JP-2026077764-A - 移動可能なディスプレイシステム

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Abstract

【課題】従来技術の問題を解決する。【解決手段】実装は、可動ディスプレイシステムに関する。幾つかの実装では、制御ユニットが、第１の支持体と、第１の支持体に結合された第２の支持体とを含む。第２の支持体は、第１の支持体に対して第１の自由度で第１の軸に沿って直線的に並進可能であり、第２の支持体の少なくとも一部分は、第１の支持体に対して第２の自由度で第２の軸に沿って直線的に並進可能である。制御ユニットは、第２の支持体に回転可能に結合されるディスプレイユニットを含む。ディスプレイユニットは、第２の支持体に対して第３の自由度で第３の軸について回転可能であり、ディスプレイユニットは、ディスプレイデバイスを含む。【選択図】図３２

Inventors

スウィーニー，チャールズエー．
ブランチャード，ラッセルエル．イー．
ルーク，スコットオー．
ワルド，マイケルシー．
トンプソン，アレンシー．
ゴールドバーグ，ランダルピー．
リー，ぺリングジー．
ヒンウィー，プッシュカー
ヴェルナー，ロートンエヌ．
リンチ，ゴーランエー．

Assignees

インテュイティブサージカルオペレーションズ，インコーポレイテッド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260213
Priority Date: 20190823

Claims (15)

マニピュレータシステムのディスプレイユニットを制御する方法であって、制御ユニットの第１の入力デバイスで第１のユーザ入力を受信することと、前記第１のユーザ入力に基づいて前記ディスプレイユニットを移動させるように前記制御ユニットのアクチュエータを制御することであって、前記ディスプレイユニットは、支持リンク機構に結合され、前記支持リンク機構は、第１のリンクと、前記第１のリンクに結合される第２のリンクと、前記第２のリンクに結合される第３のリンクとを含み、前記ディスプレイユニットを移動させることは、垂直軸に沿って前記第２のリンクを並進させることと、水平軸に沿って前記第２のリンクを並進させることと、傾斜軸について前記ディスプレイユニットを回転させることと、を含み、前記傾斜軸は、前記垂直軸及び前記水平軸に対して直角に方向付けられる、前記制御ユニットのアクチュエータを制御することと、前記マニピュレータシステムの制御されるデバイスのアクチュエータに、前記ディスプレイユニットの前記移動に従って前記制御されるデバイスの画像キャプチャデバイスを移動させることと、前記画像キャプチャデバイスから画像データを受信して、前記画像データに基づく画像を前記ディスプレイユニットによって表示させることと、を含み、前記画像は、前記ディスプレイユニットの前記移動に従って更新される、方法。
前記アクチュエータを制御することは、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、及び第３のアクチュエータを制御することを含み、前記第１のアクチュエータは、第１の自由度において前記ディスプレイユニット上に第１の力を出力するように制御され、前記第２のアクチュエータは、第２の自由度において前記ディスプレイユニット上に第２の力を出力するように制御され、前記第３のアクチュエータは、第３の自由度において前記ディスプレイユニット上に第３の力を出力するように制御される、請求項１に記載の方法。
前記アクチュエータを制御することは、画定されたピボット軸についての前記ディスプレイユニットの作業空間内の前記ディスプレイユニットの前記移動を引き起こすように、前記第１の力、前記第２の力、及び前記第３の力の前記出力の協調された組み合わせを制御することを含む、請求項２に記載の方法。
前記画定されたピボット軸は、前記制御ユニットの如何なる機械的ジョイントの回転軸にも対応しない、請求項３に記載の方法。
前記画定されたピボット軸は、ユーザが前記ディスプレイユニットを操作するときに、前記画定されたピボット軸が前記ユーザの首を通じて延びるような場所に位置決めされる、請求項３に記載の方法。
前記第１のユーザ入力は、手入力を含み、前記第１の入力デバイスは、前記ディスプレイユニットに結合され、前記制御ユニットを操作するユーザの手によって操作可能である、手入力制御装置を含み、前記画定されたピボット軸は、前記手入力制御装置を通じて延びる、請求項３に記載の方法。
前記第１のユーザ入力は、ユーザの頭からの頭入力を含み、前記第１の入力デバイスは、前記ディスプレイユニットに設けられる頭入力デバイスを含み、前記画定されたピボット軸は、前記ユーザの前記頭に接触するように構成される前記頭入力デバイス上の地点で前記頭入力デバイスを通じて延びる、請求項３に記載の方法。
前記アクチュエータを制御することは、前記制御ユニットを操作するユーザの頭の移動に従うように前記画定されたピボット軸について前記ディスプレイユニットを移動させるように前記アクチュエータを制御することを含む、請求項３に記載の方法。
前記画定されたピボット軸は、前記画定されたピボット軸が前記制御ユニットを操作するユーザの眼を通じて延びる眼軸と一致するような場所に位置決めされる、請求項３に記載の方法。
前記制御ユニットで調節ユーザ入力を受信することと、前記画定されたピボット軸の場所を示す前記調節ユーザ入力に基づいて空間内の前記画定されたピボット軸の前記場所を調節することと、をさらに含む、請求項３に記載の方法。
第４の自由度において第４の軸についての前記ディスプレイユニット上の回転力を出力するように第４のアクチュエータを制御することをさらに含み、前記第４の軸は、前記傾斜軸に対して直角である、請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
ユーザによる制御入力デバイスの操作に基づいて、前記制御されるデバイスの１つ以上のデバイスアクチュエータに、前記マニピュレータシステムの１つ以上のマニピュレータアームを移動させることをさらに含み、前記制御入力デバイスは、前記制御ユニットに結合される、請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
前記マニピュレータシステムの前記制御されるデバイスの前記アクチュエータに、前記ディスプレイユニットの前記移動に従って前記制御されるデバイスの前記画像キャプチャデバイスを移動させることは、前記画像キャプチャデバイスのビューを、パン、傾斜、又はズームのうちの少なくとも１つにさせる、請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
前記マニピュレータシステムの前記制御されるデバイスの前記アクチュエータに、前記ディスプレイユニットの前記移動に従って前記制御されるデバイスの前記画像キャプチャデバイスを移動させることは、作業空間内の前記ディスプレイユニットの対応する動きに基づいて前記画像キャプチャデバイスを並進させること又は回転させることのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
前記画像は、前記画像キャプチャデバイスによってキャプチャされるような作業現場又はその一部分のビューを描写する画像を含む、請求項１～１０のうちのいずれか１項に記載の方法。

