(57)【要約】【課題】操作性の向上を図りやすくする操作部およびアーム装置を提供する。【解決手段】器具の保持が可能なアーム部１０の操作に用いられる操作部２０であって、アーム部１０の操作者が把持する把持部２１と、操作者の接触を検出するセンサであって、把持部２１の外周面のうち対向する面における接触を検知する領域が対を形成する検出センサ２３と、検出センサ２３における複数の対のうち、少なくとも１つの対において操作者による接触が検出された場合に、アーム部１０に対する操作を許容する判定部２５と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具の保持が可能なアーム部の操作に用いられる操作部であって、
前記アーム部の操作者が把持する把持部と、
前記操作者の接触を検出するセンサであって、前記把持部の外周面のうち対向する面における接触を検知する領域が対を形成する検出センサと、
前記検出センサにおける複数の対のうち、少なくとも１つの対において前記操作者による接触が検出された場合に、前記アーム部に対する操作を許容する判定部と、
が設けられていることを特徴とする操作部。
【請求項２】
前記把持部における前記検出センサが配置される面であって、前記操作者が把持可能な面の全面に、前記検出センサが配置されていることを特徴とする請求項１記載の操作部。
【請求項３】
前記把持部における前記操作者が把持可能な面、および、前記検出センサの少なくとも一方は、前記対に対応して色および明るさの少なくとも一方を異ならせていることを特徴とする請求項１または２に記載の操作部。
【請求項４】
前記検出センサは膜状に形成され、加えられた力を電圧に変換する圧電素子を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の操作部。
【請求項５】
前記検出センサは膜状に形成され、前記操作者の接触により静電容量が変化する静電容量素子を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の操作部。
【請求項６】
前記把持部に対する操作を検知し、当該操作を前記アーム部に対する操作として前記アーム部の制御部へ出力する入力部が更に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の操作部。
【請求項７】
器具の保持が可能なアーム部と、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の操作部と、
が設けられていることを特徴とするアーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーム装置の操作に用いて好適な操作部およびアーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
挿通具によって体腔内に挿入される腹腔鏡であって、体腔内の被観察体をモニタ表示しながら各種の処置を行う腹腔鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、医療用分野および工業用分野において用いられる種々の内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の腹腔鏡装置は、腹腔鏡の把持部が把持されたことを検知する把持検知部などの検出信号に基づいて、腹腔鏡が体腔から誤って引き抜かれる際に警告を発するものである。
【０００４】
特許文献２に記載の内視鏡装置は、内視鏡の外装部に設けられた電極部を用いて、照明光の供給および停止の制御を行うものであり、ランプ電力の消費量削減や、ランプ寿命の低下を抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６５４０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１４７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内視鏡や鉗子などの術具を保持するアーム装置においては、術具側の清潔領域と、アーム装置側の不潔領域とを区画する膜であるドレープが設けられていることがある。
【０００７】
アーム装置の操作を行う操作部は不潔領域側に配置されるため、清潔領域側にいる操作者はドレープ越しに操作部を操作する場合がある。このとき、操作者は、特許文献１および２に記載されているような把持検知部や、電極部の正確な位置を把握することが難しく、操作性が低下しやすいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、操作性の向上を図りやすくする操作部およびアーム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様に係る操作部は、器具の保持が可能なアーム部の操作に用いられる操作部であって、前記アーム部の操作者が把持する把持部と、前記操作者の接触を検出するセンサであって、前記把持部の外周面のうち対向する面における接触を検知する領域が対を形成する検出センサと、前記検出センサにおける複数の対のうち、少なくとも１つの対において前記操作者による接触が検出された場合に、前記アーム部に対する操作を許容する判定部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るアーム装置は、器具の保持が可能なアーム部と、上記本発明の第１の態様に係る操作部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第１の態様に係る操作部および第２の態様に係るアーム装置によれば、操作者の把持を検出する検出センサにおける検知する領域の対が複数設けられ、これらのうちのいずれか１つの対により接触が検出されると、アーム部に対する操作が許容される。そのため、検出センサにおける対が１つのみの場合と比較して、検出センサを探す労力が軽減される。例えば、操作者と操作部との間がドレープなどにより区画され、検出センサの位置の確認が容易ではない場合であっても、操作部による操作性を確保しやすくなる。
