０３において光導波路２０１へと入射する光線の入射角度を制御する（ステップＳ１１１）。これにより、照明光の照射範囲の大きさが、ユーザ操作に応じて変化することとなる。その後、制御部１０９は、撮像画像の変化に応じたユーザ操作に基づき、光線の強度の制御も行う（ステップＳ１１３）。これにより、照明光の明るさが適切に制御されることとなる。
　以上、図１９及び図２０を参照しながら、照射範囲の制御処理フローの一例について、簡単に説明した。
　　＜３．まとめ＞
　以上説明したように、本開示に係る手術用観察装置１は、一端にヘッド部３０が接続されているアーム部２０を支持する支持部１０に、照明光の照射範囲を変更可能な照射光学系１０３を備える。これによって、本開示に係る手術用観察装置１は、ヘッド部３０を小型化することができるため、ユーザの動きが阻害されることを抑制することができる。
　また、本開示に係る手術用観察装置１は、照射光学系１０３を制御することによって、照明光の照射範囲を変化させることができる。これによって、本開示に係る手術用観察装置１は、デジタルズームによって撮像画像の画角を変化させた場合において、必要な領域に照明光を集中させることで、不要な照明光の照射を抑制することができる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、
　前記手術領域に照明光を照射する照射部と、
　複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するアーム部と、
　前記アーム部の他端が接続され、前記アーム部を支持する支持部と、を備え、
　前記支持部は、光源部および照射光学系を有し、
　前記アーム部は、前記光源部から出射され前記照射光学系を通る光線を前記照射部に導く光導波路を有し、
　前記照射光学系は、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を可変にする、
　手術用観察装置。
（２）
　前記照射光学系を制御し、前記照射光学系を通る光線の前記光導波路への入射角度を変化させることによって、前記照射範囲を変更する制御部をさらに備える、
　前記（１）に記載の手術用観察装置。
（３）
　前記照射光学系は、前記光源部から出射された光線を反射させる反射光学系または前記光線を屈折させる屈折光学系と、前記光線を前記光導波路へと結合させる結合光学系と、を備えており、
　前記制御部は、前記反射光学系または前記屈折光学系を移動させることで、前記結合光学系への入射面において、前記結合光学系の光軸と前記光線の入射位置との間の離隔距離を変化させて、前記入射角度を変化させる、
　前記（２）に記載の手術用観察装置。
（４）
　前記制御部は、前記照射光学系の光軸と、前記光導波路の光軸と、のなす角を変化させることで、前記入射角度を変化させる、
　前記（２）に記載の手術用観察装置。
（５）
　前記制御部は、前記光導波路への前記光線の入射面における前記光線のビームサイズを変化させることで、前記入射角度を変化させる、
　前記（２）に記載の手術用観察装置。
（６）
　前記照射光学系には、前記入射角度が制御された前記光線を前記光導波路へと結合させる結合光学系が設けられており、
　前記制御部は、前記結合光学系の倍率を変化させることで、前記光線のビームサイズを変化させる、
　前記（５）に記載の手術用観察装置。
（７）
　前記照射光学系は、前記照射光学系に入射した光線のビームサイズを変化させるビームサイズ変換機構を有しており、
　前記制御部は、前記ビームサイズ変換機構を制御することで、前記光線のビームサイズを変化させる、
　前記（５）に記載の手術用観察装置。
（８）
　前記制御部は、前記光源部から出射された前記光線の発散角を変化させることで、前記入射角度を変化させる、
　前記（２）に記載の手術用観察装置。
（９）
　前記照射光学系は、拡散板を有しており、
　前記制御部は、前記拡散板を制御することで、前記発散角を変化させる、
　前記（８）に記載の手術用観察装置。
（１０）
　前記制御部は、異なる種類の前記拡散板の入れ替え、又は、配設される前記拡散板の個数の変更、の少なくともいずれかを行うことで、前記発散角を変化させる、
　前記（９）に記載の手術用観察装置。
（１１）
　前記照射光学系は、複数のレンズがアレイ状に配設されたマルチレンズアレイを備えており、
　前記制御部は、前記マルチレンズアレイを制御することで、前記発散角を変化させる、
