(57)【要約】  医療用制御装置は、医療装置に設けられ、湾曲部を先端側に設けた挿入部と、湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、弛みを持たせて湾曲部に連結されたワイヤと、ワイヤを牽引する牽引部と、駆動部と牽引部との間で駆動力を伝達／非伝達の位置関係を有するように駆動部と牽引部を連結する連結部と、駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、牽引部による牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、駆動部駆動量の変化量と牽引部駆動量の変化量を比較する比較部と、比較部による比較結果に基づき、湾曲部を形成する弾性部材の復元力により湾曲部の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤの弛みの発生により湾曲部の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定する特定部と、を具備する。
2012153646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置に設けられ、可撓性を有する弾性部材を用いて形成された湾曲部を先端側に設けた挿入部と、
前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、
前記挿入部内に挿通され、弛みを持たせて前記湾曲部に連結されたワイヤと、
前記ワイヤを牽引する牽引部と、
前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、
前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、
前記牽引部により牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、
前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づき、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力により前記湾曲部の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤの弛みの発生により前記湾曲部の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定する特定部と、
を具備することを特徴とする医療用制御装置。
【請求項２】
前記連結部は、凸部の係合面と凹部の係合面とが当接することにより前記駆動力を伝達する位置関係を有すると共に、両係合面が当接しないがたつき部が前記駆動力を伝達できない位置関係を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用制御装置。
【請求項３】
前記特定部は、前記境界として前記弾性部材の復元力による湾曲作用が終了して前記連結部が前記駆動力が伝達されない位置関係から前記駆動力を伝達する位置関係に設定されるまでの間、前記駆動部が前記湾曲部を駆動量を印加することなく前記湾曲部が特定の湾曲状態を維持する特定の湾曲状態位置を特定することを特徴とする請求項２に記載の医療用制御装置。
【請求項４】
前記特定部は、前記比較部が前記駆動部駆動量の変化量がある比較結果の状態において、前記比較部が前記牽引部駆動量の変化量がほぼ０となる比較結果の状態が、前記特定の湾曲状態位置であると特定することを特徴とする請求項３に記載の医療用制御装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記駆動力としてのトルクを発生するモータにより構成され、
前記牽引部は、前記湾曲部に先端が連結されたワイヤの後端が巻回して回動自在に連結され、前記連結部を介して前記モータと連結されるプーリにより構成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用制御装置。
【請求項６】
前記連結部は、前記モータの回転軸に連結した前記凸部又は前記凹部の一方と、前記プーリの回転軸付近に設けられ、前記一方に係合する前記凸部部又は前記凹部の他方により形成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用制御装置。
【請求項７】
前記比較部は、前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量との差分を求め、前記差分の値に対する比較を行うことを特徴とする請求項３に記載の医療用制御装置。
【請求項８】
前記特定部は、前記比較部で検知される前記差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合に対する前記境界として特定することを特徴とする請求項７に記載の医療用制御装置。
【請求項９】
前記特定部により特定された前記境界に基づいて、前記駆動部により前記ワイヤを牽引して駆動する制御を変更する制御部を有することを特徴とする請求項７に記載の医療用制御装置。
【請求項１０】
先端側に湾曲部を有する挿入部と、
前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、
前記湾曲部から延出し前記駆動部によって牽引可能、かつ弛みを持って連結されたワイヤと、
前記駆動部の駆動力が前記湾曲部の湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態にあるか否かを判定する判定部と、
前記駆動部において発生する駆動力を検知する駆動力検知部と、
前記駆動部により前記湾曲部を湾曲駆動する駆動力を印加することなく前記湾曲部が特定の湾曲状態を保持する特定の湾曲状態位置を検知する位置特定部と、
前記湾曲部の湾曲状態として、前記駆動力寄与状態である第１の湾曲状態と、前記駆動部による前記駆動力寄与状態から該駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において前記湾曲部の湾曲状態を前記特定の湾曲状態位置まで変化させる第２の湾曲状態と、前記第２の湾曲状態を除外した前記駆動力寄与状態でない湾曲状態において前記駆動部による駆動力が所定値以上で検知されない第３の湾曲状態と、を判別する判別部と、
を具備することを特徴とする医療用制御装置。
【請求項１１】
前記判別部の判別結果に応じて、前記駆動部が駆動する駆動速度を変更する制御部を具備することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１２】
前記判別部の判別結果に応じて、前記第１の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを第１の駆動速度で牽引し、前記第２の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記第１の駆動速度よりも小さい第２の駆動速度で前記ワイヤを牽引し、前記第３の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第３の駆動速度で巻き取る制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１３】
さらに、前記湾曲部に先端が取り付けられた前記ワイヤの後端が懸架されると共に、前記駆動部と連結されて前記ワイヤを牽引するための牽引部と、
前記駆動部の駆動量と、該駆動部により前記牽引部及びワイヤを介して湾曲駆動される前記湾曲部の湾曲量と、前記牽引部の牽引部駆動量との情報を関連付けた特性情報として記憶する記憶部と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１４】
前記駆動部は、前記駆動力として回転駆動力であるトルクを発生するモータにより構成され、
前記牽引部は、前記湾曲部に先端が連結されたワイヤの後端が巻回して回動自在に懸架されたプーリにより構成され、
前記モータと前記プーリとは、前記トルクを伝達する位置関係と、伝達できない位置関係とを有する連結部により回動自在に連結されることを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【請求項１５】
前記位置特定部は、前記ワイヤが懸架されて該ワイヤを牽引する牽引部と、
前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と、伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、
前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、
前記牽引部が牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、
前記駆動部駆動量が減少する変化量の場合における前記牽引部駆動量の変化量に対する比較を行う比較部と、
を有し、前記比較部は前記牽引部駆動量の変化量が閾値以下となるほぼ停止する変化量の場合を前記特定の湾曲状態位置として検知することを特徴とする請求項１２に記載の医療用制御装置。
【請求項１６】
前記位置特定部は、前記連結部と、前記モータのモータ回転駆動量を前記駆動部駆動量として検知するエンコーダと、前記プーリが牽引するプーリ回転駆動量を前記牽引部駆動量として検知するポテンシオメータと、前記モータ回転駆動量が減少する変化量の場合における前記プーリ回転駆動量の変化量に対する比較を行う比較部と、
を有し、前記比較部は、前記プーリ回転駆動量の変化量が閾値以下となるほぼ０の変化量となる場合を前記特定の湾曲状態位置として検知することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項１７】
前記連結部は、凸部の係合面と凹部の係合面とが当接することにより前記駆動力を伝達する位置関係を有すると共に、両係合面が当接しないがたつき部が前記駆動力を伝達できないがたつき状態の位置関係を有することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項１８】
前記判定部は、前記駆動部の駆動力の絶対値が所定の閾値以上であるか否かにより、前記駆動力寄与状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【請求項１９】
前記判定部は、前記モータのトルクの絶対値が所定の閾値以上であるか否かにより、前記駆動力寄与状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御置装置。
【請求項２０】
前記湾曲部は、可撓性を有し、弾性力を有する弾性部材を用いて形成され、
前記判別部は、前記判定部による判定結果により、前記駆動部を構成する前記モータによる駆動力寄与状態が駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力により前記湾曲部の湾曲状態を変化させる第２の湾曲状態を、前記プーリのプーリ回転駆動量の変化量から判別することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項２１】
さらに、前記判別部は、前記第３の湾曲状態において、前記モータの回転駆動量の変化に対して、前記プーリのプーリ回転駆動量の変化量がほぼ０となる場合の前記がたつき状態、前記第３の湾曲状態における前記がたつき状態以外の場合の前記ワイヤに弛みがある弛み状態とを判別することを特徴とする請求項１７に記載の医療用制御装置。
【請求項２２】
前記判別部の判別結果に応じて、前記第１の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを第１の駆動速度で牽引し、前記第２の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも小さい第２の駆動速度で牽引し、前記連結部がたつき状態の場合には前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第３の駆動速度で牽引し、前記弛み状態の場合には前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第４の駆動速度で巻き取るように牽引し、かつ巻き取り量だけ前記特性情報を補正する制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は挿入部の先端側に設けた湾曲部をワイヤの牽引を利用して湾曲駆動する医療用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、湾曲可能の湾曲部を備えた各種の医療装置が開発されている。例えば、体内に挿入される挿入部の先端側に湾曲部を備えた内視鏡や処置具は、医療分野において広く用いられる。  
また、内視鏡に設けられた処置具チャンネルに挿通した処置具を用いて体内の病変部等に対する処置が行われる。なお、内視鏡の観察下のもとで、処置具チャンネルを用いることなく、処置具による処置が行われる場合もある。  
また、操作性を向上するために、湾曲部を電気的に駆動するアクチュエータ等の駆動手段又は駆動部を備えた能動処置具等が実用化されている。【０００３】
湾曲部をその先端側に設けた能動処置具や内視鏡等の医療装置においては、湾曲部と駆動部とをアングルワイヤ（以下、ワイヤと略記）を介して接続し、手元側に設けた駆動部によってワイヤを牽引駆動することにより、先端側の湾曲部を駆動するように制御する構成が採用される。  
このように制御する構成にした場合、湾曲部と手元側の駆動部との間の可撓性を有する細長の軸部内に挿通されたワイヤは、体腔内に屈曲された状態で挿入することができるようにするため、その構造上においてワイヤに弛みが発生し、ワイヤの弛みにより駆動部がワイヤを牽引しても湾曲部が湾曲しない（湾曲）不感状態が発生することを完全に回避することが困難である。【０００４】
また、ワイヤの弛みにより、駆動部側の駆動量と湾曲部側の湾曲量との関係がずれて以前の状態に依存した関係となる履歴特性（ヒステリシス特性）となる。  
ワイヤの弛みに対応した第１の従来例としての日本国特開平６−２２９０４号公報には、湾曲部に先端が固定されたワイヤの後端をコネクタ内に配置したプーリに巻回し、このプーリの回転軸に連結した歯車と、駆動部としてのモータの回転軸に連結した歯車とを噛合させて湾曲部を湾曲駆動する装置が開示されている。  
この装置においては、挿入部の先端側の湾曲部と、ユニバーサルコードの基端のコネクタ内に設けたプーリとの間を接続するワイヤの途中位置となる内視鏡操作部内において、該ワイヤの移動量に応じて回転量が変化するアイドラを当接させると共にアイドラの回転量を検知するセンサを設け、モータの回転量とアイドラの回転量を比較して、駆動部としてのモータによる駆動力が湾曲部の湾曲に寄与しないワイヤの弛み状態を検出することが開示されている。  
そして、弛みが検出された場合には、モータを高速に回転させて、弛み状態を瞬時に解除する。また、弛み状態を解除した後は、モータを通常の回転で湾曲部を湾曲させる内容が開示されている。【０００５】
また、この装置において、アイドラの代わりに、プーリを内視鏡操作部内に配置し、プーリの回転を検出するセンサを設けた構成も開示されている。
また、第２の従来例としての日本国特開２００４−４１５３８号公報には、湾曲部をワイヤを介してモータにより湾曲駆動する場合、制御装置が補正テーブルから出力される制御信号Ｒｍｏｔをもとにモータをモータ制御器を介して駆動する構成が開示されている。
この装置における上記補正テーブルは、湾曲部が上下方向のどちらにも湾曲していないでワイヤに弛みが生じる初期状態（中立基準位置）を含む目標値Ｒの範囲では、それ以外の範囲よりも、目標値Ｒに対する変化量が大きくなる制御信号Ｒｍｏｔを出力し、モータを素早く回転させ、ワイヤの弛みを素早く解消するようにしている。【０００６】
しかしながら第１の従来例においては、ワイヤの弛みによる履歴特性（ヒステリシス特性）に対する対策が施していないため、湾曲駆動を繰り返し行った場合、駆動部側の駆動量と実際の湾曲部の湾曲量との関係がずれてしまい、湾曲駆動する制御系の精度が低下する。  
また、第２の従来例は、ワイヤの弛みが、湾曲部が湾曲していない中立基準位置を含む所定の範囲内で発生することを想定しているが、実際には中立基準位置からずれた湾曲した状態においても、逆方向に湾曲させた場合には弛みが影響する。このため、第２の従来例は、中立基準位置付近から外れた湾曲状態には適用できない欠点がある。【０００７】
