(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部と、
ユーザーによる操作が可能であって、その操作を検出し、操作検知信号を出力する操作部と、
前記操作検知信号に基づいて、湾曲指示信号を生成する湾曲指示部と、
前記湾曲指示信号に基づいて、前記挿入部の先端を第１方向に湾曲させる第１湾曲駆動部、及び前記挿入部の先端を前記第１方向に直交する第２方向に湾曲させる第２湾曲駆動部と、
を有する内視鏡装置において、
前記湾曲指示部は、
前記操作検知信号に基づいて生成される湾曲指示信号が、前記第１方向と前記第２方向の両方に交差する交差方向への湾曲指示を示す場合、
当該交差方向の湾曲指示における前記第１方向の湾曲指示量が、前記第１方向への湾曲指示における前記第１方向の湾曲指示量よりも小さく、且つ、
当該交差方向の湾曲指示における前記第２方向の湾曲指示量が、前記第２方向への湾曲指示における前記第２方向の湾曲指示量よりも小さくなるように、
前記湾曲指示量を調整する、
ことを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記湾曲指示部は、前記交差方向への前記第１方向あるいは前記第２方向に対する角度に応じて、前記第１湾曲駆動部及び前記第２湾曲駆動部への湾曲指示量を調整する調整量を異ならせる
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記湾曲指示部は、前記交差方向が前記第１方向と第２方向の中間の方向である場合、前記調整量を最大とする
ことを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記湾曲指示部は、
前記湾曲指示に基づく湾曲方向指示値φ及び湾曲角度指示値θから（式１）を満たす湾曲角度指示値θ’を算出し、当該湾曲角度指示値θ’に基づき、前記湾曲指示信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内視鏡装置
θ’＝θ・（１−（−Ｋ・ｃｏｓ （４・φ） ＋Ｋ))  …（式１）
ただし、Ｋは調整量を規定する係数。
【請求項５】
前記係数Ｋは可変であることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記内視鏡装置は、少なくとも前記操作部と前記挿入部のいずれかと、予め前記係数Ｋが記憶された記憶部と、を備えた分離可能なユニットを含んで構成されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に挿入される挿入部を具備する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
挿入部の先端に湾曲機構を有し、視野方向が可変な内視鏡装置が広く知られている。湾曲機構を有することにより、魚眼レンズなどの特殊な光学系を用いなくても、汎用の光学系、例えば、狭視野角のレンズを用いても被検体内部の空間を広く観察することが可能となる。また、このような湾曲機構により、特に注視すべき観察エリアでの撮像解像度を高く維持することも可能である。
【０００３】
通常、内視鏡装置の挿入部の挿入方向の先端側（以下、単に先端側と呼ぶ）には、挿入方向に沿って複数の湾曲駒が回動自在に連結されることにより、上下左右方向及び該上下左右の４方向を複合した方向に３６０°湾曲自在な湾曲部が設けられている。具体的には、挿入方向において隣り合う湾曲駒間が該湾曲駒の円周方向に９０°ずつ異なって位置する複数の回動軸を構成するリベットにより回動自在に湾曲駒が連結される。なお、当該リベットにより上下左右方向又はこれらの方向に交差する任意の交差方向に回動自在に連結された構成による湾曲を、２軸湾曲と呼ぶ。
【０００４】
例えば、特許文献１には、このような機構を備える内視鏡装置が開示されている。湾曲部は、ユーザーの操作に応じて、挿入部内に挿通された４本のワイヤーのうち、いずれか１本または複数本が牽引されることにより、上述した方向に湾曲自在となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２軸湾曲では、操作により指示される湾曲角度が共通であるにも関わらず、上下方向及び左右方向に交差する方向である交差方向への湾曲角度が上下方向又は左右方向よりも大きくなることがある。とりわけ、交差方向のうちツイスト方向への湾曲角度が最も大きくなる。ツイスト方向とは、上下方向と左右方向の中間の方向である。