Description

（関連出願の参照）本出願は、２０１９年８月２３日に出願された「Moveable Display System」という名称の米国仮特許出願第６２／８９０，８４４号の優先権を主張し、その全文が参照により本明細書に援用される。ディスプレイスクリーン、ウェアラブルディスプレイデバイス、プロジェクタなどを含むディスプレイデバイスは、様々なデバイス及び用途において使用される。幾つかの用途において、ディスプレイデバイスは、シーンのビュー(眺望)を提供するカメラによってキャプチャされた画像を出力する。幾つかの用途において、ディスプレイデバイスは、他のデバイスと共に使用されることができ、ユーザが、例えば、他のデバイスを操作することと連動してディスプレイデバイスによって提供される表示されるビューを観察することを可能にする。例えば、遠隔操作システムでは、ユーザが、典型的には、作業場所で、マニピュレータシステムのような制御されたデバイスの動き及び／又は他の機能を遠隔制御する（例えば、遠隔操作する）ために、制御入力デバイスを作動させる。幾つかの例において、遠隔操作手術システムでは、ユーザが、制御入力デバイスを作動させて、外科器具及び他のデバイスを操作して、手術部位で外科手術を行う。制御入力デバイスは、しばしば、ピンチャーグリップ、ジョイスティック、外骨格グローブ、又は同等物のような、手入力デバイスを含む。外科的又は他の医療タスクの幾つかの例において、手入力デバイスは、針の保持もしくは駆動、血管の把持、又は組織の解離、焼灼もしくは凝固のような機能を行う、組織グラスパ、ニードルドライバ、電気外科的焼灼プローブ、カメラなどのような、様々な外科器具を制御することがある。他のアプリケーションは、遠隔操作システムを使用して作業場所で実行される様々な遠隔操作されるタスクを含むことができる。様々な遠隔操作システムでは、ディスプレイユニットが制御入力デバイスと共に使用される。例えば、ディスプレイユニットは、作業部位でカメラによって取り込まれるような遠隔作業場所又はその部分のビューを示す画像を表示するディスプレイデバイスを含むことができる。ユーザが、制御入力デバイスを操作し、マニピュレータデバイスを制御して、ディスプレイユニットによって表示される作業部位のビューを観察しながら、作業部位でタスクを行うことができるように、ディスプレイユニットは、機械的に接地された支持体によって保持されることができる。他のシステムは、例えば、作業部位で発生するタスク又はイベントを監視するために、ユーザが制御入力デバイスを使用することなく、作業部位の表示されるビューをそのユーザに提供するディスプレイユニットを含むこともある。これらのシステムの幾つかにおいて、ユーザは、手入力デバイスを操作してカメラを操作することによって表示されるビューを調節する、例えば、カメラのビューを回転、パン及びズームして、作業部位の所望の倍率及び視認角(angles of view)を得ることができる。これは、作業部位のビューが、より明確なプレゼンテーションのためにカスタマイズされることを可能にし、作業部位でのタスクが、ユーザによってカスタマイズされるビューに基づいて正確に行われることを可能にする。しかしながら、遠隔操作システムは、限定的な視認領域(viewing area)を有し（例えば、ユーザがビューポート又は接眼レンズを通じて見なければならず）、ユーザに対するその位置において静的且つ剛性である、視認デバイス(viewing device)を提供することがある。ユーザは、視認デバイスを使用し得るように、システム動作中に、ユーザの頭及び身体の位置を視認デバイスに対して適合させなければならない。例えば、ユーザにより近い物体を見るために下を見ることを望むユーザは、ユーザが視認デバイスの限定的な視認領域内で画像を見続けることができるように、自分の頭を傾けることなく自分の眼を下方に調節しなければならない。