【００１２】
また、上述の１つの対による接触検出が重複している期間において、アーム部に対する操作を許容することにより、アーム部の誤動作を抑制しやすくなる。言い換えると、アーム部の操作を意図して操作部を把持した場合と、偶然に操作部の対の部分に触れた場合とを区別することが可能となる。例えば、１つの対の一方に誤って接触した場合には、アーム部に対する操作は許容されない。
【００１３】
上記発明の第１の態様においては、前記把持部における前記検出センサが配置される面であって、前記操作者が把持可能な面の全面に、前記検出センサが配置されていることが好ましい。
【００１４】
このように検出センサが配置される把持可能な面の全面に検出センサを配置することにより、当該面の一部に検出センサを配置する場合と比較して、検出センサの正確な位置を確認しなくても、操作部による操作が可能となる。
【００１５】
上記発明の第１の態様において前記把持部における前記操作者が把持可能な面、および、前記検出センサの少なくとも一方は、前記対に対応して色および明るさの少なくとも一方を異ならせていることが好ましい。
【００１６】
このように検出センサにおける対に対応して、把持可能な面や検出センサの色および明るさの少なくとも一方を異ならせることにより、検出センサにおける対の確認が行いやすくなる。具体的には、アーム部に対する操作を許容する検出センサにおける複数の対のうち、一の対と、他の対とでは、色および明るさの少なくとも一方が異なる。そのため、同じ色、明るさの対を選択することにより、アーム部に対する操作が許容される。
【００１７】
上記発明の第１の態様において前記検出センサは膜状に形成され、加えられた力を電圧に変換する圧電素子を含むことが好ましい。
このように検出センサとして圧電素子を用いることにより、操作者が検出センサをつかむ力に基づいて、操作者の接触を検知することが可能となる。例えば、静電容量素子を用いる場合と比較して、静電容量の変化が阻害されるような状況下においても操作者の接触を検知することが可能となる。
【００１８】
また、圧電素子として複数点に加えられた力をそれぞれ区別して検出可能な素子を用いることにより、例えば、１つの検出センサにより複数の対を実現することが可能となる。
【００１９】
上記発明の第１の態様において前記検出センサは膜状に形成され、前記操作者の接触により静電容量が変化する静電容量素子を含むことが好ましい。
このように検出センサとして静電容量素子を用いることにより、例えば、圧電素子を用いる場合と比較して、センサに加える力が小さくても操作者の接触を検知することが可能となる。
【００２０】
上記発明の第１の態様においては、前記把持部に対する操作を検知し、当該操作を前記アーム部に対する操作として前記アーム部の制御部へ出力する入力部が更に設けられていることが好ましい。
【００２１】
このように入力部を設けることにより、把持部をつかむ動作の延長操作でアーム部の操作を行うことができる。具体的には、つかんだ把持部を上下方向や、左右方向や、前後方向へ移動させる操作により、アーム部の操作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の態様に係る操作部および第２の態様に係るアーム装置によれば、操作者の把持を検出する検出センサにおける検知する領域の対のうち、いずれか１つの対により接触が検出された場合にアーム部に対する操作を許容するため、操作性の向上を図りやすくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアーム装置の構成を説明する斜視図である。
【図２】図１のアーム装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】図２の保持部の構成を説明する模式図である。
【図４】図２の検出センサの構成を説明する模式図である。
【図５】保持部に検出センサが配置された状態を説明する模式図である。
【図６】図２の判定部を説明する論理回路図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るアーム装置の構成を説明するブロック図である。
【図８】図７の検出センサの構成を説明する模式図である。
【図９】図７の検出センサの構成を説明する模式図である。
【図１０】図７の判定部を説明する論理回路図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るアーム装置の構成を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るアーム装置１ついて図１から図６を参照しながら説明する。本実施形態のアーム装置１は、トロッカーなどの挿通具によって体腔内に器具を挿入する内視鏡手術に用いられる装置である例に適用して説明する。
【００２５】
アーム装置１には、図１に示すように、アーム部１０と、操作部２０と、が主に設けられている。
【００２６】
アーム部１０は、内視鏡手術に用いられる内視鏡（器具）１５を保持する装置である。本実施形態ではアーム部１０が、内視鏡１５の配置位置や、姿勢を変更可能に支持する複数の関節を有するロボットアームである例に適用して説明する。さらにアーム部１０は、内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する際に、内視鏡１５が予め定められた点である不動点を通過するように支持するものである例に適用して説明する。
【００２７】
アーム部１０には、図２に示すように、保持部１１と、規制部１２と、制御部１３と、が主に設けられている。なお、アーム部１０としては、内視鏡１５の配置位置および姿勢の少なくとも一方を変更可能に支持できる構成であればよく、その具体的な構成を限定するものではない。
【００２８】
