機(jī)械手系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種機(jī)械手系統(tǒng)包括：主機(jī)械手(2)，其被配置為發(fā)送輸入命令；從機(jī)械手(6)，其被配置為根據(jù)輸入命令操作；圖像捕獲單元(101)，其被配置為獲取對(duì)象的圖像；顯示裝置(10)，其放置在操作者(Op)的前面并被配置為顯示由圖像捕獲單元(101)獲取的圖像；檢測(cè)裝置(20)，其被配置為檢測(cè)操作者(Op)的面部相對(duì)于顯示裝置(10)的方向；以及控制單元(31)，其被配置為基于檢測(cè)裝置(20)中的檢測(cè)結(jié)果確定面部的方向是否在相對(duì)于顯示裝置(10)的預(yù)定角度內(nèi)，并基于確定結(jié)果在第一控制模式和第二控制模式之間轉(zhuǎn)變從機(jī)械手(6)的動(dòng)作模式，在第二控制模式下與第一控制模式相比動(dòng)作更加受到限制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械手系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械手系統(tǒng)。要求于2011年7月15日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2011-156778的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)技術(shù)中，作為手術(shù)支持系統(tǒng)，已知有包括主機(jī)械手和從機(jī)械手的機(jī)械手系統(tǒng)，主機(jī)械手由操作者操作，以及從機(jī)械手被配置為基于主機(jī)械手的操作執(zhí)行處理。
[0003]例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種機(jī)械手控制系統(tǒng)，其包括主機(jī)械手(主臂)、從機(jī)械手、安裝在從機(jī)械手處的立體視鏡(stereoscopic scope)、被配置為顯示由立體視鏡獲取的圖像的頭戴顯示器(HMD)以及被配置為控制從機(jī)械手的操作的控制電路。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的機(jī)械手控制系統(tǒng)利用傳感器檢測(cè)操作者的視線(xiàn)，該操作者在佩戴HMD的同時(shí)執(zhí)行手術(shù)。然后，當(dāng)操作者的視線(xiàn)不在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，禁止從機(jī)械手的操作。根據(jù)該機(jī)械手控制系統(tǒng)，即使當(dāng)操作者沒(méi)有看到待處置對(duì)象時(shí)操作主機(jī)械手，從機(jī)械手也不操作。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)，第一次公布N0.H7-124165
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問(wèn)題
[0009]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的機(jī)械手控制系統(tǒng)中，基于視線(xiàn)的檢測(cè)結(jié)果控制從機(jī)械手的操作。因此，用于視線(xiàn)的快速精確檢測(cè)處理的處理變慢。另外，人眼的形狀存在個(gè)體差異，由于眨眼在某一時(shí)間可能沒(méi)有檢測(cè)到視線(xiàn)。因此，可能難以無(wú)疑地確定操作者沒(méi)有看到處置對(duì)象。另外，由于需要根據(jù)各個(gè)操作者進(jìn)行校準(zhǔn)，開(kāi)始處理的準(zhǔn)備耗時(shí)。
[0010]考慮到上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種容易地執(zhí)行處理并且檢測(cè)誤差很少的機(jī)械手系統(tǒng)。
[0011]解決問(wèn)題的手段
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面機(jī)械手系統(tǒng)包括:主機(jī)械手，其被配置為基于操作者的操縱發(fā)送輸入命令；從機(jī)械手，其被配置為根據(jù)所述輸入命令進(jìn)行動(dòng)作；圖像拍攝單元，其被配置為獲取被攝體的圖像；顯示裝置，其放置在所述操作者的前面并且被配置為顯示由所述圖像拍攝單元獲取的所述圖像；檢測(cè)裝置，其被配置為檢測(cè)所述操作者的面部相對(duì)于所述顯示裝置的方向；以及控制單元，其被配置為基于所述檢測(cè)裝置中的檢測(cè)結(jié)果確定所述面部的方向是否在相對(duì)于所述顯示裝置的預(yù)定角度內(nèi)，并基于確定結(jié)果在預(yù)定的第一控制模式和第二控制模式之間轉(zhuǎn)變所述從機(jī)械手的動(dòng)作模式，其中在所述第二控制模式下與所述第一控制模式相比動(dòng)作更加受到限制。。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述檢測(cè)裝置包括:指示單元，其能夠佩戴在所述操作者上以與所述操作者的面部一起移動(dòng)；以及檢測(cè)單元，其相對(duì)于所述顯示裝置定位并且被配置為在預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)所述指示單元，其中當(dāng)所述檢測(cè)單元未在所述預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元時(shí)，所述控制單元正常地使所述從機(jī)械手在所述第二控制模式下動(dòng)作，當(dāng)從未在所述預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元的狀態(tài)改變?yōu)樵谒鲱A(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元的狀態(tài)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎氪Ｊ?，等待所述操作者輸入從所述第二控制模式向所述第一控制模式轉(zhuǎn)變的許可信號(hào)，并且輸入了所述許可信號(hào)時(shí)，執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，第二控制模式是持續(xù)地停止從機(jī)械手的模式。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在根據(jù)本發(fā)明第一至第三方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述檢測(cè)裝置在安裝有所述顯示裝置的狀態(tài)下檢測(cè)所述操作者的面部的方向在水平方向上的變化；以及當(dāng)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到所述面部的方向在所述水平方向上的變化超過(guò)所述預(yù)定角度時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅诙刂颇Ｊ健?br> [0016]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在根據(jù)本發(fā)明第一至第四方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用能夠被所述操作者識(shí)別的方式發(fā)送消息以提示所述操作者移動(dòng)所述面部或所述顯示裝置，使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在根據(jù)本發(fā)明第一至第四方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用能夠被所述操作者識(shí)別的方式發(fā)送消息以示出所述面部或所述顯示裝置的移動(dòng)方向，以使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在根據(jù)本發(fā)明第五或第六方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，控制單元在顯示裝置上顯示所述消息。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，在所述顯示裝置處安裝有被配置為可移動(dòng)地支撐所述顯示裝置的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用所述可移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)所述顯示裝置，使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第九方面，在根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述第二控制模式是所述從機(jī)械手按照比所述第一控制模式低的動(dòng)作速度進(jìn)行動(dòng)作的模式。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在根據(jù)本發(fā)明第一至第九方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述顯示裝置基于雙目視差在同一顯示表面上顯示兩個(gè)圖像，并且所述檢測(cè)裝置的一部分安裝在3D眼鏡處，所述3D眼鏡能夠佩戴在所述操作者上并被配置為基于所述兩個(gè)圖像形成立體圖像。