また、第２の従来例も、第１の従来例に対して説明したのと同様にワイヤの弛みによる履歴特性（ヒステリシス特性）に対する対策が施していないため、湾曲駆動を繰り返し行った場合、湾曲駆動する制御系の精度が低下する欠点がある。  
また、湾曲部を含む挿入部は可撓性の部材で弾性力を有する弾性部材で形成されている。そのため、湾曲部をある方向に湾曲させた後、湾曲角が小さくなる反対方向に湾曲させようとした場合、湾曲部が弾性部材の復元力によって反対方向に湾曲し、この復元力が弛みの少なくとも一部を解消するように作用する場合がある。【０００８】
上述した第１及び第２の従来例においては、復元力が発生する場合に対応していない。このため、弛みがあるワイヤを用いた場合で、特に、復元力による湾曲が停止し、ワイヤにおける弛みが実質的に発生する境界を特定できるようにすると、復元力が作用する状況においても、弛みの発生に対応した制御を行うことができ、またヒステリシス特性を示す湾曲駆動にも対応し易くなる。【０００９】
換言すると、湾曲部を形成する弾性部材の復元力により湾曲部の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤの弛みの発生により湾曲部の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定できるようにすることが望まれる。  
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、湾曲部を形成する弾性部材の復元力により湾曲部の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤの弛みの発生により湾曲部の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定できる医療用制御装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る医療用制御装置は、医療装置に設けられ、先端側に可撓性を有する弾性部材を用いて形成された湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、前記挿入部内に挿通され、弛みを持たせて前記湾曲部に連結されたワイヤと、前記ワイヤを牽引する牽引部と、前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、前記牽引部により牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量を比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づき、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力により前記湾曲部の湾曲に寄与可能とする範囲と、前記ワイヤの弛みの発生により前記湾曲部の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定する特定部と、を具備する。【００１１】
本発明の他の態様に係る医療用制御装置は、先端側に湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、前記湾曲部から延出し前記駆動部によって牽引可能、かつ弛みを持って連結されたワイヤと、前記駆動部の駆動力が前記湾曲部の湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態にあるか否かを判定する判定部と、前記駆動部において発生する駆動力を検知する駆動力検知部と、前記駆動部により前記湾曲部を湾曲駆動する駆動力を印加することなく前記湾曲部が特定の湾曲状態を保持する特定の湾曲状態位置を検知する位置特定部と、前記湾曲部の湾曲状態として、前記駆動力寄与状態である第１の湾曲状態と、前記駆動部による前記駆動力寄与状態から該駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において前記湾曲部の湾曲状態を前記特定の湾曲状態位置まで変化させる第２の湾曲状態と、前記第２の湾曲状態を除外した前記駆動力寄与状態でない湾曲状態において前記駆動部による駆動力が所定値以上で検知されない第３の湾曲状態と、を判別する判別部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の第１の実施形態の医療用制御装置の構成を示すブロック図。
【図１Ｂ】図１Ｂは比較部の構成を示すブロック図。
【図１Ｃ】図１Ｃは比較部の変形例の構成を示すブロック図。
【図１Ｄ】図１Ｄは判別部の構成を示すブロック図。
【図２】図２は第１の実施形態を備えた医療装置の構成を示すブロック図。
【図３】図３は処置具の概略の構成を示す図。
【図４】図４は処置具の駆動部を構成するモータと、ワイヤの後端が連結されるプーリとの連結部を含む湾曲に関係する部分の構造と、その構造を簡略化したモデルとを示す図。
【図５】図５は図４のモデルを用いてモータを回転させて湾曲部を湾曲駆動した場合の代表的な湾曲状態と、対応するモータ回転角、プーリ回転角、モータのトルクを示す図。
【図６Ａ】図６Ａは図５に対応して湾曲部の湾曲角とモータ回転角とがヒステリシス特性を示す場合の説明図。
【図６Ｂ】図６Ｂは図５に対応してモータ回転角とプーリ湾曲角とがヒステリシス特性を示す場合の説明図。
【図７】図７は第１の実施形態の場合の制御装置による制御手順の代表例を示すフローチャート。
【図８】図８は図７における一部のステップにおける詳細を示すフローチャート。
【図９Ａ】図９Ａは本発明の第２の実施形態の医療用制御装置の構成を示すブロック図。
【図９Ｂ】図９Ｂは比較部の構成例を示すブロック図。
【図１０】図１０は比較部の変形例を示すブロック図。
【図１１】図１１は判別部の構成を示すブロック図。
【図１２】図１２は第２の実施形態を備えた医療装置の構成を示すブロック図。
【図１３】図１３は処置具の概略の構成を示す図。
【図１４】図１４は処置具の駆動部を構成するモータと、ワイヤの後端が連結されるプーリとの連結部を含む湾曲に関係する部分の構造と、その構造を簡略化したモデルとを示す図。
【図１５】図１５は図１４のモデルを用いてモータを回転させて湾曲部を湾曲駆動した場合の代表的な湾曲状態と、対応するモータ回転角、プーリ回転角、モータのトルクを示す図。
【図１６Ａ】図１６Ａは図１５に対応して湾曲部の湾曲角とモータ回転角とがヒステリシス特性を示す場合の説明図。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは図１５に対応してモータ回転角とプーリ湾曲角とがヒステリシス特性を示す場合の説明図。
【図１７】図１７は第２の実施形態の場合の制御装置による制御手順の代表例を示すフローチャート。
【図１８】図１８は図１７における一部のステップにおける詳細を示すフローチャート。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）
図１Ａに示すように本発明の医療用制御装置の第１の実施形態の医療用処置具装置１は、例えば図２に示す体腔内に挿入される内視鏡２の処置具チャンネル（以下、チャンネル）３９内に挿通されて使用され、湾曲部１０を能動的に湾曲駆動する医療装置としての能動処置具（以下、単に処置具）３を備える。  
また、この医療用処置具装置１は、この処置具３に接続され、処置具３に対する制御を行う制御装置４と、この制御装置４に接続され、術者等の操作者が指示入力操作を行う入力部５を備える。この入力部５は、図２に示す例では、処置具３の後端の把持部６に設けたジョイスティック装置５ａにより構成される。なお、ジョイスティック装置５ａを把持部６以外の場所に設けるようにしても良い。【００１４】
処置具３は、チャンネル３９内に挿通される細長で可撓性を有する挿入部としての軸部７と、この軸部７の先端に設けられた処置を行う処置部８と、軸部７の後端に設けられた駆動部としてのモータ９と、を有する。なお、図２の具体例では、処置部８は、例えば患部等に穿刺することにより、生体組織を採取する生検針により構成される。また、図２では、駆動部を構成するモータ９は、把持部６内に設けられている。  
処置部８の後端位置に、能動機構としての湾曲可能な湾曲部１０が設けられ、この湾曲部１０は、該湾曲部１０を湾曲させる対となるアングルワイヤ（単にワイヤと略記）１１ａ，１１ｂを介して駆動力としての回転駆動力を発生するモータ９と連結部１２及び牽引部を構成するプーリ１３を介して接続される。【００１５】
なお、ワイヤ１１ａ，１１ｂは、弛みを持たせた状態で、軸部７内に挿通されている。また、湾曲部１０は、後述するように弾性力を有する弾性部材を用いて形成されている。  
モータ９は、発生した回転駆動力としてのトルクによって対となるワイヤ１１ａ，１１ｂの一方を牽引駆動、他方を弛緩することにより、牽引駆動したワイヤ１１ａ，１１ｂ側に湾曲部１０を湾曲駆動する。なお、軸部７は、細長に形成されているため、湾曲部１０は軸部７の先端側に形成されている。  
モータ９には、このモータ９の駆動量としての回転駆動量（又はモータ回転角）を検知する検知手段としてのエンコーダ１４が設けてある。エンコーダ１４は、ロータリエンコーダ等により構成される。【００１６】
また、モータ９と連結部１２を介して回動自在に連結される牽引部を構成するプーリ１３には、その牽引部駆動量（又は牽引駆動量）としてのプーリ回転駆動量又はプーリ回転角を検知する検知手段としてのポテンシオメータ１５が取り付けられている。なお、ポテンシオメータ１５の代わりにロータリエンコーダを用いてプーリ回転駆動量又はプーリ回転角を検知する構成にしても良い。  
また、モータ９とプーリ１３間をワイヤを介することなく連結する連結部１２は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、円板形状のプーリ１３の中心に（該プーリ１３に一体的に）設けられた長方形状の凹部１６と、モータ９の回転軸に連結され、凹部１６に係入される凸部１７とを有する。【００１７】
また、この連結部１２は、凹部１６と凸部１７との間にはモータ９からの回転駆動力を伝達できない（伝達しない）位置関係を発生するがたつき部（又は遊び部）１８を備える。なお、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＡ−Ｂ線の断面図を示している。  
連結部１２は、凹部１６の内面の係合面と、凸部１７の側面の係合面とが当接することによりモータ９からの回転駆動力（トルク）を伝達する位置関係を有すると共に、がたつき部１８により両係合面がモータ９の回転方向に当接しない状態においては、前記回転駆動力を伝達できない位置関係の状態となる。  
本実施形態においては、連結部１２は、モータ９とプーリ１３とを（駆動力を伝達する際に時間遅延が発生する長い）ワイヤを介することなく、直接的に、短い距離内（より具体的には略同軸的）で連結する構成にして、応答性が低下することを防止している。【００１８】
なお、凹部１６をプーリ１３に一体的に設ける場合に限定されない。また、凹部１６をモータ９側に、凸部１７をプーリ１３側に設けるようにしても良い。  
図１Ａに示すように制御装置４は、モータ９を駆動する制御を行うモータ制御部２１と、エンコーダ１４から出力されるモータ９の回転駆動量又はモータ回転角の検知信号からモータ回転角（モータ回転量）を算出又は検出するモータ回転角算出部２２と、を有する。  
また、制御装置４は、ポテンシオメータ１５によるプーリ回転角の検知信号からプーリ回転角を算出又は検出するプーリ回転角算出部２３を有する。【００１９】
また、制御装置４は、モータ回転角の変化量と、プーリ回転角の変化量とを比較する比較部２６ａと、この比較部２６ａによる比較結果に基づき、湾曲部１０を形成する弾性部材の復元力により湾曲部１０の湾曲に寄与可能とする範囲（寄与可能範囲）と、ワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みの発生により湾曲部１０の湾曲に寄与不能とする範囲（寄与不能範囲）との境界を特定する特定部２６とを有する。  
なお、図１Ａにおいては、比較部２６ａには、モータ回転角算出部２２の出力信号と、プーリ回転角算出部２３の出力信号とが入力される構成例を示しているが、その代わりにエンコーダ１４とポテンシオメータ１５の出力信号とが入力される構成にしても良い。  
また、図１Ａにおいては、特定部２６が、その内部に比較部２６ａを備えた構成を示しているが、特定部２６の外部に比較部２６ａを設けた構成にしても良い。【００２０】
上記境界は、より平易な表現を用いると、弛みがあるワイヤ１１ａ，１１ｂを用いた場合における湾曲部１０が復元力によりその湾曲が停止した場合と、ワイヤ１１ａ，１１ｂにおける弛みが実質的に発生する場合との境界となる境界位置又は境界状態である。  
そして、本実施形態においては、復元力が作用する状況においても、上記境界を特定できるようにし、その特定した情報を利用して、弛みの発生に対応した制御や、ヒステリシス特性を示す湾曲駆動の場合にも対応し易くする。  
なお、特定部２６により、上記寄与可能範囲と寄与不能範囲との境界を特定することができるが、弛みが発生した状態でのモータ９の制御方法を変更（切替）する場合に対応するため、制御装置４は、モータ９を駆動する駆動電流や駆動電圧の特性からモータ９の回転駆動力としてのトルクを算出するトルク算出部２４を有する。【００２１】
また、制御装置４は、特定部２６による境界を特定した結果、トルク算出部２４によるトルク等から湾曲部１０の湾曲状態を判別する判別部２７を有し、判別部２７は、判別した結果をモータ制御部２１に出力する。  
モータ制御部２１は、判別部２７による判別された湾曲状態に対応してモータ９を回転駆動する制御を行う。なお、特定部２６による境界の特定結果の情報を、判別部２７を介することなく制御部を形成するモータ制御部２１に出力し、モータ制御部２１はその情報に基づいて（ワイヤ１１ａ，１１ｂを牽引する）モータ９を駆動する制御方法を変更（切替）する構成にしても良い。  
また、図１Ａにおいてはモータ制御部２１と判別部２７とは別ブロックの構成であるが、モータ制御部２１が判別部２７を含む構成にしても良い。【００２２】
モータ制御部２１は、特定部２６による特定した結果に基づいて、湾曲部１０が復元力で上記境界に達した特定の湾曲状態としての特定の湾曲状態位置を認識し、モータ９の制御方法等を変更することができる。換言すると、境界を特定することは、駆動部としてのモータ９から湾曲部１０に対して、湾曲部１０を湾曲させる駆動力としてのトルクを与えることなく、湾曲部１０が復元力で上記境界となる特定の湾曲状態としての特定の湾曲状態位置まで湾曲部１０が湾曲した、その特定の湾曲状態位置での湾曲状態を特定するとも言える。なお、この特定の湾曲状態位置において、湾曲部はその湾曲状態を保持（維持）する。  
なお、上記境界は、後述する図５において示すと、符号Ａ８−Ａ９の状態、又は符号Ａ８−Ａ９中の任意の位置（特に、主要な位置となるものが境界の始点となる符号Ａ８の特定位置）の状態に対応する。この場合、プーリ回転角の変化量が０となる特性から、この境界を特定することが容易となる。
一方、上記特定の湾曲状態位置としては、境界の状態と同じ符号Ａ８―Ａ９に対応する状態と見なすこともできるが、本実施形態においては符号Ａ８の状態での湾曲状態位置を想定する。【００２３】
また、制御装置４は、例えば判別部２７内部に、湾曲部１０の湾曲角、モータ９のモータ回転角、プーリ１３のプーリ回転角等の各情報を相互に関連付けた特性情報として記憶（格納）する記憶部２９を有する。  
なお、記憶部２９は、特性情報として、モータ９のトルクも関連付けて記憶するようにしても良い。判別部２７、モータ制御部２１は、必要に応じて記憶部２９の特性情報を参照する。判別部２７の外部に記憶部２９を設けても良い。  
この記憶部２９は、モータ制御部２１、モータ回転角算出部２２、プーリ回転角算出部２３、特定部２６、トルク算出部２４、入力部５等と接続される。【００２４】
そして、この記憶部２９は、上記特性情報を記憶する他に、経時的（時系列）に湾曲部１０の湾曲角、モータ９のモータ回転角、プーリ１３のプーリ回転角、トルク、特定部２６の特定結果、判別部２７による判別結果、モータ制御部２１による制御切換、入力部５からの湾曲指示値等の情報を記憶する。  