保持部１１は、内視鏡１５を着脱可能に保持するものである。保持部１１を保持する構成としては、公知の構成を用いることができ、具体的な構成を限定するものではない。また、保持部１１により保持される内視鏡１５の姿勢を限定するものでもない。
【００２９】
規制部１２は、アーム部１０の外部から加えられる力（以下「外力」とも表記する。）により、保持部１１に保持される内視鏡１５に配置位置や姿勢の変更を規制および許容するものである。言い換えると、アーム部１０における関節の回動の規制および許容を行うものである。規制部１２は、制御部１３から入力される制御信号に基づいて、規制および許容の切り替えを行うものである。規制部１２の構成としては、関節の回動の規制および許容が行える構成であればよく、具体的な構成を限定するものではない。
【００３０】
外力としては、アーム装置１の操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更させるために加える力を例示することができる。具体的には操作者がアーム部１０をつかんでアーム部１０に加える力を例示することができる。
【００３１】
制御部１３は、アーム部１０の動きを制御するものであり、規制部１２の動作を制御する制御信号を出力するものである。制御部１３には、後述する操作部２０の判定部２５から信号が入力可能に接続されている。
【００３２】
操作部２０は、アーム部１０の操作に用いられるものである。アーム装置１の操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行う際に用いられるものである。操作部２０には、図２に示すように、把持部２１と、検出センサ２３と、判定部２５と、が主に設けられている。
【００３３】
把持部２１は、操作者が操作を行う際に把持する部分であり、図３に示すように、４つの側面２２を有する四角柱状または四角筒状に形成された部材である。４つの側面（外周面）２２は、操作者が操作を行う際に掴む面である。
【００３４】
把持部２１は、ドレープにより区画される清潔領域および不潔領域のうち、不潔領域の側に配置され、内視鏡１５は清潔領域の側に配置されている。言い換えると、把持部２１と内視鏡１５との間にはドレープが配置されている。
【００３５】
４つの側面２２を区別する場合には側面２２Ｒ、側面２２Ｌ、側面２２Ｔ、および、側面２２Ｂと記載し、区別する必要がない場合には単に側面２２と表記する。図３において紙面の奥向きの面が側面２２Ｒであり、紙面の手前向きの面が側面２２Ｌである。また、上向きの面が側面２２Ｔであり、下向きの面が側面２２Ｂである。
【００３６】
検出センサ２３は、操作者の接触を検出するセンサであり、図４および図５に示すように、把持部２１の側面２２に配置される膜状または板状に形成されたものである。本実施形態では検出センサ２３が、接触により加えられた力を電圧に変換する圧電素子である例に適用して説明する。
【００３７】
検出センサ２３には、接触により加えられた力を検出する４つのスイッチ領域ＳＷが設けられている。本実施形態では、１つの膜状または板状に形成された検出センサ２３を４つの領域に区画し、区画した領域がスイッチ領域ＳＷとされている。検出センサ２３は、４つのスイッチ領域ＳＷのどこに力が加えられたか判別可能なものであり、力が加えられたスイッチ領域ＳＷに応じた検出信号を出力するものである。
【００３８】
４つのスイッチ領域ＳＷを区別する場合には、スイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４と記載し、区別する必要がない場合には単にスイッチ領域ＳＷと表記する。
【００３９】
スイッチ領域ＳＷ１は側面２２Ｌに対向して配置され、スイッチ領域ＳＷ２は側面２２Ｒに対向して配置される領域である。また、スイッチ領域ＳＷ３は側面２２Ｔに対向して配置され、スイッチ領域ＳＷ４は側面２２Ｂと対向して配置される領域である。
【００４０】
スイッチ領域ＳＷ１は側面２２Ｌにおける操作者が掴むことができる領域の大半、より好ましくは、全面を覆う大きさと形状を有するものであり、スイッチ領域ＳＷ２は側面２２Ｒにおける操作者が掴むことができる領域の大半、より好ましくは、全面を覆う大きさと形状を有するものである。
【００４１】
また、スイッチ領域ＳＷ３は側面２２Ｔにおける操作者が掴むことができる領域の半、より好ましくは、全面を覆う大きさと形状を有するものであり、スイッチ領域ＳＷ４は側面２２Ｂにおける操作者が掴むことができる領域の半、より好ましくは、全面を覆う大きさと形状を有するものである。
【００４２】
４つのスイッチ領域ＳＷのうち、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２が対を形成するものであり、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４が対を形成するものである。
【００４３】
本実施形態では、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２は同じ色を有し、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４は異なる同じ色を有しているものである例に適用して説明する。なお、４つのスイッチ領域ＳＷが同じ色を有していてもよく、この場合には、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２は同じ明るさの色を有し、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４は同じ色で異なる明るさの色を有していることが好ましい。
【００４４】
また、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２に対応する側面２２Ｌおよび側面２２Ｒが同じ色を有し、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４に対応する側面２２Ｔおよび側面２２Ｂが異なる同じ色を有していてもよい。さらに、４つの側面２２が同じ色を有していてもよく、この場合には、側面２２Ｌおよび側面２２Ｒは同じ明るさの色を有し、側面２２Ｔおよび側面２２Ｂは同じ色で異なる明るさの色を有していることが好ましい。
