(57)【要約】【課題】湾曲部の曲げ剛性が変化した場合でも、湾曲操作を補助する操作補助力を所望の湾曲特性通りに発生させ、湾曲部の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施する。【解決手段】湾曲部３３を湾曲操作する湾曲操作部３７、この操作力に応じて湾曲部３３を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、湾曲駆動部の湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、湾曲部３３の湾曲動作に要する操作力を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段７５，１１と、この湾曲特性に基づいて補助駆動手段により発生させる駆動力を決定し、湾曲部３３を所望の力特性で湾曲操作させる制御手段７３，７７と、を備え、湾曲特性に対する補正の実施要求があった場合に、湾曲部の湾曲角度と湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、この実湾曲特性に基づいて、記憶手段７５，１１１に記憶された湾曲特性を補正する。【選択図】図７
2011019550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、
前記湾曲部の湾曲量を検出する湾曲量検出手段と、
前記湾曲操作部に加える操作力を検出する操作力検出手段と、
前記湾曲駆動部による湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、
前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量との関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、
少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて、前記補助駆動手段により前記駆動力を発生させる制御手段と、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求を前記制御手段に伝える補正指示手段と、
前記補正指示手段から補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する湾曲特性補正手段と、
を備えた内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記実湾曲特性に含まれる前記湾曲部の湾曲角度範囲が、前記湾曲部の湾曲可能範囲より狭い場合に警告する警告手段を備えた内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１記載の内視鏡装置であって、
前記実湾曲特性に含まれる前記湾曲部の湾曲角度範囲が、前記湾曲部の湾曲可能範囲を網羅した場合に報知する報知手段を備えた内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３記載の内視鏡装置であって、
前記湾曲特性補正手段により前記湾曲特性を補正してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段の計測する経過時間が所定時間を超えた場合に前記湾曲特性の補正の実施を促す報知を行う報知手段と、を備えた内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡装置と、
前記内視鏡挿入部の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記湾曲特性補正手段が、前記実湾曲特性を定めるときの前記温度検出手段による検出温度と前記被検体の温度との差に起因する前記実湾曲特性の変化分を含めて、前記湾曲特性を補正する内視鏡装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか1項記載の内視鏡装置であって、
少なくとも、前記記憶手段に記憶された前記湾曲部の湾曲特性の情報、及び、
前記湾曲量検出手段により検出した湾曲量、及び、
前記操作力検出手段により検出した操作力に基づき、
前記制御手段が、前記補助駆動手段より前記駆動力を発生させる内視鏡装置。
【請求項７】
請求項６記載の内視鏡装置であって、
前記制御手段は、前記第２の湾曲特性に基づいた前記湾曲量検出値に対応する任意操作力と、前記操作力検出手段による操作力検出値との差分に対応して、前記補助駆動手段により発生させる駆動力を増減する内視鏡装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の内視鏡装置と、
該内視鏡装置と通信可能に接続される外部電子機器と、を具備する内視鏡システムであって、
前記記憶手段が、前記湾曲特性の情報の少なくとも一部を、前記外部電子機器に内蔵された記憶部に記憶させた内視鏡システム。
【請求項９】
被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、前記湾曲駆動部の湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量の関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて前記補助駆動手段により発生させる駆動力を決定し、前記湾曲部を所望の力特性で湾曲操作させる制御手段と、を備えた内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する内視鏡装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項９記載の内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部を往復湾曲動作させて、各湾曲角度における前記手動操作力をそれぞれ複数回検出し、
前記湾曲角度毎に検出された複数回分の手動操作力の平均手動操作力を演算して求め、
前記湾曲角度と前記平均手動操作力との関係を前記実湾曲特性として定める内視鏡装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０記載の内視鏡装置の制御方法であって、
前記実湾曲特性を多項式関数を用いて表し、前記多項式関数の各係数を最小自乗法で決定する内視鏡装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項９〜請求項１１のいずれか１項記載の内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部の曲げ剛性に応じて湾曲動作に必要となる前記操作力を湾曲角度毎に規定した第１の湾曲特性、および任意の前記操作力を前記湾曲部の湾曲角度毎に規定した第２の湾曲特性を予め定め、
前記湾曲部の湾曲量を検出して、該検出した湾曲量の湾曲動作に必要となる必要操作力を前記第１の湾曲特性から求め、
前記検出した湾曲量に対する任意操作力を前記第２の湾曲特性から求め、
前記必要操作力と前記任意操作力との差分力に応じた駆動力を前記補助駆動手段により発生させる内視鏡装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部の湾曲量と、前記湾曲操作部に加える操作力をそれぞれ検出して、
前記検出した湾曲量に対する任意操作力を前記第２の湾曲特性から求め、
前記任意操作力と前記検出された操作力との差分に対応して、前記補助駆動手段により発生させる駆動力を増減する内視鏡装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及び内視鏡システム並びに内視鏡装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
体腔内や構造物の管内等を観察する装置として内視鏡装置が広く利用されている。内視鏡装置は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部と、内視鏡挿入部の基端に連設された本体操作部とを有しており、内視鏡挿入部の先端側に、内視鏡挿入部を挿通した操作ワイヤの牽引操作により湾曲する湾曲部を設けたものがある。操作ワイヤは、本体操作部に配置されたアングルノブの操作により所望の方向に牽引されて、湾曲部を所望の方向へ湾曲させる。このような内視鏡装置において、湾曲部を湾曲させるためのアングルノブの操作力を軽減するため、操作ワイヤの牽引を補助する操作補助力をアシスト用の駆動モータにより発生させ、ワイヤ牽引部材に付与するパワーアシスト機能付き内視鏡装置が特許文献１に記載されている。この内視鏡装置によれば、内視鏡装置の術者によるアングルノブの操作力に加えて、本体操作部内に設けた駆動モータによる操作補助力がアングルノブに加えられるため、操作力を軽減しつつ湾曲部を所望の量だけ湾曲させることができる。
【０００３】