なお、湾曲部１０の湾曲角の情報は、予め記憶部２９にプーリ回転角、又はモータ回転角の情報と関係付けて記憶されており、時系列のプーリ回転角、又はモータ回転角の情報に基づいて、湾曲部１０の湾曲角の情報も時系列に更新される。  
モータ制御部２１は、入力部５から湾曲部１０を湾曲させる指示入力に応じて、モータ駆動信号をモータ９に印加（供給）して回転駆動させる制御を行う。【００２５】
モータ９を回転駆動させる制御を行う場合、モータ制御部２１は、判別部２７による判別結果に基づいて、３つの湾曲状態に応じてモータ９の駆動速度（モータ回転速度）を切り換えて回転駆動させる制御を行う。つまり、このモータ制御部２１は、３つの湾曲状態に応じて回転速度を切り換える制御を行う制御切換部３０を有する。  
なお、入力部５からの指示入力は、上記のように判別部２７内の記憶部２９にも入力され、指示入力の情報も時系列に記憶部２９に記憶される。  
また、上記記憶部２９は、判別部２７による判別結果に基づいて、モータ制御部２１がモータ駆動信号によりモータ９を回転駆動させる制御を行う場合、特性情報の補正（更新）が必要な場合には補正を行い、（判別部２７による制御下で）特性情報を更新する。なお、記憶部２９の特性情報の補正や更新を判別部２７の制御下で行う代わりに、モータ制御部２１の制御下で行うようにしても良い。【００２６】
具体的には、判別部２７により、ワイヤ１１ａ，１１ｂに弛みが発生している駆動状態である場合には、モータ制御部２１は、モータ９に対して弛みを短時間で解消するようにモータ９を速く回転させるモータ駆動信号を出力して、プーリ１３によりワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みを巻き取るようにすると共に、その弛み分だけ湾曲部１０の湾曲角に対して、モータ９のモータ回転角と、プーリ１３のプーリ回転角の情報を補正又は更新する。  
このように補正することにより、ワイヤ１１ａ，１１ｂに弛みが発生した場合においても、湾曲部１０の湾曲角と、モータ回転角及びプーリ回転角との特性情報を実際の駆動状態（動作状態）に合うように維持でき、湾曲が繰り返された場合においても、入力部５から指示された湾曲角の状態に湾曲部１０を精度良く湾曲制御することができるようにする。【００２７】
また、記憶部２９は、がたつきが発生して、そのがたつきが解消した場合には、その部分に対応してモータ回転角及びプーリ回転角との特性情報を更新する。  
このようにして、ヒステリシスが発生した場合にも、ヒステリシスに対応した特性情報に更新して、精度の良い、良好な湾曲制御を行うことができるようにしている。  
図１Ｂは比較部２６ａと特定部２６とを別体とした場合の構成例を示す。
比較部２６ａは、第１の比較器６１ａと、ウインドウ型第２の比較器６１ｂとを有し、第１の比較器６１ａ、第２の比較器６１ｂとの比較結果を特定部２６に出力する。  
第１の比較器６１ａには、モータ回転角の変化量と、このモータ回転角の変化量を判定するための第１の閾値６２ａとが入力され、第１の比較器６１ａは、その比較結果を特定部２６に出力する。【００２８】
また、第２の比較器６１ｂには、プーリ回転角の変化量の絶対値と、その変化量の絶対値を判定するための第２の閾値６２ｂとが入力され、第２の比較器６１ｂは、その比較結果を判別部２７に出力する。第２の比較器６１ｂは、プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値６２ｂ以内であると、例えば正、第２の閾値６２ｂから逸脱すると負になる比較結果を出力する。なお、プーリ回転角の変化量からその絶対値を算出する回路が比較器６１ｂの前段に設けられている（図示略）。  
モータ回転角の変化量は、短い所定の時間ｔａ当たりに変化したモータ回転角からその変化量が算出される。プーリ回転角の変化量も、同様に短い所定の時間ｔａ当たりに変化したプーリ回転角からその変化量が算出される。【００２９】
第１の閾値６２ａは、例えば後述する図５に示すモータ回転角θｍの変化特性に対応した値に設定されている。なお、図５は、湾曲部１０を湾曲させた場合、湾曲部１０の湾曲角に対応するモータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐ等を示す。  
より具体的には、第１の閾値６２ａは、図５における符号Ａ６から符号Ａ８の状態に対応したモータ回転角θｍの変化特性に対応して設定される。この場合、モータ回転角θｍが時間的に減少する特性に対応して設定されており、図５の特性から許容されるマージンを含めた値に設定されている。  
換言すると、図５の特性から若干ずれた特性でモータ回転角θｍが減少するように変化しても、第１の比較器６１ａは、許容された範囲内の変化量でモータ回転角θｍが変化しているとの比較結果（例えば正の極性の出力信号）を出力する。【００３０】
第２の閾値６２ｂは、例えば図５の符号Ａ８−Ａ９に示すプーリ回転角θｐの変化に対応した値に設定されている。この場合、第２の閾値６２ｂは、符号Ａ８−Ａ９に示すようにプーリ回転角θｐが変化しないで一定値を保つ状態を判定できるように、例えば（符号Ａ７−Ａ８の場合での負の変化量の絶対値よりも小さく、）０に近い正の値に設定されている。  
そして、第２の比較器６１ｂは、プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値６２ａ以内になるか否かを判定する。  
つまり、第２の比較器６１ｂは、上述したようにウインドウ型比較器であり、プーリ回転角の変化量の絶対値が０に近い値であるか否かを第２の閾値６２ｂとの比較により検知する。【００３１】
第２の比較器６１ｂは、例えば、プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値６２ｂ以内の場合には正、それ以外の場合（第２の閾値６２ｂ以内から逸脱した場合）には負の出力信号を出力する。  
従って、第２の比較器６１ｂは、符号Ａ７から符号Ａ８直前の場合には負の極性の出力信号を出力し、符号Ａ８以降は正の極性の出力信号を出力する。そして、第１の比較器６１ａ及び第２の比較器６１ｂの比較出力により、特定部２６は、第１の比較器６１ａの出力信号が正で、第２の比較器６１ｂの出力信号が負から正になった時、湾曲部１０が復元力により境界の状態に湾曲したことを特定（判別）する。【００３２】
比較部２６ａの比較出力により判別部２７を介して、又は判別部２７を介することなく、モータ制御部２１は、モータ９の制御方法を変更（切替）、換言すると牽引部を形成するプーリ１３を介してワイヤ１１ａ，１１ｂを牽引する牽引方法を変更（切替）する制御を行う。  
なお、図５における符号Ａ８から符号Ａ９までプーリ回転角の変化量が０の状態が継続する状態は、上述したモータ９と、プーリ１３とが、がたつき部１８により係合していない湾曲状態、つまりがたつき状態に相当する。  
このがたつき状態として、図５におけるプーリ回転角θｐが変化しない値となるＡ１−Ａ２の状態も含め、比較部２６ａが検知できるようにしても良い。【００３３】
その場合、モータ回転角が変化する場合において、比較部２６ａが、プーリ駆動量の変化量が０に近い閾値６２ｂ以内となる第２の比較器６１ｂの比較結果を利用することで、符号Ａ１−Ａ２のがたつき状態も検知できる。但し、この場合には、第１の比較器６１ａ側は、モータ回転角の変化量が正である場合も、検知する構成、つまりウインドウ型比較器で構成すると良い。
図１Ｂの代わりに図１Ｃに示す変形例のような構成にしても良い。本変形例においても、図５における符号Ａ８−Ａ９の状態を特定するための構成例である。比較部２６ａは、モータ回転角の変化量と、プーリ回転角の変化量とを比較して差分値を出力する差動アンプ６４と、この差分値と閾値６５とを比較する比較器６６とからなり、この比較器６６の出力信号が特定部２６に入力される。【００３４】
差動アンプ６４は、符号Ａ７から符号Ａ８直前の場合にはモータ回転角の変化量と、プーリ回転角の変化量との差分値としての第１の差分値を出力し、この第１の差分値は符号Ａ８以降（Ｓ９まで）ではモータ回転角の変化量のみとなる差分値としての第２の差分値となる。  
このため、このモータ回転角の変化量のみとなる場合を判定できるように閾値６５が、例えば第１の差分値と第２の差分値との中間の値に設定されており、比較器６６に入力される差動アンプ６４の出力信号が第１の差分値の場合と第２の差分値とでは比較結果が反転する。つまり、比較部２６ａは、湾曲部１０が境界の状態に湾曲した場合に、比較器６６は極性が反転した出力信号を出力する。【００３５】
そして、特定部２６は、比較器６６（比較部２６ａ）の出力信号の極性が反転した場合に、湾曲部１０が境界の状態に湾曲したことを特定（検知）する。  
そして、この符号Ａ８から符号Ａ９まで、プーリ駆動量の変化量が０の状態が継続する。この状態は上述したモータ９と、プーリ１３とががたつき部１８により係合していない湾曲状態、つまりがたつき状態に相当する。  
図１Ｄに示すように判別部２７は、図１Ｂ等に示す特定部２６による特定結果、トルク算出部２４により算出されたトルクの絶対値が所定値以上か否かの判定により、トルクの絶対値が所定値以上の場合の駆動力寄与状態と、所定値未満の駆動力寄与状態でない湾曲状態とを判別する。なお、判別部２７は、トルク算出部２４により算出されたトルクの絶対値が所定値以上か否かの判定を行う判定部の機能を持つ。【００３６】
そして、判別部２７は、トルクの絶対値が所定値以上の場合の駆動力寄与状態を第１の湾曲状態と判別する第１の湾曲状態判別部２７ａを有する。  
また、判別部２７は、駆動力寄与状態でない湾曲状態を２つの湾曲状態、つまり第２及び第３の湾曲状態としてそれぞれ判別する。  
判別部２７は、トルク算出部２４により算出されたトルクの絶対値が所定値未満となる判定結果の場合には駆動力寄与状態でない湾曲状態であると判別する。また、判別部２７は、駆動力寄与状態から駆動力寄与状態でない湾曲状態に移った直後において、モータ９が負荷側（プーリ側）にトルクを与えることなく、弾性部材の復元力によりプーリ１３が回転して湾曲部１０の湾曲角が、上記境界となる特定の湾曲状態位置まで変化する湾曲状態を第２の湾曲状態として判別する第２の湾曲状態判別部２７ｂを有する。【００３７】
この第２の湾曲状態は、湾曲部１０を大きく湾曲させた直後に、中立状態側に戻すような湾曲操作の指示を行う場合、モータ９で湾曲部１０を湾曲させるトルクを発生しない状態において、湾曲部１０を構成する弾性部材による復元力で湾曲部１０が（特定の湾曲状態位置に至るまで）湾曲される状態に対応する。  
このため、判別部２７による第２の湾曲状態の判別機能は、（復元力により湾曲させる特性状態としての）復元特性状態の判別機能に対応する。  
この第２の湾曲状態における湾曲部１０の湾曲角が変化する状態は、プーリ１３のプーリ回転角が小さくなる方向に変化するため、判別部２７は、その変化特性から第２の湾曲状態を判別する。また、この第２の湾曲状態は、復元力が０（又は摩擦力等とバランスする状態）となる特定の湾曲状態位置（図５の符号Ａ８）まで持続する。【００３８】
また、判別部２７は、上記第２の湾曲状態を除外した駆動力寄与状態でない湾曲状態において、モータ９によるトルク値Ｔが所定値（としてのトルク閾値Ｔｔｈ）以上に検知されない湾曲状態を第３の湾曲状態として判別する第３の湾曲状態判別部２７ｃを有する。  
この第３の湾曲状態は、上記特定の湾曲状態位置の湾曲状態に対応するモータ９とプーリ１３とががたつき部１８により再係合（一方の係合が外れて他方に係合）する状態、又はワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みが発生した状態に相当する。  
判別部２７は、この第３の湾曲状態をさらに、第３−１及び第３−２の２つの湾曲状態に判別する第３−１の湾曲状態判別部２７ｄ、第３−２の湾曲状態判別部２７ｅを有する。【００３９】
つまり、判別部２７は、モータ回転角の変化量に対して、プーリ回転角が変化しない第３−１の湾曲状態と、モータ回転角の変化量に対して、プーリ回転角も変化する第３−２の湾曲状態とを判定する。なお、第３−１の湾曲状態、第３−２の湾曲状態を、それぞれ第３の湾曲状態、第４の湾曲状態と定義しても良い。  
上記第３−１の湾曲状態は、モータ９とプーリ１３とが連結部１２のがたつき部１８により再係合する状態、換言するとモータ９とプーリ１３とが湾曲方向に係合していない状態（がたつき状態）に対応し、第３−２の湾曲状態は、ワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みが発生した状態に相当する。つまり、判別部２７は、第３−１の湾曲状態判別部２７ｄとしてのがたつき状態を判定するがたつき状態判定部と、第３−２の湾曲状態判別部２７ｅとしてのワイヤの弛み状態を判定する弛み状態判定部の機能を有する。【００４０】
このように判別部２７は、第１の湾曲状態判別部２７ａ、第２の湾曲状態判別部２７ｂ、第３の湾曲状態判別部２７ｃを有する。  
なお、第２の湾曲状態が終了して、第３の湾曲状における第３−１の湾曲状態になる境界が上述した特定の湾曲状態位置となり、両湾曲状態を特定の湾曲状態位置の情報により判別することができる。  
そして、判別部２７は、判別結果をモータ制御部２１に送り、モータ制御部２１は、判別結果に応じてモータ９の回転速度を切り換えるように回転駆動するように制御する（具体的には図８のように制御する）。  
図３は、処置具３の具体的な構成例を示す。図３に示すように軸部７の先端には処置部８としての穿刺による生検針が形成されている。この生検針の後端には、略円環形状の複数の湾曲駒３１が、軸部７の長手方向にそれぞれ隣接する部分がリベット部３１ａによって回動自在に連結されて湾曲部１０が形成されている。【００４１】
各湾曲駒３１は、リベット３１ａを設ける位置によって湾曲する方向が定まる。リベット３１ａは、左右位置と上下位置に交互または適宜周期毎に配置され、湾曲駒３１は、上下方向と左右方向に湾曲可能になっている。  
なお、上記湾曲駒３１の外周側には、湾曲部１０を湾曲自在に密閉して保護する（弾性力を有する）弾性部材としての湾曲ゴム管３２による外装部材で覆われている。湾曲部１０は、この湾曲部１０を形成する湾曲ゴム管３２等の弾性力により、湾曲部１０を特に大きく湾曲したような場合には、湾曲しない中立状態に戻ろうとする弾性力としての復元力が発生し、湾曲部１０はこの復元力により中立状態側に湾曲する。【００４２】
ワイヤ１１ａ，１１ｂが短い場合には、湾曲部１０が中立状態に近い状態まで復元力で湾曲するが、復元力が０とならない場合でも軸部７内に挿通されたワイヤ１１ａ，１１ｂにその周囲の部材との間に働く摩擦力とバランスすると、そのバランスした状態の湾曲角で復元力による湾曲は停止する。  
なお、図３においては、簡略化して上下方向に湾曲させるリベット３１ａのみで示している。また、軸部７内には、上下方向と左右方向に湾曲させるためのワイヤ１１ｕ、１１ｄと１１ｌ、１１ｒとが挿通され、これらのワイヤ１１ｕ、１１ｄと、１１ｌ、１１ｒの先端は、処置部８に固着されている。  
また、ワイヤ１１ｕ、１１ｄと１１ｌ、１１ｒの後端は、軸部７の後端における拡径にされた把持部６内に配置された上下湾曲用プーリ１３ａと、左右湾曲用プーリ１３ｂに掛け渡して懸架されている。【００４３】
プーリ１３ａ，１３ｂは、上述したがたつき部を設けた連結部１２ａ，１２ｂを介してモータ９ａ，９ｂの回転軸にそれぞれ連結され、モータ９ａ、９ｂはモータ制御部２１からのモータ駆動信号により、正逆自在に回転される。  
モータ９ａ，９ｂの回転と共に、がたつき部１８を設けた連結部１２ａ，１２ｂを介して連結されそれぞれプーリ１３ａ，１３ｂも回転し、プーリ１３ａ，１３ｂにそれぞれ懸架されたワイヤ１１ｕ、１１ｄと１１ｌ、１１ｒは、それぞれ牽引、弛緩される。そして、牽引されたワイヤの方向に湾曲部１０を湾曲駆動する。また、モータ９ａ，９ｂの回転軸にはそれぞれエンコーダ１４ａ、１４ｂが接続され、プーリ１３ａ，１３ｂにはそれぞれポテンシオメータ１５ａ，１５ｂが接続されている。【００４４】
また、入力部５を構成する例えばジョイスティック装置５ａは、上下、左右の任意の方向に傾動自在のジョイスティック３６と、このジョイスティック３６における上下方向及び左右方向の傾動角をそれぞれ検出するエンコーダ３７ａ、３７ｂとを有する。このジョイスティック３６により傾動される方向が湾曲部１０の湾曲指示方向となり、また傾動角が湾曲部１０の湾曲角の指示値となる。  
エンコーダ３７ａ、３７ｂによる検知信号は、制御装置４における例えばモータ制御部２１に入力される。つまり、モータ制御部２１には、湾曲指示入力手段としてのジョイスティック装置５ａから湾曲指示方向及び湾曲角の指示値が入力される。【００４５】