【００４５】
判定部２５は、図２および図６に示すように、検出センサ２３におけるスイッチ領域ＳＷの対のうち、１つの対において操作者による接触が検出された場合に、アーム部１０に対する操作を許容するものである。具体的には、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対が操作者の接触を検出した場合、および、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対が操作者の接触を検出した場合に、アーム部１０に対する操作を許容するものである。
【００４６】
判定部２５には、図６に示すように、正電圧電源Ｖｃｃと、基準電圧回路Ｖｒｅｆと、第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４と、第１否定論理和回路Ｎ１、および、第２否定論理和回路Ｎ２と、第３否定論理和回路Ｎ３と、が主に設けられている。
【００４７】
第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、それぞれ検出センサ２３のスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４に対応して配置された素子である。
【００４８】
第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、基準電圧回路Ｖｒｅｆと電気的に接続されるとともに、スイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４を介して正電圧電源Ｖｃｃとも電気的に接続可能とされている。
【００４９】
第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、それぞれイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４が操作者の接触を検出していない場合（ＯＦＦの場合）には、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力し、接触を検出した場合（ＯＮの場合）には、相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力するものである。
【００５０】
第１否定論理和回路Ｎ１は、第１素子Ｇ１および第２素子Ｇ２の出力に基づいて動作するＮＯＲゲートである。第２否定論理和回路Ｎ２は、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４の出力に基づいて動作するＮＯＲゲートである。
【００５１】
つまり、第１否定論理和回路Ｎ１は、第１素子Ｇ１および第２素子Ｇ２の出力が共にＬＯＷの場合には相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力し、それ以外の場合には相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力するものである。第２否定論理和回路Ｎ２は、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４の出力が共にＬＯＷの場合には相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力し、それ以外の場合には相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力するものである。
【００５２】
第３否定論理和回路Ｎ３は、第１否定論理和回路Ｎ１および第２否定論理和回路Ｎ２の出力に基づいて動作するＮＯＲゲートである。つまり、第１否定論理和回路Ｎ１および第２否定論理和回路Ｎ２の出力が共にＬＯＷの場合には相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力し、それ以外の場合には相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力するものである。
【００５３】
第３否定論理和回路Ｎ３の出力に基づいて、判定部２５から制御部１３へ信号が出力される。本実施形態の場合には、第３否定論理和回路Ｎ３から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が出力された場合には、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号が出力され、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が出力された場合には、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容しない例に適用して説明する。
【００５４】
なお本実施形態では判定部２５が、図６に示す論理回路から構成されている例に適用して説明するが、その他の論理回路から構成されていてもよく、具体的な回路構成を限定するものではない。
【００５５】
次に、上記の構成からなるアーム装置１における操作について図６を参照しながら説明する。まず、操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行っていない場合について説明する。言い換えると検出センサ２３が操作者の接触を検出していない場合について説明する。
【００５６】
検出センサ２３におけるスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４が操作者の接触を検知していない場合、判定部２５の第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力する。