上記の操作補助力は、アングルノブの操作に応じてその大きさが予め設定された所定の特性に基づいて発生され、術者の操作補助力として供される。しかし、湾曲操作部へ加える操作力と湾曲部の湾曲量との関係は、内視鏡挿入部の材質の経時変化、環境温度による物性変化、操作ワイヤの牽引機構等の各駆動部位の磨耗による摩擦特性変化、等の諸要因により内視鏡挿入部の曲げ剛性が変化し、常に一定とはならない。そのため、内視鏡装置を使用する条件によっては、操作補助力の発生量に狂いが生じ、湾曲操作の操作性が低下する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、湾曲部の曲げ剛性が変化した場合でも、湾曲操作を補助する操作補助力を所望の湾曲特性通りに発生させ、湾曲部の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施できる内視鏡装置及び内視鏡システム並びに内視鏡装置の制御方法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】
【０００６】
本発明は下記構成からなる。
（１）  被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、
前記湾曲部の湾曲量を検出する湾曲量検出手段と、
前記湾曲操作部に加える操作力を検出する操作力検出手段と、
前記湾曲駆動部による湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、
前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量との関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、
少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて、前記補助駆動手段により前記駆動力を発生させる制御手段と、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求を前記制御手段に伝える補正指示手段と、
前記補正指示手段から補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する湾曲特性補正手段と、
を備えた内視鏡装置。
（２）  上記の内視鏡装置と、
該内視鏡装置と通信可能に接続される外部電子機器と、を具備する内視鏡システムであって、
前記記憶手段が、前記湾曲特性の情報の少なくとも一部を、前記外部電子機器に内蔵された記憶部に記憶させた内視鏡システム。
（３）  被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、前記湾曲駆動部の湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量の関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて前記補助駆動手段により発生させる駆動力を決定し、前記湾曲部を所望の力特性で湾曲操作させる制御手段と、を備えた内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する内視鏡装置の制御方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の内視鏡装置及び内視鏡システム並びに内視鏡装置の制御方法によれば、湾曲部の曲げ剛性が変化した場合でも、湾曲操作を補助する操作補助力を所望の湾曲特性通りに発生させ、湾曲部の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡システムを模式的に示したブロック構成図である。
【図２】図１に示す内視鏡装置を概略的に示す外観図である。
【図３】湾曲部の湾曲機構を概略的に示す構成図である。
【図４】湾曲部を湾曲させる駆動機構を模式的に示す概略構成図である。
【図５】湾曲部の湾曲角に対する必要トルク特性ＴＳ（θ）と、任意に定義できる任意トルク特性ＴＳＲ（θ）とを示すグラフである。
【図６】湾曲動作の動作説明図で、（ａ）は湾曲角に対する操作トルクとの関係、（ｂ）は湾曲角に対する操作トルクと任意トルク特性との差分との関係、（ｃ）は湾曲角に対する駆動トルクとの関係を示す説明図である。
【図７】内視鏡装置の湾曲部に対する湾曲特性の情報を更新するための要部ブロック構成図である。
【図８】湾曲特性を更新する手順を示すフローチャートである。
【図９】操作力に対する湾曲量の関係の説明図であり、（ａ）は内視鏡挿入部の湾曲部の湾曲の様子、（ｂ）は湾曲操作部への操作量（回動角度）に対する湾曲部の湾曲角と操作力検出値（操作トルク）の測定結果のテーブルを示す図である。
【図１０】実湾曲特性の測定時に湾曲部の湾曲量が不足した場合、これを術者へ警告する手順を示すフローチャートである。
【図１１】実湾曲特性の測定時の温度に応じて必要トルク特性を補正する手順を示すフローチャートである。
【図１２】記憶部に記憶された実湾曲特性を、温度センサによる検出温度に基づいて補正する様子を説明するグラフである。
【図１３】湾曲特性の補正を所定時間経過後に実施する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、内視鏡システムの基本構成について説明する。図１は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡システムを模式的に示したブロック構成図である。
この内視鏡システム１００は、内視鏡本体１１と、内視鏡本体１１から出力される画像情報を信号処理する信号処理装置１３と、内視鏡本体１１に照明光を供給する光源装置１５とを有し、信号処理装置１３には画像処理後の画像情報を表示するモニタ１７が接続されている。また、内視鏡本体１１、信号処理装置１３、光源装置１５を含む内視鏡装置は、必要に応じてネットワークを介してサーバ１９等の外部機器と接続される。なお、ネットワークには、図示はしないがストレージ装置等の各種のネットワーク接続機器が接続され、各種情報の共有が可能にされている。
【００１０】
内視鏡本体１１は、その概略的な外観を図２に示すように、本体操作部２１と、この本体操作部２１に連設され被検体内に挿入される内視鏡挿入部２３とを備える。また、本体操作部２１にはユニバーサルコード２５が接続され、このユニバーサルコード２５の先端にはライトガイドコネクタ２７が設けられる。ライトガイドコネクタ２７は図１に示す光源装置１５に着脱自在に接続され、これによって内視鏡挿入部２３内の照明光学系に照明光が送られる。また、ライトガイドコネクタ２７にはビデオコネクタ２９が接続され、このビデオコネクタ２９は図１に示す信号処理装置１３に着脱自在に接続される。
【００１１】
内視鏡挿入部２３は、樹脂材料で被覆されており、本体操作部２１側から順に軟性部３１、湾曲部３３、及び先端部（内視鏡先端部とも呼称する）３５で構成される。湾曲部３３は、本体操作部２１の湾曲操作部３７（アングルノブ３７Ａ，３７Ｂ）を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。具体的には、アングルノブ３７Ａ，３７Ｂの回転軸にはプーリ４１が同軸で設けられ、このプーリ４１と内視鏡先端部３５との間に、プーリ４１に巻き掛けられた操作ワイヤ４３が内視鏡挿入部２３の内壁に沿って配置されている。この操作ワイヤ４３は、内視鏡先端部３５に両端が固定されている。これにより、アングルノブ３７Ａ，３７Ｂをそれぞれ回動操作することで、操作ワイヤ４３を牽引して湾曲部３３を湾曲させて、内視鏡先端部３５を所望の方向に向けることができる。
【００１２】
なお、図示例ではアングルノブ３７Ａに対応して湾曲部を±θ方向に湾曲させる一系統のみ示しているが、アングルノブ３７Ｂに対応して上記とは直交する方向（図２の紙面垂直方向：上下方向と称する）へ湾曲させる他の系も本体操作部２１と内視鏡挿入部２３に内蔵されている。つまりアングルノブ３７Ａ，３７Ｂの操作により、内視鏡先端部３５を左右方向及びこれと直交する上下方向に自在に湾曲させることができる。
【００１３】
また、本体操作部２１には、前述のアングルノブ３７Ａ，３７Ｂの他、送気・送水ボタン、吸引ボタン、シャッターボタン等の各種ボタン３９が並設され、術者はこれらのボタンを操作しながら、内視鏡先端部３５先方の被検体観察領域の観察、あるいは処置を行う。
【００１４】
再び図１に戻り、内視鏡本体１１の構成を説明する。
内視鏡本体１１の内視鏡先端部３５には、観察窓４５、結像レンズ４７、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の撮像素子４９を含む撮像光学系５１が配置されている。また、内視鏡先端部３５には、照射窓５３、拡散レンズ５５、光ファイバ束からなるライトガイド５７を含む照明光学系５９も配置されている。
【００１５】