そして、モータ制御部２１は、指示値に対して、記憶部２９に記憶された特性情報等を参照して、モータ９ａ、９ｂのモータ回転角を決め、エンコーダ１４ａ，１４ｂにより検出されるモータ９ａ、９ｂの回転角が上記指示値に追従するようにモータ９ａ、９ｂを回転駆動させる。  
実際には、ワイヤ１１ａ、１１ｂには弛みが伴うため、本実施形態においては、判別部２７により弛み等の有無を有する湾曲状態を判別する。また、弛みの状態は、復元力による湾曲部１０の湾曲にも影響されるため、本実施形態においては、特定部２６により復元力による湾曲が停止する湾曲状態の位置と、復元力による湾曲が停止した状態で、弛みが実質的に発生する湾曲状態の位置との境界を特定する。そして、その境界の情報を利用してモータ制御部２１は、モータ９の制御方法を変更する。【００４６】
図２に示すように内視鏡２は、体腔内に挿入される挿入部４１と、この挿入部４１の後端に設けられた操作部４２と、この操作部４２から延出されるユニバーサルケーブル４３を有し、このユニバーサルケーブル４３の端部は信号処理装置４４に着脱自在に接続される。  
内視鏡２の挿入部４１は、挿入部４１の先端に設けられた先端部４５と、この先端部４５の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部４６と、この湾曲部４６の後端から操作部４２の前端に至る可撓性を有する可撓部４７とを有する。  
また、挿入部４１の先端部４５には照明光を出射する照明窓４８と、この照明窓４８に隣接して形成された観察窓４９とが設けてある。【００４７】
また、挿入部４１には処置具を挿通可能とするチャンネル３９が設けられており、このチャンネル３９の後端は、操作部４２の前端付近の処置具挿入口３９ａとして開口している。そして、術者等の操作者は、この処置具挿入口３９ａから処置具３を挿入して、内視鏡２による観察下で処置を行うことができる。  
また、信号処理装置４４内には、観察窓４９に配置された図示しない対物レンズと、その結像位置に配置された撮像素子により撮像した信号から映像信号を生成する信号処理回路４４ａを内蔵し、この信号処理回路４４ａにより生成した映像信号は、表示装置としてのモニタ５０に出力される。このモニタ５０の表示面には、撮像素子により撮像した撮像画像が内視鏡画像として表示される。【００４８】
本実施形態においては、図４（Ａ），図４（Ｂ）に示す湾曲部１０、該湾曲部１０とワイヤ１１ａ、１１ｂを介して回転自在に懸架されたプーリ１３、該プーリ１３と連結部１２を介して連結されたモータ９を、図４（Ｃ）に示す模式化したモデル５１により簡略化して示す。  
なお、図４におけるワイヤ１１ａ，１１ｂは、図３においてはワイヤ１１ｕ、１１ｄ又はワイヤ１１ｌ、１１ｒを表し、また図４におけるモータ９は、図３においてはモータ９ａ又は９ｂに対応し、また図４におけるプーリ１３は図３のプーリ１３ａ，１３ｂに対応し、図４における連結部１２は、図３における連結部１２ａ，１２ｂに対応する。【００４９】
図４（Ｃ）のモデル５１においては、図４（Ｂ）のモータ９とプーリ１３との連結部１２を、がたつきを有する連結部モデル５２で表し、弛みを有するワイヤ１１ａ，１１ｂを、弛みをバネで模式化したワイヤモデル５３で表し、ワイヤ１１ａ，１１ｂの先端が取り付けられた湾曲部１０を同心円の湾曲部モデル５４で表している。  
連結部モデル５２においては、図４（Ｂ）におけるプーリ１３を円形のプーリモデル１３′で表し、その凹部１６を凹部モデル１６′で表し、連結部１２の凸部１７を長方形の凸部モデル１７′で表し、がたつき部１８をがたつき部モデル１８′で表している。【００５０】
また、図４（Ａ）、図（Ｂ）のワイヤ１１ａ、１１ｂにおける弛み、をバネ模様で表した模式化したワイヤモデル１１ａ′，１１ｂ′（ワイヤモデル１１ａ′，１１ｂ′を５３で代表）表わす。このワイヤモデル５３においては、弛みのない部分のワイヤ状態は直線的なワイヤモデルで示し、弛みがあるとバネ模様を有するワイヤモデルとなる。  
また、湾曲部１０の湾曲状態をモデル化した同心円の湾曲部モデル５４は、湾曲部１０の湾曲状態を湾曲方向線Ｌによって仮想的に表す。例えば、湾曲方向線Ｌが同心円から下方に真っ直ぐ延びた状態では、湾曲部１０が上下方向（又は左右方向）に湾曲していない中立状態である。【００５１】
このような構成における医療用制御装置としての本実施形態の医療用処置具装置１は、医療装置としての処置具３に設けられ、可撓性を有する弾性部材としての湾曲ゴム管３２を用いて形成された湾曲部１０を先端側に設けた挿入部としての軸部７と、前記湾曲部１０を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部としてのモータ９と、前記挿入部内に挿通され、弛みを持たせて前記湾曲部１０に連結されたワイヤ１１ａ，１１ｂと、前記ワイヤ１１ａ，１１ｂを牽引する牽引部としてのプーリ１３と、前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部１２と、前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部としてのエンコーダ１４と、前記牽引部により牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部としてのポテンシオメータ１５と、前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量を比較する比較部２６ａと、前記比較部２６ａによる比較結果に基づき、前記湾曲部１０を形成する前記弾性部材の復元力により前記湾曲部１０の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みの発生により前記湾曲部１０の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定する特定部２６と、を具備することを特徴とする。【００５２】
次に本実施形態の医療用処置具装置１の動作を説明する。  
図５は、図４のモータ９を回転駆動させて、連結部１２を介して連結されたプーリ１３を介して湾曲部１０を所定の角度だけ回転させ、その後、反対方向に適宜の角度、回転させる動作を行う場合における代表的な湾曲状態を符号Ａ１〜Ａ１２により示す。  
なお、図５における最上段には図４のモデルを用いて湾曲部１０を湾曲駆動した場合の代表的な湾曲状態を符号Ａ１〜Ａ１２により示し、第２段には対応するモータ回転角θｍ、第３段にはプーリ回転角θｐ、第４段にはトルク算出部２４により算出されるモータ９のトルク値Ｔを示す。【００５３】
また、図６Ａ、図６Ｂは、図５に対応して、モータ回転角θｍ及びプーリ回転角θｐの特性と、湾曲部１０の湾曲角θｂ及びモータ回転角θｍとの関係がそれぞれヒステリシスを持った特性となることを示す。  
符号Ａ１の状態は、モータ９とプーリ１３とが、連結部１２により両係合面が係合していない（がたついた係合）状態であり、またワイヤ１１ａ，１１ｂに弛みがある中立状態の場合を示す。  
この符号Ａ１の状態において、モータ９を図５に示す矢印で示す方向に回転させると、モータ回転角θｍは０から増加し、符号Ａ２の状態において、連結部１２によりモータ９とプーリ１３とが係合した状態になると、符号Ａ２，Ａ３に示すようにモータ９の回転と共に、プーリ１３も回転してプーリ回転角θｐが０から増加する。【００５４】
換言すると、符号Ａ１からＡ２の状態においては、モータ９が回転してそのモータ回転角θｍが変化しても、プーリ回転角θｐは変化しない。また、この場合の関係特性は図６Ａに示すようになる。  
符号Ａ２の状態においては、牽引方向のワイヤ１１ａに弛みがあるため、モータ９及びプーリ１３がさらに回転した符号Ａ３の状態においても、湾曲部１０は中立状態の０の湾曲角θｂから変化しない。  
そして、この状態が符号Ａ４に示す状態、つまりワイヤ１１ａの弛みが解消または解除された状態まで続く。符号Ａ４の状態を超えて符号Ａ５に示すようにモータ９及びプーリ１３が回転すると、湾曲部１０が牽引されたワイヤ１１ａ側に湾曲する。【００５５】
図５における最下段に示すように符号Ａ１−Ａ４付近までにおいては、｜Ｔ｜＜Ｔｔｈとなり、判別部２７は、トルク算出部２４により検出されるトルクから湾曲部１０がモータ９により湾曲駆動される駆動力寄与状態でないと判定する。  
一方、符号Ａ４を超えて符号Ａ５の状態においては、｜Ｔ｜≧Ｔｔｈとなり、判別部２７は、駆動力寄与状態であると判定すると共に、この湾曲状態が湾曲部１０を湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態としての第１の湾曲状態であると判別する。  
符号Ａ５の状態を超えて、符号Ａ６で示す所定のモータ回転角θｍ１の状態までモータ９が回転すると、その回転に連動してプーリ１３が回転すると共に、湾曲部１０も湾曲し、プーリ回転角θｐ１，湾曲角θｂ１となる。【００５６】
このような場合におけるモータ回転角θｍとプーリ回転角θｐの関係は図６Ａ，モータ回転角θｍと湾曲角θｂの関係は図６Ｂに示すようになる。  
このように所定のモータ回転角θｍ１に達した後、モータ９を反対方向に回転させて湾曲部１０を反対方向に湾曲させようとした場合、実際にモータ９を回転させるように駆動信号を印加（供給）しない状態においても、湾曲部１０を構成する外装部材としての湾曲ゴム管３２等弾性部材の復元力により、符号Ａ７で示すように湾曲部１０が中立状態位置の方向に湾曲する。  
この復元力は、湾曲角θｂ１の大きさ、外装部材の材質等によって異なる。特に、湾曲部１０を大きく湾曲させた後、反対方向に湾曲させる場合には、この復元力が大きく作用する。なお、符号Ａ６から符号Ａ７、符号Ａ８のように湾曲部１０が復元力で反対方向に湾曲する場合、ワイヤ１１ｂの弛みの一部がプーリ１３の回転で減少する。【００５７】
モータ９をこのように反対方向（湾曲角θｂを減少させる方向）に回転させる場合、上記復元力が作用している状態においては、モータ９に対する負荷は、無負荷の状態（Ａ１−Ａ２）またはワイヤの弛みを解消するように巻き取る状態（Ａ２−Ａ４）の場合（これらを纏めて無負荷相当の状態という）よりも小さくなる。  
この復元力が作用していると、符号Ａ８に示すように復元力と、復元力に抗するワイヤ１１ａに働く摩擦力などにより、湾曲部１０を湾曲させる復元力が実質的に０となる特定の湾曲状態となる特定の湾曲状態位置まで湾曲部１０は湾曲し、湾曲部１０はその湾曲角θｂ２の状態を保持する。【００５８】
この湾曲角θｂ２の状態においては、モータ９はプーリ１３を反対方向に回転させる係合状態になっていないため、符号Ａ８から再係合する係合状態としての符号Ａ９に達するまで、モータ９が反対方向に回転してもプーリ１３は回転しないで、変化しない一定のプーリ回転角θｐ２の値を保持する。
このため、比較部２６ａは、例えば図１Ｂ等に示す構成によりモータ回転角θｍの変化量とプーリ回転角θｐの変化量をモニタし、モータ回転角θｍが変化している状態において、プーリ回転角θｐの変化量が負から０となる状態を、例えば０に近い閾値６２ｂとプーリ回転角θｐの変化量（の絶対値）とを比較し、プーリ回転角θｐの変化量が閾値６２ｂ以内となる場合を検知することにより、簡単にこの特定の湾曲状態位置を検知することができる。【００５９】
この特定の湾曲状態位置は、第２の湾曲状態と、第３の湾曲状態との境界となり、本実施形態は、この検知の結果を湾曲駆動の制御に利用する。  
そして、符号Ａ９の状態を通過してさらにモータ９が回転すると、モータ９の回転と共に、プーリ１３も回転する。但し、この状態においては、ワイヤ１１ｂに弛みがあるため、この弛みが解消するまで、つまり、符号Ａ１１となるまで、湾曲部１０は符号Ａ８の湾曲角θｂ２から変化しない。  
そして、符号Ａ１１を通過してモータ９が回転すると、この回転と共にプーリ１３も回転すると共に、湾曲部１０も湾曲角θｂが変化する。そして、湾曲部１０は、符号Ａ１２に示すように反対方向に適宜の湾曲角θｂ３まで湾曲される。なお、図６Ａ,図６Ｂにおいては、符号Ａ１２の湾曲角θｂ３に対応するモータ回転角をθｍ３，プーリ回転角をθｐ３で示している。【００６０】
図６Ｂに示すように湾曲部１０を湾曲角θｂ３から反対方向に湾曲する場合には、一般的に湾曲角θｂ１とθｂ３の絶対値が異なるため、湾曲角θｂ３の絶対値の大きさに応じて復元力の大きさが異なる。このため、図６Ａ，図６Ｂの点線で示すように、その場合の復元力に応じて、符号Ａ１３，Ａ１４，Ａ１５で示すような（クローズしない）ヒステリシス特性となる。  
但し、このようなヒステリシス特性の場合においても、特定の湾曲状態位置が発生する特定の湾曲状態等を特定することにより、湾曲部１０の湾曲角θｂ、モータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐの各状態を関連付けて把握することができる。【００６１】
例えば、図６Ａにおいて、符号Ａ８−Ａ９の状態は、モータ回転角θｍが変化してもプーリ回転角θｐ２の変化量が変化しない特性の状態であり、符号Ａ１３−Ａ１４も同様の特性を示す。  
そのため、この状態を時間的にモニタして記憶部２９に記憶することにより、その特性を反映した特性情報を維持できる。  
このようにモータ９、プーリ１３等の動作における時間的な変化を算出（検知）して、記憶部２９に記憶しておくことにより、モータ回転角θｍとプーリ回転角θｐの動作状態がヒステリシスを持つ特性上においても、両者の関係、例えば符号Ａ１３のモータ回転角θｍとプーリ回転角θｐとの関係から、符号Ａ１４の位置関係等を把握することができる。【００６２】
このように、本実施形態においては、判別部２７は、図５における符号Ａ１−Ａ２、Ａ８−Ａ９の第３の湾曲状態（第３−１の湾曲状態）、符号Ａ２−Ａ４、Ａ９−Ａ１１の第３の湾曲状態（第３−２の湾曲状態）、符号Ａ４−Ａ６、Ａ１１−Ａ１２の第１の湾曲状態、符号Ａ６−Ａ８の第２の湾曲状態をそれぞれ判別する。  
従って、本実施形態は、湾曲部１０の湾曲角、モータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐの動作がヒステリシスを持つ特性上においてもそれらの状態を精度良く把握することを可能にする。そして、判別部２７による判別結果に対応して、モータ制御部２１は、モータ９の駆動制御を切り換える（変更する）。【００６３】
次に図７を参照して本実施形態における湾曲制御の動作を説明する。  
医療用処置具装置１の電源が投入されて制御装置４の動作が開始すると、ステップＳ１の初期設定の処理となる。このステップＳ１において制御装置４は、処置具３の軸部７が真っ直ぐ（ストレート）な状態、つまり湾曲部１０が湾曲されていない中立状態に設定され、モータ９ａ、９ｂのエンコーダ１４ａ、１４ｂ（１４にて代表）により検出される上下方向と左右方向のモータ回転角θｍ、湾曲部１０の湾曲角θｂは０にセットされる。その後、指示入力待ちとなる。  
ステップＳ２において、操作者は、入力部５から湾曲の指示入力を行う。具体的には、操作者は、ジョイスティック３６を操作して湾曲部１０を湾曲させたいと望む湾曲方向に湾曲させたい湾曲角だけ傾ける操作を行う。【００６４】
すると、ステップＳ３に示すように制御装置４のモータ制御部２１は、指示入力の湾曲方向及び湾曲角に対応して、その時刻での記憶部２９の特性情報を参照して、モータ９ａ、９ｂ（以下、９で代表）を回転させる回転方向（回転駆動方向）、モータ回転角θｓｍ、プーリ回転角θｓｐ、トルク値（回転駆動力）Ｔｓを算出する。  
なお、その時刻は、現段階では初期状態であるが、図７の制御ループによって初期状態とは異なる動作状態から湾曲指示入力が行われるようになる。その場合には、その動作状態以前において更新された動作特性の情報を参照して回転方向、モータ回転角θｓｍ、プーリ回転角θｓｐ、トルク値Ｔｓを算出することになる。算出されたモータ回転角θｓｍ、トルク値Ｔｓは、モータ９を湾曲駆動する場合の指示値又は目標値となる。なお、モータ回転角θｓｍのみをモータ９を湾曲駆動する場合の指示値又は目標値にしても良い。【００６５】
次のステップＳ４においてモータ制御部２１は、算出されたモータ回転角θｓｍとなるようにモータ９を回転駆動させる。  
その際、ステップＳ５に示すようにエンコーダ１４，ポテンシオメータ１５ａ，１５ｂ（１５にて代表）等は、それぞれモータ９，プーリ１３の回転角それぞれを検知し、また、モータ回転角算出部２２、プーリ回転角算出部２３はそれぞれモータ回転角、プ−リ回転角を算出する。また、トルク算出部２４はトルク値を算出する。  
つまり、制御装置４は、モータ９、プーリ１３の動作状態を検出（算出）する。また、ステップＳ６に示すように、判別部２７は、湾曲状態を判別する。  
