JPWO2020144969A1 - 制御装置、レンズ鏡筒、および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.概要
2.構成例
3.処理フロー例
4.変形例
5.ハードウェア構成例
6.応用例
7.むすび
まず、本実施形態の概要について説明する。
図5を参照して、本実施形態に係る装置の構成例について説明する。図5は、本実施形態に係るレンズ鏡筒100およびカメラボディ200の構成例を示すブロック図である。なお、レンズ鏡筒100およびカメラボディ200によって撮像装置300が形成される。
図5に示すように、レンズ鏡筒100は、超音波モータ110と、変速装置120と、エンコーダ130と、温度センサ140と、制御部150と、記憶部160と、レンズ駆動部170と、レンズ群180と、通信部190と、を備える。
図5に示すように、カメラボディ200は、シャッタ210と、フィルタ220と、撮像素子230と、信号処理部240と、制御部250と、記憶部260と、通信部270と、を備える。
上記では、本実施形態に係る各装置の構成例について説明した。続いて、図6を参照して、本実施形態に係るレンズ鏡筒100の制御部150の処理フロー例について説明する。図6は、本実施形態に係る制御部150がモードを設定、変更する際の処理フロー例を示すフローチャートである。
上記では、本実施形態に係る制御部150の処理フロー例について説明した。続いて、本実施形態に係る変形例について説明する。
まず、本実施形態に係る第1の変形例について説明する。
続いて、本実施形態に係る第2の変形例について説明する。
上記では、本実施形態に係る変形例について説明した。続いて、本実施形態に係る超音波モータ110および変速装置120のハードウェア構成例について説明する。
(6.1.第1の応用例)
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
支持アーム装置5027は、ベース部5029から延伸するアーム部5031を備える。図示する例では、アーム部5031は、関節部5033a、5033b、5033c、及びリンク5035a、5035bから構成されており、アーム制御装置5045からの制御により駆動される。アーム部5031によって内視鏡5001が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡5001の安定的な位置の固定が実現され得る。
内視鏡5001は、先端から所定の長さの領域が患者5071の体腔内に挿入される鏡筒5003と、鏡筒5003の基端に接続されるカメラヘッド5005と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒5003を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡5001を図示しているが、内視鏡5001は、軟性の鏡筒5003を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
CCU5039は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡5001及び表示装置5041の動作を統括的に制御する。具体的には、CCU5039は、カメラヘッド5005から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。CCU5039は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置5041に提供する。また、CCU5039は、カメラヘッド5005に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
支持アーム装置5027は、基台であるベース部5029と、ベース部5029から延伸するアーム部5031と、を備える。図示する例では、アーム部5031は、複数の関節部5033a、5033b、5033cと、関節部5033bによって連結される複数のリンク5035a、5035bと、から構成されているが、図15では、簡単のため、アーム部5031の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部5031が所望の自由度を有するように、関節部5033a〜5033c及びリンク5035a、5035bの形状、数及び配置、並びに関節部5033a〜5033cの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部5031は、好適に、6自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部5031の可動範囲内において内視鏡5001を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡5001の鏡筒5003を患者5071の体腔内に挿入することが可能になる。
光源装置5043は、内視鏡5001に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置5043は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置5043において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド5005の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
図16を参照して、内視鏡5001のカメラヘッド5005及びCCU5039の機能についてより詳細に説明する。図16は、図15に示すカメラヘッド5005及びCCU5039の機能構成の一例を示すブロック図である。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械(トラクター)などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
以上で説明してきたように、本実施形態に係る制御装置(レンズ鏡筒100の制御部150等によって実現され得る装置)は、トラクションドライブを備える変速装置120の温度情報に基づいて、当該変速装置120に提供される動力を発生させる超音波モータ110の駆動を制御する。特に低温環境においては、本実施形態に係る制御装置は、温度情報に基づいて変速装置120の温度が所定値以下であると判定した場合、超音波モータ110の駆動を制御し超音波モータ110を発熱させることで変速装置120を温める。これによって、本実施形態に係る制御装置は、当該変速装置120をより適切な温度に維持することができる。また、変速装置120を温めるための新規機構(例えば、ヒータなど)を設けなくてもよくなるため、装置の小型化および製造コストの削減が実現される。さらに、トラクションドライブによって変速が行われることによって、駆動時に発生する騒音が低減される。
(1)
トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部を備える、
制御装置。
(2)
前記制御部は、前記温度情報に基づいて前記変速装置の温度が所定値以下であると判定した場合、前記駆動を制御し前記モータを発熱させることで前記変速装置を温める、
前記(1)に記載の制御装置。
(3)
前記モータは、超音波モータであり、
前記制御部は、前記超音波モータに印加される電圧パターンを制御することで前記駆動を制御する、
前記(2)に記載の制御装置。
(4)