ここで、撮像素子４９からの出力信号は、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路６１に取り込まれる。ＡＦＥ回路６１は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路６３と、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路６５と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器６７とを有し、タイミングジェネレータ（ＴＧ）６９からのトリガ信号を受けて、撮像素子４９からの出力信号をデジタル画像信号に変換して出力する。また、撮像素子４９にはＴＧ６９からのトリガ信号に基づく駆動信号がドライブ回路７１から印加される。
【００１６】
上記の撮像光学系５１による撮像処理は本体コントローラ７３により制御される。本体コントローラ７３は、前述のユニバーサルコード２５とビデオコネクタ２９（図２参照）を介して信号処理装置１３の制御部７７と通信可能に接続される。また、本体コントローラ７３には、制御部７７と接続され各種情報が記憶される内視鏡本体側記憶部７５が接続されている。また、詳細を後述する補正指示部１３１が接続されている。
【００１７】
また、制御部７７は、撮像画像の画像処理を行う画像処理部７９に接続される。この画像処理部７９はＡＦＥ回路６１の出力側に接続されており、制御部７７の指令により、画像処理後の撮像画像の情報をモニタ１７に表示して、観察画像による内視鏡診断を可能にしている。
【００１８】
そして、一端側が照明光学系５９に接続されたライトガイド５７は、他端側がユニバーサルコード２５とライトガイドコネクタ２７（図２参照）を介して光源装置１５に接続され、キセノンバルブ等を用いたランプ８１からの光を、透過光量を調整する光学絞り装置８３を通じて導入している。ランプ８１は、ランプ駆動回路８５により駆動制御され、光学絞り装置８３は絞り駆動部８７により制御されており、これらは、信号処理装置１３の制御部７７と接続された照明コントローラ８９により制御される。
【００１９】
図３に湾曲部の湾曲機構を概略的に示した。
湾曲部３３は、アングルノブ３７Ａ，３７Ｂの回動操作によって左右方向、及びこれと直交する上下方向に湾曲させることができる。図示例のように、湾曲部３３は、公知の内視鏡の湾曲部と同様に、多数の円形の節輪９１Ａ，９１Ｂを交互に連ねた構成を有する。湾曲部３３を構成する各節輪９１Ａ，９１Ｂの内壁面には、湾曲部３３をＬ，Ｒ方向に湾曲させるための操作ワイヤ４３Ａと、Ｕ，Ｄ方向に湾曲させるための操作ワイヤ４３Ｂが配設され、操作ワイヤ４３Ａ，４３Ｂの端部は内視鏡先端側のスリーブ９３に形成された固定部９５に固定されている。
【００２０】
操作ワイヤ４３Ａは、湾曲部３３の長手方向に沿って並設され、スリーブ９３側の一方の端部と他方の端部とが直径方向に離間した位置で対となって配置されている。また、操作ワイヤ４３Ｂも同様に、操作ワイヤ４３Ａと９０度位相をずらした周位置で対となって配置されている。
【００２１】
節輪９１Ａ，９１Ｂは、直径方向に一対が配置される連結ピン９５Ａ，９５Ｂによって互いに連結されており、連結ピン９５Ａの対と、連結ピン９５Ｂの対とは互いに９０度位相をずらした周位置に配置されている。即ち、節輪９１Ａ，９１Ｂは、Ｌ，Ｒ方向及びＵ，Ｄ方向に交互に回動自在に連結されている。
【００２２】
上記の基本構成を有する内視鏡システム１００は、湾曲部３３を湾曲させる際のアングルノブ３７Ａ，３７Ｂへの操作性、つまり、アングルノブ３７Ａ，３７Ｂへ加える操作力に対する湾曲部３３の湾曲角との関係が所望の関係となるように操作補助力を発生するパワーアシスト機能を有する。以下に、このパワーアシスト機能について説明する。
【００２３】
まず、上記の操作補助力を発生させる駆動機構の一例を説明する。
図４は湾曲部を湾曲させる湾曲駆動部を模式的に示す構成図である。この湾曲駆動部には、湾曲部３３を湾曲させる手動操作を行う湾曲操作部３７と、湾曲操作部３７からの操作力を湾曲部３３に伝える操作ワイヤ４３と、湾曲操作部３７と同軸に配置され操作ワイヤ４３を巻掛けたプーリ４１とが備わる。湾曲操作部３７と、操作ワイヤ４３を繰り出すプーリ４１とは、連結軸４４を中心に回動可能に軸支され、湾曲操作部３７への回動操作力が連結軸４４を介して直接的にプーリ４１に伝達される。したがって、湾曲操作部３７を手動により回動動作させると、その操作に応じてプーリ４１が回動され、操作ワイヤ４３の牽引と繰り出しが行われ、前述の湾曲機構（図３参照）により湾曲部３３が湾曲する。
【００２４】
また、この湾曲駆動部は、操作補助トルクを連結軸４４に付与するための駆動モータ１０１を備えている。駆動モータ１０１は、駆動ギア１０３と従動ギア１０５を介して連結軸４４に回転駆動力を供給する補助駆動手段として機能する。駆動モータ１０１には、制御部７７に接続されたモータ駆動回路１０７（図１参照）から、操作補助トルクを発生させるために必要なモータ駆動電力が印加される。なお、駆動モータ１０１は、駆動ギア１０３、従動ギア１０５を介して連結軸４４を駆動する以外にも、連結軸４４をダイレクトドライブする構成等、適宜な変更が可能である。
【００２５】
連結軸４４には、操作力検出手段としてのトルクセンサ１２１が設けられ、トルクセンサ１２１は、湾曲操作部３７の回動操作により連結軸４４に作用する回転トルクを検出し、これを操作トルクとして制御部７７に出力する。連結軸４４に配置するトルクセンサ１２１としては、歪みゲージを用いたトルクセンサや、磁歪式のトルクセンサ等、公知の各種のトルクセンサが利用できる。なお、この操作トルクの検出には、トルクセンサ以外にも、各種の力の検出手段を利用することができる。
【００２６】
さらに、湾曲駆動部には、連結軸４４の回転量を検出するエンコーダ１０９が備えられ、エンコーダ１０９は、連結軸４４の回転量を表す信号を制御部７７に逐次出力する。図示例では、エンコーダ１０９はプーリ４１の円周部の変位から、連結軸４４の回転量を検出している。制御部７７は、エンコーダ１０９が出力する連結軸４４の回転量信号に基づいて、プーリ４１の半径距離等の諸条件を用いて操作ワイヤ４３の牽引量を求め、この牽引による湾曲部３３の湾曲量（湾曲角）を算出する。つまり、エンコーダ１０９は湾曲部３３の湾曲量検出手段として機能している。
【００２７】
なお、エンコーダ１０９は、プーリ４１の変位量から連結軸４４の回転量を検出する以外にも、湾曲操作部３７に従動する他の部材の変位量を基準に検出する構成であってもよい。例えば、操作ワイヤ４３の移動量を検出するセンサや、アングルノブ３７Ａ，３７Ｂの回転角度を検出する回転角度センサ等を用いた構成にしてもよい。また、駆動モータ１０１がエンコード信号を出力するモータであれば、このエンコード信号を利用することもできる。
【００２８】
制御部７７には、湾曲部３３の湾曲量と、湾曲部を湾曲させるために必要な操作トルクとの関係を表す湾曲特性情報と定数パラメータ（いずれも詳細は後述）が記憶された記憶部が接続又は内蔵されている。制御部７７は、湾曲部３３の湾曲量に対応して、必要とされる操作補助トルクを求め、この操作補助トルクを駆動モータ１０１により発生させ、湾曲部３３の湾曲駆動を補助する制御を行う。つまり、制御部７７は、予め定めた湾曲特性情報に基づいて駆動モータ１０１を駆動するためのモータ駆動電力を求め、モータ駆動回路１０７にモータ駆動電力を出力させる。
【００２９】
上記構成により、湾曲操作部３７に加える操作力によって発生する湾曲部３３の湾曲量に基づいて、この湾曲量に対応付けられた操作補助トルクが駆動モータ１０１の駆動により連結軸４４に付与され、プーリ４１が回動して、湾曲部３３の湾曲動作が補助される。
【００３０】
次に、術者による湾曲操作が所望の操作感となるように、湾曲操作部３７（アングルノブ３７Ａ，３７Ｂ）へ加える操作力と湾曲部３３の湾曲角θとの関係が規定された湾曲特性情報、つまり、連結軸４４に付与する操作補助力を湾曲角度毎に規定する湾曲特性について説明する。
【００３１】
図５に湾曲部の湾曲角に対する必要トルク特性ＴＳ（θ）（第１の湾曲特性）と、任意に定義できる任意トルク特性ＴＳＲ（θ）（第２の湾曲特性）の関係を示した。
必要トルク特性ＴＳ（θ）は、内視鏡挿入部２３の材質や構造によって決定される湾曲部３３の曲げ剛性に起因して、湾曲部３３を特定の湾曲角θに維持するために連結軸４４に加える必要のあるトルク値を湾曲角毎に規定した特性である。
【００３２】
任意トルク特性ＴＳＲ（θ）は、内視鏡装置の術者の嗜好や術式に合わせて任意に設定できるトルク特性であり、湾曲操作部３７への操作により連結軸４４で生じる操作トルクと、これにより変化する湾曲部３３の湾曲角θとの関係の任意の特性を表す。制御部７７は、実際の湾曲部３３の湾曲操作が、この任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に基づいた操作となるように制御する。
【００３３】
ここで、湾曲操作部３７を操作して、湾曲部３３をある湾曲角θａに湾曲させたときの連結軸４４に作用するトルクの内訳を説明する。