【００５７】
すると第１否定論理和回路Ｎ１および第２否定論理和回路Ｎ２は、相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。さらに第３否定論理和回路Ｎ３は、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力する。
【００５８】
その結果、判定部２５は、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力しない。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を継続する制御を続ける。
【００５９】
次に、操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行う場合について説明する。言い換えると、操作者による把持部２１の把持を検出センサ２３が検知した場合について説明する。
【００６０】
内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行う場合には、操作者は把持部２１の対向する面（側面２２Ｒおよび側面２２Ｌ、または、側面２２Ｔおよび側面２２Ｂ）を把持する。
【００６１】
以下では、操作者が側面２２Ｒおよび側面２２Ｌを把持した例に適用して説明する。なお、操作者が側面２２Ｔおよび側面２２Ｂを把持した場合も同様に動作するためその説明を省略する。
【００６２】
側面２２Ｒおよび側面２２Ｌが把持されると、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２が操作者の接触を検知する。判定部２５の第１素子Ｇ１および第２素子Ｇ２は、相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。その一方で、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力している。
【００６３】
第１否定論理和回路Ｎ１には、第１素子Ｇ１から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力され、第２素子Ｇ２から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力される。そのため、第１否定論理和回路Ｎ１は相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力する。
【００６４】
同様に、第２否定論理和回路Ｎ２には、第３素子Ｇ３から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力され、第４素子Ｇ４から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力される。そのため、第２否定論理和回路Ｎ２は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００６５】
第３否定論理和回路Ｎ３には、第１否定論理和回路Ｎ１から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力され、第２否定論理和回路Ｎ２から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力される。そのため、第３否定論理和回路Ｎ３は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００６６】
その結果、判定部２５は、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力する。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を許容する制御を行う。
【００６７】
また、操作者が側面２２Ｒおよび側面２２Ｌを把持した際に、他の側面の１つ（例えば、側面２２Ｔまたは側面２２Ｂ）に触れた場合について説明する。以下では、操作者が側面２２Ｔに触れた例に適用して説明する。なお、操作者が側面２２Ｂに触れた場合も同様に動作するため、その説明を省略する。
【００６８】
この場合には、スイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２およびスイッチ領域ＳＷ３が操作者の接触を検知する。判定部２５の第１素子Ｇ１、第２素子Ｇ２および第３素子Ｇ３は、相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。その一方で、第４素子Ｇ４は、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力している。
【００６９】
第１否定論理和回路Ｎ１には、第１素子Ｇ１および第２素子Ｇ２から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力される。そのため、第１否定論理和回路Ｎ１は相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力する。
【００７０】
同様に、第２否定論理和回路Ｎ２には、第３素子Ｇ３から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力され、第４素子Ｇ４から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力される。そのため、第２否定論理和回路Ｎ２は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００７１】