更に、視認デバイスにおいて表示されるビューの操作は、幾つかのシステムのユーザにとって挑戦的であり得る。例えば、ユーザが、作業部位でマニピュレータ器具を動かすために制御入力デバイスの手入力デバイスを把持しているならば、視認デバイスにおけるビューを調整することは、ユーザが、制御入力デバイスに手入力を提供し、且つ／或いは異なる制御モードに入って、表示されるビューを変更することを必要とすることがある。そのような動作は、典型的には、ユーザが、ビュー調整を行うために、マニピュレータ器具の操作を中断及び一時停止することを必要とし、よって、タスクを実行するときに注意散漫及び潜在的な不正確さを生じさせる。更に、眼追跡センサ又は音声コマンドのような、表示されるビューを制御する幾つかのハンズフリーな方法は、しばしば、正確でなく、信頼性もなく、ユーザから提供されるコマンドに曖昧さを持ち込む可能性がある。本出願の実装は、可動ディスプレイシステムに関する。幾つかの実装では、制御ユニットが、第１の支持体と、第１の支持体に結合される第２の支持体とを含む。第２の支持体は、第１の支持体に対して第１の自由度において第１の軸に沿って直線的に並進可能であり、第２の支持体の少なくとも一部分は、第１の支持体に対して第２自由度において第２の軸に沿って直線的に並進可能である。制御ユニットは、第２の支持体に回転可能に結合されるディスプレイユニットを含み、ディスプレイユニットは、第２の支持体に対して第３の自由度において第３の軸について回転可能であり、ディスプレイユニットは、ディスプレイデバイスを含む。制御ユニットの幾つかの実装において、第１の軸は、第２の軸に対して直交し、第３の軸は、第１の軸に対して直交し、第２の軸に対して直交する。幾つかの実装において、第１の支持体及び第２の支持体は、互いに対する向きにおいて固定される。幾つかの実装において、第１の支持体は、第１の伸縮自在なベース部分と、第２の伸縮自在なベース部分とを含み、第２の伸縮自在なベース部分は、第１の伸縮自在なベース部分に対して第１の軸に沿って直線的に並進可能であり、第２の支持体は、第１の伸縮自在なアーム部分と、第２の伸縮自在なアーム部分とを含み、第２の伸縮自在なアーム部分は、第１の伸縮自在なアーム部分に対して第２の軸に沿って直線的に並進可能であり、第１の支持体の第２の伸縮自在なベース部分は、第２の支持体の第１の伸縮自在なアーム部分に強固に結合される。幾つかの実装において、第２の支持体は、中間支持体によって第１の支持体に結合され、中間支持体は、互いに直交する垂直部分に強固に結合される水平部分を含み、第２の支持体は、中間支持体に対して第２の自由度において水平に並進可能であり、中間支持体及び第２の支持体は、第１の支持体に対して第１の自由度において垂直に並進可能である。幾つかの実装において、ディスプレイユニットは、第２の支持体の端に回転可能に結合される傾斜部材を含み、傾斜部材は、第３の自由度において第３の軸について回転可能であり、ディスプレイユニットは、傾斜部材に結合され、第４の自由度において傾斜部材に対して移動可能である。例えば、ディスプレイユニットは、第４の自由度において傾斜部材に対して第４の軸について回転可能であり、第４の軸は、第３の軸に対して直交する。幾つかの例において、制御ユニットは、第４の自由度において第４の軸についてディスプレイユニットに対して力を出力するように構成されるアクチュエータを更に含む。幾つかの実装において、第２の支持体の部分は、２つのヨーク部材を含むヨーク部分を含み、ディスプレイユニットは、２つのヨーク部材に回転可能に結合され、２つのヨーク部材の間に位置付けられる。