図５に示すように、湾曲部３３を湾曲角θａに湾曲させるために必要なトルクＴＮは、必要トルク特性ＴＳ（θ）により求められる。ここで、必要トルク特性ＴＳ（θ）は、例えば湾曲角θが大きくなるほどトルク増加率が大きくなる等の、非線形な特性を有する。一方、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）は、ここでは湾曲角θの全域にわたってトルク増加率が一定となる線形の関係を規定している。
【００３４】
湾曲部３３の湾曲角がθａである場合、湾曲に必要なトルクＴＮは、実際に湾曲操作部３７に加える操作力による操作トルクＴＨと、前述の駆動機構により発生させる操作補助力による駆動トルクにより得る。そのときの操作トルクＴＨは、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に基づく任意トルクＴｉに等しくなるように制御される。つまり、制御部７７からの指令により、必要トルク特性ＴＳ（θ）に基づく必要トルクＴＮから任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に基づく任意トルクＴｉを減じた差分トルク（差分力）ΔＴを駆動モータ１０１から湾曲補助力として発生させる。この制御により、操作補助力は必要トルクＴＮの非線形性を解消するように設定され、操作トルクＴＨが任意トルク特性ＴＳＲ（θ）と一致する。
【００３５】
これにより、内視鏡装置の術者は、各内視鏡装置で異なる湾曲部３３の曲げ剛性等によらず、常に、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）で規定した通りの湾曲特性で湾曲操作が行える。また、図示例の場合、湾曲操作部３７への操作により連結軸４４に作用する操作トルクＴＨは、必要トルク特性ＴＳ（θ）で規定される必要トルクＴＮより小さく、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）で規定された小さなトルク値で済むことになり、手動による湾曲操作がアシストされる。
【００３６】
制御部７７は、上記制御を行うために、必要トルク特性ＴＳ（θ）と任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の各情報を内視鏡本体側記憶部７５（図１参照）に予め記憶させておき、エンコーダ１０９からの出力信号に基づいて湾曲部３３の湾曲量を演算し、所定のタイミングで各情報を参照しつつ、発生させる操作補助力を求めてモータ駆動回路１０７に駆動信号を出力する。そして、モータ駆動回路１０７は、入力された駆動信号に基づいて、上記の差分トルクΔＴ分の操作補助力を発生させるモータ駆動電力を駆動モータ１０１に印加する。なお、上記の各情報としては、各トルク特性の差分トルクであるＴＳ（θ）―ＴＳＲ（θ）の情報を予め記憶させて、この差分トルクを参照することでもよい。その場合は、制御部７７の演算負担が軽減される。
【００３７】
ここで、実際の内視鏡装置の使用時に連結軸４４に作用するトルクは、具体的には次のようにバランスしている。
湾曲操作時に連結軸４４に作用するトルクは、湾曲部３３の湾曲操作のために術者が湾曲操作部３７に加える操作力に起因する操作トルクをＴＨ、駆動モータ１０１が発する駆動力に起因する駆動トルクをＴＭ、必要トルク特性ＴＳ（θ）に規定され湾曲部３３を湾曲角θまで湾曲させるために必要な操作力既定値である必要トルクをＴＳ、内視鏡先端部３５等の内視鏡挿入部の先端側が湾曲動作により被検体の内壁面に当接した場合に、湾曲部３３が被検体から受ける反力に起因するトルクをＴＢとすると、（１）式の関係が成り立つ。
ＴＨ  ＋  ＴＭ  ＝  ＴＳ  ＋  ＴＢ            ・・・（１）
【００３８】
いま、前述の通りに駆動トルクＴＭを、必要トルクＴＳと、予め記録された任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に基づく任意トルクＴＳＲとの差分（ＴＭ＝ＴＳ−ＴＳＲ）として、制御部７７がモータ駆動回路１０７に駆動信号を出力すると、操作トルクＴＨは（２）式の関係として得られる。
ＴＨ  ＋  ＴＳ  −  ＴＳＲ  ＝  ＴＳ  ＋  ＴＢ    
ＴＨ  ＝  ＴＳＲ＋ＴＢ                          ・・・（２）
つまり、湾曲操作時の湾曲操作部３７への操作力に起因する操作トルクＴＨは、任意トルクＴＳＲと、被検体から受ける反力に起因するトルクＴＢとの和になる。
【００３９】
したがって、内視鏡先端部３５に被検体からの反力が作用した場合には、この反力の分だけ任意トルクＴＳＲとのずれを生じ、これによって術者に反力が生じたことを認識させることができる。
【００４０】
以上の通り、本構成の内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部２３の材料や構造による曲げ剛性を意識することなく、任意に設定する任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の特性に操作トルクの特性を合わせることができ、湾曲部３３の湾曲操作を術者の嗜好通りの操作性に設定できる。
【００４１】
さらに、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）を、操作トルクと湾曲量とが正比例する線形な特性に設定することで、より自然な操作感が得られるようになる。つまり、必要トルク特性ＴＳ（θ）の特性は、湾曲量を増すことで、湾曲に必要とされる力が加速度的に増大する非線形な特性であるが、これに起因する不自然な操作性が是正される。
【００４２】
また、上記の任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の情報は、使用が想定される術者や、内視鏡装置による診断や治療の手技内容に対応してそれぞれ設定した複数種のトルク特性を選択対象の候補として含ませることができる。その場合には、信号処理装置１３の制御部７７に接続され、特性選定手段である入力部１２３（図１参照）からの入力指示により、所望のトルク特性を任意に選定可能にする。
【００４３】
例えば、信号処理装置側記憶部１１１や内視鏡本体側記憶部７５に予め記憶された複数の必要トルク特性ＴＳ（θ）、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の候補情報をモニタ１７にリスト表示させて、マウスやキーボード等により術者が所望のトルク特性を選定する。また、簡単なスイッチ切り替え操作により所望のトルク特性を選定する構成としてもよい。なお、入力部１２３は、信号処理装置１３に配置することに限らず、内視鏡本体１１の本体操作部２１等に設けてもよく、制御部７７に選択情報が通信できれば何処に配置してもよい。
【００４４】
このように、複数種のトルク特性を予め用意しておくことで、例えば、複数の術者が同じ内視鏡本体１１を使用する場合に、各術者が自分の嗜好通りの操作性に簡単に設定できる。また、内視鏡装置による診断や治療の手技内容によって、所望のトルク特性を選択的に設定することができ、最適な操作性が得られるようになる。
【００４５】
例えば内視鏡装置による診断後、続けて治療を実施する等、手技内容を順次に変える場合に、複数台あるいは異なる機種の内視鏡装置を順番に扱うことになるが、その場合でも、各内視鏡装置の機種や個体差によらず、操作力と湾曲量との関係を所望の特性に常に合わせることができる。よって、各内視鏡装置で異なる操作感にならず、術者は安定した手技を実施できる。
【００４６】
また、内視鏡装置の術者は、それぞれ手の大きさや腕力が異なり、ある術者にとっては操作力が過大で疲労に繋がり易い内視鏡装置でも、別の術者にとっては操作力が軽すぎて微妙な操作が行い難く感じることが生じ得るが、上記内視鏡システムの構成とすれば、双方の術者が共に満足する操作力で内視鏡装置の湾曲操作を行うことができる。
【００４７】
また、同じ術者であっても、内視鏡装置の使用目的によって最適な操作性が異なる場合がある。例えば、内視鏡装置をスクリーニングに用いる場合には、湾曲部３３を反復的に大きく動かすため、術者の疲労軽減のため湾曲操作部３７への操作力が軽い方が望ましい。一方、内視鏡装置を治療に用いる場合には、内視鏡先端部の微妙な位置合わせのため適度な操作感（操作トルク）が必要となる。このような診断や治療の手技内容によって最適な操作トルクが異なる場合でも、常に最適な操作性を簡単に得ることができる。
【００４８】
上記の任意トルク特性ＴＳＲ（θ）、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報は、それぞれを１箇所に纏めて記録する以外にも、それぞれを別々の記憶部に記憶させてもよい。例えば、内視鏡本体１１に内蔵された内視鏡本体側記憶部７５に全てを記憶させた場合は、各情報に基づく湾曲特性を内視鏡本体側で設定することができ、通信等により外部から設定する手間が省け、利便性が向上する。
【００４９】