第３否定論理和回路Ｎ３には、第１否定論理和回路Ｎ１から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力され、第２否定論理和回路Ｎ２から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力される。そのため、第３否定論理和回路Ｎ３は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００７２】
その結果、判定部２５は、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力する。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を許容する制御を行う。
【００７３】
また、操作者が操作を意図せずに把持部２１に触れた場合について説明する。言い換えると、操作者がスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４のいずれか１つに触れた場合について説明する。
【００７４】
以下では操作者がスイッチ領域ＳＷ１のみに触れた例について説明する。なお、操作者がスイッチ領域ＳＷ２や、スイッチ領域ＳＷ３や、スイッチ領域ＳＷ４のみに触れた場合も同様に動作するためその説明を省略する。
【００７５】
スイッチ領域ＳＷ１のみが操作者の接触を検知した場合、判定部２５の第１素子Ｇ１は、相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。その一方で、第２素子Ｇ２、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４は、相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力している。
【００７６】
第１否定論理和回路Ｎ１には、第１素子Ｇ１から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力され、第２素子Ｇ２から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力される。そのため、第１否定論理和回路Ｎ１は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００７７】
第２否定論理和回路Ｎ２には、第３素子Ｇ３および第４素子Ｇ４から相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）が入力される。そのため、第２否定論理和回路Ｎ２は相対的に低い電圧（ＬＯＷ）を出力する。
【００７８】
第３否定論理和回路Ｎ３には、第１否定論理和回路Ｎ１から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力され、第２否定論理和回路Ｎ２から相対的に低い電圧（ＬＯＷ）が入力される。そのため、第３否定論理和回路Ｎ３は相対的に高い電圧（ＨＩＧＨ）を出力する。
【００７９】
その結果、判定部２５は、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力しない。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を継続する制御を続ける。
【００８０】
上記の構成のアーム装置１および操作部２０によれば、操作者の把持を検出する検出センサ２３における検知するスイッチ領域ＳＷの対が複数設けられ、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対、または、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対により接触が検出されると、アーム部１０に対する操作が許容される。そのため、検出センサ２３におけるスイッチ領域ＳＷの対が１つのみの場合と比較して、検出センサ２３を探す労力が軽減される。例えば、操作者と操作部２０との間がドレープなどにより区画され、検出センサ２３の位置の確認が容易ではない場合であっても、操作部２０による操作性を確保しやすくなる。
【００８１】
また、スイッチ領域ＳＷの対において共に接触が検出されている期間において、アーム部１０に対する操作を許容することにより、アーム部１０の誤動作を抑制しやすくなる。言い換えると、アーム部１０の操作を意図して操作部２０を把持した場合と、偶然に操作部２０の対の部分に触れた場合とを区別することが可能となる。例えば、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対のうち、スイッチ領域ＳＷ１に誤って接触した場合には、アーム部１０に対する操作は許容されない。
【００８２】
把持部２１における側面２２の全面に検出センサ２３を配置することにより、側面２２の一部に検出センサ２３を配置する場合と比較して、検出センサ２３の正確な位置を確認しなくても、操作部２０による操作が可能となる。
【００８３】
スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対、または、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対に対応して、側面２２やスイッチ領域ＳＷの色および明るさの少なくとも一方を異ならせることにより、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対、または、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対の確認が行いやすくなる。具体的には、アーム部１０に対する操作を許容するスイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対と、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対とで、色および明るさの少なくとも一方を異ならせることで、対の確認を行いやすくなる。
【００８４】