そして、ステップＳ７に示すように判別結果に応じてモータ制御部２１は、モータ回転速度を制御する。【００６６】
また、ステップＳ８に示すように記憶部２９は、例えば短い一定周期でモータ９、プーリ１３の各動作状態の情報を記憶すると共に、判別部２７による判別結果に対応して記憶された特性情報を更新する。  
ステップＳ９において、モータ制御部２１は、モータ回転角算出部２２、トルク算出部２４等の算出結果が入力される判別部２７等の判別結果等からモータ９が目標値まで回転されたか否かの判別する。  
そして、目標とするモータ回転角θｓｍに達していない場合には、ステップＳ４に戻り、上記の動作を繰り返す。一方、目標値に達した場合には、ステップＳ１０において処置を終了するか否かを判定し、処置を終了しない場合にはステップＳ２に戻り、次の湾曲指示入力を待つ。一方、処置を終了する場合には、制御装置４は、図７の処理を終了する。【００６７】
図８はステップＳ６及びステップＳ７の詳細を示す。  
ステップＳ１１に示すように判別部２７は、第１の湾曲状態（駆動力寄与状態）Ｓｔ１１ａと、第２の湾曲状態（復元特性状態）Ｓｔ１１ｂと、第３の湾曲状態Ｓｔ１１ｃ、より詳細には第３の湾曲状態Ｓｔ１１ｃとして、第３−１の湾曲状態としてのがたつき状態Ｓｔ１１ｄ、第３−２の湾曲状態としての弛み状態Ｓｔ１１ｅとを判別する。  
ステップＳ１１の判別結果が第１の湾曲状態の場合には、ステップＳ１２ａに示すようにモータ制御部２１は、モータ９を通常の回転速度（第１の回転速度という）で回転させる制御を行う。ステップＳ１２ａの処理後、ステップＳ８に進む。【００６８】
また、ステップＳ１１の判別結果が第２の湾曲状態の場合には、ステップＳ１２ｂに示すようにモータ制御部２１は、モータ９を復元特性状態に対応した回転速度（駆動速度）、具体的には第１の回転速度よりも低速の第２の回転速度で回転させる制御を行う。  
この状態においては、すでに復元力により湾曲部１０を回転させるため、モータ９により第１の回転速度で回転させると、通常の湾曲駆動の速度の場合よりも速くなるため、第１の回転速度よりは低速で回転させることにより、復元力が作用する場合及び作用しない場合とも同じような動作状態で湾曲駆動する。ステップＳ１２ｂの処理後、ステップＳ８に進む。【００６９】
また、ステップＳ１１の判別結果が第３−１の湾曲状態（がたつき状態）の場合には、ステップＳ１２ｃに示すようにモータ制御部２１は、モータ９をがたつき状態に対応した第３の回転速度、具体的には第１の回転速度よりも高速の第３の回転速度で回転させる制御を行う。  
また、ステップＳ１１の判別結果が第３−２の湾曲状態（弛み状態）の場合には、ステップＳ１２ｄに示すようにモータ制御部２１は、モータ９を弛み状態に対応した第４の回転速度、具体的には第１の回転速度よりも高速の第４の回転速度で回転させ、ワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みを解消するようにワイヤ１１ａ，１１ｂを巻き取る制御を行う。なお、第３の回転速度と第４の回転速度とを同じ回転速度に設定しても良い。【００７０】
第３の湾曲状態においては、湾曲部１０は実質的に湾曲されていない不感状態に対応する。このため、この第３の湾曲状態においては、モータ制御部２１は、モータ９の回転速度を高速にすることにより、この不感状態の期間を短くし、良好な応答性、又は操作性を確保する。  
このように湾曲状態に応じてモータ９の回転速度を制御することにより、良好な操作性を確保することができる。  
また、ステップＳ１２ｃの処理を終了後には、判別部２７は、ステップＳ１３ａに示すように、記憶部２９に格納されている現在の特性情報を、ステップＳ１２ｃが終了した（がたつき状態が解消した）湾曲状態位置でのモータ回転角とプーリ回転角とを関連付ける特性情報に補正し、ステップＳ８において、補正した特性情報を記憶させる。【００７１】
また、ステップＳ１２ｄの処理を終了後には、判別部２７は、ステップＳ１３ｂに示すように、記憶部２９に格納されている現在の特性情報を、ステップＳ１２ｄが終了した（弛み状態が解消した）湾曲状態位置でのモータ回転角、プーリ回転角、湾曲角とを関連付ける特性情報に補正し、ステップＳ８において、補正した特性情報を記憶させる。  
このような構成の本実施形態によれば、特定部２６により湾曲部１０を形成する弾性部材の復元力により湾曲部１０の湾曲に寄与可能とする範囲と、ワイヤ１１ａ，１１ｂの弛みの発生により湾曲部１０の湾曲に寄与不能とする範囲との境界を特定できるようにできる。【００７２】
また、本実施形態によれば、特定部２６により特定された境界の情報を利用して、ワイヤ１１ａ、１１ｂに弛みの発生を検出し、弛みに応じて特性情報を更新すると共に、弛みによる湾曲の不感状態を迅速に解消するように制御することができる。  
従って、本実施形態によれば、弛みがあるワイヤを用いた場合において、湾曲部が湾曲されない不感状態となる場合の湾曲状態を応答性を低下させることなく精度良く検知でき、湾曲駆動する場合の操作性を向上できる。【００７３】
また、ワイヤの弛みによるヒステリシス特性を示す湾曲駆動の場合にも、弛みに対する補正を行うようにしているので、湾曲駆動する場合の制御系の精度が低下することを防止できる。なお、より簡単化してモータの回転制御を行う場合には、上述した第３−１の湾曲状態，第３−２の湾曲状態を纏めた第３の湾曲状態のまま回転制御しても良い。【００７４】
第２の実施形態）
図９Ａに示すように本発明の医療用制御装置の第２の実施形態の処置具装置１０１は、例えば図１２に示す体腔内に挿入される内視鏡１０２の処置具チャンネル（以下、チャンネル）１３９内に挿通されて使用され、湾曲部１１０を能動的に湾曲駆動する能動処置具（以下、単に処置具）１０３を備える。  
また、この処置具装置１０１は、この処置具１０３に接続され、処置具１０３に対する制御を行う制御装置１０４と、この制御装置１０４に接続され、操作者が指示入力操作を行う入力部１０５を備える。この入力部１０５は、図１２に示す例では、処置具１０３の後端の把持部１０６に設けたジョイスティック装置１０５ａにより構成される。なお、ジョイスティック装置１０５ａを把持部１０６以外の場所に設けるようにしても良い。【００７５】
処置具１０３は、チャンネル１３９内に挿通される細長で可撓性を有する挿入部としての軸部１０７と、この軸部１０７の先端に設けられた処置を行う処置部１０８と、軸部１０７の後端に設けられた駆動部としてのモータ１０９と、を有する。なお、図１２の具体例では、処置部１０８は、例えば患部等に穿刺することにより、生体組織を採取する生検針により構成される。また、図１２では、駆動部を構成するモータ１０９は、把持部１０６内に設けられている。  
処置部１０８の後端位置に、能動機構としての湾曲可能な湾曲部１１０が設けられ、この湾曲部１１０は、該湾曲部１１０を湾曲させる対となるアングルワイヤ（単にワイヤと略記）１１１ａ，１１１ｂを介して駆動力としての回転駆動力を発生するモータ１０９と連結部１１２及び牽引部を構成するプーリ１１３を介して接続される。【００７６】
モータ１０９は、発生した回転駆動力としてのトルクによって対となるワイヤ１１１ａ，１１１ｂの一方を牽引、他方を弛緩することにより、牽引駆動したワイヤ１１１ａ，１１１ｂ側に湾曲部１１０を湾曲駆動する。なお、ワイヤ１１１ａ，１１１ｂは、弛みを持たせた状態で、軸部１０７内に挿通されている。また、軸部１０７は、細長に形成されているため、湾曲部１１０は軸部１０７の先端側に形成されている。  
モータ１０９には、このモータ１０９の駆動量としての回転駆動量（又はモータ回転角）を検知する検知手段としてのエンコーダ１１４が設けてある。エンコーダ１１４は、ロータリエンコーダ等により構成される。【００７７】
また、モータ１０９と連結部１１２を介して回動自在に連結される牽引部を構成するプーリ１１３には、その牽引部駆動量としてのプーリ回転駆動量又はプーリ回転角を検知する検知手段としてのポテンシオメータ１１５が取り付けられている。なお、ポテンシオメータ１１５の代わりにロータリエンコーダを用いてプーリ回転駆動量又はプーリ回転角を検知する構成にしても良い。  
また、モータ１０９とプーリ１１３間をワイヤを介することなく連結する連結部１１２は、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示すように、円板形状のプーリ１１３の中心に（該プーリ１１３に一体的に）設けられた長方形状の凹部１１６と、モータ１０９の回転軸に連結され、凹部１１６に係入される凸部１１７とを有する。【００７８】
また、この連結部１１２は、凹部１１６と凸部１１７との間にはモータ１０９からの回転駆動力を伝達できない（伝達しない）位置関係を発生するがたつき部（又は遊び部）１１８を備える。なお、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）におけるＡ−Ｂ線の断面図を示している。  
連結部１１２は、凹部１１６の内面の係合面と、凸部１１７の側面の係合面とが当接することによりモータ１０９からの回転駆動力（トルク）を伝達する位置関係を有すると共に、がたつき部１１８により両係合面が当接しない状態においては、前記回転駆動力を伝達できない位置関係の状態となる。
本実施形態においては、連結部１１２は、モータ１０９とプーリ１１３とを（駆動力を伝達する際に時間遅延が発生する長い）ワイヤを介することなく、直接的に、短い距離内（より具体的には略同軸的）で連結する構成にして、応答性が低下することを防止している。【００７９】
なお、凹部１１６をプーリ１１３に一体的に設ける場合に限定されない。また、凹部１１６をモータ１０９側に、凸部１１７をプーリ１１３側に設けるようにしても良い。  
図９Ａに示すように制御装置１０４は、モータ１０９を駆動する機能を持つモータ制御部１２１と、エンコーダ１１４から出力されるモータ１０９の回転駆動量又は回転角の検知信号からモータ回転角を算出するモータ回転角算出部１２２と、を有する。  
また、制御装置１０４は、ポテンシオメータ１１５によるプーリ回転角の検知信号からプーリ回転角を算出するプーリ回転角算出部１２３と、モータ１０９をモータ駆動信号により駆動した場合のモータ駆動電流と駆動電圧からモータ１０９のトルクを算出又は検出するトルク算出部１２４とを有する。【００８０】
また、制御装置１０４は、トルク算出部１２４からのトルクから、駆動部としてのモータ１０９の回転駆動力が湾曲部１１０の湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態にあるか否かを判定する判定部１２５を有する。この判定部１２５は、トルク算出部１２４からのトルク値Ｔ（の絶対値）が判定用のトルク閾値Ｔｔｈ（図１５参照）以上であるか否かを比較し、｜Ｔ｜≧Ｔｔｈの場合には駆動力寄与状態にあると判定し、｜Ｔ｜＜Ｔｔｈの場合には駆動力寄与状態にないと判定する。  
また、制御装置１０４は、判定部１２５の判定結果と、特定の湾曲状態位置を検知する位置特定部１２６の検知結果等に基づいて、後述する３つの湾曲状態を判別する判別部１２７を有する。なお、実際には、３つの湾曲状態における第１の湾曲状態としての駆動力寄与状態を判定部１２５が判定する。【００８１】
位置特定部１２６は、モータ１０９により湾曲部１１０を湾曲駆動するトルクを印加（発生）することなく前記湾曲部１１０が特定の湾曲状態を保持する特定の湾曲状態位置を検知する。具体的には、後述する湾曲部１１０を構成する弾性部材による復元力により、モータ１０９が湾曲部１１０を湾曲駆動するトルクを印加（発生）することなく前記湾曲部１１０が特定の湾曲状態位置まで湾曲される、その特定の湾曲状態位置を検知（特定）する。  
図９Ａに示す位置特定部１２６は、図９Ａにおける連結部１１２と、牽引部としてのプーリ１１３と、駆動量検知部としてのエンコーダ１１４と、牽引部駆動量検知部としてのポテンシオメータ１１５と、比較部１２６ａとを有する構成である。このような構成での定義の他に、位置特定部１２６は、モータ回転角の変化量とプーリ回転角の変化量とが入力される比較部１２６ａを備えた構成として定義しても良い。【００８２】
この比較部１２６ａは、エンコーダ１１４により検知、又はモータ回転角算出部１２２により算出されるモータ回転角の変化量と、ポテンシオメータにより検知、又はプーリ回転角算出部により算出されるプーリ回転角の変化量との比較、又は閾値との比較により、湾曲部１１０が特定の湾曲状態となる特定湾曲状態位置を検知する。  
図９Ｂは比較部１２６ａの構成例を示す。  
比較部１２６ａは、第１の比較器１６１ａと、ウインドウ型第２の比較器１６１ｂとを有し、第１の比較器１６１ａ、第２の比較器１６１ｂとの比較結果が判別部１２７に出力される。  
第１の比較器１６１ａには、モータ回転角の変化量と、このモータ回転角の変化量を判定するための第１の閾値１６２ａとが入力され、第１の比較器１６１ａは、その比較結果を判別部１２７に出力する。【００８３】
また、第２の比較器１６１ｂには、プーリ回転角の変化量の絶対値と、その変化量の絶対値を判定するための第２の閾値１６２ｂとが入力され、第２の比較器１６１ｂは、その比較結果を判別部１２７に出力する。プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値１６２ｂ以内であると、例えば正、第２の閾値１６２ｂから逸脱すると負になる比較結果を出力する。なお、プーリ回転角の変化量からその絶対値を算出する回路が比較器１６１ｂの前段に設けられている（図示略）。  
モータ回転角の変化量は、短い所定の時間ｔａ当たりに変化したモータ回転角からその変化量が算出される。プーリ回転角の変化量も、同様に短い所定の時間ｔａの周期でプーリ回転角をサンプリング（抽出）することにより、その時間ｔａ当たりに変化したプーリ回転角からその変化量が算出される。【００８４】
第１の閾値１６２ａは、例えば後述する図１５に示すモータ回転角θｍの変化に対応した値に設定されている。なお、図１５は、湾曲部１１０を湾曲させた場合、湾曲部１１０の湾曲角に対応するモータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐ等を示す。  
より具体的には、第１の閾値１６２ａは、図１５における符号Ａ６から符号Ａ８の状態に対応したモータ回転角θｍの変化特性に対応して設定される。この場合、モータ回転角θｍが時間的に減少する特性に対応して設定されており、図１５の特性から許容されるマージンを含めた値に設定されている。  
換言すると、図１５の特性から若干ずれた特性でモータ回転角θｍが減少するように変化しても、第１の比較器１６１ａは、許容された範囲内の変化量でモータ回転角θｍが変化しているとの比較結果（例えば正の極性の出力信号）を出力する。【００８５】
第２の閾値１６２ｂは、例えば図１５の符号Ａ８−Ａ９に示すプーリ回転角θｐの変化に対応した値に設定されている。この場合、第２の閾値１６２ｂは、符号Ａ８−Ａ９に示すようにプーリ回転角θｐが変化しないで一定値を保つ状態を判定できるように、例えば（符号Ａ７−Ａ８の場合での負の変化量の絶対値よりも小さく、）０に近い正の値に設定されている。  
そして、第２の比較器１６１ｂは、プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値１６２ｂ以内になるか否かを判定する。  
つまり、第２の比較器１６１ｂは、上述したようにウインドウ型比較器であり、プーリ回転角の変化量の絶対値が０に近い値であるか否かを第２の閾値１６２ｂと比較により検知する。第２の比較器１６１ｂは、例えば、プーリ回転角の変化量の絶対値が第２の閾値１６２ｂ以内の場合には正、それ以外の場合（第２の閾値１６２ｂ以内から逸脱した場合）には負の出力信号を出力する。【００８６】
従って、第２の比較器１６１ｂは、符号Ａ７から符号Ａ８直前の場合には、負の極性の出力信号を出力し、符号Ａ８以降は正の極性の出力信号を出力する。そして、第１の比較器１６１ａ及び第２の比較器１６１ｂの比較出力により、判別部１２７は、第１の比較器１６１ａの出力信号が正で、第２の比較器１６１ｂの出力信号が負から正になった時、湾曲部１１０が復元力により特定の湾曲状態位置に湾曲したことを特定（判別）する。  
比較部１２６ａの比較出力により判別部１２７を介して、又は判別部１２７を介することなく、モータ制御部１２１は、モータ１０９の制御方法を変更（切替）する。  
このように位置特定部１２６を構成する比較部１２６ａは、特定の湾曲状態位置を検知する。【００８７】