また、内視鏡本体１１の内視鏡本体側記憶部７５に必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を記憶させた場合は、内視鏡本体固有の必要トルク特性ＴＳ（θ）が内視鏡本体自身に記憶されるため、トルク特性の設定が簡単に行える。さらに、信号処理装置１３の信号処理装置側記憶部１１１に任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の情報を記憶させた場合は、多種多様な状況に応じた多数の湾曲特性の情報を一元的に管理でき、個々の内視鏡装置に保存する場合と比較して情報の管理が容易となる。
【００５０】
また、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）の情報、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を、内視鏡本体１１の固体識別情報（例えば、機種やＩＤ等の内視鏡本体１１の個体情報）と合わせて、制御部７７と通信可能に接続される外部電子機器の記憶部に記憶させた構成としてもよい。
【００５１】
外部電子機器としては、制御部７７がインターフェース１１３を通じて接続されたネットワークに対し、このネットワークに接続されたサーバ１９、あるいは図示しないストレージ装置等が利用できる。
【００５２】
内視鏡装置に接続された外部電子機器に、湾曲特性の情報の少なくとも一部を記憶させることで、内視鏡装置を簡略化できる。また、外部電子機器との通信により必要な情報を取り出すことが可能となり、内視鏡装置の使用形態を煩雑化させることなく、利便性を高められる。
【００５３】
また、サーバ１９等のネットワーク接続機器に記憶させた場合には、ネットワークに接続される範囲内であれば、適合する湾曲特性の情報を、通信により取り出すことが可能となり、内視鏡本体１１の使用範囲が広げられ、使い勝手が向上する。
【００５４】
次に、湾曲部３３の湾曲操作時に、湾曲操作部に加える操作力による操作トルクを検出して、この操作トルクと湾曲部３３の湾曲量との関係から、内視鏡先端部が被検体から受ける反力を認識できるようにした内視鏡装置について説明する。
【００５５】
ここでは、図４に示すトルクセンサ１２１を用いて制御する。トルクセンサ１２１により、湾曲部３３を湾曲させるために湾曲操作部３７へ加えた操作力による操作トルクを検出する際に、検出された操作トルクと、予め設定した任意トルク特性によるトルク値との差分を求める。この差分を、内視鏡先端部３５と被検体とが当接状態になり、内視鏡先端部３５が被検体から受けた反力によるものとみなし、それに応じて駆動モータ１０１により発生する駆動トルクを制御して、術者に伝える。
【００５６】
つまり、内視鏡先端部３５が被検体から反力を受ける等の湾曲動作に抵抗が生じた場合には、湾曲操作部３７を所望の湾曲角まで操作した際、術者は通常以上の操作トルクを必要とし、操作トルクに抵抗を感じる。そこで、湾曲部３３の湾曲動作に抵抗が生じたときに、この抵抗の発生を術者が容易に認識、あるいは認識できないように、湾曲操作時の駆動トルクの発生量を変更する。即ち、発生した抵抗をそのまま術者に伝える場合には、任意トルク特性に基づいて駆動モータ１０１により駆動トルクを発生させ、抵抗によるトルク損失をそのままの状態にする。この場合、術者は所望の湾曲量まで操作する際、駆動モータ１０１によるアシストを実施していない場合と同じ抵抗を感じ、湾曲部３３が被検体に接触していることを容易に感じ取ることができる。
【００５７】
更に、発生した抵抗を強調して術者に伝える場合には、任意トルク特性に基く駆動トルクの値から、抵抗によるトルク損失を減ずる。この場合、術者は所望の湾曲角まで湾曲操作を行うに際し、駆動モータ１０１によるアシストを実施していない場合より大きな抵抗を感じ、湾曲部３３が被検体に接触していることを、より容易に感じ取ることができる。
【００５８】
また、発生した抵抗を軽減して術者に伝える場合には、任意トルク特性に基づく駆動トルクに、抵抗によるトルク損失分の一部又は全てを重畳する。この場合、術者は湾曲操作に対する抵抗の発生を感じ取ることに鈍くなる。
【００５９】
このようにして、内視鏡先端部３５が受ける反力を術者が認識する程度を自在に変更できる。
【００６０】
ここで、駆動モータ１０１により発生させる駆動トルクについて、詳細に説明する。
湾曲操作時に連結軸４４に作用するトルクは、（３）式の関係が成り立つことは先述の通りである。
ＴＨ  ＋  ＴＭ  ＝  ＴＳ  ＋  ＴＢ    ・・・（３）
【００６１】
制御部７７は、図４に示すエンコーダ１０９と、トルクセンサ１２１により、時々刻々の湾曲角θと操作トルクＴＨとを検出し、これらの値に応じて、駆動モータ１０１により発生させる駆動トルクＴＭを（４）式から求める。
ＴＭ  ＝  （ＴＳ  −  ＴＳＲ）  ＋  ｋ（ＴＨ  −  ＴＳＲ）  ・・・（４）
ここで、ｋは操作補助トルクの量を決める定数パラメータである。
【００６２】
これにより得られた駆動トルクＴＭを駆動モータ１０１により発生させる。その場合の連結軸４４回りの力の釣り合いは（５）式で表され、更に操作トルクＴＨは、（６）式で表される。
ＴＨ  ＋  （ＴＳ  −  ＴＳＲ）  ＋  ｋ（ＴＨ  −  ＴＳＲ）
＝  ＴＳ  ＋ＴＢ    ・・・（５）
ＴＨ  ＝  ＴＳＲ  ＋  ｛１／（１＋ｋ）｝ＴＢ    ・・・（６）
（６）式に示すように、操作トルクＴＨは、予め記憶しておいた任意トルク特性ＴＳＲ（θ）によるトルク値と、被検体からの反力によるトルクＴＢに定数１／（１＋ｋ）を乗じたトルクとの和になる。
【００６３】
すなわち、１／（１＋ｋ）を１未満の定数とすると、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）による任意トルクＴＳＲはそのままとして、被検体からの反力を適切に軽減させて術者に伝えることができる。また、１／（１＋ｋ）を１を超えた定数とすると、被検体からの反力を強調して術者に伝えることができる。
【００６４】
つまり、操作トルクＴＨは、被検体からの反力が生じない場合（ＴＢ＝０）では、任意に設定可能な任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に合わせ、また、被検体からの反力が生じた場合（ＴＢ＞０）は、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に、この反力によるトルクＴＢを（６）式における軽減率１／（１＋ｋ）を適切な値に設定して乗じた値を加算して設定する。これにより、術者に伝える反力の大きさを、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）に合わせるための駆動トルク成分とは独立して、強調、軽減制御することができる。
【００６５】
ここで、図６を用いて本構成の内視鏡装置による湾曲動作を説明する。
図６（ａ）に示すように、湾曲部３３の湾曲角θを増加させるに伴って操作トルクＴＨが増加するが、内視鏡挿入部２３の先端側が被検体に当接した湾曲角θｔ以降は、湾曲部３３が被検体から受ける反力によるトルクＴＢにより、操作トルクＴＨが更に増加する。このときの操作力をトルクセンサ１２１で検出して、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）で規定されるトルク値との差分を求めると、図６（ｂ）に示すように、被検体と当接した湾曲角θｔ以降は差分が発生する。
【００６６】
そこで、図６（ｃ）に示すように、駆動モータ１０１による駆動トルクを、定数パラメータｋの設定により増減させ、ｋを小さくした場合は（４）式のｋ（ＴＨ−ＴＳＲ）の項が小さくなり、駆動トルクＴＭは（ＴＳ−ＴＳＲ）に近づき、反力によるトルクＴＢに起因する操作トルクＴＨの変化が強調される。ｋを大きくした場合は、逆に反力によるトルクＴＢに起因する操作トルクＴＨの変化が軽減される。
【００６７】
したがって、湾曲部３３に被検体からの反力が作用した場合には、操作トルクＴＨは、この反力の分だけ任意トルク特性ＴＳＲ（θ）とのずれを生じ、これによって術者に反力が生じたことを認識させることができる。そして、任意トルク特性ＴＳＲ（θ）とのずれを術者へ伝える大きさは、定数パラメータｋを増減させることで任意に設定できる。
【００６８】
ところで、上記の必要トルク特性ＴＳ（θ）は、常に一定の特性のままには維持されず、ずれの生じることがある。これは例えば、内視鏡挿入部２３の材質の経時変化、環境温度による物性変化、操作ワイヤ４３の牽引機構等の各駆動部位の磨耗による摩擦特性変化等の諸要因により、内視鏡挿入部２３の曲げ剛性が変化するためである。必要トルク特性ＴＳ（θ）と実際の湾曲特性とのずれが生じると、内視鏡装置を使用する条件によっては、操作補助力の発生量に狂いが生じ、湾曲操作の操作性が低下する場合がある。
【００６９】
そこで、本内視鏡装置においては、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を、常に最新の情報に更新することで、実際の湾曲特性とのずれを無くしている。以下、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を更新する手順について説明する。
【００７０】