【０００７】
このように、従来の内視鏡装置では、操作によって指示される湾曲方向によっては、湾曲部が実際に湾曲する湾曲角度が、指示される湾曲角度よりも大きくなるという課題を生じる。実際の湾曲角度が、湾曲により生じるストレス（応力）が許容される最大湾曲角度よりも大きくなるために、湾曲部に与えられる負荷が特定の部位に偏り、湾曲部自体、湾曲部の内部に挿通されるライトガイド、信号ケーブルなどの部材にストレスを与える。このストレスは、これらの部材への劣化や故障の原因となりうる。また、指示される湾曲角度が共通であるにも関わらず実際の湾曲角度が湾曲方向によって異なることは、ユーザーにとり良好な操作感が得られない原因となりうる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、操作によって指示される湾曲方向により湾曲角度が過大になることを制限することができる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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り、本発明の一態様は、挿入部と、ユーザーによる操作が可能であって、その操作を検出し、操作検知信号を出力する操作部と、前記操作検知信号に基づいて、湾曲指示信号を生成する湾曲指示部と、前記湾曲指示信号に基づいて、前記挿入部の先端を第１方向に湾曲させる第１湾曲駆動部、及び前記挿入部の先端を前記第１方向に直交する第２方向に湾曲させる第２湾曲駆動部と、を有する内視鏡装置において、前記湾曲指示部は、前記操作検知信号に基づいて生成される湾曲指示信号が、前記第１方向と前記第２方向の両方に交差する交差方向への湾曲指示を示す場合、当該交差方向の湾曲指示における前記第１方向の湾曲指示量が、前記第１方向への湾曲指示における前記第１方向の湾曲指示量よりも小さく、且つ、当該交差方向の湾曲指示における前記第２方向の湾曲指示量が、前記第２方向への湾曲指示における前記第２方向の湾曲指示量よりも小さくなるように、前記湾曲指示量を調整する、ことを特徴とする内視鏡装置である。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、上述の内視鏡装置であって、前記湾曲指示部は、前記交差方向への前記第１方向あるいは前記第２方向に対する角度に応じて、前記第１湾曲駆動部及び前記第２湾曲駆動部への湾曲指示量を調整する調整量を異ならせることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上述の内視鏡装置であって、前記湾曲指示部は、前記交差方向が前記第１方向と第２方向の中間の方向である場合、前記調整量を最大とすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、上述の内視鏡装置であって、前記湾曲指示部は、前記湾曲指示に基づく湾曲方向指示値φ及び湾曲角度指示値θから（式１）を満たす湾曲角度指示値θ’を算出し、当該湾曲角度指示値θ’に基づき、前記湾曲指示信号を生成することを特徴とする。
θ’＝θ・（１−（−Ｋ・ｃｏｓ （４・φ） ＋Ｋ))  …（式１）
ただし、Ｋは調整量を規定する係数。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、上述の内視鏡装置であって、前記係数Ｋは可変であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の態様は、上述の内視鏡装置であって、少なくとも前記操作部と前記挿入部のいずれかと、予め前記係数Ｋが記憶された記憶部と、を備えた分離可能なユニットを含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、操作により指示される湾曲方向によって湾曲角度が過大になることを制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る内視鏡装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態に係る湾曲指示部及び湾曲駆動部の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】操作量に基づく湾曲指示量の例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る挿入部の先端部の湾曲の例を示す図である。