なお、図１５における符号Ａ８から符号Ａ９までプーリ回転角の変化量が０の状態が継続する状態は、上述したモータ１０９と、プーリ１１３とが、がたつき部１１８により係合していない湾曲状態、つまりがたつき状態に相当する。  
このがたつき状態として、図１５におけるプーリ回転角θｐが変化しない値となるＡ１−Ａ２の状態も含めると、モータ回転角が変化する場合において、比較部１２６ａは、プーリ駆動量の変化量が０に近い閾値１６２ｂ以内となる第２の比較器１６１ｂの比較結果を利用することで、符号Ａ１−Ａ２のがたつき状態も検知できる。  
但し、この場合には、第１の比較器１６１ａ側は、モータ回転角の変化量が正である場合も、検知する構成にすれば良い。例えば、図９Ｂにおいて、比較器１６１ａ、閾値１６２ａは、モータ回転角の変化量が負の場合を検知するものに対応したものであるが、さらにモータ回転角の変化量が正の場合を検知するものに対応した比較器、閾値を追加し、この比較器の出力が判別部１２７に入力する構成にすると良い（図示略）。【００８８】
特定の湾曲状態位置を検知する構成としては、図９Ｂの代わりに図１０に示す変形例のような構成にしても良い。本変形例においても、図１５における符号Ａ８−Ａ９の状態を特定するための構成例である。比較部１２６ａは、モータ回転角の変化量と、プーリ回転角の変化量とを比較して差分値を出力する差動アンプ１６４と、この差分値と閾値１６５とを比較する比較器１６６とからなり、この比較器１６６の出力信号が判別部１２７に出力される。  
差動アンプ１６４は、符号Ａ７から符号Ａ８直前の場合にはモータ回転角の変化量と、プーリ回転角の変化量との差分値としての第１の差分値を出力し、この差分値は符号Ａ８以降（Ｓ９まで）ではモータ回転角の変化量のみとなる第２の差分値となる。【００８９】
このため、このモータ回転角の変化量のみとなる場合を判定できるように閾値１６５が、例えば第１の差分値と第２の差分値との中間の値に設定されており、比較器１６６に入力される差動アンプ１６４の出力信号が第１の差分値の場合と第２の差分値とでは比較結果が反転する。  
そして、この比較部１２６ａは、湾曲部１１０が特定位置の状態に湾曲した場合に、比較器１６６の出力信号の極性が反転することによって、それを検知する。従って、判別部１２７は、比較器１６６の出力信号の極性が反転した場合に、湾曲部１１０が特定位置の状態に湾曲したことを判別する。【００９０】
判定部１２７は、図１１に示すように判定部１２５による判定結果から上記駆動力寄与状態を第１の湾曲状態と判別する第１の湾曲状態判別部１２７ａを有する。また、判定部１２７は、この駆動力寄与状態でない湾曲状態を２つの湾曲状態、つまり第２及び第３の湾曲状態としてそれぞれ判別する。
判別部１２７は、判定部１２５による判定結果から駆動力寄与状態から駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において、モータ１０９が負荷側（プーリ側）にトルクを与えることなく、プーリ１１３が回転して湾曲部１１０の湾曲角が、上記特定の湾曲状態位置まで変化する湾曲状態を第２の湾曲状態として判別する第２の湾曲状態判別部１２７ｂを有する。【００９１】
この第２の湾曲状態は、湾曲部１１０を大きく湾曲させた直後に、中立状態側に戻すような湾曲操作の指示を行う場合、モータ１０９で湾曲部１１０を湾曲させるトルクを発生しない状態において、湾曲部１１０を形成する弾性部材による復元力で湾曲部１１０が（特定の湾曲状態位置に至るまで）湾曲される状態に対応する。このため、判別部１２７による第２の湾曲状態の判別機能は、（復元力により湾曲させる特性状態としての）復元特性状態の判別機能に対応する。  
この第２の湾曲状態における湾曲部１１０の湾曲角が変化する状態は、プーリ１１３のプーリ回転角が小さくなる方向に変化するため、判別部１２７は、その変化特性から第２の湾曲状態を判別する。また、この第２の湾曲状態は、復元力が０（又は摩擦力等とバランスする状態）となる特定の湾曲状態位置（図１５の符号Ａ８）まで持続する。【００９２】
また、判別部１２７は、上記第２の湾曲状態を除外した駆動力寄与状態でない湾曲状態において、モータ１０９によるトルク値Ｔが所定値（としてのトルク閾値Ｔｔｈ）以上に検知されない湾曲状態を第３の湾曲状態として判別する第３の湾曲状態判別部１２７ｃ（図１１参照）を有する。  
この第３の湾曲状態は、上記特定の湾曲状態位置の湾曲状態に対応するモータ１０９とプーリ１１３とががたつき部１１８により再係合（一方の係合が外れて他方に係合）する状態、又はワイヤ１１１ａ，１１１ｂの弛みが発生した状態に相当する。  
判別部１２７は、この第３の湾曲状態をさらに、第３−１及び第３−２の２つの湾曲状態に判別する第３−１の湾曲状態判別部１２７ｄ、第３−２の湾曲状態判別部１２７ｅ（図１１参照）を有する。【００９３】
つまり、判別部１２７は、モータ回転角の変化量に対して、プーリ回転角が変化しない第３−１の湾曲状態と、モータ回転角の変化量に対して、プーリ回転角も変化する第３−２の湾曲状態とを判定する。なお、第３−１の湾曲状態、第３−２の湾曲状態を、それぞれ第３の湾曲状態、第４の湾曲状態と定義しても良い。  
上記第３−１の湾曲状態は、モータ１０９とプーリ１１３とががたつき部１１８により再係合する状態、換言するとモータ１０９とプーリ１１３とが湾曲方向に係合していない状態（がたつき状態）に対応し、第３−２の湾曲状態は、ワイヤ１１１ａ，１１１ｂの弛みが発生した状態に相当する。つまり、判別部１２７は、第３−１の湾曲状態判別部１２７ｄとしてのがたつき状態を判定するがたつき状態判定部と、第３−２の湾曲状態判別部１２７ｅとしてのワイヤの弛み状態を判定する弛み状態判定部の機能を有する。【００９４】
判別部１２７は、図１１に示すように第１の湾曲状態判別部１２７ａ、第２の湾曲状態判別部１２７ｂ、第３の湾曲状態判別部１２７ｃを有する。  
なお、第２の湾曲状態と、第３の湾曲状における第３−１の湾曲状態の境界が上述した特定の湾曲状態位置となり、両湾曲状態を特定の湾曲状態位置の情報により判別することができる。  
そして、判別部１２７は、判別結果をモータ制御部１２１に送り、モータ制御部１２１は、判別結果に応じてモータ１０９の（駆動速度としての）回転速度を切り換えるように回転駆動するように制御する（具体的には後述する図１８のように制御する）。【００９５】
また、判別部１２７は、湾曲部１１０の湾曲角、モータ１０９のモータ回転角、プーリ１１３のプーリ回転角、の各情報を相互に関連付けた特性情報として記憶（格納）する記憶部１２９を内蔵しており、判別部１２７は、必要に応じて記憶部１２９の特性情報を参照する。なお、判別部１１２７の外部に記憶部１２９を設けても良い。  
この記憶部１２９は、モータ制御部１２１、モータ回転角算出部１２２、プーリ回転角算出部１２３、トルク算出部１２４、判定部１２５、位置特定部１２６、入力部１０５等と接続される。  
そして、この記憶部１２９は、上記特性情報を記憶する他に、経時的（時系列）に湾曲部１１０の湾曲角、モータ１０９のモータ回転角、プーリ１１３のプーリ回転角、トルク、判定部１２５による判定結果、位置特定部１２６の検知結果、モータ制御部１２１による制御切換、入力部１０５からの湾曲指示値等の情報を記憶する。【００９６】
なお、湾曲部１１０の湾曲角の情報は、予め記憶部１２９にプーリ回転角、又はモータ回転角の情報と関係付けて記憶されており、時系列のプーリ回転角、又はモータ回転角の情報に基づいて、湾曲部１１０の湾曲角の情報も時系列に更新される。  
モータ制御部１２１は、入力部１０５から湾曲部１１０を湾曲させる指示入力に応じて、モータ駆動信号をモータ１０９に印加（供給）して回転駆動させる制御を行う。モータ１０９を回転駆動させる制御を行う場合、モータ制御部１２１は、判別部１２７による判別結果に基づいて、３つの湾曲状態（第３の湾曲状態を２つに分けることを考慮すると４つの湾曲状態）に応じてモータ１０９の駆動速度（モータ回転速度）を切り換えて回転駆動させる制御を行う。従って、このモータ制御部１２１は、３つの湾曲状態に応じて回転速度を切り換える制御を行う制御切換部１３０を有する。【００９７】
なお、入力部１０５からの指示入力は、上記のように判別部１２７内の記憶部１２９にも入力され、指示入力の情報も時系列に記憶部１２９に記憶される。  
また、上記記憶部１２９は、判別部１２７による判別結果に基づいて、モータ制御部１２１がモータ駆動信号によりモータ１０９を回転駆動させる制御を行う場合、特性情報の補正（更新）が必要な場合には補正を行い、（判別部１２７による制御下で）特性情報を更新する。なお、記憶部１２９の特性情報の補正や更新を判別部１２７の制御下で行う代わりに、モータ制御部１２１の制御下で行うようにしても良い。  
具体的には、判別部１２７により、ワイヤ１１１ａ，１１１ｂに弛みが発生している駆動状態である場合には、モータ制御部１２１は、モータ１０９に対して弛みを短時間で解消するようにモータ１０９を速く回転させるモータ駆動信号を出力し、プーリ１１３によってワイヤ１１１の弛みを巻き取るようにすると共に、その弛み分だけ湾曲部１１０の湾曲角に対して、モータ１０９のモータ回転角と、プーリ１１３のプーリ回転角の情報を補正又は更新する。【００９８】
このように補正することにより、ワイヤ１１１に弛みが発生した場合においても、湾曲部１１０の湾曲角と、モータ回転角及びプーリ回転角との特性情報を実際の駆動状態（動作状態）に合うように維持でき、湾曲が繰り返された場合においても、入力部１０５から指示された湾曲角の状態に湾曲部１１０を精度良く湾曲制御することができるようにする。また、がたつきが発生して、そのがたつきが解消した場合には、その解消した時点でのモータ回転角及びプーリ回転角との特性情報に更新する。  
このようにして、ヒステリシスが発生した場合にも、ヒステリシスに対応した特性情報に更新して、精度の良い、良好な湾曲制御を行うことができるようにしている。【００９９】
図１３は、処置具１０３の具体的な構成例を示す。図１３に示すように軸部１０７の先端には処置部１０８としての穿刺による生検針が形成されている。この生検針の後端には、略円環形状の複数の湾曲駒１３１が、軸部１０７の長手方向にそれぞれ隣接する部分がリベット部１３１ａによって回動自在に連結されて湾曲部１１０が形成されている。  
各湾曲駒１３１は、リベット１３１ａを設ける位置によって湾曲する方向が定まる。リベット１３１ａは、左右位置と上下位置に交互または適宜周期毎に配置され、湾曲駒１３１は、上下方向と左右方向に湾曲可能になっている。  
なお、図１３においては、簡略化して上下方向に湾曲させるリベット１３１ａのみで示している。また、軸部１０７内には、上下方向と左右方向に湾曲させるためのワイヤ１１１ｕ、１１１ｄと１１１ｌ、１１１ｒとが挿通され、これらのワイヤ１１１ｕ、１１１ｄと、１１１ｌ、１１１ｒの先端は、処置部１０８に固着されている。【０１００】
また、ワイヤ１１１ｕ、１１１ｄと１１１ｌ、１１１ｒの後端は、軸部１０７の後端における拡径にされた把持部１０６内に配置された上下湾曲用プーリ１１３ａと、左右湾曲用プーリ１１３ｂに掛け渡して懸架されている。
プーリ１１３ａ，１１３ｂは、上述したがたつき部を設けた連結部１１２ａ，１１２ｂを介してモータ１０９ａ，１０９ｂの回転軸にそれぞれ連結され、モータ１０９ａ、１０９ｂはモータ制御部１２１からのモータ駆動信号により、正逆自在に回転される。  
モータ１０９ａ，１０９ｂの回転と共に、がたつき部を設けた連結部１１２ａ，１１２ｂを介して連結されそれぞれプーリ１１３ａ，１１３ｂも回転し、プーリ１１３ａ，１１３ｂにそれぞれ懸架されたワイヤ１１１ｕ、１１１ｄと１１１ｌ、１１１ｒは、それぞれ牽引、弛緩される。そして、牽引されたワイヤの方向に湾曲部１１０を湾曲駆動する。【０１０１】
また、モータ１０９ａ，１０９ｂの回転軸にはそれぞれエンコーダ１１４ａ、１１４ｂが接続され、プーリ１１３ａ，１１３ｂにはそれぞれポテンシオメータ１１５ａ，１１５ｂが接続されている。  
なお、上記湾曲駒１３１の外周側には、湾曲部１１０を湾曲自在に密閉して保護し、弾性特性を有する弾性部材としての湾曲ゴム管１３２による外装部材で覆われている。湾曲部１１０は、湾曲部１１０を形成する外装部材等の弾性力により、湾曲部１１０を特に大きく湾曲した場合には、湾曲しない中立状態に戻ろうとする復元力が発生する。  
また、入力部１０５を構成する例えばジョイスティック装置１０５ａは、上下、左右の任意の方向に傾動自在のジョイスティック１３６と、このジョイスティック１３６における上下方向及び左右方向の傾動角をそれぞれ検出するエンコーダ１３７ａ、１３７ｂとを有する。【０１０２】
このジョイスティック１３６により傾動される方向が湾曲部１１０の湾曲指示方向となり、また傾動角が湾曲部１１０の湾曲角の指示値となる。  
エンコーダ１３７ａ、１３７ｂによる検知信号は、制御装置１０４における例えばモータ制御部１２１に入力される。つまり、モータ制御部１２１には、湾曲指示入力手段としてのジョイスティック装置１０５ａから湾曲指示方向及び湾曲角の指示値が入力される。  
そして、モータ制御部１２１は、指示値に対して、記憶部１２９に記憶された特性情報等を参照して、モータ１０９ａ、１０９ｂのモータ回転角を決め、エンコーダ１１４ａ，１１４ｂにより検出されるモータ１０９ａ、１０９ｂの回転角が上記指示値に追従するようにモータ１０９ａ、１０９ｂを回転駆動させる。【０１０３】
実際には、ワイヤ１１１ａ、１１１ｂには弛みが伴うため、本実施形態においては、判別部１２７により弛み等の有無を有する湾曲状態を判別する。
図１２に示すように内視鏡１０２は、体腔内に挿入される挿入部１４１と、この挿入部１４１の後端に設けられた操作部１４２と、この操作部１４２から延出されるユニバーサルケーブル１４３を有し、このユニバーサルケーブル１４３の端部は信号処理装置１４４に着脱自在に接続される。  
内視鏡１０２の挿入部１４１は、挿入部１４１の先端に設けられた先端部１４５と、この先端部１４５の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部１４６と、この湾曲部１４６の後端から操作部１４２の前端に至る可撓性を有する可撓部１４７とを有する。【０１０４】
また、挿入部１４１の先端部１４５には照明光を出射する照明窓１４８と、この照明窓１４８に隣接して形成された観察窓１４９とが設けてある。また、挿入部１４１には処置具を挿通可能とするチャンネル１３９が設けられており、このチャンネル１３９の後端は、操作部１４２の前端付近の処置具挿入口１３９ａとして開口している。そして、術者等の操作者は、この処置具挿入口１３９ａから処置具１０３を挿入して、内視鏡１０２による観察下で処置を行うことができる。  
また、信号処理装置１４４内には、観察窓１４９に配置された図示しない対物レンズと、その結像位置に配置された撮像素子により撮像した信号から映像信号を生成する信号処理回路１４４ａを内蔵し、この信号処理回路１４４ａにより生成した映像信号は、表示装置としてのモニタ１５０に出力される。このモニタ１５０の表示面には、撮像素子により撮像した撮像画像が内視鏡画像として表示される。【０１０５】
本実施形態においては、図１４（Ａ），図１４（Ｂ）に示す湾曲部１１０、該湾曲部１１０とワイヤ１１１ａ、１１１ｂを介して回転自在に懸架されたプーリ１１３、該プーリ１１３と連結部１１２を介して連結されたモータ１０９を、図１４（Ｃ）に示す模式化したモデル１５１により簡略化して示す。  
なお、図１４におけるワイヤ１１１ａ，１１１ｂは、図１３においてはワイヤ１１１ｕ、１１１ｄ又はワイヤ１１１ｌ、１１１ｒを表し、また図１４におけるモータ１０９は、図１３においてはモータ１０９ａ又は１０９ｂに対応し、また図１４におけるプーリ１１３は図１３のプーリ１１３ａ又は１１３ｂに対応し、図１４における連結部１１２は、図１３における連結部１１２ａ又は１１２ｂに対応する。【０１０６】
図１４（Ｃ）のモデル１５１においては、図１４（Ｂ）のモータ１０９とプーリ１１３との連結部１１２を、がたつきを有する連結部モデル１５２で表し、弛みを有するワイヤ１１１ａ，１１１ｂを、弛みをバネで模式化したワイヤモデル１５３で表し、ワイヤ１１１ａ，１１１ｂの先端が取り付けられた湾曲部１１０を同心円の湾曲部モデル１５４で表している。  
連結部モデル１５２においては、図１４（Ｂ）におけるプーリ１１３を円形のプーリモデル１１３′で表し、その凹部１１６を凹部モデル１１６′で表し、連結部１１２の凸部１１７を長方形の凸部モデル１１７′で表し、がたつき部１１８をがたつき部モデル１１８′で表している。【０１０７】