図７に内視鏡装置の湾曲部に対する湾曲特性の情報を更新するための要部ブロック構成図、図８に湾曲特性を更新する手順をフローチャートで示した。図７に示すように、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報は、内視鏡本体１１の本体コントローラ７３に接続された内視鏡本体側記憶部７５、又は信号処理装置１３側の制御部７７に接続された信号処理装置側記憶部１１１（以降、場合によってはこれらを記憶部と称する）に記憶されている。この必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を、本体コントローラ７３又は制御部７７が補正して、最新の湾曲特性に更新する、なお、以下の各処理の制御は、本体コントローラ７３、制御部７７のいずれで行ってもよいが、必要トルク特性ＴＳ（θ）等の情報が信号処理装置側記憶部１１１に記憶された場合は本体コントローラ７３、信号処理装置側記憶部１１１に記憶された場合は制御部７７で行うことが好ましい。
【００７１】
まず、術者は、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を補正するための補正の実施要求を、補正指示部１３１の操作により指示する。補正指示部１３１は、例えばスイッチボタンや回転レバー等の入力装置が利用できる。内視鏡装置の術者は、所望のタイミングで補正指示部１３１から補正の実施要求を、スイッチ押下や回転レバーの操作により入力する。
【００７２】
そして、補正指示部１３１からの補正指示があった場合（Ｓ１１）は、術者による湾曲操作部３７の操作を待つ。術者が内視鏡操作部３７を操作する間に、本体コントローラ７３又は制御部７７は、湾曲部３３の湾曲量をエンコーダ１０９から求め、湾曲操作部３７への操作力による操作トルクをトルクセンサ１２１から求め、操作力に対する湾曲量の関係を測定する（Ｓ１２）。
【００７３】
ここで、図９に操作力に対する湾曲量の関係の説明図を示した。（ａ）は内視鏡挿入部２３の湾曲部３３の湾曲の様子、（ｂ）は湾曲操作部への操作量（回動角度）に対する湾曲部３３の湾曲角θ（・・・,θm2,θm1,θ0,θp1,θp2,・・・）と操作力検出値（操作トルクＴＨ（・・・,Tm2,Tm1,T0,Tp1,Tp2,・・・））の測定結果のテーブルを示している。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、湾曲部３３を直状の中立状態から、図中左右方向に湾曲させたときの各湾曲位置において、湾曲操作部３７に加える操作力による操作トルクＴＨと、湾曲角θとの関係を測定する。術者による湾曲操作部３７への操作は、所定の一定湾曲角間隔（例えば１度間隔）で、＋θ、−θ双方の湾曲可能範囲全てに及ぶように実施する。
【００７５】
そして、所定の一定湾曲角間隔で測定する都度、得られた湾曲量（湾曲角θ）と操作力（操作トルクＴＨ）との関係を、実湾曲特性として記憶部に一旦記憶する（Ｓ１３）。
【００７６】
上記の測定と測定結果の保存を行っている最中に、術者が補正指示部１３１に補正指示の解除（Ｓ１４）を行ったタイミングで、記憶部に記憶された必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を実湾曲特性の情報に置換する（Ｓ１５）。つまり、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報を、実湾曲特性の情報に基づいて補正する。
【００７７】
これにより、必要トルク特性ＴＳ（θ）の情報が最新の状態の湾曲特性に更新される。よって、湾曲部３３の曲げ剛性が変化した場合でも、必要トルク特性ＴＳ（θ）が最新の情報に更新されることで、湾曲操作部３７への湾曲操作を補助する操作補助力を、駆動モータ１０１の駆動により所望の湾曲特性通りに発生させることができ、湾曲部３３の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施できる。
【００７８】
また、補正指示部１３１に補正指示を行った後に、術者が湾曲部３３を往復湾曲動作させた場合は、各湾曲角度θiにおける手動操作力による操作トルクＴＨiをそれぞれ複数回検出することができ、測定結果のテーブルに格納すべき操作力の情報が同一湾曲角度で複数得られることになる。この場合は、湾曲角度θi毎に検出された複数回分の操作トルクＴＨiの平均手動操作力ＴＨAViを演算して求め、得られた湾曲角度θiと平均手動操作力ＴＨAViとの関係を実湾曲特性として記憶部に記憶する。
【００７９】
このように、複数の操作トルクの平均値を演算して実湾曲特性に登録することで、例えばトルクセンサ１２１の電気ノイズ等に起因する測定誤差が軽減され、より高精度に湾曲特性が測定できる。
【００８０】
また、測定により求める実湾曲特性は、湾曲量と操作力との関係のテーブル情報として記憶部に記憶させる他、実湾曲特性を多項式関数を用いて表して記憶させることもできる。例えば、湾曲量θと操作トルクＴＨとを、（７）式のような多項式表現で記憶させる。
【００８１】
【数１】
2011019550.tif 000003
・・・（７）
【００８２】
ただし、ａ０〜ａｎは係数で、ｎは予め定めた十分に大きい整数である。
この場合には、補正指示部１３１への補正指示後、エンコーダ１０９及びトルクセンサ１２１により、所定間隔毎の湾曲角度θiに対する操作トルクＴＨiを検出し、これら湾曲角θiと操作トルクＴＨiとの関係を適切に表現できる係数ａ０〜ａｎを、最小二乗法等の演算により求め、実湾曲特性の情報として記憶部に記憶する。
【００８３】
このように実湾曲特性を多項式表現として記憶させることにより、検出された各操作トルクＴＨiに含まれる誤差の影響が軽減された、滑らかな湾曲特性が得られる。
【００８４】
ここで、上記の実湾曲特性の測定が湾曲部３３の湾曲可能範囲の全てでなく、一部の範囲が欠落して行なわれた場合には、必要トルク特性ＴＳ（θ）を全湾曲角にわたって正確に補正できなくなるので、実湾曲特性を測定する段階で術者へ警告することが望ましい。そこで、測定に欠落があった場合に術者に警告する手順について説明する。
【００８５】
図１０に実湾曲特性の測定時に湾曲部３３の湾曲量が不足した場合、これを術者へ警告する手順を示した。
この場合も図８に示す場合と同様に、補正指示部１３１に補正指示があった場合に（Ｓ２１）、湾曲部３３の湾曲量と湾曲操作部の操作力との関係を測定する（Ｓ２２）。そして、術者が補正指示の解除（Ｓ２３）を行った後、測定された湾曲量と操作力との関係が、湾曲部３３の湾曲可能範囲の全てを含んでいるか否かを判断し（Ｓ２４）、湾曲可能範囲の全ての範囲で測定が完了していない場合は、図７に示す報知部１３３から警告を発生させ（Ｓ２５）、全湾曲可能範囲の再操作を促す。この警告方法としては、報知部１３３からの音声や警告音の発生、又は、モニタ１７への警告情報の表示であってもよく、更にこれらを組み合わせてもよい。
【００８６】
湾曲部３３の全湾曲可能範囲に対する湾曲量と操作力との関係が測定できたら、この測定結果に基づいた実湾曲特性で必要トルク特性ＴＳ（θ）を補正して記憶部に登録する（Ｓ２６）。これにより、湾曲部３３の湾曲可能範囲の全領域に対して必要トルク特性ＴＳ（θ）を確実に補正できる。
【００８７】
上記は、術者が補正指示の解除を行った後、測定の不足を判断して警告する方法であったが、測定中に常時警告を行う方法でも良い。すなわち、術者による補正指示の直後より警告を開始する。その後、測定を実施している最中、常に湾曲可能範囲の全ての範囲で測定が完了したかどうかの判断を繰り返し、全湾曲可能範囲の測定が完了するまで警告を持続する。
【００８８】
この方法を用いた場合は、術者による測定中、測定を完了して良いか否かの情報を常に術者が把握することができ、測定に要する時間を最短化できる効果がある。また、この場合の警告は、報知部１３３からの音声や警告音による警告に代えて、測定完了までの期間中、モニタ１７上で警告することが望ましい。
【００８９】
全湾曲可能範囲の測定が完了し、警告を解除した後は、術者からの補正指示の解除を待たずして自動的に補正指示を解除しても良いし、術者からの補正指示の解除まで測定を継続しても良い。自動で補正指示を解除する場合は、術者による操作を省略でき術者の利便性が向上する。一方で測定を継続する場合は、同じ湾曲角で複数の操作トルクを測定することが可能となり、平均化による測定誤差減少の効果が得られる。
【００９０】
更に、上記では測定中に常時警告を実施する方法を示したが、全湾曲可能範囲を網羅する測定が完了した時に「測定完了」を術者に提示する方法でも良い。すなわち、測定を実施している最中、常に湾曲可能範囲の全ての範囲で測定が完了したかどうかの判断を繰り返し、全湾曲可能範囲の測定が完了したら、「測定完了」を術者に通知する。通知方法としては、報知部１３３からの音声や通知音の発生、又はモニタ１７の測定完了情報の表示であってもよく、更にこれらを組み合わせてもよい。
【００９１】
この方法を用いた場合も、術者による測定中、測定を完了して良いか否かの情報を常に術者が把握することができ、測定に要する時間を最短化できる効果がある。