検出センサ２３として圧電素子を用いることにより、操作者が検出センサ２３をつかむ力に基づいて、操作者の接触を検知することが可能となる。例えば、静電容量素子を用いる場合と比較して、静電容量の変化が阻害されるような状況下においても操作者の接触を検知することが可能となる。
【００８５】
また、圧電素子として複数点に加えられた力をそれぞれ区別して検出可能な素子を用いることにより、例えば、１つの検出センサにより複数の対を実現することが可能となる。
【００８６】
なお、本実施形態では、検出センサ２３として圧電素子を用いる例に適用し説明したが、抵抗皮膜を用いてもよい。検出センサ２３として抵抗皮膜を用いる場合には、判定部２５の回路構成を、抵抗皮膜に適したものに変更してもよい。
【００８７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るアーム装置１０１について図７から図１０を参照しながら説明する。本実施形態のアーム装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、検出センサの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７から図１０を用いて検出センサの構成およびこれに関連する内容について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００８８】
本実施形態のアーム装置１０１には、図７に示すように、アーム部１０と、操作部１２０と、が主に設けられている。操作部１２０には、把持部２１と、検出センサ１２３と、判定部１２５と、が主に設けられている。
【００８９】
検出センサ１２３は、操作者の接触を検出するセンサであり、図８および図９に示すように、把持部２１の側面２２に配置される膜状または板状に形成されたものである。本実施形態では検出センサ１２３が、接触により静電容量が変化する静電容量素子である例に適用して説明する。
【００９０】
また第１の実施形態の検出センサ２３とは異なり、検出センサ１２３ではスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４はそれぞれ独立した膜状または板状に形成されたものである。
【００９１】
判定部１２５は、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２の対が操作者の接触を検出した場合、および、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４の対が操作者の接触を検出した場合に、アーム部１０に対する操作を許容するものである。
【００９２】
判定部１２５には、図１０に示すように、正電圧電源Ｖｃｃと、抵抗Ｒと、接地点ＧＮＤと、が主に設けられている。判定部１２５を構成する回路において、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２は直列に接続され、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４も直列に接続されている。さらに、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２と、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４と、は正電圧電源Ｖｃｃに対して並列に接続されている。
【００９３】
次に、上記の構成からなるアーム装置１０１における操作について図１０を参照しながら説明する。まず、操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行っていない場合について説明する。言い換えると検出センサ１２３が操作者の接触を検出していない場合について説明する。
【００９４】
この場合、検出センサ１２３におけるスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４が操作者の接触を検知していない。言い換えると、スイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４はＯＦＦの状態となる。
【００９５】
その結果、判定部１２５は、正電圧電源Ｖｃｃの電圧を外部へ出力できないため、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力しない。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を継続する制御を続ける。
【００９６】
次に、操作者が内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する操作を行う場合について説明する。言い換えると、操作者による把持部２１の把持を検出センサ１２３が検知した場合について説明する。
【００９７】
以下では、操作者が側面２２Ｒおよび側面２２Ｌを把持した例に適用して説明する。なお、操作者が側面２２Ｔおよび側面２２Ｂを把持した場合も同様に動作するためその説明を省略する。
【００９８】
側面２２Ｒおよび側面２２Ｌが把持されると、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２が操作者の接触を検知する。言い換えると、スイッチ領域ＳＷ１およびスイッチ領域ＳＷ２がＯＮの状態となる。スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４はＯＦＦの状態となる。
【００９９】
その結果、判定部１２５は、正電圧電源Ｖｃｃの電圧を内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号として出力する。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を許容する制御を行う。
【０１００】