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，在根據(jù)本發(fā)明第十方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述3D眼鏡相對(duì)于所述顯示裝置的距離和方向，并且所述控制單元具有初始位置信息，所述初始位置信息示出所述距離和所述方向當(dāng)中能夠最佳地觀(guān)察所述立體圖像的距離和方向的范圍，并且基于所述初始位置信息，當(dāng)由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述3D眼鏡的距離和方向在所述范圍內(nèi)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝豢刂颇Ｊ健?br> [0023]根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在根據(jù)本發(fā)明第二至第十一方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，當(dāng)從所述第一控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅诙刂颇Ｊ狡鸬念A(yù)定時(shí)間內(nèi)，所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)時(shí)，所述控制單元在沒(méi)有輸入所述許可信號(hào)的情況下執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，在根據(jù)本發(fā)明第二至第十一方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，當(dāng)所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)，同時(shí)從執(zhí)行從所述第一控制模式向所述第二控制模式的轉(zhuǎn)變起所述主機(jī)械手的動(dòng)作量在預(yù)定動(dòng)作量以?xún)?nèi)時(shí)，所述控制單元在沒(méi)有輸入所述許可信號(hào)的情況下執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，在根據(jù)本發(fā)明第二至第十三方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，所述指示單元具有預(yù)定顏色或預(yù)定形狀，所述檢測(cè)單元具有攝像單元，所述攝像單元被配置為獲取包括所述指示單元的圖像，并且所述控制單元在所述圖像上設(shè)置預(yù)定范圍，并將所述圖像中具有所述預(yù)定顏色或所述預(yù)定形狀的區(qū)域識(shí)別為所述指示單元。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，在根據(jù)本發(fā)明第二至第十三方面中的任一方面的機(jī)械手系統(tǒng)中，指示單元具有多個(gè)標(biāo)志元件，所述多個(gè)標(biāo)志元件在佩戴所述指示單元的操作者的水平方向或垂直方向中的至少一個(gè)上彼此間隔開(kāi)，檢測(cè)單元基于多個(gè)標(biāo)志元件的位置的檢測(cè)結(jié)果來(lái)檢測(cè)指示單元的方向。
[0027]本發(fā)明的效果
[0028]根據(jù)上述機(jī)械手系統(tǒng)，由于基于操作者的面部相對(duì)于顯示裝置的方向來(lái)切換第一控制模式和第二控制模式，因此能夠提供容易地執(zhí)行處理并且檢測(cè)誤差很少的機(jī)械手系統(tǒng)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的總體圖。
[0030]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的框圖。
[0031]圖3是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中的3D眼鏡的立體圖。
[0032]圖4是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中的檢測(cè)裝置的配置的示意圖。
[0033]圖5是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的檢測(cè)裝置中的光源的垂直照射角度的示意圖。
[0034]圖6是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的檢測(cè)裝置中的光源的水平照射角度的示意圖。
[0035]圖7是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的操作的流程圖。
[0036]圖8是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第一修改示例的檢測(cè)裝置的示意圖。
[0037]圖9是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第二修改示例的檢測(cè)裝置的示意圖。
[0038]圖10是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第三修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部配置的立體圖。
[0039]圖11是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第四修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部配置的立體圖。
[0040]圖12是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第五修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的操作的流程圖。
[0041]圖13是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第六修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的操作的流程圖。
[0042]圖14是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第七修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部配置的示意圖。
[0043]圖15是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第八修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的框圖。
[0044]圖16是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的第八修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)中的初始化操作的示圖。
[0045]圖17是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的第八修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)中的初始化操作的示圖。
[0046]圖18是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的第八修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)中的初始化操作的示圖。
[0047]圖19是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第九修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)中的3D眼鏡的配置的立體圖。
[0048]圖20是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第十修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的3D眼鏡的配置的立體圖。
[0049]圖21是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第十一修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的配置的示意圖。
[0050]圖22是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的第十二修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的配置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]將描述本發(fā)明第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I。圖1是本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的總體圖。圖2是機(jī)械手系統(tǒng)的框圖。圖3是示出機(jī)械手系統(tǒng)中的3D眼鏡的立體圖。圖4是示出機(jī)械手系統(tǒng)中的檢測(cè)裝置的構(gòu)造的示意圖。
[0052]首先，將描述機(jī)械手系統(tǒng)I的構(gòu)造。
[0053]如圖1所示,機(jī)械手系統(tǒng)I包括主機(jī)械手2、從機(jī)械手6、顯示裝置10、檢測(cè)裝置20和控制裝置30。另外，本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I是與手術(shù)器械110、檢查器械等(未示出)一起使用的手術(shù)支持系統(tǒng)的一部分。
[0054]設(shè)置主機(jī)械手2用于將操作者Op的移動(dòng)傳遞給從機(jī)械手6。主機(jī)械手2包括由手術(shù)操作者Op移動(dòng)的主臂3以及被配置為執(zhí)行下述動(dòng)作模式的切換輸入的開(kāi)關(guān)5。
[0055]主臂3具有能夠在從機(jī)械手6和手術(shù)器械110的活動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的多軸結(jié)構(gòu)。另夕卜，位移傳感器4被配置為發(fā)送主臂3的位置和方向的位移作為電信號(hào)，并附接到主臂3。由位移傳感器4發(fā)送的電信號(hào)是輸出到控制裝置30并操作從機(jī)械手6的輸入命令。這樣，主機(jī)械手2接收操作者Op的操縱并基于操作者Op的操縱發(fā)送輸入命令。
[0056]開(kāi)關(guān)5是限定定時(shí)的開(kāi)關(guān)，所述定時(shí)可由下述主控制單元31輸入。開(kāi)關(guān)5布置在靠近主機(jī)械手2的地板表面上。按壓開(kāi)關(guān)5以向控制裝置30輸出預(yù)定返回信號(hào)。
[0057]從機(jī)械手6包括從臂7和致動(dòng)器8。內(nèi)窺鏡裝置100和手術(shù)器械110分別附接到從臂7。致動(dòng)器8分別使內(nèi)窺鏡裝置100、手術(shù)器械110和從臂7移動(dòng)。致動(dòng)器8根據(jù)從控制裝置30輸出的任何驅(qū)動(dòng)信號(hào)(下面描述)移動(dòng)內(nèi)窺鏡裝置100、手術(shù)器械110和從臂7。