【図５】ワイヤーの遊びによる影響の例を示す図である。
【図６】ローテーション操作の例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る挿入部の先端部のツイスト方向への湾曲の例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る挿入部の湾曲特性に対する遊びによる影響の例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る湾曲量調整部が調整した湾曲指示量に基づく湾曲量特性の例を示す図である。
【図１０】操作部の入出力特性の例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る挿入部の湾曲特性に対する操作量の入出力特性の影響の例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る湾曲量調整部が調整した湾曲指示量の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置１の構成を示す概略ブロック図である。内視鏡装置１は、操作部１１からの操作検知信号に基づいて上下（ＵＤ：Ｕｐ  Ｄｏｗｎ）方向と、左右（ＲＬ：Ｒｉｇｈｔ  Ｌｅｆｔ）方向とに独立に挿入部４１の先端を湾曲させることができる２軸湾曲機構を備える。
【００１８】
内視鏡装置１は、操作部１１と、湾曲指示部１２と、湾曲駆動部１４Ａと、４本のワイヤー１５と、湾曲部１６と、照明部２１と、ライトガイド２２と、撮像部２４と、信号ケーブル２５と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）信号処理部２６と、画像信号処理部２７と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）２８と、画像記録部２９と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３１と、メモリ３２と、バス３３と、電源部３４と、挿入部４１と、を含んで構成される。
【００１９】
内視鏡装置１において、湾曲指示部１２と、湾曲駆動部１４Ａ、照明部２１、ＣＣＤ信号処理部２６、画像信号処理部２７、ＬＣＤ２８、画像記録部２９、ＣＰＵ３１、メモリ３２、バス３３、及び電源部３４は、本体部４２の筐体に収容される。なお、操作部１１は、筺体から着脱可能なリモートコントローラ５１として構成されてもよい。また、湾曲指示部１２と、湾曲駆動部１４Ａ、照明部２１、ＣＣＤ信号処理部２６、及び挿入部４１は、これらが一体化したスコープユニット５２として構成されてもよい。
【００２０】
挿入部４１は、一辺の長さが他の辺の長さよりも十分に長い、細長の管材で構成される。挿入部４１の長手方向の両端のうち基端が本体部４２に接続され、先端が開放されている。以下の説明では、挿入部４１の先端を、先端部と呼ぶ。先端部には、撮像部２４が設置され、光学アダプタ２３が着脱可能な構造を有する。挿入部４１の基端よりも先端に十分に近接した位置には、湾曲部１６が設置されている。なお、先端部は、挿入部４１の長手方向に平行にワイヤー１５と、ライトガイド２２と、信号ケーブル２５とが挿通されている。
【００２１】
バス３３は、湾曲指示部１２と、湾曲駆動部１４Ａの湾曲サーボ処理部１３−１、１３−２と、照明部２１と、ＣＣＤ信号処理部２６と、画像信号処理部２７との間を接続する。これらの構成要素間において、各種の信号やデータがバス３３を介して送受信可能である。
【００２２】
操作部１１は、ユーザーによる操作が可能であって、その操作を検出する。操作部１１は、検出した操作に基づく操作検知信号を生成する。操作部１１は、ＵＤ方向の操作量（以下、ＵＤ方向操作量と呼ぶ）と、ＲＬ方向の操作量（以下、ＲＬ方向操作量と呼ぶ）とを独立に検出可能である。即ち、操作検知信号は、ＵＤ方向操作量と、ＲＬ方向操作量を示す。操作部１１は、生成した操作検知信号を湾曲指示部１２に出力する。操作部１１は、例えば、ジョイスティック（ＪＳ：Ｊｏｙ−ｓｔｉｃｋ）である。