また、図１４（Ａ）、図（Ｂ）のワイヤ１１１ａ、１１１ｂにおける弛み、をバネ模様で表した模式化したワイヤモデル１１１ａ′，１１１ｂ′（ワイヤモデル１１１ａ′，１１１ｂ′を１５３で代表）表わす。このワイヤモデル１５３においては、弛みのない部分のワイヤ状態は直線的なワイヤモデルで示し、弛みがあるとバネ模様を有するワイヤモデルとなる。  
また、湾曲部１１０の湾曲状態をモデル化した同心円の湾曲部モデル１５４は、湾曲部１１０の湾曲状態を湾曲方向線Ｌによって仮想的に表す。例えば、湾曲方向線Ｌが同心円から下方に真っ直ぐ延びた状態では、湾曲部１１０が上下方向（又は左右方向）に湾曲していない中立状態である。なお、図１４（Ａ）における実線の湾曲部１１０は真っ直ぐな状態を示し、２点鎖線の湾曲部１１０は湾曲した状態を示す。【０１０８】
このような構成における医療用制御装置としての本実施形態の処置具装置１０１は、先端側に湾曲部１１０を有する挿入部としての軸部１０７と、前記湾曲部１１０を湾曲操作（湾曲駆動）するための駆動力を発生する駆動部としてのモータ１０９と、前記湾曲部１１０から延出し前記駆動部によって牽引可能、かつ弛みを持って連結されたワイヤ１１１ａ，１１１ｂと、前記駆動部の駆動力が前記湾曲部１１０の湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態にあるか否かを判定する判定部１２５と、前記駆動部において発生する駆動力を検知する駆動力検知部としてのトルク算出部１２４と、前記駆動部により前記湾曲部１１０を湾曲駆動する駆動力を印加することなく前記湾曲部１１０が特定の湾曲状態を保持する特定の湾曲状態位置を検知する位置特定部１２６と、前記湾曲部１１０の湾曲状態として、前記駆動力寄与状態である第１の湾曲状態と、前記駆動部による前記駆動力寄与状態から該駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において前記湾曲部１１０の湾曲状態を前記特定の湾曲状態位置まで変化させる第２の湾曲状態と、前記第２の湾曲状態を除外した前記駆動力寄与状態でない湾曲状態において前記駆動部による駆動力が所定値以上で検知されない第３の湾曲状態と、を判別する判別部１２７と、を具備することを特徴とする。【０１０９】
次に本実施形態の処置具装置１０１の動作を説明する。  
図１５は、図１４のモータ１０９を回転駆動させて、連結部１１２を介して連結されたプーリ１１３を介して湾曲部１１０を所定の角度だけ回転させ、その後、反対方向に適宜の角度、回転させる動作を行う場合における代表的な湾曲状態を符号Ａ１〜Ａ１２により示す。  
なお、図１５における最上段には図１４のモデルを用いて湾曲部１１０を湾曲駆動した場合の代表的な湾曲状態を符号Ａ１〜Ａ１２により示し、第２段には対応するモータ回転角θｍ、第３段にはプーリ回転角θｐ、第４段にはトルク算出部１２４により算出されるモータ１０９のトルク値Ｔを示す。【０１１０】
また、図１６Ａ、図１６Ｂは、図１５に対応して、モータ回転角θｍ及びプーリ回転角θｐの特性と、湾曲部１１０の湾曲角θｂ及びモータ回転角θｍとの関係がそれぞれヒステリシスを持った特性となることを示す。  
符号Ａ１の状態は、モータ１０９とプーリ１１３とが、連結部１１２により両係合面が係合していない（がたついた係合）状態であり、またワイヤ１１１ａ，１１１ｂに弛みがある中立状態の場合を示す。  
この符号Ａ１の状態において、モータ１０９を図１５に示す矢印で示す方向に回転させると、モータ回転角θｍは０から増加し、符号Ａ２の状態において、連結部１１２によりモータ１０９とプーリ１１３とが係合した状態になると、符号Ａ２，Ａ３に示すようにモータ１０９の回転と共に、プーリ１１３も回転してプーリ回転角θｐが０から増加する。【０１１１】
換言すると、符号Ａ１からＡ２の状態においては、モータ１０９が回転してそのモータ回転角θｍが変化しても、プーリ回転角θｐは変化しない。また、この場合の関係特性は図１６Ａに示すようになる。  
符号Ａ２の状態においては、牽引方向のワイヤ１１１ａに弛みがあるため、モータ１０９及びプーリ１１３がさらに回転した符号Ａ３の状態においても、湾曲部１１０は中立状態の０の湾曲角θｂから変化しない。  
そして、この状態が符号Ａ４に示す状態、つまりワイヤ１１１ａの弛みが解消または解除された状態まで続く。符号Ａ４の状態を超えて符号Ａ５に示すようにモータ１０９及びプーリ１１３が回転すると、湾曲部１１０が牽引されたワイヤ１１１ａ側に湾曲する。【０１１２】
判定部１２５は、トルク値Ｔの絶対値がトルク閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを比較することにより、モータ１０９によるトルクが湾曲部１１０を湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態またはトルク寄与状態であるか否かを判定する。  
図１５における最下段に示すように符号Ａ１−Ａ４付近までにおいては、｜Ｔ｜＜Ｔｔｈとなり、判定部１２５は、駆動力寄与状態でないと判定する。  
一方、符号Ａ４を超えて符号Ａ５の状態においては、｜Ｔ｜≧Ｔｔｈとなり、判定部１２５は、駆動力寄与状態であると判定する。また、判別部１２７はこの判定部１２５の判定結果により、湾曲部１１０を湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態としての第１の湾曲状態か否かを判別する。符号Ａ５の状態においては、判別部１２７は第１の湾曲状態であると判別する。【０１１３】
符号Ａ５の状態を超えて、符号Ａ６で示す所定のモータ回転角θｍ１の状態までモータ１０９が回転すると、その回転に連動してプーリ１１３が回転すると共に、湾曲部１１０も湾曲し、プーリ回転角θｐ１，湾曲角θｂ１となる。このような場合におけるモータ回転角θｍとプーリ回転角θｐの関係は図１６Ａ，モータ回転角θｍと湾曲角θｂの関係は図１６Ｂに示すようになる。  
このように所定のモータ回転角θｍ１に達した後、モータ１０９を反対方向に回転させて湾曲部１１０を反対方向に湾曲させようとした場合、実際にモータ１０９を回転させるようにモータ１０９に駆動信号を印加（供給）しない状態においても、湾曲部１１０を形成する外装部材等による弾性部材の復元力により、符号Ａ７で示すように湾曲部１１０が中立状態位置の方向に湾曲する。なお、符号Ａ６から符号Ａ７、符号Ａ８のように湾曲部１１０が復元力で反対方向に湾曲する場合、ワイヤ１１１ｂの弛みの一部がプーリ１１３の回転で減少する。【０１１４】
この復元力は、湾曲角θｂ１の大きさ、弾性部材として機能する外装部材の材質等によって異なる。特に、湾曲部１１０を大きく湾曲させた後、反対方向に湾曲させる場合には、この復元力が大きく作用する。  
モータ１０９をこのように反対方向（湾曲角θｂを減少させる方向）に回転させる場合、上記復元力が作用している状態においては、モータ１０９に対する負荷は、無負荷の状態（Ａ１−Ａ２）またはワイヤの弛みを解消するように巻き取る状態（Ａ２−Ａ４）の場合（これらを纏めて無負荷相当の状態という）よりも小さくなる。  
このため、無負荷相当の状態のトルク値よりも小さくなるこの状態のトルク値を検出できる場合には、その検出結果からこの湾曲状態（つまり、第２の湾曲状態）を判別することもできる。【０１１５】
この復元力が作用していると、符号Ａ８に示すように復元力と、復元力に抗するワイヤ１１１ａに働く摩擦力などにより、湾曲部１１０を湾曲させる復元力が実質的に０となる特定の湾曲状態としての特定の湾曲状態位置まで湾曲部１１０は湾曲し、湾曲部１１０はその湾曲角θｂ２の状態を保持する。  
この湾曲角θｂ２の状態においては、モータ１０９はプーリ１１３を反対方向に回転させる係合状態になっていないため、符号Ａ８から再係合する係合状態としての符号Ａ９に達するまで、モータ１０９が反対方向に回転してもプーリ１１３は回転しないで、変化しない一定のプーリ回転角θｐ２の値を保持する。【０１１６】
このため、モータ回転角θｍの変化量とプーリ回転角θｐの変化量をモニタし、モータ回転角θｍが変化している状態において、プーリ回転角θｐの変化量が負から０となる状態を、０に近い閾値１６２ｂとプーリ回転角θｐの変化量（又はその絶対値）とを比較し、プーリ回転角θｐの変化量（又はその絶対値）が閾値１６２ｂ以下となる場合を検知することにより、簡単にこの特定の湾曲状態位置を検知することができる。  
この特定の湾曲状態位置は、第２の湾曲状態と、第３の湾曲状態（第３−１の湾曲状態）との境界位置となり、本実施形態は、この検知の結果を利用して湾曲駆動の制御に利用する。【０１１７】
そして、符号Ａ９の状態を通過してさらにモータ１０９が回転すると、モータ１０９の回転と共に、プーリ１１３も回転する。但し、この状態においては、ワイヤ１１１ｂに弛みがあるため、この弛みが解消するまで、つまり、符号Ａ１１となるまで、湾曲部１１０は符号Ａ８の湾曲角θｂ２から変化しない。  
そして、符号Ａ１１を通過してモータ１０９が回転すると、この回転と共にプーリ１１３も回転すると共に、湾曲部１１０も湾曲角θｂが変化する。そして、湾曲部１１０は、符号Ａ１２に示すように反対方向に適宜の湾曲角θｂ３まで湾曲される。なお、図１６Ａ,図１６Ｂにおいては、符号Ａ１２の湾曲角θｂ３に対応するモータ回転角をθｍ３，プーリ回転角をθｐ３で示している。【０１１８】
図１６Ｂに示すように湾曲部１１０を湾曲角θｂ３から反対方向に湾曲する場合には、一般的に湾曲角θｂ１とθｂ３の絶対値が異なるため、湾曲角θｂ３の絶対値の大きさに応じて復元力の大きさが異なる。このため、図１６Ａ，図１６Ｂの点線で示すように、その場合の復元力に応じて、符号Ａ１３，Ａ１４，Ａ１５で示すような（クローズしない）ヒステリシス特性となる。  
但し、このようなヒステリシス特性の場合においても、特定の湾曲状態位置が発生する特定の湾曲状態等を特定することにより、湾曲部１１０の湾曲角θｂ、モータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐの各状態を関連付けて把握することができる。【０１１９】
例えば、図１６Ａにおいて、符号Ａ８−Ａ９の状態は、モータ回転角θｍが変化してもプーリ回転角θｐ２の変化量が変化しない特性の状態であり、符号Ａ１３−Ａ１４も同様の特性を示す。  
そのため、この状態を時間的にモニタして記憶部１２９に記憶することにより、その特性を反映した特性情報を維持できる。  
このようにモータ１０９、プーリ１１３等の動作における時間的な変化を算出（検知）して、記憶部１２９に記憶しておくことにより、モータ回転角θｍとプーリ回転角θｐの動作状態がヒステリシスを持つ特性上においても、両者の関係、例えば符号Ａ１３のモータ回転角θｍとプーリ回転角θｐとの関係から、符号Ａ１４の位置関係等を把握することができる。【０１２０】
このように本実施形態においては、判別部１２７は、図１５における符号Ａ１−Ａ２、Ａ８−Ａ９の第３の湾曲状態（第３−１の湾曲状態）、符号Ａ２−Ａ４、Ａ９−Ａ１１の第３の湾曲状態（第３−２の湾曲状態）、符号Ａ４−Ａ６、Ａ１１−Ａ１２の第１の湾曲状態、符号Ａ６−Ａ８の第２の湾曲状態をそれぞれ判別するので、湾曲部１１０の湾曲角、モータ回転角θｍ、プーリ回転角θｐの動作がヒステリシスを持つ特性上においてもそれらの状態を精度良く把握することを可能にする。そして、判別部１２７による判別結果に対応して、モータ制御部１２１は、モータ１０９の駆動制御を切り換える（変更する）。  
次に図１７を参照して本実施形態における動作を説明する。【０１２１】
処置具装置１０１の電源が投入されて制御装置１０４の動作が開始すると、ステップＳ３１の初期設定の処理となる。  
このステップＳ３１において制御装置１０４は、処置具１０３の軸部１０７が真っ直ぐ（ストレート）な状態、つまり湾曲部１１０が湾曲されていない中立状態に設定され、モータ１０９ａ、１０９ｂのエンコーダ１１４ａ、１１４ｂ（１１４にて代表）により検出される上下方向と左右方向のモータ回転角θｍ、湾曲部１１０の湾曲角θｂは０にセットされる。その後、指示入力待ちとなる。  
ステップＳ３２において、操作者は、入力部１０５から湾曲の指示入力を行う。具体的には、操作者は、ジョイスティック１３６を操作して湾曲部１１０を湾曲させたいと望む湾曲方向に湾曲させたい湾曲角だけ傾ける操作を行う。【０１２２】
すると、ステップＳ３３に示すように制御装置１０４のモータ制御部１２１は、指示入力の湾曲方向及び湾曲角に対応して、その時刻での記憶部１２９の特性情報を参照して、モータ１０９ａ、１０９ｂ（以下、１０９で代表）を回転させる回転方向（回転駆動方向）、モータ回転角θｓｍ、プーリ回転角θｓｐ、トルク値（回転駆動力）Ｔｓを算出する。  
なお、その時刻は、現段階では初期状態であるが、図１７の制御ループによって初期状態とは異なる動作状態から湾曲指示入力が行われるようになる。その場合には、その動作状態以前において更新された動作特性の情報を参照して回転方向、モータ回転角θｓｍ、プーリ回転角θｓｐ、トルク値Ｔｓを算出することになる。【０１２３】
算出されたモータ回転角θｓｍ、トルク値Ｔｓは、モータ１０９を湾曲駆動する場合の指示値又は目標値となる。なお、モータ回転角θｓｍのみをモータ１０９を湾曲駆動する場合の指示値又は目標値にしても良い。  
次のステップＳ３４においてモータ制御部１２１は、算出されたモータ回転角θｓｍとなるようにモータ１０９を回転駆動させる。  
その際、ステップＳ３５に示すようにエンコーダ１１４，ポテンシオメータ１１５ａ，１１５ｂ（１１５にて代表）等は、それぞれモータ１０９，プーリ１１３の回転角それぞれ検知し、また、モータ回転角算出部１２２、プーリ回転角算出部１２３はそれぞれモータ回転角、プ−リ回転角を算出する。また、トルク算出部１２４もトルク値を算出する。【０１２４】
つまり、制御装置１０４は、モータ１０９、プーリ１１３の動作状態を検出（算出）する。また、ステップＳ３６に示すように判定部１２５の判定結果等に基づいて、判別部１２７は、湾曲状態を判別する。  
そして、ステップＳ３７に示すように判別結果に応じてモータ制御部１２１は、モータ回転速度を制御する。  
また、ステップＳ３８に示すように記憶部１２９は、例えば短い一定周期でモータ１０９、プーリ１１３の各動作状態の情報を記憶すると共に、判別部１２７による判別結果に対応して記憶された特性情報を更新する。  
ステップＳ３９において、モータ制御部１２１は、モータ回転角算出部１２２、トルク算出部１２４等の算出結果が入力される判別部１２７等の判別結果等からモータ１０９が目標値まで回転されたか否かの判別する。【０１２５】
そして、目標とするモータ回転角θｓｍに達していない場合には、ステップＳ３４に戻り、上記の動作を繰り返す。一方、目標値に達した場合には、ステップＳ４０において処置を終了するか否かを判定し、処置を終了しない場合にはステップＳ３２に戻り、次の湾曲指示入力を待つ。一方、処置を終了する場合には、制御装置１０４は、図１７の処理を終了する。  
図１８はステップＳ３６及びステップＳ３７の詳細を示す。  
ステップＳ４１に示すように判別部１２７は、第１の湾曲状態（駆動力寄与状態）Ｓｔ４１ａと、第２の湾曲状態（復元特性状態）Ｓｔ４１ｂと、第３の湾曲状態Ｓｔ４１ｃ、より詳細には第３の湾曲状態Ｓｔ４１ｃとして、第３−１の湾曲状態としてのがたつき状態Ｓｔ４１ｄ、第３−２の湾曲状態としての弛み状態Ｓｔ４１ｅとを判別する。【０１２６】
ステップＳ４１の判別結果が第１の湾曲状態の場合には、ステップＳ４２ａに示すようにモータ制御部１２１は、モータ１０９を通常の回転速度（第１の回転速度という）で回転させる制御を行う。ステップＳ４２ａの処理後、ステップＳ３８に進む。  
また、ステップＳ４１の判別結果が第２の湾曲状態の場合には、ステップＳ４２ｂに示すようにモータ制御部１２１は、モータ１０９を復元特性状態に対応した回転速度、具体的には第１の回転速度よりも低速の第２の回転速度で回転させる制御を行う。  
この状態においては、すでに復元力により湾曲部１１０を回転させるため、モータ１０９により第１の回転速度で回転させると、通常の湾曲駆動の速度の場合よりも速くなるため、第１の回転速度よりは低速で回転させることにより、復元力が作用する場合及び作用しない場合とも同じような動作状態で湾曲駆動する。ステップＳ４２ｂの処理後、ステップＳ３８に進む。【０１２７】
また、ステップＳ４１の判別結果が第３−１の湾曲状態（がたつき状態）の場合には、ステップＳ４２ｃに示すようにモータ制御部１２１は、モータ１０９をがたつき状態に対応した第３の回転速度、具体的には第１の回転速度よりも高速の第３の回転速度で回転させる制御を行う。  