【００９２】
全湾曲可能範囲の測定が完了し、「測定完了」を術者に通知した後、術者からの補正指示の解除を待たずして自動的に補正指示を解除しても良いし、術者からの補正指示の解除まで測定を継続しても良い。自動で補正指示を解除する場合は、術者による操作を省略でき、術者の利便性が向上する。一方で測定を継続する場合は、同じ湾曲角で複数の操作トルクを測定することが可能となり、平均化による測定誤差減少の効果が得られる。
【００９３】
次に、実湾曲特性の測定時における環境温度を測定して、測定された実湾曲特性の温度補正を行う場合について説明する。
内視鏡装置は、被検体となる人体の体腔内に内視鏡挿入部２３を挿入した場合、湾曲部３３の環境温度は人体の体温となる。しかし、必要トルク特性ＴＳ（θ）を補正するための実湾曲特性を測定する際は、体腔内の温度下ではなく、室温環境下で行われる。そのため、室温と体温との差に起因する内視鏡挿入部２３の曲げ剛性の変化分を考慮して、必要トルク特性ＴＳ（θ）を補正することが望ましい。
【００９４】
図１１に、実湾曲特性の測定時の温度に応じて必要トルク特性ＴＳ（θ）を補正する手順を示した。
この場合は、補正指示部１３１に補正指示があった場合に（Ｓ３１）、内視鏡挿入部２３の先端側に設けた温度センサ１３５（図７参照）から湾曲部３３の環境温度を検出する（Ｓ３２）。
【００９５】
そして、図８に示す場合と同様に、湾曲部３３の湾曲量（湾曲角θ）と湾曲操作部の操作力（操作トルクＴＨ）との関係を測定し（Ｓ３３）、得られた湾曲量と操作力との関係を実湾曲特性として記憶部に記憶し、また、温度センサ１３５による検出温度Ｔも記憶部に記憶する（Ｓ３４）。
【００９６】
次いで、術者が補正指示部１３１に補正指示の解除（Ｓ３５）を行ったタイミングで、記憶部に記憶された実湾曲特性を、温度センサ１３５による検出温度Ｔに基づいて補正する（Ｓ３６）。つまり、図１２に示すように、測定された実湾曲特性は、検出温度Ｔの環境下での曲げ剛性に基づく特性であり、これを体腔内の環境下（人体の体温の環境下）の曲げ剛性に基づく特性に補正する（Ｓ３７）。この補正後の特性が必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正後のデータとなる。
【００９７】
このように、実湾曲特性の測定時における環境温度に応じた曲げ剛性の特性変化分も併せて必要トルク特性ＴＳ（θ）を補正することで、内視鏡装置の使用環境によらず、正確な必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正が行える。なお、環境温度Ｔを検出するタイミングは、実湾曲特性の測定直前、測定中、測定直後のいずれであってもよく、さらには、実湾曲特性の測定中に複数回検出して平均値を用いてもよい。また、温度センサ１３５は、１箇所に限らず、内視鏡挿入部２３の複数箇所に設けて温度情報を得るようにしてもよい。複数回、複数箇所から環境温度を検出することで、より正確な補正が可能となる。
【００９８】
以上説明した必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正は、術者が補正指示部１３１に補正要求をした後に行うものであったが、内視鏡装置側で、補正するタイミングを自動的に設定する構成にもできる。
この場合、図７に示すように内視鏡本体１１に、本体コントローラ７３に接続された計時手段としてのタイマ１３７を設ける。タイマ１３７は、前回必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正を実施してから現在までの経過時間を計測するもので、補正完了の度にリセットされる。
【００９９】
図１３に湾曲特性の補正を所定時間経過後に実施する手順を示した。
まず、内視鏡装置の電源をＯＮにすると（Ｓ４１）、本体コントローラ７３はタイマ１３７の計数を参照して、前回の必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正を実施してからの経過時間を確認する（Ｓ４２）。
【０１００】
本体コントローラ７３は、タイマ１３７の計測する経過時間を参照して、所定時間を超えた場合には図７に示す報知部１３３から湾曲特性の補正の実施を促す報知を行う（Ｓ４４）。このときの報知内容としては、通知ランプを本体操作部２１（図２参照）のいずれかの部位に設けておき、この通知ランプを点灯させて術者に報知するものとすることができる。また、報知部１３３から音声や報知音を発生させる報知や、モニタ１７に補正要求の情報を表示する報知であってもよく、更にこれらを組み合わせてもよい。
【０１０１】
そして、報知した後の術者からの補正指示を受けて、必要トルク特性ＴＳ（θ）を更新する（Ｓ４５）。この更新処理は、先述の図８に示すＳ１１〜Ｓ１５と同様にして行うことができる。
【０１０２】
必要トルク特性ＴＳ（θ）の更新を終了すると、タイマ１３７をリセットして（Ｓ４６）、内視鏡装置の手技を実行する（Ｓ４７）。
【０１０３】
上記のように、内視鏡装置側から術者に補正の実施を促すことで、長期間、補正をしていない内視鏡装置に対して、確実に補正を実施させることができる。
【０１０４】
以上説明したように、必要トルク特性ＴＳ（θ）を、常に最新の特性に更新して内視鏡装置の手技を実施すれば、内視鏡装置の湾曲操作を常に良好な操作感で行える。また、術者は、内視鏡装置の体腔内への挿入前に、湾曲操作部３７の回動操作を行って、湾曲部３３が正しく湾曲動作するかを目視にて確認する試行動作を通常行なっている。この試行動作時に、上記の必要トルク特性ＴＳ（θ）の補正を行うことで、手間を掛けることなく、通常通りの操作だけで、常に最新の湾曲特性に必要トルク特性ＴＳ（θ）を合わせることができる。
【０１０５】
なお、上記の構成例では、内視鏡装置がＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子を用いて観察部位を撮像する電子スコープである場合を示しているが、これに限らず、内視鏡装置が先端部に観察レンズ及び観察窓等が設けられて観察部位を直接的に観察するファイバースコープであってもよい。このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【０１０６】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、
前記湾曲部の湾曲量を検出する湾曲量検出手段と、
前記湾曲操作部に加える操作力を検出する操作力検出手段と、
前記湾曲駆動部による湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、
前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量との関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、
少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて、前記補助駆動手段により前記駆動力を発生させる制御手段と、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求を前記制御手段に伝える補正指示手段と、
前記補正指示手段から補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する湾曲特性補正手段と、
を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、湾曲部の曲げ剛性が変化した場合でも、記憶手段に記憶された湾曲特性が最新の情報に更新されることで、湾曲操作部への湾曲操作を補助する操作補助力を、補助駆動手段により所望の湾曲特性通りに発生させることができ、湾曲部の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施できる。
【０１０７】
（２）  （１）の内視鏡装置であって、
前記実湾曲特性に含まれる前記湾曲部の湾曲角度範囲が、前記湾曲部の湾曲可能範囲より狭い場合に警告する警告手段を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、湾曲部の湾曲可能範囲の全領域に満たない場合に警告が生じるため、湾曲可能範囲の全領域に対する湾曲特性を確実に補正できる。
【０１０８】
（３）  （１）の内視鏡装置であって、
前記実湾曲特性に含まれる前記湾曲部の湾曲角度範囲が、前記湾曲部の湾曲可能範囲を網羅した場合に報知する報知手段を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、湾曲部の湾曲可能範囲の全領域を網羅した場合に報知されるため、湾曲可能範囲の全領域に対する湾曲特性を確実に補正できる。
（４）  （１）〜（３）のいずれかの内視鏡装置であって、