【００２３】
湾曲指示部１２は、操作部１１から入力された操作検知信号に基づいて湾曲指示信号を生成する。湾曲指示信号は、ＵＤ方向への湾曲指示量を示すＵＤ湾曲指示信号と、ＲＬ方向への湾曲指示量を示すＲＬ湾曲指示信号を含む。湾曲指示部１２は、生成した湾曲指示信号を湾曲駆動部１４Ａに出力する。
【００２４】
湾曲駆動部１４Ａは、湾曲指示部１２から入力された湾曲指示信号に基づいて、先端部を湾曲させる。より具体的には、湾曲駆動部１４Ａは、ＲＬ湾曲指示信号に基づいて先端部をＲＬ方向に湾曲させ、ＵＤ方向湾曲指示信号に基づいて先端部をＵＤ方向に湾曲させる。ＲＬ方向に湾曲させる際、湾曲駆動部１４Ａは４本のワイヤー１５のうち、Ｒ方向ワイヤー１５Ｒ又はＬ方向ワイヤー１５Ｌを牽引する。ＵＤ方向に湾曲させる際、湾曲駆動部１４Ａは、４本のワイヤー１５のうち、Ｕ方向ワイヤー１５Ｕ又はＤ方向ワイヤー１５Ｄを牽引する。湾曲駆動部１４Ａの構成については、後述する。
【００２５】
４本のワイヤー１５は、挿入部４１に挿通され、それぞれの一端は湾曲駆動部１４の駆動機構に固定され、それぞれの他端が湾曲部１６に固定されている。４本のワイヤー１５のうち、観察視野に対して上、下、右、左の各方向に対応する位置に固定されているワイヤーが、それぞれＵ方向ワイヤー１５Ｕ、Ｄ方向ワイヤー１５Ｄ、Ｒ方向ワイヤー１５Ｒ、Ｌ方向ワイヤー１５Ｌである。
【００２６】
湾曲部１６は、先端部の基端側に連設され、湾曲駒を含んで構成される。この構成により、ワイヤー１５が牽引されることによって先端部を所望の向きに向けることができる。湾曲駆動部１４Ａが１つの方向のワイヤーを牽引すると、その方向に先端部が湾曲する。例えば、湾曲駆動部１４ＡがＵ方向ワイヤー１５Ｕを牽引すると、Ｕ方向に先端部を湾曲させることができる。
【００２７】
４方向のうち、互いに隣接する方向（例えば、Ｌ方向とＵ方向）の２本のワイヤー１５が同時に牽引されることにより、その両方向のいずれにも交差する交差方向に先端部が湾曲する。但し、４方向のうち、互いに対向する方向（例えば、Ｌ方向とＲ方向）同士では、それぞれの方向のワイヤー１５（例えば、Ｌ方向ワイヤー１５Ｌ、Ｒ方向ワイヤー１５Ｒ）は同時に牽引されず、いずれか一方向のワイヤー１５（例えば、Ｌ方向ワイヤー１５Ｌ）が牽引される。
【００２８】
照明部２１は、電力が供給されると発光する発光素子を含んで構成される。発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。照明部２１が発光した光は、ライトガイド２２の一端に入射される。
【００２９】
ライトガイド２２は、可視光線を透過する細長の部材を含んで構成される。ライトガイド２２は、例えば、光ファイバーを含んで構成される。ライトガイド２２の一端に入射された光は、先端部に所在するライトガイド２２の他端から放射される。放射される光は、光学アダプタ２３の孔部２３１に入射する。
【００３０】
光学アダプタ２３は、その主面に孔部２３１と対物レンズ２３２を有する。孔部２３１は、ライトガイド２２から入射された光を透過させる。透過した光は被検体（図示せず）の表面において反射する。対物レンズ２３２には、被検体からの反射光が入射光として入射する。入射光は、対物レンズ２３２を透過する。光学アダプタ２３は、主に観察深度や視野角の範囲を変更することを目的として用いられる。
【００３１】
撮像部２４は、入射レンズ２４１とＣＣＤイメージセンサ２４２とを含んで構成される。
入射レンズ２４１には、光学アダプタ２３の対物レンズ２３２を透過した光が入射光として入射する。入射レンズ２４１は、入射光を収束しＣＣＤイメージセンサ２４２の撮像面に被検体の像を結像させる。
ＣＣＤイメージセンサ２４２は、撮像面に結像した被検体の像を画像として撮像し、撮像した画像を示すＣＣＤ信号を生成する。ＣＣＤ信号は、撮像面上に配置された画素毎に、入射光を光電変換して得られた電気信号であり、画素毎に照射された入射光の強度に応じた信号値を有する。ＣＣＤイメージセンサ２４２は、生成したＣＣＤ信号を、信号ケーブル２５を介してＣＣＤ信号処理部２６に出力する。
【００３２】