[0058]安裝在從機(jī)械手6處的內(nèi)窺鏡裝置100具有圖像拍攝單元101，并且電連接到顯示裝置10。圖像拍攝單元101獲取對(duì)象的圖像。圖像拍攝單元101所獲取的主體不受具體限制。例如，在利用內(nèi)窺鏡裝置100執(zhí)行處理時(shí)，圖像拍攝單元101可將待處置對(duì)象作為目標(biāo)獲取待處置對(duì)象的圖像。在本實(shí)施方式中，圖像拍攝單元101獲取兩個(gè)立體圖像并將圖像作為電信號(hào)輸出給顯示裝置10。
[0059]設(shè)置在從機(jī)械手6處的手術(shù)器械110用于對(duì)圖像拍攝單元101的視野內(nèi)的待處置對(duì)象執(zhí)行處理。手術(shù)器械110的類(lèi)型不受具體限制，可根據(jù)處置細(xì)節(jié)適當(dāng)?shù)貞?yīng)用熟知的手術(shù)器械。另外，手術(shù)器械110不限于可附接到從機(jī)械手6的手術(shù)器械。例如，手術(shù)器械110可以是與從機(jī)械手6協(xié)作的手術(shù)器械。
[0060]如圖1和圖2所示，顯示裝置10附接到主機(jī)械手2，并且被放置在操作者Op的前面。顯示裝置10包括圖像處理單元11和顯示面板12。圖像處理單元11電連接到內(nèi)窺鏡裝置100的圖像拍攝單元101。顯示面板12電連接到圖像處理單元11。
[0061]圖像處理單元11基于從圖像拍攝單元101輸出的圖像的電信號(hào)，通過(guò)熟知手段配置立體可視圖像，以將該圖像輸出給顯示面板12。
[0062]作為顯示面板12，例如可采用液晶面板、有機(jī)EL面板等。顯示面板12被配置為在相同的顯示表面上顯示具有與雙目視差對(duì)應(yīng)的偏差的兩個(gè)圖像。
[0063]作為顯示裝置10中立體圖像的顯示方法，例如可提供交替顯示用于右眼和左眼的兩個(gè)屏幕的圖像輸出方法或者在相同顯示表面上顯示用于右眼和左眼的兩個(gè)偏振屏幕的圖像輸出方法。顯示裝置10中立體圖像的顯示方法不限于這些方法，只要方法是熟知的3D顯示方法即可。
[0064]例如，在本實(shí)施方式中，顯示裝置10包括3D眼鏡13，該3D眼鏡可由操作者Op佩戴以基于兩個(gè)圖像來(lái)構(gòu)造立體圖像。
[0065]3D眼鏡13具有偏振片、液晶快門(mén)等，以將圖像拍攝單元101所獲取的兩個(gè)圖像分別分給左眼和右眼，以對(duì)應(yīng)于在顯示面板12上顯示各圖像的顯示方法。根據(jù)顯示裝置10的圖像輸出方法，3D眼鏡13可適當(dāng)?shù)剡x自偏振眼鏡、快門(mén)型眼鏡等。
[0066]在這種情況下，當(dāng)操作者Op注視顯示裝置10上顯示的圖像時(shí)，操作者Op佩戴3D眼鏡13并經(jīng)由3D眼鏡13的偏振片或液晶快門(mén)注視圖像。因此，當(dāng)使用機(jī)械手系統(tǒng)I時(shí)，3D眼鏡13與操作者Op的面部一體地移動(dòng)。在本實(shí)施方式中，作為檢測(cè)裝置20的一部分的指示(index)單元21 (下面描述)安裝在3D眼鏡13上。
[0067]如圖3和圖4所示，檢測(cè)裝置20包括安裝在3D眼鏡13處的指示單元21以及安裝在顯示面板12處的檢測(cè)單元23。
[0068]指示單元21固定到3D眼鏡13，并且包括光源22和供電單元22a。光源22在預(yù)定的垂直照射角度和水平照射角度范圍內(nèi)發(fā)射預(yù)定波長(zhǎng)的光。供電單元22a向光源22供電。在本實(shí)施方式中，采用發(fā)光二極管(LED)作為光源22，采用鋰聚合物電池作為供電單元22a。
[0069]檢測(cè)單元23具有被配置為接收從光源22發(fā)射的光的光接收單元24，并電連接到下述的主控制單元31。
[0070]光接收單元24具有相對(duì)于顯示裝置10定位的光接收表面25?？紤]到當(dāng)操作者Op注視顯示面板12的預(yù)定參考位置Pl (參見(jiàn)圖5)時(shí)面部和顯示面板12的方向之間的關(guān)系以及操作者Op與顯示面板12之間的位置關(guān)系，來(lái)確定光接收表面25的方向，其中在顯示面板12中立體圖像由在顯示面板12上顯示的圖像適當(dāng)?shù)貥?gòu)成。
[0071]光接收單元24被配置為在操作者Op操縱主機(jī)械手2的狀態(tài)下在操作者Op所在的范圍內(nèi)檢測(cè)安裝在3D眼鏡13處的指示單元21。
[0072]將詳細(xì)描述檢測(cè)裝置20的構(gòu)造。圖5是說(shuō)明檢測(cè)裝置中的光源的垂直照射角度的示意圖。圖6是說(shuō)明檢測(cè)裝置中的光源的水平照射角度的示意圖。
[0073]如圖4和圖5所示，在指示單元21中，光源22的光軸被布置為使得在操作者Op佩戴3D眼鏡13并注視顯示面板12上的預(yù)定參考位置Pl的狀態(tài)下，來(lái)自光源22的光到達(dá)光接收表面25。在本實(shí)施方式中，參考位置Pl被設(shè)置在顯示面板12的中心。
[0074]這里，參照當(dāng)操作者Op注視參考位置Pl時(shí)的0度視線(xiàn)方向，仰角和俯角被表示在其向上方向上為正以及在其向下方向上為負(fù)。然后，參照當(dāng)操作者Op向上注視顯示面板12的最上端時(shí)仰角的大小以及當(dāng)操作者Op向下注視顯示面板12的最下端時(shí)俯角的大小，確定光源22的垂直照射角度。在本實(shí)施方式中，參考位置Pl是顯示面板12的中心。另外，在本實(shí)施方式中，當(dāng)操作者Op注視參考位置Pl時(shí)操作者Op的面部被配置為與顯示面板12的方向垂直。因此，仰角和俯角的大小的絕對(duì)值相同。
[0075]操作者Op的面部可以與顯示面板12的方向垂直，使得操作者Op可容易地注視到顯示面板12上顯示的立體顯示。然而，由于根據(jù)使用顯示面板的場(chǎng)所可能會(huì)有布置上的限制，上述配置不限于垂直關(guān)系。在這種情況下，根據(jù)操作者Op和顯示面板12的初始布置，仰角的大小和俯角的大小的絕對(duì)值不同。
[0076]例如，如圖5和下面的等式I所示，基于特定的向上/向下尺寸H以及距顯示面板12的最佳距離L獲得仰角0H。另外，向上/向下尺寸H是當(dāng)顯示面板12處于安裝狀態(tài)時(shí)，通過(guò)在沿著顯示面板12的表面的向上/向下方向上測(cè)量長(zhǎng)度而獲得的長(zhǎng)度。另外，最佳距離L是當(dāng)人經(jīng)由3D眼鏡注視顯示面板12上顯示的圖像時(shí)，圖像被識(shí)別為立體圖像的范圍內(nèi)的距離。
[0077][等式I]
[0078]0 H=tan_1 (H/2L)..................?(等式 I)
[0079]基于仰角0 H和俯角-0 H,在操作者Op佩戴3D眼鏡13并注視參考位置Pl的狀態(tài)下的水平方向(光軸中心方向)被設(shè)置為0度。然后，光源22的垂直照射角度被設(shè)置在從仰角(Rh到俯角-9h的范圍內(nèi)，使得絕對(duì)值的大小為0 a或更小。
[0080]已知許多人僅在向上/向下方向上移動(dòng)其注視的視線(xiàn)，而不移動(dòng)他們的頭部。因此，光源22的垂直照射角度可以是在比仰角e H和俯角-0 H窄許多的范圍內(nèi)的角度。
[0081]另外，可采用腳踏開(kāi)關(guān)作為主機(jī)械手2的開(kāi)關(guān)5，其他開(kāi)關(guān)也可布置在地面上。在這種情況下，考慮到操作者Op在操縱過(guò)程中面向下的情況，可以將垂直照射角度設(shè)置在具有較寬向上方向的范圍內(nèi)。即，在這種情況下，由于操作者Op并非有意將他或她的視線(xiàn)避開(kāi)顯示面板12，因此設(shè)置進(jìn)行變化以使得與操作者Op注視顯示面板12的狀態(tài)一樣，光到達(dá)光接收表面。
[0082]如圖6所示，在指示單元21中，通過(guò)與垂直照射角度的設(shè)置方法相同的方法來(lái)設(shè)置光源22的水平照射角度。即，在指示單元21中，參照基于作為顯示面板12的特定尺寸的寬度尺寸W和最佳距離L由下面的等式2獲得的角度e w，將光源22的水平照射角度設(shè)置在使得絕對(duì)值為角度ew或更小的范圍內(nèi)。另外，寬度尺寸w是通過(guò)沿著顯示面板12的表面測(cè)量當(dāng)安裝顯示面板12時(shí)在照射角度的水平方向上的長(zhǎng)度而獲得的長(zhǎng)度。
[0083][等式2]
[0084]0 ff=tan_1 (ff/2L)................(等式 2)
[0085]當(dāng)操作者Op的面部(視線(xiàn))面向顯示裝置10的顯示面板12時(shí)，即，當(dāng)操作者Op注視顯示面板12時(shí)，指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。另一方面，當(dāng)操作者Op將他或她的面部(視線(xiàn))朝向外超過(guò)顯示面板12的邊緣時(shí)，指示單元21不被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。因此，檢測(cè)裝置20可在安裝有顯示裝置10的狀態(tài)下檢測(cè)操作者Op面部的方向相對(duì)于垂直方向和水平方向的變化。
[0086]如圖2所示，控制裝置30經(jīng)由信號(hào)線(xiàn)電連接到主機(jī)械手2和從機(jī)械手6，并包括主控制單元31和從控制單元32。
[0087]主控制單元31基于檢測(cè)裝置20的檢測(cè)結(jié)果確定面部的方向是否在相對(duì)于顯示裝置10的預(yù)定角范圍內(nèi)。主控制單元31基于確定結(jié)果使從機(jī)械手6的動(dòng)作模式在預(yù)定的第一控制模式和第二控制模式之間相互轉(zhuǎn)變，在第二控制模式下比在第一控制模式下操作更加受到限制。
[0088]在本實(shí)施方式中，第一控制模式是操作從機(jī)械手6使得對(duì)于待處置對(duì)象執(zhí)行處置的動(dòng)作模式。在第一控制模式下，主機(jī)械手2的主臂3的操作被傳遞給從機(jī)械手6。
[0089]同時(shí)，第二控制模式是停止不是由主機(jī)械手2的主臂3的操作所引起的從機(jī)械手6的操作并將從機(jī)械手6維持在停止?fàn)顟B(tài)的模式。
[0090]第二控制模式被實(shí)現(xiàn)為防止不是由操作者Op有意的操縱所引起的從機(jī)械手6的移動(dòng)。