前記湾曲特性補正手段により前記湾曲特性を補正してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段の計測する経過時間が所定時間を超えた場合に前記湾曲特性の補正の実施を促す報知を行う報知手段と、を備えた内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、内視鏡装置側から術者に補正の実施を促すことができ、長期間、補正をしていない内視鏡装置に対して、確実に補正を実施させることができる。
【０１０９】
（５）  （１）〜（４）のいずれかの内視鏡装置と、
前記内視鏡挿入部の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記湾曲特性補正手段が、前記実湾曲特性を定めるときの前記温度検出手段による検出温度と前記被検体の温度との差に起因する前記実湾曲特性の変化分を含めて、前記湾曲特性を補正する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、内視鏡装置の使用環境によらず、正確な湾曲特性の補正が行える。
【０１１０】
（６）  （１）〜（５）のいずれかの内視鏡装置であって、
少なくとも、前記記憶手段に記憶された前記湾曲部の湾曲特性の情報、及び、
前記湾曲量検出手段により検出した湾曲量、及び、
前記操作力検出手段により検出した操作力に基づき、
前記制御手段が、前記補助駆動手段より前記駆動力を発生させる内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、操作部からの湾曲操作により湾曲部を湾曲させる際に、湾曲量検出手段により湾曲量を検出し、操作力検出手段により操作力を検出し、これら湾曲量、操作力と、湾曲特性の情報に基づいて、補助駆動手段により駆動力を発生させる。これにより、湾曲部の湾曲操作を術者の希望通りの操作性に設定することができる。
【０１１１】
（７）  （６）の内視鏡装置であって、
前記制御手段は、前記第２の湾曲特性に基づいた前記湾曲量検出値に対応する任意操作力と、前記操作力検出手段による操作力検出値との差分に対応して、前記補助駆動手段により発生させる駆動力を増減する内視鏡装置。
この内視鏡装置によれば、実際に加えた操作力と任意操作力とに差分が生じた場合に、補助駆動手段による駆動力を増減することで、この差分、即ち、被検体からの反力を術者に強調、軽減して伝えることができる。
【０１１２】
（８）  （１）〜（６）のいずれかの内視鏡装置と、
該内視鏡装置と通信可能に接続される外部電子機器と、を具備する内視鏡システムであって、
前記記憶手段が、前記湾曲特性の情報の少なくとも一部を、前記外部電子機器に内蔵された記憶部に記憶させた内視鏡システム。
この内視鏡システムによれば、内視鏡装置に接続された外部電子機器に、湾曲特性の情報の少なくとも一部を記憶させることで、内視鏡装置を簡略化でき、また、通信により外部電子機器から必要な情報を取り出すことが可能となり、内視鏡装置の構成を煩雑化させることなく、利便性を高められる。
【０１１３】
（９）  被検体に挿入される先端側に湾曲部を有する内視鏡挿入部、前記湾曲部を湾曲操作する湾曲操作部、該湾曲操作部への操作力に応じて前記湾曲部を湾曲駆動する湾曲駆動部を有する内視鏡本体と、前記湾曲駆動部の湾曲駆動を補助する駆動力を発生する補助駆動手段と、前記湾曲部の湾曲動作に要する前記操作力と前記湾曲部の湾曲量の関係を規定した湾曲特性の情報を記憶する記憶手段と、少なくとも前記記憶手段に記憶された湾曲特性の情報に応じて前記補助駆動手段により発生させる駆動力を決定し、前記湾曲部を所望の力特性で湾曲操作させる制御手段と、を備えた内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲特性に対する補正の実施要求があった場合に、前記湾曲部の湾曲角度と前記湾曲操作部への手動操作力との関係を求めて実湾曲特性を定め、該実湾曲特性に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記湾曲特性を補正する内視鏡装置の制御方法。
この内視鏡装置の制御方法によれば、湾曲部の曲げ剛性が変化した場合でも、記憶手段に記憶された湾曲特性が最新の情報に更新されることで、湾曲操作部への湾曲操作を補助する操作補助力を、補助駆動手段により所望の湾曲特性通りに発生させることができ、湾曲部の湾曲操作を常に正確に所望の操作感で実施できる。
【０１１４】
（１０）  （９）の内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部を往復湾曲動作させて、各湾曲角度における前記手動操作力をそれぞれ複数回検出し、
前記湾曲角度毎に検出された複数回分の手動操作力の平均手動操作力を演算して求め、
前記湾曲角度と前記平均手動操作力との関係を前記実湾曲特性として定める内視鏡装置の制御方法。
この内視鏡装置の制御方法によれば、手動操作力の検出値に対するノイズ成分を軽減でき、測定誤差の少ない、より高精度な湾曲特性の測定が行える。
【０１１５】
（１１）  （９）又は（１０）の内視鏡装置の制御方法であって、
前記実湾曲特性を多項式関数を用いて表し、前記多項式関数の各係数を最小二乗法で決定する内視鏡装置の制御方法。
この内視鏡装置の制御方法によれば、検出された湾曲操作部への操作力に含まれる誤差の影響が軽減された、滑らかな湾曲特性が得られる。
【０１１６】
（１２）  （９）〜（１１）のいずれの内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部の曲げ剛性に応じて湾曲動作に必要となる前記操作力を湾曲角度毎に規定した第１の湾曲特性、及び任意の前記操作力を前記湾曲部の湾曲角度毎に規定した第２の湾曲特性を予め定め、
前記湾曲部の湾曲量を検出して、該検出した湾曲量の湾曲動作に必要となる必要操作力を前記第１の湾曲特性から求め、
前記検出した湾曲量に対する任意操作力を前記第２の湾曲特性から求め、
前記必要操作力と前記任意操作力との差分力に応じた駆動力を前記補助駆動手段により発生させる内視鏡装置の制御方法。
この内視鏡装置の制御方法によれば、操作部からの湾曲操作により湾曲部を湾曲させる際に、湾曲量検出手段により湾曲量を検出し、この湾曲量検出値に対応する必要操作力を第１の湾曲特性に基づいて、また、任意操作力を第２の湾曲特性に基づいて求める。そして、これら必要操作力と任意操作力との差分力を補助駆動手段により発生させることで、操作部に加えた操作力に応じて湾曲部が第２の湾曲特性に基づいて湾曲するようになる。つまり、湾曲部の曲げ剛性によらずに任意の特性で湾曲操作が可能となり、湾曲部の湾曲操作を術者の希望通りの操作性に設定することができる。
【０１１７】
（１３）  （１２）の内視鏡装置の制御方法であって、
前記湾曲部の湾曲量と、前記湾曲操作部に加える操作力をそれぞれ検出して、
前記検出した湾曲量に対する任意操作力を前記第２の湾曲特性から求め、
前記任意操作力と前記検出された操作力との差分に対応して、前記補助駆動手段により発生させる駆動力を増減する内視鏡装置の制御方法。
この内視鏡装置の制御方法によれば、実際に加えた操作力と第２の湾曲特性に基づく任意操作力との差分が生じた場合に、補助駆動手段による駆動力を増減することで、この差分、即ち、被検体からの反力を術者に強調、軽減して伝えることができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１１  内視鏡本体
１３  信号処理装置
１７  モニタ
１９  サーバ（外部電子機器）
２１  本体操作部
２３  内視鏡挿入部
３３  湾曲部
３５  先端部
３７  湾曲操作部
３７Ａ，３７Ｂ  アングルノブ
４１  プーリ
４３  操作ワイヤ
４４  連結軸
７５  内視鏡本体側記憶部（記憶手段）
７７  制御部（制御手段）
７９  画像処理部
９１Ａ，９１Ｂ  節輪
９３  スリーブ
９５Ａ，９５Ｂ  連結ピン
１００  内視鏡装置
１０１  駆動モータ
１０３  駆動ギア
１０５  従動ギア
１０７  モータ駆動回路
１０９  エンコーダ
１１１  信号処理装置側記憶部（記憶手段）
１１３  インターフェース
１２１  トルクセンサ（操作力検出手段）
１２３  入力部（特性選定手段）
１３１  補正指示部
１３３  報知部
１３５  温度センサ
１３７  タイマ
ＴＳ（θ）  必要トルク特性（第１の湾曲特性）
ＴＳＲ（θ）  任意トルク特性（第２の湾曲特性）
【図１】
2011019550.tif 000004
【図２】
2011019550.tif 000005
【図３】
2011019550.tif 000006
【図４】
2011019550.tif 000007
【図５】
2011019550.tif 000008
【図６】
2011019550.tif 000009
【図７】
2011019550.tif 000010
【図８】
2011019550.tif 000011
【図９】
2011019550.tif 000012
【図１０】
2011019550.tif 000013
【図１１】
2011019550.tif 000014
【図１２】
2011019550.tif 000015
【図１３】
2011019550.tif 000016