幾つかの実装において、制御ユニットは、第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータと、第３のアクチュエータとを更に含み、第１のアクチュエータは、第１の自由度においてディスプレイユニットに対して第１の力を出力するように構成され、第２のアクチュエータは、第２の自由度においてディスプレイユニットに対して第２の力を出力するように構成され、第３のアクチュエータは、第３の自由度においてディスプレイユニットに対して第３の力を出力するように構成される。例えば、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ及び第３のアクチュエータは、第１の力、第２の力及び第３の力を組み合わせにおいて出力して、画定されたピボット軸についてのディスプレイユニットの回転を引き起こすように構成されることができる。幾つかの実装において、ディスプレイユニットは、ディスプレイユニットに設けられ、ユーザの頭から入力を受信するように構成される、頭入力デバイス、及び／又は、ディスプレイユニットに設けられ、ユーザの手から入力を受信するように構成される、手入力デバイスを含む。幾つかの実装において、制御ユニットは、遠隔操作マニピュレータシステムの１つ以上の機能を制御するためにユーザによって操作可能な制御入力デバイスを含むデバイスに結合される。幾つかの実装では、遠隔操作システム制御ユニットが、第１の部分と、第２の部分とを有する、垂直部材と、第１の部分と、第２の部分とを有する、水平部材と、水平部材の第２の部分に回転可能に結合され、水平部材に対して傾斜軸について回転可能である、ディスプレイユニットと、を含み、垂直部材の第２の部分は、垂直部材の第１の部分に対して垂直軸に沿って直線的に並進可能であり、水平部材の第１の部分は、垂直部材の第２の部分に強固に結合され、水平部材の第２の部分は、水平部材の第１の部分に対して水平軸に沿って直線的に並進可能であり、ディスプレイユニットは、ディスプレイデバイスを含む。遠隔操作システム制御ユニットの様々な実装において、垂直部材の第１の部分及び垂直部材の第２の部分は、伸縮自在に結合され、水平部材の第１の部分及び水平部材の第２の部分は、伸縮自在に結合される。幾つかの実装では、傾斜部材が、ディスプレイユニットに結合され、水平部材の第２の部分に回転可能に結合される、ディスプレイユニット及び傾斜部材は、傾斜軸について回転可能である。幾つかの実装において、水平部材の第２の部分は、２つの平行な部材を含むヨーク部分を含み、ディスプレイユニットは、２つの平行な部材に回転可能に結合され、２つの平行な部材の間に位置付けられる。幾つかの実装において、遠隔操作システム制御ユニットは、第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ、第３のアクチュエータ及び／又は第４のアクチュエータを更に含み、第１のアクチュエータは、垂直部材の第２の部分に対して第１の力を出力するように構成され、第２のアクチュエータは、水平部材の第２の部分に対して第２の力を出力するように構成され、第３のアクチュエータは、傾斜軸についてディスプレイユニットに対して第３の力を出力するように構成され、第４のアクチュエータは、第４の自由度において第４の軸についてディスプレイユニットに対して第４の力を出力するように構成され、ディスプレイユニットは、第４の自由度において傾斜部材に対して回転可能である。幾つかの実装において、ディスプレイユニットは、画定されたピボット軸について回転可能であり、画定されたピボット軸についてのディスプレイユニットの回転は、垂直部材の第２の部分の直線的な移動、水平部材の第２の部分の直線的な移動及びディスプレイユニットの回転的な移動の協調された組み合わせによって引き起こされる。例えば、画定されたピボット軸は、ユーザがディスプレイユニットを作動させるときに画定されたピボット軸がユーザの首を通じて延びるような場所に位置付けられることができ、頭入力デバイスを作動させるユーザの前頭部と接触するように構成される点でディスプレイユニットに設けられる頭入力デバイスを通じて延びることができ、ディスプ