[0091]在本實(shí)施方式中，在第二控制模式下，在控制裝置30中將從主機(jī)械手2發(fā)送來(lái)的所有輸入命令確定為無(wú)效命令。因此，控制裝置30被控制為除了開(kāi)關(guān)5的命令之外，不向從控制單兀32輸出命令。
[0092]另外，將從機(jī)械手6維持在停止?fàn)顟B(tài)的方法不限于此方法。例如，即使在阻斷從主機(jī)械手2至主控制單元31的信號(hào)的方法或者阻斷從從控制單元32至從機(jī)械手6的信號(hào)的方法中，也可以將從機(jī)械手6維持在停止?fàn)顟B(tài)。
[0093]在本實(shí)施方式中，控制裝置30連接到顯示裝置10的顯示面板12。具體地講，主控制單元31和顯示面板12彼此連接?？刂蒲b置30被配置為以文字或符號(hào)在顯示面板12上顯示與機(jī)械手系統(tǒng)I的操作有關(guān)的信息或警告。
[0094]從控制單元32基于來(lái)自主控制單元31的輸入命令產(chǎn)生用于操作從臂7、內(nèi)窺鏡裝置100和手術(shù)器械110的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然后，從控制單元32將產(chǎn)生的信號(hào)分別輸出給從臂
7、內(nèi)窺鏡裝置100和手術(shù)器械110。
[0095]接下來(lái)，將描述使用機(jī)械手系統(tǒng)I之前的初始化以及使用機(jī)械手系統(tǒng)I時(shí)的操作。圖7是示出機(jī)械手系統(tǒng)的操作的流程圖。
[0096]如圖7所示，就在啟動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)I (參見(jiàn)圖1)之后，將主控制單元31的動(dòng)作模式設(shè)置為第二控制模式(步驟SlOl)。
[0097]在步驟SlOl，即使當(dāng)操作者Op操縱主機(jī)械手2的主臂3時(shí)，從機(jī)械手6也不操作。這里，步驟SlOl結(jié)束，步驟S102開(kāi)始。
[0098]步驟S102是參照檢測(cè)單元23中的檢測(cè)結(jié)果對(duì)處理進(jìn)行劃分的步驟。
[0099]在開(kāi)始使用機(jī)械手系統(tǒng)i時(shí)，機(jī)械手系統(tǒng)I執(zhí)行初始化以命令操作者Op處于朝向顯示裝置10的操作者Op位置。執(zhí)行初始化是為了確定操作者Op和顯示裝置10的布置，以獲得適當(dāng)構(gòu)造立體圖像時(shí)的位置關(guān)系。
[0100]例如，機(jī)械手系統(tǒng)I的操作者Op坐在椅子上，使得他或她的面部面向顯示裝置10的顯示面板12。另外，操作者Op佩戴3D眼鏡13。為了使操作者Op能夠注視顯示面板12上顯示的圖像并將該圖像識(shí)別為立體圖像，可將操作者Op定位于適合于顯示面板12的位置。例如，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置操作者Op所坐的椅子的位置或高度。
[0101]當(dāng)從安裝在3D眼鏡13上的光源22發(fā)射的光到達(dá)檢測(cè)單元23的光接收表面25時(shí)，檢測(cè)單元23可檢測(cè)到指示單元21。另一方面，當(dāng)從光源22發(fā)射的光沒(méi)有到達(dá)檢測(cè)單元23的光接收表面25時(shí)，檢測(cè)單元23無(wú)法檢測(cè)指示單元21。在根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I中，當(dāng)從安裝在3D眼鏡13上的光源22發(fā)射的光已經(jīng)到達(dá)檢測(cè)單元23的光接收表面25時(shí)，確定操作者Op正常地注視顯示面板12上顯示的立體圖像。
[0102]在步驟S102中，主控制單元31參考檢測(cè)單元23中的檢測(cè)結(jié)果，并且當(dāng)指示單元21未被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S103開(kāi)始。當(dāng)指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S104開(kāi)始。
[0103]步驟S103是主控制單元31發(fā)送消息以提示操作者Op改變操作者Op相對(duì)于顯示裝置10的位置或方向的步驟。
[0104]在步驟S103中，主控制單元31在顯示裝置10的顯示面板12上顯示警告。，顯示在顯示面板12上的警告例如是“請(qǐng)朝著顯示器方向看”、“您佩戴3D眼鏡了嗎？”等。
[0105]這里，步驟S103結(jié)束，步驟S102開(kāi)始。
[0106]步驟S104是等待操作者Op輸入許可信號(hào)以執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變的步驟。
[0107]在步驟S104中，主控制單元31在顯示面板12上顯示消息(例如，“請(qǐng)按壓腳踏開(kāi)關(guān)以開(kāi)始”)以提示操作者按下開(kāi)關(guān)5。
[0108]步驟S104循環(huán)，直至開(kāi)關(guān)5被按壓并進(jìn)入操作者Op的許可信號(hào)的輸入待命(standby)模式。當(dāng)開(kāi)關(guān)5被按壓時(shí)，來(lái)自開(kāi)關(guān)5的返回信號(hào)輸入到主控制單元31，步驟S104結(jié)束，步驟S105開(kāi)始。
[0109]步驟S105是執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變步驟。
[0110]在步驟S105，在主控制單元31中，將從主機(jī)械手2發(fā)送來(lái)的所有輸入命令確定為有效命令。
[0111]這里，步驟S105結(jié)束，步驟S106開(kāi)始。在步驟S105之后，將從主機(jī)械手2發(fā)送來(lái)的輸入命令被輸出給從控制單元32。在這種狀態(tài)下，當(dāng)操作者Op操縱主機(jī)械手2的主臂3時(shí)，從控制單元32根據(jù)從主機(jī)械手2發(fā)送來(lái)的輸入命令產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以將該信號(hào)輸出給從機(jī)械手6。從機(jī)械手6接收從控制單元32所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)接收的驅(qū)動(dòng)信號(hào)操作。
[0112]步驟S106是主控制單元31在第一控制模式期間檢測(cè)操作者Op面部的方向使得可以操作從機(jī)械手6的步驟。[0113]當(dāng)操作者Op的面部相對(duì)于顯示裝置10在水平方向或垂直方向上大幅移動(dòng)時(shí)，操作者Op所佩戴的3D眼鏡13也與面部一體地移動(dòng)。此時(shí)，從安裝在3D眼鏡13上的指示單元21的光源22發(fā)射的光不到達(dá)檢測(cè)單元23的光接收表面25。例如，當(dāng)操作者Op響應(yīng)于附近的人的請(qǐng)求或患者狀態(tài)的急速改變而大幅移動(dòng)他/她的面部時(shí)，發(fā)生這樣的操作。
[0114]在步驟S106中，類(lèi)似于步驟S102，主控制單元31參照檢測(cè)單元23的檢測(cè)結(jié)果確定指示單元21是否被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。
[0115]當(dāng)指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S106循環(huán)。當(dāng)主控制單元31確定指示單元21未被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S106結(jié)束，步驟S107開(kāi)始。
[0116]在本實(shí)施方式中，在步驟S106中，主控制單元31確定操作者Op的面部的方向是否在操作者Op適當(dāng)?shù)刈⒁曪@示面板12時(shí)的角度范圍內(nèi)。
[0117]步驟S107是主控制單元31在顯示裝置10的顯示面板12上顯示警告的步驟。
[0118]在步驟S107中，主控制單元31將諸如“您的視線(xiàn)已經(jīng)偏離”、“請(qǐng)朝著顯示器執(zhí)行處置”等消息數(shù)據(jù)輸出給顯示裝置10。當(dāng)這些消息顯示在顯示裝置10的顯示面板12上，能夠提示操作者Op以正確的方向注視顯示裝置10。
[0119]另外，在步驟S107，主控制單元31可在顯示裝置10的顯示面板12上顯示諸如“請(qǐng)調(diào)節(jié)顯示器的方向”的消息。在這種情況下，能夠提示操作者Op將顯示裝置10移到如下位置:在該位置處，在當(dāng)前狀態(tài)下的操作者Op的位置處的適當(dāng)?shù)貥?gòu)成立體圖像。
[0120]另外，在步驟S107，主控制單元31可通過(guò)聲音輸出消息，而非在顯示裝置10上顯示消息。另外，除了書(shū)寫(xiě)的文字(視覺(jué)信息)或聲音(聽(tīng)覺(jué)信息)之外，主控制單元31還可以具有利用操作者Op能夠識(shí)別的手段來(lái)發(fā)出消息的裝置。例如，在步驟S107，可考慮通過(guò)諸如振動(dòng)、壓力等觸覺(jué)信息發(fā)送消息的配置。這里，步驟S107結(jié)束，步驟S108開(kāi)始。
[0121]步驟S108是執(zhí)行從第一控制模式向第二控制模式的轉(zhuǎn)變的步驟。
[0122]在步驟S108，將主機(jī)械手2發(fā)送的所有輸入命令確定為無(wú)效命令。然后，不把這些命令輸出給從控制單元32。因此，即使當(dāng)操作者Op移動(dòng)主機(jī)械手2的主臂3時(shí)，從機(jī)械手6仍維持在停止?fàn)顟B(tài)。這里，步驟S108結(jié)束，步驟S109開(kāi)始。
[0123]步驟S109是在從機(jī)械手6處于停止?fàn)顟B(tài)的第二控制模式期間檢測(cè)操作者Op面部的方向的步驟。
[0124]在步驟S109，類(lèi)似于步驟S102，主控制單元31參照檢測(cè)單元23的檢測(cè)結(jié)果確定指示單元21是否被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。當(dāng)指示單元21未被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí),步驟S109循環(huán)。當(dāng)指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S109結(jié)束，步驟SllO開(kāi)始。