　前記（８）に記載の手術用観察装置。
（１２）
　前記制御部は、異なる種類の前記マルチレンズアレイの入れ替え、又は、配設される前記マルチレンズアレイの個数の変更、の少なくともいずれかを行うことで、前記発散角を変化させる、
　前記（１１）に記載の手術用観察装置。
（１３）
　前記制御部は、前記撮像画像に応じて前記入射角度を制御する、
　前記（２）から（１２）のいずれか１項に記載の手術用観察装置。
（１４）
　前記制御部は、前記撮像画像が表示画面に表示される際の画角が変化した場合に、当該画角の変化に応じて前記入射角度を制御する、
　前記（１３）に記載の手術用観察装置。
（１５）
　前記制御部は、デジタルズームによって前記画角が変化した場合に、当該画角の変化に応じて前記入射角度を制御する、
　前記（１４）に記載の手術用観察装置。
（１６）
　前記制御部は、前記表示画面での前記撮像画像の大きさの変化率に応じて、前記入射角度を制御する、
　前記（１４）または（１５）に記載の手術用観察装置。
（１７）
　前記制御部は、ユーザ操作に応じて前記入射角度を制御する、
　前記（２）から（１６）のいずれか１項に記載の手術用観察装置。
（１８）
　前記制御部は、前記照射範囲の変化に応じて、前記光源部から出射される光線の強度を変化させる、
　前記（２）から（１７）のいずれか１項に記載の手術用観察装置。
（１９）
　観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、前記手術領域に照明光を照射する照射部と、複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するとともに、光源部から前記照射部に光を導く光導波路を有するアーム部と、前記アーム部の他端が接続され、内部に該光源部および照射光学系を有するとともに前記アーム部を支持する支持部と、照射の制御を行う制御部と、を備える手術用観察装置により手術領域の観察を行う観察工程と、
　前記照射光学系を前記制御部を介して制御し、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を変更する照明制御工程と、
　を有する手術用観察装置の制御方法。
　１　　手術用観察装置
　１０　　支持部
　２０　　アーム部
　２１　　リンク部
　２２　　関節部
　３０　　ヘッド部
　１０１　　光源部
　１０３　　照射光学系
　１０５　　マルチモード光ファイバ
　１０７　　駆動機構
　１０９　　制御部
　１１１　　記憶部
　１３１　　コリメータレンズ
　１３３　　入射角度調節機構
　１３５　　結合光学系
　２０１　　光導波路
　３０１　　撮像装置
　３０３　　照射部
　３０５　　対物光学系
　３０７　　リレー光学系
　３０９　　結像光学系
　３１１　　撮像部
　４０１　　画像処理部

Claims (19)

  1. 　観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、
    　前記手術領域に照明光を照射する照射部と、
    　複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するアーム部と、
    　前記アーム部の他端が接続され、前記アーム部を支持する支持部と、を備え、
    　前記支持部は、光源部および照射光学系を有し、
    　前記アーム部は、前記光源部から出射され前記照射光学系を通る光線を前記照射部に導く光導波路を有し、
    　前記照射光学系は、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を可変にする、
    　手術用観察装置。
  2. 　前記照射光学系を制御し、前記照射光学系を通る光線の前記光導波路への入射角度を変化させることによって、前記照射範囲を変更する制御部をさらに備える、
    　請求項１に記載の手術用観察装置。
  3. 　前記照射光学系は、前記光源部から出射された光線を反射させる反射光学系または前記光線を屈折させる屈折光学系と、前記光線を前記光導波路へと結合させる結合光学系と、を備えており、