ＣＣＤ信号処理部２６は、ＣＣＤイメージセンサ２４２から信号ケーブル２５を介して入力されたＣＣＤ信号の信号値をフレーム毎に所定のサンプリング周期で画素の配列順（例えば、ラスタースキャン順）にサンプリングして各フレームの画像を示す画像信号を生成する。ＣＣＤ信号処理部２６は、生成した画像信号を画像信号処理部２７に出力する。
【００３３】
画像信号処理部２７は、ＣＣＤ信号処理部２６から入力された画像信号について所定の画像信号処理を行う。所定の画像信号処理には、例えば、γ補正、ＹＣ変換、歪補正、ノイズ除去などの処理が含まれる。γ補正は、画素毎の信号値の変化に対する輝度の変化が一定となるように画素毎の信号値を補正する処理である。ＹＣ変換は、γ補正により補正された画像信号について輝度画像信号と色差画像信号を生成する処理である。歪補正は、ＹＣ変換によって生成された画像信号について、光学系等によって生じた歪による画素毎の座標のずれを補正する処理である。ノイズ除去は、歪補正を行った画像信号について信号値に重畳された各種のノイズ成分を除去又は抑圧する処理である。
【００３４】
画像信号処理部２７は、画像信号処理によって得られた画像信号をＬＣＤ２８に出力する。また、画像信号処理部２７は、得られた画像信号について圧縮符号化して圧縮画像データを生成し、生成した圧縮画像データを画像記録部２９に記憶する。圧縮符号化方式は、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２  ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）で規定された動画圧縮方式である。
【００３５】
ＬＣＤ２８は、画像信号処理部２７から入力された画像信号が示す画像を表示する表示デバイスである。
【００３６】
画像記録部２９は、画像信号処理部２７が生成した圧縮画像データを記録する記録媒体を含んで構成される。
【００３７】
ＣＰＵ３１は、湾曲指示部１２、湾曲サーボ処理部１３−１、１３−２、照明部２１、ＣＣＤ信号処理部２６、及び画像信号処理部２７の動作の開始、態様、タイミング、終了、等を制御する。ＣＰＵ３１は、予めメモリ３２に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムが示す命令に従って各構成要素の動作を制御してもよい。
【００３８】
メモリ３２は、ＣＰＵ３１その他の構成要素が生成した各種のデータ、各構成要素による処理において用いられる各種のデータ、各種のプログラムを記憶する。メモリ３２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体を含んで構成される。
【００３９】
バス３３は、湾曲指示部１２、湾曲駆動部１４Ａ、照明部２１、ＣＣＤ信号処理部２６、画像信号処理部２７及びＣＰＵ３１の相互間において各種のデータを送受信可能に接続する伝送媒体である。
【００４０】
電源部３４は、内視鏡装置１の各構成要素が動作するための電力を当該各構成要素に供給する。電源部３４は、例えば、外部から提供されるＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ、交流）電源からの交流電力を所定の電圧の直流電力に変換するＡＣアダプタなどの電源装置を含んで構成されてもよい。
【００４１】
（湾曲指示部の構成）
次に、内視鏡装置１が備える湾曲指示部１２の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る湾曲指示部１２及び湾曲駆動部１４Ａの構成を示す概略ブロック図である。湾曲指示部１２は、指示値調整部１２１と、湾曲量調整部１２２を備える。
【００４２】
指示値調整部１２１は、湾曲角度調整部（ＲＬ方向）１２１−１と、湾曲角度調整部（ＵＤ方向）１２１−２とを備える。湾曲角度調整部１２１−１、１２１−２は、それぞれ信号レベルでの補正処理及び変換処理を行って湾曲指示信号を生成する。湾曲指示信号には、ＵＤ方向湾曲指示信号とＲＬ方向湾曲指示信号が含まれる。補正処理として、例えば、オフセット値、操作量に含まれる傾き誤差、等の除去が含まれる。変換処理として、例えば、補正後のＲＬ方向操作量、ＵＤ方向操作量にそれぞれ比例するＲＬ方向湾曲指示量ｘ、ＵＤ方向湾曲指示量ｙをそれぞれ示すＲＬ方向湾曲指示信号、ＵＤ方向湾曲指示信号に変換する処理が含まれる。湾曲駆動部１４Ａが、後述するようにサーボ機構とモーターを備える場合には、ＲＬ方向湾曲指示量ｘ、ＵＤ方向湾曲指示量ｙは、それぞれの方向に挿入部４１を湾曲させるモーターの回転角指示量である。湾曲角度調整部１２１−１、１２１−２は、生成したＲＬ方向湾曲指示信号、ＵＤ方向湾曲指示信号をそれぞれ湾曲量調整部１２２に出力する。