また、ステップＳ４１の判別結果が第３−２の湾曲状態（弛み状態）の場合には、ステップＳ４２ｄに示すようにモータ制御部１２１は、モータ１０９を弛み状態に対応した第４の回転速度、具体的には第１の回転速度よりも高速の第４の回転速度で回転させ、ワイヤ１１１ａ，１１１ｂの弛みを解消するようにワイヤ１１１ａ，１１１ｂを巻き取る制御を行う。なお、第３の回転速度と第４の回転速度とを同じ回転速度に設定しても良い。【０１２８】
第３の湾曲状態においては、湾曲部１１０は実質的に湾曲されていない不感状態に対応する。このため、この第３の湾曲状態においては、モータ制御部１２１は、モータ１０９の回転速度を高速にすることにより、この不感状態の期間を短くし、良好な応答性、又は操作性を確保する。  
このように湾曲状態に応じてモータ１０９の回転速度を制御することにより、良好な操作性を確保することができる。  
また、ステップＳ４２ｃの処理を終了後には、判別部１２７は、ステップＳ４３ａに示すように、記憶部１２９に格納されている現在の特性情報を、ステップＳ４２ｃが終了した（がたつき状態が解消した）湾曲状態位置でのモータ回転角とプーリ回転角とを関連付ける特性情報に補正し、ステップＳ３８において、補正した特性情報を記憶させる。【０１２９】
また、ステップＳ４２ｄの処理を終了後には、判別部１２７は、ステップＳ４３ｂに示すように、記憶部１２９に格納されている現在の特性情報を、ステップＳ４２ｄが終了した（弛み状態が解消した）湾曲状態位置でのモータ回転角、プーリ回転角、湾曲角とを関連付ける特性情報に補正し、ステップＳ３８において、補正した特性情報を記憶させる。  
本実施形態はこのような制御処理を行うので、ワイヤ１１１ａ、１１１ｂに、弛みのような不感状態の発生を検出し、弛みに応じて特性情報を更新すると共に、不感状態を迅速に解消するように制御する。  
従って、本実施形態によれば、弛みがあるワイヤを用いた場合において、湾曲部１１０が湾曲されない不感状態となる場合の湾曲状態を応答性を低下させることなく精度良く検知でき、湾曲駆動する場合の操作性を向上できる。【０１３０】
また、ワイヤの弛みによるヒステリシス特性を示す湾曲駆動の場合にも、弛みに対する補正を行うようにしているので、湾曲駆動する場合の制御系の精度が低下することを防止できる。なお、より簡単化してモータの回転制御を行う場合には、上述した第３−１の湾曲状態，第３−２の湾曲状態を纏めた第３の湾曲状態のまま回転制御しても良い。  
なお、上述した実施形態においては、処置具１０３を内視鏡１０２のチャンネル内に挿通して使用する場合に対して説明したが、チャンネル内に挿通しないで使用する場合にも適用できる。【０１３１】
本出願は、２０１１年５月１２日に日本国に出願された２０１１−１０７４２３号と、２０１１年５月１２日に日本国に出願された２０１１−１０７４２４号とを優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１Ａ】
2012153646.tif 000003
【図１Ｂ】
2012153646.tif 000004
【図１Ｃ】
2012153646.tif 000005
【図１Ｄ】
2012153646.tif 000006
【図２】
2012153646.tif 000007
【図３】
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【図４】
2012153646.tif 000009
【図５】
2012153646.tif 000010
【図６Ａ】
2012153646.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図７】
2012153646.tif 000013
【図８】
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【図９Ａ】
2012153646.tif 000015
【図９Ｂ】
2012153646.tif 000016
【図１０】
2012153646.tif 000017
【図１１】
2012153646.tif 000018
【図１２】
2012153646.tif 000019
【図１３】
2012153646.tif 000020
【図１４】
2012153646.tif 000021
【図１５】
2012153646.tif 000022
【図１６Ａ】
2012153646.tif 000023
【図１６Ｂ】
2012153646.tif 000024
【図１７】
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【図１８】
2012153646.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様に係る医療用制御装置は、医療装置に設けられ、先端側に可撓性を有する弾性部材を用いて形成された湾曲部を有する挿入部と、前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、前記挿入部内に挿通され、弛みを持たせて前記湾曲部に連結されたワイヤと、前記ワイヤを牽引する牽引部と、前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、前記牽引部により牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量を比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づき、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力が前記湾曲部の湾曲に寄与可能である前記湾曲部の湾曲範囲と、前記復元力が前記湾曲部の湾曲に寄与不能である前記湾曲部の湾曲範囲との境界を特定する特定部と、を具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置に設けられ、可撓性を有する弾性部材を用いて形成された湾曲部を先端側に設けた挿入部と、
前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、
前記挿入部内に挿通され、弛みを持たせて前記湾曲部に連結されたワイヤと、
前記ワイヤを牽引する牽引部と、
前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、
前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、
前記牽引部により牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、
前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量を比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に基づき、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力が前記湾曲部の湾曲に寄与可能である前記湾曲部の湾曲範囲と、前記復元力が前記湾曲部の湾曲に寄与不能である前記湾曲部の湾曲範囲との境界を特定する特定部と、
を具備することを特徴とする医療用制御装置。
【請求項２】
前記連結部は、凸部の係合面と凹部の係合面とが当接することにより前記駆動力を伝達する位置関係を有すると共に、両係合面が当接しないがたつき部が前記駆動力を伝達できない位置関係を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用制御装置。
【請求項３】
前記特定部は、前記境界として前記弾性部材の復元力による湾曲作用が終了して前記連結部が前記駆動力が伝達されない位置関係から前記駆動力を伝達する位置関係に設定されるまでの間、前記駆動部が前記湾曲部を湾曲駆動する駆動力を印加することなく前記湾曲部が特定の湾曲状態を維持する特定の湾曲状態位置を特定することを特徴とする請求項２に記載の医療用制御装置。
【請求項４】
前記特定部は、前記比較部が前記駆動部駆動量の変化量がある比較結果の状態において、前記比較部が前記牽引部駆動量の変化量がほぼ０となる比較結果の状態が、前記特定の湾曲状態位置であると特定することを特徴とする請求項３に記載の医療用制御装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記駆動力としてのトルクを発生するモータにより構成され、
前記牽引部は、前記湾曲部に先端が連結されたワイヤの後端が巻回して回動自在に連結され、前記連結部を介して前記モータと連結されるプーリにより構成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用制御装置。
【請求項６】
前記連結部は、前記モータの回転軸に連結した前記凸部又は前記凹部の一方と、前記プーリの回転軸付近に設けられ、前記一方に係合する前記凸部部又は前記凹部の他方により形成されることを特徴とする請求項４に記載の医療用制御装置。
【請求項７】
前記比較部は、前記駆動部駆動量の変化量と前記牽引部駆動量の変化量との差分を求め、前記差分の値に対する比較を行うことを特徴とする請求項３に記載の医療用制御装置。
【請求項８】
前記特定部は、前記比較部で検知される前記差分の絶対値が所定の値よりも小さい場合に対する前記境界として特定することを特徴とする請求項７に記載の医療用制御装置。
【請求項９】
前記特定部により特定された前記境界に基づいて、前記駆動部により前記ワイヤを牽引して駆動する制御を変更する制御部を有することを特徴とする請求項７に記載の医療用制御装置。
【請求項１０】
先端側に湾曲部を有する挿入部と、
前記湾曲部を湾曲操作するための駆動力を発生する駆動部と、
前記湾曲部から延出し前記駆動部によって牽引可能、かつ弛みを持って連結されたワイヤと、
前記駆動部の駆動力が前記湾曲部の湾曲駆動に寄与する駆動力寄与状態にあるか否かを判定する判定部と、
前記駆動部において発生する駆動力を検知する駆動力検知部と、
前記駆動部により前記湾曲部を湾曲駆動する駆動力を印加することなく前記湾曲部が特定の湾曲状態を保持する特定の湾曲状態位置を検知する位置特定部と、
前記湾曲部の湾曲状態として、前記駆動力寄与状態である第１の湾曲状態と、前記駆動部による前記駆動力寄与状態から該駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において前記湾曲部の湾曲状態を前記特定の湾曲状態位置まで変化させる第２の湾曲状態と、前記第２の湾曲状態を除外した前記駆動力寄与状態でない湾曲状態において前記駆動部による駆動力が所定値以上で検知されない第３の湾曲状態と、を判別する判別部と、
を具備することを特徴とする医療用制御装置。
【請求項１１】
前記判別部の判別結果に応じて、前記駆動部が駆動する駆動速度を変更する制御部を具備することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１２】
前記判別部の判別結果に応じて、前記第１の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを第１の駆動速度で牽引し、前記第２の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記第１の駆動速度よりも小さい第２の駆動速度で前記ワイヤを牽引し、前記第３の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第３の駆動速度で巻き取る制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１３】
さらに、前記湾曲部に先端が取り付けられた前記ワイヤの後端が懸架されると共に、前記駆動部と連結されて前記ワイヤを牽引するための牽引部と、
前記駆動部の駆動量と、該駆動部により前記牽引部及びワイヤを介して湾曲駆動される前記湾曲部の湾曲量と、前記牽引部の牽引部駆動量との情報を関連付けた特性情報として記憶する記憶部と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の医療用制御装置。
【請求項１４】
前記駆動部は、前記駆動力として回転駆動力であるトルクを発生するモータにより構成され、
前記牽引部は、前記湾曲部に先端が連結されたワイヤの後端が巻回して回動自在に懸架されたプーリにより構成され、
前記モータと前記プーリとは、前記トルクを伝達する位置関係と、伝達できない位置関係とを有する連結部により回動自在に連結されることを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【請求項１５】
前記位置特定部は、前記ワイヤが懸架されて該ワイヤを牽引する牽引部と、
前記駆動部と前記牽引部との間で前記駆動力を伝達する位置関係と、伝達できない位置関係とを有するように前記駆動部と前記牽引部を連結した連結部と、
前記駆動部の駆動量を駆動部駆動量として検知する駆動量検知部と、
前記牽引部が牽引する牽引部駆動量を検知する牽引部駆動量検知部と、
前記駆動部駆動量が減少する変化量の場合における前記牽引部駆動量の変化量に対する比較を行う比較部と、
を有し、前記比較部は前記牽引部駆動量の変化量が閾値以下となるほぼ停止する変化量の場合を前記特定の湾曲状態位置として検知することを特徴とする請求項１２に記載の医療用制御装置。
【請求項１６】
前記位置特定部は、前記連結部と、前記モータのモータ回転駆動量を前記駆動部駆動量として検知するエンコーダと、前記プーリが牽引するプーリ回転駆動量を前記牽引部駆動量として検知するポテンシオメータと、前記モータ回転駆動量が減少する変化量の場合における前記プーリ回転駆動量の変化量に対する比較を行う比較部と、
を有し、前記比較部は、前記プーリ回転駆動量の変化量が閾値以下となるほぼ０の変化量となる場合を前記特定の湾曲状態位置として検知することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項１７】
前記連結部は、凸部の係合面と凹部の係合面とが当接することにより前記駆動力を伝達する位置関係を有すると共に、両係合面が当接しないがたつき部が前記駆動力を伝達できないがたつき状態の位置関係を有することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項１８】
前記判定部は、前記駆動部の駆動力の絶対値が所定の閾値以上であるか否かにより、前記駆動力寄与状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【請求項１９】
前記判定部は、前記モータのトルクの絶対値が所定の閾値以上であるか否かにより、前記駆動力寄与状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御置装置。
【請求項２０】
前記湾曲部は、可撓性を有し、弾性力を有する弾性部材を用いて形成され、
前記判別部は、前記判定部による判定結果により、前記駆動部を構成する前記モータによる駆動力寄与状態が駆動力寄与状態でない湾曲状態に変化した直後において、前記湾曲部を形成する前記弾性部材の復元力により前記湾曲部の湾曲状態を変化させる第２の湾曲状態を、前記プーリのプーリ回転駆動量の変化量から判別することを特徴とする請求項１４に記載の医療用制御装置。
【請求項２１】
さらに、前記判別部は、前記第３の湾曲状態において、前記モータの回転駆動量の変化に対して、前記プーリのプーリ回転駆動量の変化量がほぼ０となる場合の前記がたつき状態、前記第３の湾曲状態における前記がたつき状態以外の場合の前記ワイヤに弛みがある弛み状態とを判別することを特徴とする請求項１７に記載の医療用制御装置。
【請求項２２】
前記判別部の判別結果に応じて、前記第１の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを第１の駆動速度で牽引し、前記第２の湾曲状態の場合には前記駆動部により前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも小さい第２の駆動速度で牽引し、前記連結部がたつき状態の場合には前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第３の駆動速度で牽引し、前記弛み状態の場合には前記ワイヤを前記第１の駆動速度よりも大きい第４の駆動速度で巻き取るように牽引し、かつ巻き取り量だけ前記特性情報を補正する制御を行う制御部を有することを特徴とする請求項１３に記載の医療用制御装置。
【国際調査報告】
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