また、操作者が操作を意図せずに把持部２１に触れた場合について説明する。言い換えると、操作者がスイッチ領域ＳＷ１、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３、および、スイッチ領域ＳＷ４のいずれか１つに触れた場合について説明する。
【０１０１】
以下では操作者がスイッチ領域ＳＷ１のみに触れた例について説明する。なお、操作者がスイッチ領域ＳＷ２や、スイッチ領域ＳＷ３や、スイッチ領域ＳＷ４のみに触れた場合も同様に動作するためその説明を省略する。
【０１０２】
スイッチ領域ＳＷ１のみが操作者の接触を検知した場合、スイッチ領域ＳＷ１のみがＯＮの状態となり、スイッチ領域ＳＷ２、スイッチ領域ＳＷ３およびスイッチ領域ＳＷ４はＯＦＦの状態となる。
【０１０３】
その結果、判定部１２５は、正電圧電源Ｖｃｃの電圧を外部へ出力できないため、内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号を出力しない。制御部１３は、規制部１２によるアーム部１０の関節の回動規制を継続する制御を続ける。
【０１０４】
上記の構成のアーム装置１０１および操作部１２０によれば、検出センサ１２３として静電容量素子を用いているため、例えば、圧電素子を用いる場合と比較して、センサに加える力が小さくても操作者の接触を検知することが可能となる。
【０１０５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係るアーム装置２０１について図１１を参照しながら説明する。本実施形態のアーム装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、アーム部および操作部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１１を用いてアーム部および操作部の構成について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【０１０６】
本実施形態のアーム装置２０１には、図１１に示すように、アーム部２１０と、操作部２２０と、が主に設けられている。アーム部２１０には、図１１に示すように、保持部１１と、駆動部２１２と、制御部１３と、が主に設けられている。
【０１０７】
駆動部２１２は、保持部１１に保持される内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更させるものである。また、外力により、保持部１１に保持される内視鏡１５に配置位置や姿勢の変更を規制および許容するものでもある。
【０１０８】
言い換えると、駆動部２１２は、制御部１３から入力される制御信号に基づいて、内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更するものであり、規制および許容の切り替えを行うものでもある。
【０１０９】
駆動部２１２の構成としては、空気圧を用いて駆動される空気圧アクチュエータや、その他の公知の駆動力を発生させる構成のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【０１１０】
操作部２２０は、アーム部１０の操作に用いられるものである。操作部２２０には、図１１に示すように、把持部２１と、検出センサ２３と、判定部２５と、入力部２２６と、が主に設けられている。
【０１１１】
入力部２２６は、把持部２１に対する操作を検知し、当該操作をアーム部２１０に対する操作としてアーム部２１０の制御部１３へ出力するものである。把持部２１に対する操作を検知する構成やセンサとしては、公知の構成やセンサを用いることができ、特に限定するものではない。
【０１１２】
上記の構成からなるアーム装置２０１における操作における検出センサ２３および判定部２５の動作については、第１の実施形態と同様であるためその説明を省略する。ここでは、判定部２５から内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号が出力された後の動作について説明する。
【０１１３】
内視鏡１５の配置位置や姿勢の変更を許容する信号が入力された制御部１３は、操作者の操作入力に基づいて、内視鏡１５の配置位置や姿勢を変更する制御を行う。操作者の操作入力は入力部２２６により検出される。
【０１１４】
入力部２２６は検出した操作入力に関する信号を制御部１３へ出力する。制御部１３は、入力された操作入力に関する信号に基づいて、駆動部２１２を駆動制御する制御信号を出力する。駆動部２１２が駆動されることにより内、視鏡１５の配置位置や姿勢が変更される。
【０１１５】
上記の構成のアーム装置２０１および操作部２２０によれば、入力部２２６を設けることにより、把持部２１をつかむ動作の延長操作でアーム部２１０の操作を行うことができる。具体的には、つかんだ把持部２１を上下方向や、左右方向や、前後方向へ移動させる操作により、アーム部２１０の操作を行うことが可能となる。
【０１１６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、アーム装置２０１が医療用分野に用いられる内視鏡を保持するものに適用して説明したが、内視鏡を保持するものに限られることなく、鉗子等の他の器具を保持するものに適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１０１，２０１…アーム装置、  １０，２１０…アーム部、  １５…内視鏡（器具）、  ２０，１２０，２２０…操作部、  ２１…把持部、  ２２，２２Ｒ，２２Ｌ，２２Ｔ，２２Ｂ…側面（外周面）、  ２３，１２３…検出センサ、  ２５，１２５…判定部、  ２２６…入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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