[0125]步驟SI 10是等待操作者Op輸入許可信號(hào)以執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變的步驟。
[0126]在步驟S110，主控制單元31在顯示面板12上顯示消息，以提示操作者按壓開(kāi)關(guān)5，并進(jìn)入輸入待命模式以等待操作者Op輸入許可信號(hào)。作為提示按下開(kāi)關(guān)5的消息，例如，可提供“請(qǐng)按壓腳踏開(kāi)關(guān)以重新開(kāi)始”或“返回主屏？”。
[0127]當(dāng)開(kāi)關(guān)5被按壓時(shí)，由于來(lái)自開(kāi)關(guān)5的返回信號(hào)輸入至主控制單元31，步驟S105開(kāi)始。當(dāng)開(kāi)關(guān)5未被按壓時(shí),機(jī)械手系統(tǒng)I的一系列處理完成。
[0128]另外，在步驟SllO完成之后，可重新執(zhí)行從步驟SlOl到步驟SllO的處理。
[0129]如上所述，在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I中，就在啟動(dòng)之后，從機(jī)械手6的操作處于停止?fàn)顟B(tài)。然后，本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I被配置為使得僅當(dāng)操作者Op的面部適當(dāng)?shù)孛鎸?duì)顯示面板12時(shí)，從機(jī)械手6才可以操作。另外，由于通過(guò)來(lái)自安裝在3D眼鏡13上的光源22的光是否到達(dá)光接收表面25來(lái)檢測(cè)面部的方向，因此可通過(guò)簡(jiǎn)單的處理來(lái)檢測(cè)操作者Op的面部的方向。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)1，與檢測(cè)視線(xiàn)的情況相比，能夠簡(jiǎn)單地執(zhí)行處理，增加了整個(gè)處理速度，以及降低了檢測(cè)誤差。
[0130]另外，在利用頭戴顯示器(HMD)觀(guān)察待處置對(duì)象的圖像的傳統(tǒng)配置中，當(dāng)操作者佩戴HMD時(shí)，操作者無(wú)法在視覺(jué)上識(shí)別除了顯示在HMD上的圖像之外的圖像。例如，當(dāng)使用專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所公開(kāi)的上述機(jī)械手控制系統(tǒng)時(shí)，為了識(shí)別處置中所使用的器械的狀態(tài)或者附近人員的狀態(tài)，需要移除HMD，此時(shí)從機(jī)械手的操作被控制電路禁止。
[0131]另外，當(dāng)使用HMD時(shí)，由于操作者完全注視投影在HMD上的圖像并執(zhí)行處置，操作者無(wú)法有效地利用在周邊視野中感知的信息。因此，在執(zhí)行處置的同時(shí)并觀(guān)察周邊的器械或人員的狀態(tài)是不方便的。
[0132]相比之下，在本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)I中，操作者Op專(zhuān)注于操縱安裝在操作者前面的顯示裝置10上顯示的待操縱對(duì)象，并且同時(shí)可通過(guò)周邊視野容易地觀(guān)察周邊的器械或人員的狀態(tài)。當(dāng)由于人員的請(qǐng)求或患者狀態(tài)的突然改變，操作者Op將他或她的視線(xiàn)大幅地從顯示裝置10移開(kāi)時(shí)，由于操作者Op的意識(shí)從待操縱對(duì)象偏離開(kāi)，為了安全起見(jiàn)停止從機(jī)械手6。即，當(dāng)操作者專(zhuān)注于待操縱對(duì)象時(shí)，操作者Op可在確保周邊視野的同時(shí)有效地執(zhí)行處置。當(dāng)操作者Op的意識(shí)從待操縱對(duì)象偏離時(shí)，可安全地停止處置。
[0133](第一修改示例)
[0134]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第一修改示例。圖8是示出該修改示例的檢測(cè)裝置的示意圖。
[0135]如圖8所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，檢測(cè)裝置20被檢測(cè)裝置20A代替。
[0136]檢測(cè)裝置20A包括被配置為發(fā)射具有高方向性的光的多個(gè)光源22A以及在第一實(shí)施方式中所描述的光接收單元24。
[0137]在多個(gè)光源22A中，光軸分別朝向指示單元21中的垂直照射角度的上端、中心和下端。
[0138]即使在修改示例所示的配置中，也獲得與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0139]另外，在修改示例中，可以提供具有不同的發(fā)射光波長(zhǎng)或強(qiáng)度的光源22A1、光源22A2和光源22A3作為所述多個(gè)光源22A，光接收單元24可被配置為根據(jù)波長(zhǎng)區(qū)分光源22A1、22A2和22A3。在這種情況下，檢測(cè)裝置20A可以檢測(cè)操作者Op的面部是否移向顯示裝置10的向上或向下方向。
[0140]另外,作為該修改示例的進(jìn)一步修改的示例,光軸分別朝向指示單元21中的水平照射角度的右端、中心和左端的多個(gè)光源可以代替光源22A以安裝在檢測(cè)裝置20A上。
[0141](第二修改示例)
[0142]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第二修改示例。圖9是示出修改示例的檢測(cè)裝置的示意圖。
[0143]如圖9所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，檢測(cè)裝置20被檢測(cè)裝置20B代替。[0144]在檢測(cè)裝置20B中，代替光接收單元24，安裝具有光接收表面25B的光接收單元24B，在該光接收表面25B處布置有多個(gè)光接收元件。
[0145]在該修改示例中，由于檢測(cè)從光源22發(fā)射的光照射到多個(gè)光接收元件中的哪一個(gè)時(shí)，可以檢測(cè)出光源22相對(duì)于光接收單元24B移動(dòng)的方向。
[0146](第三修改示例)
[0147]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第三修改示例。圖10是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部配置的立體圖。
[0148]該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，提供上述第二修改示例中所描述的檢測(cè)裝置20B，并且主控制單元31與上述第一實(shí)施方式不同地操作。
[0149]另外，第三修改示例在步驟S107中的主控制單元31的處置方面與第一實(shí)施方式不同。即，當(dāng)在第一實(shí)施方式的步驟S106中確定操作者Op面部的方向沒(méi)有面向顯示面板12時(shí)，代替第一實(shí)施方式的步驟S107，主控制單元31在顯示面板12上顯示與所確定的光源22相對(duì)于光接收單元24移動(dòng)的方向相反的方向的箭頭符號(hào)(參見(jiàn)圖10的標(biāo)號(hào)Ql)以及諸如“請(qǐng)將您的面部朝向顯示器”的消息。
[0150]在該修改示例中，操作者Op可通過(guò)箭頭符號(hào)容易地理解操作者Op的面部?jī)?yōu)選面
向哪一方向。
[0151](第四修改示例)
[0152]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第四修改示例。圖11是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部的立體圖。
[0153]如圖11所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，提供上述第二修改示例中所描述的檢測(cè)裝置20B，以及被配置為可動(dòng)地支撐顯示面板12的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)14安裝在顯示裝置10處。另外，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，主控制單元31與上述第一實(shí)施方式不同地操作。
[0154]可移動(dòng)機(jī)構(gòu)14包括例如伺服電機(jī)，并在主控制單元31的控制下控制顯示面板12的向上/向下向右/向左方向上的位置和方向。
[0155]當(dāng)在第一實(shí)施方式的步驟S106中確定操作者Op面部的方向沒(méi)有面向顯示面板12時(shí)，代替第一實(shí)施方式的步驟S107，主控制單元31通過(guò)可移動(dòng)機(jī)構(gòu)14在與所確定的光源22相對(duì)于光接收單元24移動(dòng)的方向相同的方向上移動(dòng)顯示面板12。
[0156]在該修改示例中，由于顯示面板12根據(jù)操作者Op的面部所朝向的方向而移動(dòng)，操作者Op可繼續(xù)第一控制模式下的操作。
[0157](第五修改示例)
[0158]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第五修改示例。
[0159]該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于主控制單元31的操作。圖12是示出該修改示例中的主控制單元31的操作的流程圖。在圖12中，與上述第一實(shí)施方式中的那些處理相同的處理被指派相同的符號(hào)，因此其描述將省略。
[0160]如圖12所示，在步驟S108完成之后，開(kāi)始測(cè)量第二控制模式下的操作時(shí)間(步驟S201)。
[0161]在步驟S201中，例如，在向第二控制模式轉(zhuǎn)變的時(shí)候重置定時(shí)器以執(zhí)行計(jì)數(shù)操作，或者可以啟動(dòng)被設(shè)置為預(yù)定時(shí)間的倒數(shù)計(jì)時(shí)器(將稍后描述)。這里，步驟S201結(jié)束，步驟S202開(kāi)始。
[0162]步驟S202是檢測(cè)單元23檢測(cè)從機(jī)械手6處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)操作者Op面部的方向的步驟。
[0163]在步驟S202中，類(lèi)似于第一實(shí)施方式的步驟S102，主控制單元31參照檢測(cè)單元23的檢測(cè)結(jié)果確定指示單元21是否被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。
