[发明专利]控制输入设备处的手存在感测

说明书

实施方式涉及控制输入设备处的手存在感测。在一些实施方式中，控制输入设备包括基部构件、耦接到基部构件并被配置为在手柄的握持部分处被手动接触并由用户的手在一个或多个自由度中移动的手柄、被配置为检测手柄在一个或多个自由度中的方位或取向的一个或多个控制输入传感器，以及耦接到基部构件的存在传感器。存在传感器具有感测场，并且感测场的至少一部分位于手柄附近。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月8日提交的标题为HAND PRESENCE SENSING AT CONTROLINPUT DEVICE的美国临时专利申请No.62/912,536的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

控制输入设备允许用户控制各种类型的机构和器械的功能。例如，远程操作外科手术设备可以使用各种类型的医疗器械来执行微创外科手术程序，这减少对患者的健康组织的损害。医疗器械可以连接到操纵器设备，诸如可以被控制以执行外科手术程序的操纵器臂。可以在一个或多个控制输入设备处向操作员提供对操纵器设备处的医疗器械的控制，该一个或多个控制输入设备可以在操作员终端或操作员站处。操纵器设备的致动器可以由控制输入设备控制以引起与患者外科手术部位相互作用的操纵器设备处的医疗器械、相机或其他末端执行器的运动或发动其另一功能。在一些示例中，操作员站处的控制输入设备可以由操作员在一个或多个自由度中物理操纵，以控制末端执行器与控制设备的操纵相协调地移动，例如，在操作部位处在对应的自由度中移动。

在许多情况下，希望控制系统具有检测操作控制输入设备的用户的存在的能力。例如，这允许当检测到用户正要操作控制输入设备时启用操纵器设备的用户控制，并且当没有检测到用户存在时安全地禁用操纵器设备的用户控制。在一些控制系统中，可以使用一个或多个存在传感器来检测用户的存在。例如，一些系统包括操作员终端，在该操作员终端处使用控制输入设备并且该操作员终端包括视频输出设备。当头部被定位以查看视频输出设备时，光学检测器可以检测到操作员的头部的存在。然而，这种检测并不能直接指示用户的手是否准备好使用控制输入设备。此外，一些控制输入设备具有用于用户的手的结构和/或握持件，这可能导致难以直接感测操作控制输入设备的用户的手的存在。例如，在控制输入设备上旋转夹钳握持件可以提供夹紧运动，并且它们可以围绕控制设备的一个或多个轴线旋转，这可能导致操作员的手采用各种配置。在一些情况下，在一种或多种这样的配置中操作的手的存在可能不容易被传感器检测到。

发明内容

本申请的实施方式涉及控制输入设备处的手存在感测。在一些实施方式中，控制输入设备包括：基部构件；手柄，其耦接到基部构件并且被配置为在手柄的握持部分处被手动接触并由用户的手在一个或多个自由度中移动；一个或多个控制输入传感器，其被配置为检测手柄在一个或多个自由度中的方位和/或取向；以及存在传感器，其耦接到基部构件。存在传感器具有感测场，并且感测场的至少一部分位于手柄附近。

描述了控制输入设备的各种实施方式和示例。例如，在一些实施方式中，存在传感器被配置为检测由存在传感器的感测场中的手的存在而被定向为穿过空间到达存在传感器的电磁辐射或超声波。在一些实施方式中，存在传感器位于手柄的在控制输入设备的操作期间未被手接触的表面上。在一些实施方式中，感测场的该部分位于在操作手柄之前手在朝向手柄移动时的接近路径中。在一些实施方式中，手柄在感测场的外部。

在一些实施方式中，感测场被成形为或大致为在远离存在传感器的方向上宽度增加的锥体。在一些实施方式中，感测场具有相对于手柄的中心轴线固定的空间方位，该中心轴线在手柄的远端和近端之间延伸。在一些实施方式中，手柄至少部分地延伸到感测场中。在一些实施方式中，感测场至少部分地位于手柄的端部的前面。