【００４３】
湾曲量調整部１２２は、湾曲角度調整部１２１−１からのＲＬ方向湾曲指示信号が示すＲＬ方向湾曲指示量ｘをＲＬ方向湾曲指示量ｘ’に調整し、湾曲角度調整部１２１−２からのＵＤ方向湾曲指示信号が示すＵＤ方向湾曲指示量ｙをＵＤ方向湾曲指示量ｙ’に調整する。この調整において、湾曲量調整部１２２は、湾曲指示信号が交差方向への湾曲指示を示すとき、次の（ｉ）、（ｉｉ）の関係をいずれも満たすＲＬ方向湾曲指示量ｘ’とＵＤ方向湾曲指示量ｙ’を定める。（ｉ）ＲＬ方向湾曲指示量ｘ’が、湾曲指示信号がＲＬ方向への湾曲指示を示すときのＲＬ方向湾曲指示量ｘ’よりも小さくする。（ｉｉ）ＵＤ方向湾曲指示量ｙ’が、湾曲指示信号がＵＤ方向への湾曲指示を示すときのＵＤ方向湾曲指示量ｙ’よりも小さくする。交差方向とは、ＵＤ方向とＲＬ方向の両方に交差する方向である。湾曲量調整部１２２は、湾曲指示信号が交差方向への湾曲指示を示すことを、ＲＬ湾曲指示量ｘ、ＵＤ湾曲指示量ｙがともに有意に０ではない値をとることをもって検出することができる。
【００４４】
ここで、湾曲量調整部１２２は、湾曲指示により指示される湾曲方向に応じてＲＬ方向湾曲指示量ｘ’及びＵＤ方向湾曲指示量ｙ’の調整量を変化させる。湾曲量調整部１２２は、ＲＬ方向又はＵＤ方向と、指示される方向とのなす角度が大きいほど調整量を大きくする。湾曲量調整部１２２は、湾曲指示で指示される方向がツイスト方向を示す場合において調整量を最大とする。ツイスト方向は、ＲＬ方向とＵＤ方向との中間の角度である。
【００４５】
具体的には、湾曲量調整部１２２は、ＲＬ方向湾曲指示量ｘ、ＵＤ方向湾曲指示量ｙから式（１）、（２）の関係を満たす湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θを算出する。
φ＝ｔａｎ−１（ｙ／ｘ）  …  （１）
θ＝（ｘ２＋ｙ２）１／２  …  （２）
例えば、操作部１１がジョイスティックである場合には、湾曲方向指示値φは、操作桿１１１（後述）を傾倒する方向である傾倒方向に基づいて与えられる。また、湾曲角度指示値θは、操作桿１１１の傾倒方向への傾倒角の大きさに比例する角度をもって与えられる。
【００４６】
そして、湾曲量調整部１２２は、算出した湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θから式（３）の関係を満たすように調整した湾曲角度指示値θ’を算出する。
θ’＝θ・（１−（−Ｋ・ｃｏｓ（４・φ）＋Ｋ))  …（３）
式（３）において、Ｋは、調整量の大きさを規定する予め定めた係数を示す。Ｋは、０よりも大きく、かつ、０．５よりも小さい実数である。式（３）の第２項は、湾曲角度指示値θの調整量を示す。この調整量は、湾曲方向指示値φの４倍周期の周期関数である。湾曲方向指示値φがＲＬ方向、ＵＤ方向を示す場合、調整量が最も小さく、湾曲角度指示値θ’が最も大きい。この場合、調整量は０である。湾曲方向指示値φがツイスト方向を示す場合、調整量が最も大きく、湾曲角度指示値θ’が最も小さい。この場合、最大調整量は２・Ｋとなる。
【００４７】
なお、係数Ｋは、可変であってもよい。例えば、挿入部４１の剛性が低いほど係数Ｋが大きくてもよい。これは、挿入部４１の剛性が低いほど、ツイスト方向への湾曲時において湾曲角度が大きくなる傾向があるためである。なお、挿入部４１の剛性は、材質が同じ場合には径が小さいほど剛性が低い。そのため、個々の挿入部４１の寸法や材質などに応じて係数Ｋが異なっていてもよい。なお、湾曲量調整部１２２は、ユーザーによる操作入力に応じて係数Ｋが設定可能であってもよい。
【００４８】
湾曲量調整部１２２は、湾曲方向指示値φ’と算出した湾曲角度指示値θ’から式（４）、（５）をいずれも満たすＲＬ方向湾曲指示量ｘ’とＵＤ方向湾曲指示量ｙ’を算出する。
ｘ’＝θ’ｃｏｓφ  …  （４）
ｙ’＝θ’ｓｉｎφ  …  （５）
そして、湾曲量調整部１２２は、算出したＲＬ方向湾曲指示量ｘ’を示すＲＬ方向湾曲指示信号と、ＵＤ方向湾曲指示量ｙ’を示すＵＤ方向湾曲指示信号を、それぞれ湾曲駆動部１４Ａの湾曲サーボ処理部１３−１、１３−２に出力する。湾曲量調整部１２２により調整された湾曲量特性の例については後述する。