[0164]當(dāng)指示單元21未被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S201再次開(kāi)始。主控制單元31維持在第二控制模式，在步驟S201中，繼續(xù)測(cè)量操作時(shí)間。在指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到之前，操作時(shí)間繼續(xù)增加。
[0165]當(dāng)指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S202結(jié)束，步驟S203開(kāi)始。
[0166]步驟S203是主控制單元31基于步驟S201中測(cè)量的時(shí)間劃分處置的步驟。
[0167]在步驟S203中，當(dāng)測(cè)量的時(shí)間在預(yù)定時(shí)間內(nèi)時(shí)，步驟S105開(kāi)始，主控制單元31從第二控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝豢刂颇Ｊ健?br> [0168]另外，當(dāng)測(cè)量的時(shí)間超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)，機(jī)械手系統(tǒng)I結(jié)束一系列處置。同時(shí)，當(dāng)繼續(xù)使用機(jī)械手系統(tǒng)I時(shí)，再次執(zhí)行從步驟SlOl開(kāi)始的處置。在這種情況下，由于指示單元21在完成后的狀態(tài)下被檢測(cè)單元23檢測(cè)到，操作執(zhí)行至S104，對(duì)通過(guò)開(kāi)關(guān)5輸入的許可信號(hào)的存在進(jìn)行確定。隨后，執(zhí)行與第一實(shí)施方式中相同的流程。
[0169]另外，將所述預(yù)定時(shí)間適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為即使當(dāng)視線(xiàn)從顯示待處置對(duì)象的圖像偏離時(shí)風(fēng)險(xiǎn)也較低的時(shí)間長(zhǎng)度。
[0170]在該修改示例中，當(dāng)操作者Op的視線(xiàn)偏離于顯示面板12的時(shí)間超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)，為了執(zhí)行向第一控制模式的轉(zhuǎn)變，需要通過(guò)開(kāi)關(guān)5輸入許可信號(hào)。另外，當(dāng)操作者Op的視線(xiàn)偏離于顯示面板12的時(shí)間較短時(shí)，主控制單元31無(wú)需通過(guò)開(kāi)關(guān)5輸入許可信號(hào)即可轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝豢刂颇Ｊ健?br> [0171](第六修改示例)
[0172]接下來(lái)，將描述第一實(shí)施方式的第六修改示例。
[0173]該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于主控制單元31的操作。圖13是示出此修改示例中的主控制單元31的操作的流程圖。在圖13中，與上述第一實(shí)施方式中的那些處理相同的處理被指派相同的符號(hào)，因此其描述將省略。
[0174]如圖13所示，在此修改示例中，在步驟S108完成之后，測(cè)量主臂3的位移(步驟S301)。主臂3的位移臨時(shí)存儲(chǔ)在控制裝置30中。
[0175]這里，步驟S301結(jié)束，步驟S302開(kāi)始。
[0176]類(lèi)似于第五修改示例的步驟S202，步驟S302是檢測(cè)在從機(jī)械手6處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)操作者Op面部的方向的步驟。
[0177]當(dāng)指示單元21未被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S301再次開(kāi)始，主控制單元31維持為第二控制模式。然后，在步驟S301，繼續(xù)測(cè)量主臂3的位移。位移繼續(xù)增加，直到指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到。在該修改示例中，通過(guò)將檢測(cè)到的主臂3的位移的絕對(duì)值相加來(lái)獲得位移，以作為移動(dòng)的距離。另外，主臂3的位移可以是相對(duì)于初始位置的位置變化。另外，可針對(duì)主臂3的方向(而非主臂3的位置)的變化進(jìn)行這種確定。
[0178]當(dāng)指示單元21被檢測(cè)單元23檢測(cè)到時(shí)，步驟S302結(jié)束，步驟S303開(kāi)始。
[0179]步驟S303是基于在步驟S301中測(cè)量的主臂3的位移來(lái)劃分處置的步驟。[0180]在步驟S303中，當(dāng)測(cè)量的主臂3的位移小于閾值時(shí)，步驟S105開(kāi)始，主控制單元31執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變。此時(shí)，無(wú)需利用開(kāi)關(guān)5輸入返回信號(hào)。
[0181]另外，當(dāng)測(cè)量的位移為閾值或更大時(shí)，機(jī)械手系統(tǒng)I的一系列處置結(jié)束。
[0182]在該修改示例中，當(dāng)在操作者Op的視線(xiàn)偏離于顯示面板12之后主臂3移動(dòng)了閾值或更多時(shí)，為了再次允許從機(jī)械手6的操作，需要利用開(kāi)關(guān)5輸入返回信號(hào)。
[0183]另外，即使當(dāng)操作者Op的視線(xiàn)偏離于顯示面板12時(shí)，如果主臂3的位移小于閾值，則當(dāng)操作者Op的視線(xiàn)返回顯示面板12時(shí)，從機(jī)械手6可被立即操作，而不必利用開(kāi)關(guān)5輸入返回信號(hào)。
[0184](第七修改示例)。
[0185]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第七修改示例。圖14是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的局部配置的示意圖。
[0186]如圖14所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于光源22安裝在檢測(cè)單元23處，并且被配置為反射從光源22發(fā)射的光的反射單元26安裝在指示單元21處。
[0187]在該修改示例中，當(dāng)通過(guò)檢測(cè)單元23檢測(cè)到從光源22發(fā)射的并且被反射單元26反射的光到達(dá)光接收表面25時(shí)，主控制單元31確定操作者Op的面部適當(dāng)?shù)爻蝻@示面板12。
[0188]即使在上述配置中，也獲得與上述第一實(shí)施方式相同的效果。
[0189]另外，即使在該修改示例的情況下，由于反射單元26可能不是電子部件，無(wú)需為操作者Op所佩戴的3D眼鏡單獨(dú)供電。
[0190](第八修改示例)
[0191]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第八修改示例。圖15是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的框圖。
[0192]如圖15所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的主要不同在于，設(shè)置攝像單元27代替光接收單元24。作為攝像單元27，可采用CCD傳感器、CMOS傳感器等。
[0193]在該修改示例中，攝像單元27接收從光源22發(fā)射的光并獲得圖像以將該圖像輸出給控制裝置30，其中該圖像包括由來(lái)自光源22的光產(chǎn)生的亮部分Xl以及其他部分(暗部分 X2)。
[0194]控制裝置30具有圖像處理單元33，該圖像處理單元33被配置為通過(guò)傳統(tǒng)邊緣檢測(cè)等檢測(cè)亮部分Xl的尺寸變化并基于亮部分Xl的尺寸計(jì)算攝像單元27與指示單元21之間的距離。
[0195]在該修改示例的情況下，由于可計(jì)算攝像單元27與指示單元21之間的距離，因此可以精確估計(jì)顯示裝置10與3D眼鏡13之間的距離。因此，可確定顯示裝置10與3D眼鏡13之間的距離是否接近能夠適當(dāng)?shù)嘏渲昧Ⅲw圖像的最佳距離L。另外，響應(yīng)于顯示裝置10與3D眼鏡13之間的距離，可適當(dāng)?shù)剡x擇將在顯示面板12上顯示的消息，并且可提示操作者Op移動(dòng)到能夠適合地觀(guān)察到立體圖像的位置。作為這種情況下的消息，例如，可提供“請(qǐng)靠近顯示器”、“請(qǐng)遠(yuǎn)離顯示器”等。
[0196]接下來(lái)，將描述該修改示例中的機(jī)械手系統(tǒng)I的攝像單元27與指示單元21之間的位置關(guān)系的初始化方法。圖16至圖18是說(shuō)明修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)中的初始化操作的示圖。[0197]在該修改示例中，機(jī)械手系統(tǒng)I的初始化是基于在攝像單元27的成像區(qū)域Tl中顯示面板12的邊緣的位置，來(lái)設(shè)置矩形范圍A的處理。
[0198]首先，佩戴3D眼鏡13的操作者Op注視顯示面板12的參考位置P1。類(lèi)似于第一實(shí)施方式，顯示面板12的參考位置Pl是顯示面板12的中心。然后，來(lái)自安裝在3D眼鏡13上的光源22的光照射到攝像單元27的成像區(qū)域Tl的一些位置。此時(shí)，控制裝置30在顯示面板12上顯示具有標(biāo)記的圖像,所述標(biāo)記示出來(lái)自光源22的光在與攝像單元27的成像區(qū)域Tl相似的圖像上的位置。操作者Op參照顯示在顯示面板12上的圖像，來(lái)調(diào)節(jié)顯示面板12或操作者Op的位置和方向，使得來(lái)自光源22的光基本上照射到成像區(qū)域Tl的中心。
[0199]隨后，控制裝置30在成像區(qū)域Tl中設(shè)置矩形范圍A，該矩形范圍A的中心為亮部分XI。通過(guò)顯示面板12的形狀和尺寸適當(dāng)?shù)卮_定范圍A的形狀和尺寸。另外，范圍A的尺寸隨著亮部分Xl的尺寸減小而增大,隨著亮部分Xl的尺寸增大而減小。這是因?yàn)?，即使操作者Op面部的方向的角度變化相等，當(dāng)操作者Op與顯示裝置10之間的距離較大時(shí)，成像區(qū)域Tl上的亮部分Xl的移動(dòng)距離增大。