前記制御部は、前記電圧パターンとして、前記超音波モータに印加される駆動信号の位相差、駆動周波数、または駆動電圧のうちの少なくともいずれか1つを制御する、
前記(3)に記載の制御装置。
(5)
前記制御部は、前記駆動を制御し前記モータを発熱させることで前記変速装置を温める場合と、そうでない場合とで、前記電圧パターンを変える、
前記(4)に記載の制御装置。
(6)
前記制御部は、前記電圧パターンを制御することで、前記超音波モータを回転させることなく発熱させる、
前記(5)に記載の制御装置。
(7)
前記制御部は、前記位相差を略0[deg]または略180[deg]に設定する、
前記(6)に記載の制御装置。
(8)
前記超音波モータの回転が検出された場合、前記制御部は、前記電圧パターンのうちの少なくとも前記位相差を制御することで前記回転を停止させる、
前記(7)に記載の制御装置。
(9)
前記制御部は、前記電圧パターンを制御することで、前記超音波モータを回転させつつ発熱させる、
前記(5)に記載の制御装置。
(10)
前記制御部は、前記位相差を0[deg]から90[deg]の間の値、0[deg]から−90[deg]の間の値、90[deg]から180[deg]の間の値、または−90[deg]から−180[deg]の間の値に設定する、
前記(9)に記載の制御装置。
(11)
前記制御部は、前記駆動周波数または前記駆動電圧のうちの少なくともいずれか1つを制御することで、前記位相差の制御による前記超音波モータの回転速度の低下を補償する、
前記(10)に記載の制御装置。
(12)
前記温度情報と前記電圧パターンとが対応付けられた参照テーブルをさらに備え、
前記制御部は、前記温度情報および前記参照テーブルに基づいて前記駆動を制御する、
前記(3)から(11)のいずれか1項に記載の制御装置。
(13)
前記モータおよび前記変速装置の全部または一部はケースによって覆われる、
前記(1)から(12)のいずれか1項に記載の制御装置。
(14)
前記モータによって発せられた熱が前記変速装置まで伝達されるときの経路上に配置される部材には、前記経路の外周に配置される部材よりも熱伝導率の高いものが用いられる、
前記(1)から(13)のいずれか1項に記載の制御装置。
(15)
トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部と、
前記動力伝達機構を介して伝達される動力を用いて、少なくとも1つのレンズが駆動されるレンズ群と、を備える、
レンズ鏡筒。
(16)
トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部と、
前記動力伝達機構を介して伝達される動力を用いて、少なくとも1つのレンズが駆動されるレンズ群と、
前記レンズ群により結像された被写体像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備える、
撮像装置。
(17)
トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御することを有する、
コンピュータにより実行される制御方法。
110 超音波モータ
120 変速装置
130 エンコーダ
140 温度センサ
150 制御部
160 記憶部
170 レンズ駆動部
180 レンズ群
190 通信部
200 カメラボディ
210 シャッタ
220 フィルタ
230 撮像素子
240 信号処理部
250 制御部
260 記憶部
270 通信部
300 撮像装置
Claims (16)
- トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部を備える、
制御装置。 - 前記制御部は、前記温度情報に基づいて前記変速装置の温度が所定値以下であると判定した場合、前記駆動を制御し前記モータを発熱させることで前記変速装置を温める、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記モータは、超音波モータであり、
前記制御部は、前記超音波モータに印加される電圧パターンを制御することで前記駆動を制御する、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記電圧パターンとして、前記超音波モータに印加される駆動信号の位相差、駆動周波数、または駆動電圧のうちの少なくともいずれか1つを制御する、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記駆動を制御し前記モータを発熱させることで前記変速装置を温める場合と、そうでない場合とで、前記電圧パターンを変える、
請求項4に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記電圧パターンを制御することで、前記超音波モータを回転させることなく発熱させる、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記位相差を略0[deg]または略180[deg]に設定する、
請求項6に記載の制御装置。 - 前記超音波モータの回転が検出された場合、前記制御部は、前記電圧パターンのうちの少なくとも前記位相差を制御することで前記回転を停止させる、
請求項7に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記電圧パターンを制御することで、前記超音波モータを回転させつつ発熱させる、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記位相差を0[deg]から90[deg]の間の値、0[deg]から−90[deg]の間の値、90[deg]から180[deg]の間の値、または−90[deg]から−180[deg]の間の値に設定する、
請求項9に記載の制御装置。 - 前記制御部は、前記駆動周波数または前記駆動電圧のうちの少なくともいずれか1つを制御することで、前記位相差の制御による前記超音波モータの回転速度の低下を補償する、
請求項10に記載の制御装置。 - 前記温度情報と前記電圧パターンとが対応付けられた参照テーブルをさらに備え、
前記制御部は、前記温度情報および前記参照テーブルに基づいて前記駆動を制御する、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記モータおよび前記変速装置の全部または一部はケースによって覆われる、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記モータによって発せられた熱が前記変速装置まで伝達されるときの経路上に配置される部材には、前記経路の外周に配置される部材よりも熱伝導率の高いものが用いられる、
請求項1に記載の制御装置。 - トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部と、
前記動力伝達機構を介して伝達される動力を用いて、少なくとも1つのレンズが駆動されるレンズ群と、を備える、
レンズ鏡筒。 - トラクション力を用いる動力伝達機構を備える変速装置の温度情報に基づいて、前記変速装置に提供される動力を発生させるモータの駆動を制御する制御部と、
前記動力伝達機構を介して伝達される動力を用いて、少なくとも1つのレンズが駆動されるレンズ群と、
前記レンズ群により結像された被写体像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備える、
撮像装置。
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