【００４９】
（湾曲駆動部の構成）
次に、湾曲駆動部１４Ａの構成について説明する。湾曲駆動部１４Ａは、湾曲サーボ処理部（ＲＬ方向）１３−１と、湾曲サーボ処理部（ＵＤ方向）１３−２と、湾曲駆動部（ＲＬ方向）１４−１と、湾曲駆動部（ＵＤ方向）１４−２と、を備える。
湾曲サーボ処理部１３−１は、湾曲量調整部１２２から入力されるＲＬ方向湾曲指示信号と、湾曲駆動部１４から入力されるＲＬ方向検知信号に基づいて、湾曲駆動部１４−１の動作についてサーボ制御を行う。ＲＬ方向検知信号は、湾曲駆動部１４−１において検知されたＲＬ方向への湾曲量（以下、ＲＬ方向湾曲検知量と呼ぶ）を示す信号である。湾曲サーボ処理部１３−１は、目標値であるＲＬ方向湾曲指示量ｘ’から参照値であるＲＬ方向湾曲検知量の差分値をＲＬ方向駆動量として演算し、ＲＬ方向駆動量を示すＲＬ方向駆動信号を湾曲駆動部１４−１に出力する。
【００５０】
湾曲サーボ処理部１３−２は、湾曲量調整部１２２から入力されるＵＤ方向湾曲指示信号と、湾曲駆動部１４から入力されるＵＤ方向検知信号に基づいて、湾曲駆動部１４−２の動作についてサーボ制御を行う。ＵＤ方向検知信号は、湾曲駆動部１４−２において検知されたＵＤ方向湾曲検知量を示す信号である。湾曲サーボ処理部１３−２は、目標値であるＵＤ方向湾曲指示量ｙ’から参照値であるＵＤ方向湾曲検知量の差分値をＵＤ方向駆動量として演算し、ＵＤ方向駆動量を示すＵＤ方向駆動信号を湾曲駆動部１４−２に出力する。
【００５１】
湾曲駆動部１４−１は、湾曲サーボ処理部１３−１から入力されたＲＬ方向駆動信号に基づいて先端部をＲＬ方向に湾曲させる。湾曲駆動部１４−１は、例えば、モーター１４１（図５）とポテンショメーター（図示せず）を備える。湾曲駆動部１４−１は、ＲＬ方向駆動信号が示すＲＬ方向駆動量が０よりも大きい場合、そのＲＬ方向駆動量で変位するようにモーター１４１を回転させてＲ方向ワイヤー１５Ｒを牽引する。湾曲駆動部１４−１は、ＲＬ方向駆動量が０よりも小さい場合、そのＲＬ方向駆動量の絶対値で変位するようにＬ方向ワイヤー１５Ｌを牽引する。ポテンショメーターは、ＲＬ方向湾曲検知量として、例えば、モーター１４１の回転角度を検知する。モーター１４１の回転角度は、先端部の湾曲角度に対応する。湾曲駆動部１４−１は、検知したＲＬ方向湾曲検知量を示すＲＬ方向検知信号を湾曲サーボ処理部１３−１に出力する。
【００５２】
湾曲駆動部１４−２は、湾曲サーボ処理部１３−２から入力されたＵＤ方向駆動信号に基づいて先端部をＵＤ方向に湾曲させる。湾曲駆動部１４−２は、湾曲駆動部１４−１と同様の構成を有する。但し、湾曲駆動部１４−２は、ＵＤ方向駆動信号が示すＵＤ方向駆動量で変位するようにＵ方向ワイヤー１５Ｕ又はＤ方向ワイヤー１５Ｄを牽引する。湾曲駆動部１４−２は、検知したＵＤ方向湾曲検知量を示すＵＤ方向検知信号を生成する。湾曲駆動部１４−２は、生成したＵＤ方向検知信号を湾曲サーボ処理部１３−２に出力する。
【００５３】
内視鏡装置１は、その構成により、ユーザーによる操作部１１の操作によって指示された湾曲指示値に応じて、先端部をＵＤ方向、ＲＤ方向、又は、それらの中間のツイスト方向を含んだ任意の交差方向に湾曲させることができる。また、内視鏡装置１は、湾曲方向の回転を指示するローテーション操作に応じて、先端部の湾曲方向を所定の回転軸の周りで回転させることができる。
【００５４】
（操作検知信号）
次に、操作検知信号が示す操作量について説明する。次の説明では、操作部１１が２軸ＪＳである場合を例にする。図３（ａ）に示すように操作部１１は、台座１１３にその一端が支持された操作桿１１１を備える。台座１１３の主面の中央部には、操作桿１１１を挿通する孔部を有する規制部材１１２が設けられている。孔部の形状は、台座１１３の主面視方向に対して円形であり、その直径は操作桿１１１の直径よりも大きい。操作がなされていない状態では、操作桿１１１は、孔部の中心を通り、台座１１３の主面に垂直な中心軸ｚ上に配置される。
【００５５】