[0200]在該修改示例的情況下，當(dāng)亮部分Xl位于范圍A的外部區(qū)域時(shí)，控制裝置30確定操作者Op的視線(xiàn)偏離于顯示面板12。另外，當(dāng)亮部分Xl位于范圍A的內(nèi)部區(qū)域時(shí)，控制裝置30確定操作者Op注視顯示面板12。
[0201]另外，當(dāng)范圍A可以被設(shè)置在攝像單元27的成像區(qū)域Tl中時(shí)，無(wú)需將顯示面板12的參考位置Pl設(shè)置在顯示面板12的中心。例如，當(dāng)多個(gè)圖像顯示在顯示面板12上并且待仔細(xì)觀(guān)看的圖像設(shè)置在除了顯示面板12的中心之外的位置時(shí)，待仔細(xì)觀(guān)看的圖像所在的地方可被設(shè)置為參考位置Pl。即使在這種情況下，也可如上所述執(zhí)行初始化。
[0202]另外，當(dāng)范圍A將被設(shè)置在成像區(qū)域Tl中時(shí)，如果范圍A延伸到成像區(qū)域Tl之外，則控制裝置30可在顯示裝置10的顯示面板12上顯示表示意圖(intent)的消息。因此，可提示操作者Op移動(dòng)操作者Op的位置或顯示裝置10的位置。
[0203](第九修改示例)
[0204]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第九修改示例。圖19是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的3D眼鏡的配置的立體圖。
[0205]如圖19所示，該修改示例與第一實(shí)施方式的不同之處在于，提供上述第八修改示例中所描述的攝像單元27,并且提供包括第一指示元件和第二指示元件的指示單元21A代替指示單元21。第一指示元件由在垂直方向上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)光源22B構(gòu)成。第二指示元件由在水平方向上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)光源22C構(gòu)成。
[0206]在此修改示例的情況下，從多個(gè)光源22發(fā)射的所有光可照射到攝像單元27的成像區(qū)域Tl，可通過(guò)光源22中的每一個(gè)檢測(cè)亮部分Xl的尺寸變化。因此，檢測(cè)裝置20可通過(guò)基于多個(gè)亮部分Xl的尺寸所計(jì)算的距離來(lái)檢測(cè)3D眼鏡13相對(duì)于攝像單元27的距離和方向，即，3D眼鏡13相對(duì)于顯示裝置10的距離和方向。
[0207]當(dāng)3D眼鏡13相對(duì)于顯示面板12傾斜時(shí)，可能無(wú)法適當(dāng)?shù)貥?gòu)造立體圖像。在該修改示例的情況下，在控制裝置30中存儲(chǔ)初始位置信息，該初始位置信息表示當(dāng)適合地構(gòu)造立體圖像時(shí)3D眼鏡13相對(duì)于顯示裝置10的距離和方向的范圍。
[0208]當(dāng)確定3D眼鏡13位于作為初始位置信息存儲(chǔ)的范圍中時(shí)，主控制單元31在第一控制模式下操作。另外，當(dāng)確定3D眼鏡13超出作為所述位置信息存儲(chǔ)的范圍時(shí)，主控制單元31在第二控制模式下操作。如上所述，主控制單元31在動(dòng)作模式間互換。另外，即使在該修改示例的情況下，當(dāng)執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變時(shí)，需要操作者Op利用開(kāi)關(guān)5輸入許可信號(hào)。
[0209]另外，指示單元21A可包括光源22B和光源22C中的任一個(gè)。
[0210](第十修改示例)
[0211]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第十修改示例。圖20是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的3D眼鏡的配置的立體圖。
[0212]在該修改示例中，指示單元21包括具有預(yù)定顏色或預(yù)定形狀的指示器構(gòu)件28，并且不包括光源22。另外，檢測(cè)單元23包括與上述第八修改示例中相同的攝像單元27，并且被配置為獲取包括指示器構(gòu)件28的圖像。
[0213]另外，主控制單元31在攝像單元27所拍攝的圖像上設(shè)置與第八修改示例中相同的范圍A。另外，主控制單元31通過(guò)圖像處理在攝像單元27所拍攝的圖像中識(shí)別具有預(yù)定顏色或預(yù)定形狀的區(qū)域作為指示單元21。
[0214]即使在該修改示例中，類(lèi)似于第八修改示例，當(dāng)指示器構(gòu)件28的位置從范圍A的內(nèi)部移到外部時(shí)，主控制單元31的動(dòng)作模式從第一控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙刂颇Ｊ剑?dāng)指示器構(gòu)件28的位置返回范圍A的內(nèi)部時(shí)，經(jīng)由操作者Op利用開(kāi)關(guān)5輸入的許可信號(hào)來(lái)執(zhí)行從第二控制模式向第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
[0215]在該修改示例的情況下，由于指示器構(gòu)件28不是電子部件，可以以低成本制造指示器構(gòu)件。
[0216]另外，當(dāng)使用通過(guò)裸眼實(shí)現(xiàn)立體圖像的顯示器時(shí)，指示器構(gòu)件28可附著到頭戴構(gòu)件上，而非3D眼鏡13上。另外，指示器構(gòu)件28可附著到手術(shù)中所使用的帽子或面罩上。例如，在這種情況下的指示器構(gòu)件28可以是刺繡(stitchwork)、粘貼標(biāo)簽等。
[0217](第^^一修改示例)
[0218]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第十一修改示例。圖21是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的配置的示意圖。
[0219]修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)是主從系統(tǒng)，在該主從系統(tǒng)中操作者Op利用附接到從臂7的手動(dòng)手術(shù)器械40執(zhí)行處置。手動(dòng)手術(shù)器械40可以是用于腹腔鏡外科手術(shù)的手術(shù)鉗或縫合器、能量治療工具等。被配置為測(cè)量操作者Op的力的力測(cè)量器械41附接到從臂7，并被控制為使得從臂7響應(yīng)于操作者Op的手的移動(dòng)方向而移動(dòng)。
[0220]在該修改示例的配置的情況下，在第二控制模式下主控制單元31相對(duì)于操作者Op的輸入控制從機(jī)械手6停止。即，當(dāng)操作者Op沒(méi)有注視顯示裝置10時(shí)，即使當(dāng)操作者Op意圖移動(dòng)手動(dòng)手術(shù)器械40時(shí)，從臂7也被控制為停止且不移動(dòng)。盡管輸入方法和主機(jī)械手的配置不同于第一實(shí)施方式，但是基本上，修改示例可通過(guò)與第一實(shí)施方式(參見(jiàn)圖1)中所描述的主從系統(tǒng)相同的方法實(shí)現(xiàn)，并且可獲得本發(fā)明的相同效果。
[0221](第十二修改示例)
[0222]接下來(lái)，將描述上述第一實(shí)施方式的第十二修改示例。圖22是示出該修改示例的機(jī)械手系統(tǒng)的配置的示意圖。
[0223]在該修改示例的配置的情況下,操作者Op利用主手柄45執(zhí)行處置,其中通過(guò)位置傳感器50獲得位置/方位信息。 在該修改示例中，位置傳感器50是雙透鏡型成像傳感器。由位置傳感器50檢測(cè)的標(biāo)志(index) 46附著到主手柄45。當(dāng)位置傳感器50檢測(cè)到標(biāo)志46時(shí),獲得主手柄45的位置和方位信息。
[0224]在該修改示例的配置的情況下，操作者Op操縱主手柄45而不是第一實(shí)施方式中所描述的主臂3，并對(duì)從臂7等執(zhí)行操縱輸入。位置傳感器50獲得主手柄45的位置和方位信息。
[0225]另外，類(lèi)似于第八修改示例，另一標(biāo)志可附著到操作者的頭部，該標(biāo)志的位置可由位置傳感器50 (攝像單元)檢測(cè)。在該修改示例中，可應(yīng)用與上述第八修改示例中相同的檢測(cè)裝置。
[0226]盡管已參照附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，具體配置不限于所述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下具體配置包括設(shè)計(jì)變化等。
[0227]例如，第一實(shí)施方式中所描述的顯示裝置10可以是顯示二維圖像而非立體圖像的顯示裝置10。在這種情況下，無(wú)需使用3D眼鏡13。
[0228]另外，具有第一實(shí)施方式中所描述的圖像拍攝單元101的內(nèi)窺鏡裝置100可通過(guò)另一握持設(shè)備握持，而非安裝在從機(jī)械手6處。另外，助手等可以握持內(nèi)窺鏡裝置100。BP,圖像拍攝單元101不限于安裝在從機(jī)械手6處。
[0229]另外，第一實(shí)施方式中所描述的第二控制模式可以是從機(jī)械手6按照比第一控制模式的操作速度更低操作速度進(jìn)行操作的動(dòng)作模式。
[0230]另外，第一實(shí)施方式中所描述的第二控制模式可以是如下動(dòng)作模式:僅內(nèi)窺鏡裝置100、手術(shù)器械110和從臂7的位置固定，內(nèi)窺鏡裝置100、手術(shù)器械110和從臂7的遠(yuǎn)端的方向跟隨主臂3的移動(dòng)。
[0231]另外，在第一實(shí)施方式中，盡管第一控制模式和第二控制模式被示例性地描述為主控制單元31的動(dòng)作模式，但是第一控制模式和第二控制模式可以是從控制單元32的動(dòng)作模式。即，檢測(cè)裝置20可連接到從控制單元32，從控制單元可被配置為使得從控制單元32輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的存在或內(nèi)容基于檢測(cè)裝置20的檢測(cè)結(jié)果而變化。
[0232]另外，主控制單元31和從控制單元32可彼此一體地形成。