    　前記制御部は、前記反射光学系または前記屈折光学系を移動させることで、前記結合光学系への入射面において、前記結合光学系の光軸と前記光線の入射位置との間の離隔距離を変化させて、前記入射角度を変化させる、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  4. 　前記制御部は、前記照射光学系の光軸と、前記光導波路の光軸と、のなす角を変化させることで、前記入射角度を変化させる、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  5. 　前記制御部は、前記光導波路への前記光線の入射面における前記光線のビームサイズを変化させることで、前記入射角度を変化させる、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  6. 　前記照射光学系には、前記入射角度が制御された前記光線を前記光導波路へと結合させる結合光学系が設けられており、
    　前記制御部は、前記結合光学系の倍率を変化させることで、前記光線のビームサイズを変化させる、
    　請求項５に記載の手術用観察装置。
  7. 　前記照射光学系は、前記照射光学系に入射した光線のビームサイズを変化させるビームサイズ変換機構を有しており、
    　前記制御部は、前記ビームサイズ変換機構を制御することで、前記光線のビームサイズを変化させる、
    　請求項５に記載の手術用観察装置。
  8. 　前記制御部は、前記光源部から出射された前記光線の発散角を変化させることで、前記入射角度を変化させる、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  9. 　前記照射光学系は、拡散板を有しており、
    　前記制御部は、前記拡散板を制御することで、前記発散角を変化させる、
    　請求項８に記載の手術用観察装置。
  10. 　前記制御部は、異なる種類の前記拡散板の入れ替え、又は、配設される前記拡散板の個数の変更、の少なくともいずれかを行うことで、前記発散角を変化させる、
    　請求項９に記載の手術用観察装置。
  11. 　前記照射光学系は、複数のレンズがアレイ状に配設されたマルチレンズアレイを備えており、
    　前記制御部は、前記マルチレンズアレイを制御することで、前記発散角を変化させる、
    　請求項８に記載の手術用観察装置。
  12. 　前記制御部は、異なる種類の前記マルチレンズアレイの入れ替え、又は、配設される前記マルチレンズアレイの個数の変更、の少なくともいずれかを行うことで、前記発散角を変化させる、
    　請求項１１に記載の手術用観察装置。
  13. 　前記制御部は、前記撮像画像に応じて前記入射角度を制御する、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  14. 　前記制御部は、前記撮像画像が表示画面に表示される際の画角が変化した場合に、当該画角の変化に応じて前記入射角度を制御する、
    　請求項１３に記載の手術用観察装置。
  15. 　前記制御部は、デジタルズームによって前記画角が変化した場合に、当該画角の変化に応じて前記入射角度を制御する、
    　請求項１４に記載の手術用観察装置。
  16. 　前記制御部は、前記表示画面での前記撮像画像の大きさの変化率に応じて、前記入射角度を制御する、
    　請求項１４に記載の手術用観察装置。
  17. 　前記制御部は、ユーザ操作に応じて前記入射角度を制御する、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  18. 　前記制御部は、前記照射範囲の変化に応じて、前記光源部から出射される光線の強度を変化させる、
    　請求項２に記載の手術用観察装置。
  19. 　観察対象である手術領域を撮像することで撮像画像を出力する撮像部と、前記手術領域に照明光を照射する照射部と、複数のリンク部、及び前記複数のリンク部を接続する１または複数の関節部を有し、一端に前記撮像部および前記照射部を保持するとともに、光源部から前記照射部に光を導く光導波路を有するアーム部と、前記アーム部の他端が接続され、内部に該光源部および照射光学系を有するとともに前記アーム部を支持する支持部と、照射の制御を行う制御部と、を備える手術用観察装置により手術領域の観察を行う観察工程と、
    　前記照射光学系を前記制御部を介して制御し、前記照射部により照射される前記照明光の照射範囲を変更する照明制御工程と、
    　を有する手術用観察装置の制御方法。
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