[0233]另外，當(dāng)機(jī)械手系統(tǒng)I處于第二控制模式時(shí)，機(jī)械手系統(tǒng)可被配置為使得各種類(lèi)型的醫(yī)療信息而不是待處置對(duì)象的圖像被顯示在顯示面板12上。各種類(lèi)型的醫(yī)療信息包括患者的標(biāo)識(shí)信息、術(shù)前或術(shù)中執(zhí)行的檢查的結(jié)果等。
[0234]另外，第一實(shí)施方式中所描述的控制裝置30可以是通用計(jì)算機(jī)。在這種情況下，主控制單元31和從控制單元32可以是利用通用處理器執(zhí)行的程序。
[0235]另外，可以適當(dāng)?shù)匮b配第一實(shí)施方式和修改示例中所示的部件。
[0236]工業(yè)實(shí)用性
[0237]根據(jù)機(jī)械手系統(tǒng)，由于基于操作者的面部相對(duì)于顯不裝置的方向切換第一控制模式和第二控制模式，可以提供能夠容易地執(zhí)行處置并且降低檢測(cè)誤差的機(jī)械手系統(tǒng)。另外，當(dāng)操作者專(zhuān)注于待操縱對(duì)象時(shí)，可確保周邊視野并且可有效地執(zhí)行處置。另外，當(dāng)操作者的注意力從待操縱對(duì)象移開(kāi)時(shí)，可安全地停止處置。
[0238]參考標(biāo)號(hào)的描述
[0239]1:機(jī)械手系統(tǒng)
[0240]2:主機(jī)械手[0241]3:主臂
[0242]4:位移傳感器
[0243]5:開(kāi)關(guān)
[0244]6:從機(jī)械手
[0245]7:從臂
[0246]8:致動(dòng)器
[0247]10:顯示裝置
[0248]11:圖像處理單元
[0249]12:面板
[0250]13:3D 眼鏡
[0251]14:可移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0252]20、20A、20B:檢測(cè)裝置
[0253]21、21A:指示單元
[0254]22:光源
[0255]22A、22B、22C:光源
[0256]22a:供電單元
[0257]23:檢測(cè)單元
[0258]24、24B:光接收單元
[0259]25、25B:光接收表面
[0260]26:反射單元
[0261]27:攝像單元
[0262]28:指示器構(gòu)件
[0263]30:控制裝置
[0264]31:控制單元
[0265]32:控制單元
[0266]33:圖像處理單元
[0267]100:內(nèi)窺鏡裝置
[0268]101:圖像拍攝單元
[0269]110:手術(shù)器械
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械手系統(tǒng),所述機(jī)械手系統(tǒng)包括: 主機(jī)械手，其被配置為基于操作者的操縱發(fā)送輸入命令； 從機(jī)械手，其被配置為根據(jù)所述輸入命令進(jìn)行動(dòng)作； 圖像拍攝單元，其被配置為獲取被攝體的圖像； 顯示裝置，其放置在所述操作者的前面并且被配置為顯示由所述圖像拍攝單元獲取的所述圖像； 檢測(cè)裝置，其被配置為檢測(cè)所述操作者的面部相對(duì)于所述顯示裝置的方向；以及 控制單元，其被配置為基于所述檢測(cè)裝置中的檢測(cè)結(jié)果確定所述面部的方向是否在相對(duì)于所述顯示裝置的預(yù)定角度內(nèi)，并基于確定結(jié)果在預(yù)定的第一控制模式和第二控制模式之間轉(zhuǎn)變所述從機(jī)械手的動(dòng)作模式，其中在所述第二控制模式下與所述第一控制模式相比動(dòng)作更加受到限制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)裝置包括: 指示單元，其能夠佩戴在所述操作者上以與所述操作者的面部一起移動(dòng)；以及 檢測(cè)單元，其相對(duì)于所述顯示裝置定位并且被配置為在預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)所述指示單元， 其中當(dāng)所述檢測(cè)單元未在所述預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元時(shí)，所述控制單元正常地使所述從機(jī)械手在所述第二控制模式下動(dòng)作，當(dāng)從未在所述預(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元的狀態(tài)改變?yōu)樵谒鲱A(yù)定范圍內(nèi)檢測(cè)到所述指示單元的狀態(tài)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎氪Ｊ?，等?所述操作者輸入從所述第二控制模式向所述第一控制模式轉(zhuǎn)變的許可信號(hào)，并且輸入了所述許可信號(hào)時(shí)，執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述第二控制模式是持續(xù)地停止所述從機(jī)械手的模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中， 所述檢測(cè)裝置在安裝有所述顯示裝置的狀態(tài)下檢測(cè)所述操作者的面部的方向在水平方向上的變化；以及 當(dāng)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到所述面部的方向在所述水平方向上的變化超過(guò)所述預(yù)定角度時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅诙刂颇Ｊ健?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用能夠被所述操作者識(shí)別的方式發(fā)送消息以提示所述操作者移動(dòng)所述面部或所述顯示裝置，使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用能夠被所述操作者識(shí)別的方式發(fā)送消息以示出所述面部或所述顯示裝置的移動(dòng)方向，以使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述控制單元在所述顯示裝置上顯示所述消息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 在所述顯示裝置處安裝有被配置為可移動(dòng)地支撐所述顯示裝置的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且 當(dāng)所述控制單元確定所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置偏離了所述預(yù)定角度的范圍時(shí)，所述控制單元利用所述可移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)所述顯示裝置，使得所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述第二控制模式是所述從機(jī)械手按照比所述第一控制模式低的動(dòng)作速度進(jìn)行動(dòng)作的模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述顯示裝置基于雙目視差在同一顯示表面上顯示兩個(gè)圖像，并且 所述檢測(cè)裝置的一部分安裝在3D眼鏡處，所述3D眼鏡能夠佩戴在所述操作者上并被配置為基于所述兩個(gè)圖像形成立體圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述3D眼鏡相對(duì)于所述顯示裝置的距離和方向，并且 所述控制單元具有初始位置信息，所述初始位置信息示出所述距離和所述方向當(dāng)中能夠最佳地觀(guān)察所述立體圖像的距離和方向的范圍，并且基于所述初始位置信息，當(dāng)由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的所述3 D眼鏡的距離和方向在所述范圍內(nèi)時(shí)，所述控制單元轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅谝豢刂颇Ｊ健?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 當(dāng)從所述第一控制模式轉(zhuǎn)變?yōu)樗龅诙刂颇Ｊ狡鸬念A(yù)定時(shí)間內(nèi)，所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)時(shí)，所述控制單元在沒(méi)有輸入所述許可信號(hào)的情況下執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 當(dāng)所述面部的方向相對(duì)于所述顯示裝置處于所述預(yù)定角度的范圍內(nèi)，同時(shí)從執(zhí)行從所述第一控制模式向所述第二控制模式的轉(zhuǎn)變起所述主機(jī)械手的動(dòng)作量在預(yù)定動(dòng)作量以?xún)?nèi)時(shí)，所述控制單元在沒(méi)有輸入所述許可信號(hào)的情況下執(zhí)行從所述第二控制模式向所述第一控制模式的轉(zhuǎn)變。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至13中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述指示單元具有預(yù)定顏色或預(yù)定形狀， 所述檢測(cè)單元具有攝像單元，所述攝像單元被配置為獲取包括所述指示單元的圖像，并且 所述控制單元在所述圖像上設(shè)置預(yù)定范圍，并將所述圖像中具有所述預(yù)定顏色或所述預(yù)定形狀的區(qū)域識(shí)別為所述指示單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求2至13中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)，其中 所述指示單元具有在佩戴所述指示單元的所述操作者的水平方向或垂直方向中的至少一個(gè)上彼此間隔開(kāi)的多個(gè)標(biāo)志元件， 所述檢測(cè)單元基于所述多個(gè)標(biāo)志元件的位置的檢測(cè)結(jié)果來(lái)檢測(cè)所述指示單元的方向。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK103608150SQ201280030472
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月15日
【發(fā)明者】小川量平, 岸宏亮 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社