操作桿１１１は、ユーザーの操作により傾倒可能とされている。操作量を大きくすることにより、中心軸ｚからの傾倒角度（湾曲角度指示値θに対応）が大きくなると傾倒した操作桿１１１の一部が規制部材１１２の孔部に接する。操作桿１１１の一部が孔部に接することで規制された傾倒角を最大傾倒角度と呼ぶ。孔部の形状が円形であるため、図３（ｂ）に示すように傾倒方向（湾曲方向指示値φに対応）に関わらず最大傾倒角度が共通となる。ここで、傾倒角度とは、傾倒した操作桿１１１の長手方向と中心軸ｚとのなす角度である。傾倒方向とは、傾倒した操作桿１１１の長手方向をｘｙ平面に射影した方向である。ｘｙ平面は、中心軸ｚに直交する平面である。
【００５６】
操作において、ｘｙ平面に平行な一つの方向がＲ方向又はＬ方向であり、ｘｙ平面においてＲ方向又はＬ方向に垂直な他の方向がＵ方向又はＤ方向である。ＲＬ方向は、Ｒ方向とその逆方向であるＬ方向の総称である。ＵＤ方向は、Ｕ方向とその逆方向であるＤ方向の総称である。図３（ａ）に示す例では、Ｒ方向は、図面に対して右方向であるが、必ずしもユーザーに対して右方向でなくてもよい。他方、Ｕ方向は、図面に対して上方向であるが、必ずしも鉛直方向の逆方向でなくても、ユーザーの正面から遠ざかる方向でなくてもよい。操作によってＲＬ方向操作量とＵＤ方向操作量とが並列に指示することができれば、操作方向としてＲＬ方向とＵＤ方向が直交していてもよいし、直交していなくてもよい。
【００５７】
操作部１１は、例えば、ＵＤ方向操作量、ＲＬ方向操作量として、それぞれ操作桿１１１のＵＤ方向への傾倒角度（以下、ＵＤ方向傾倒角度と呼ぶ）とＲＬ方向への傾倒角度（以下、ＲＬ方向傾倒角度と呼ぶ）に応じて接点が移動することにより、電気抵抗値が変化する可変抵抗を含んで構成されてもよい。この構成により、指示値調整部１２１では、ＵＤ方向傾倒角度、ＲＬ方向傾倒角度にそれぞれ比例するＵＤ方向湾曲指示量ｘ、ＲＬ方向湾曲指示量ｙが定められる。以下の説明では、簡単のために湾曲指示量が操作量に等しいと仮定する。その場合には、ＲＬ方向傾倒角度、ＵＤ方向傾倒角度が、それぞれＵＤ方向湾曲指示量ｘ、ＲＬ方向湾曲指示量ｙとして与えられ、傾倒角度、傾倒方向が、それぞれ湾曲角度指示値θ、湾曲方向指示値φとして与えられる。
【００５８】
湾曲操作量として最大傾倒角度が与えられるとき、先端部の湾曲角度θｃが最大となる。図４（ａ）に示すように、湾曲角度θｃは、湾曲していない状態における挿入部４１の長手方向ｚｃと湾曲した先端部の方向とのなす角度である。理想的には、図４（ｂ）に示すように先端部の湾曲角度θｃは、湾曲角度指示値θと等しく、湾曲方向φｃに関わらず最大の湾曲角度θｃが一定に制御されることが望ましい。
【００５９】
湾曲方向とは、湾曲した先端部の長手方向を、方向ｚｃに垂直なｘｃｙｃ平面に射影した方向である。先端部の湾曲において、ｘｃｙｃ平面に平行な一つの方向がＲ方向又はＬ方向であり、ｘｃｙｃ平面においてＲ方向又はＬ方向に垂直な他の方向がＵ方向又はＤ方向である。図４（ａ）に示す例では、Ｒ方向は、図面に対して右方向であるが、操作におけるＲ方向と同一の方向でなくてもよい。他方、Ｕ方向は、図面に対して上方向であるが、操作におけるＲ方向と同一の方向でなくてもよい。先端部の湾曲におけるＲＬ方向、ＵＤ方向は、操作におけるＲＬ方向、ＵＤ方向が対応付けられていればよい。例えば、先端部の湾曲におけるＲＬ方向、ＵＤ方向は、撮像部２４を基準とする撮像座標系の水平方向、垂直方向であってもよい。
【００６０】
（ワイヤーの遊びの影響）
従来の内視鏡装置では、上述したワイヤー１５を用いた湾曲動作には、次に説明する課題がある。図５（ｂ）に示すように、ワイヤー１５と湾曲駆動部１４のモーター１４１とを連接するワイヤー巻きつけ部１４２との間には、ワイヤー１５を保護することを目的としてワイヤー１５に、ある程度の遊び部分が設けられていることが一般的である。仮に、遊び部分が設けられていないと、挿入部４１に設けられた湾曲部１６に外部からのストレスなどが与えられることがある。その場合には、ワイヤー１５に高い負荷が生じうる。
【００６１】
他方、ワイヤー１５に設けられた遊びと、ワイヤー１５ならびにワイヤー巻きつけ部１４２との摩擦により、湾曲指示に対して実際に得られる先端部の湾曲角度との関係においてヒステリシス特性が生じることがある。図５（ａ）は、湾曲指示信号が示すＵＤ方向湾曲指示量とＵＤ方向変位、つまりＵＤ方向への湾曲角度との関係の一例を示す。図５（ａ）に示すように、ＵＤ方向湾曲指示量が増加する場合（操作桿１１１をＤ方向からＵ方向に傾ける操作に対応）の方が、ＵＤ方向湾曲指示量が減少する場合（操作桿１１１をＵ方向からＤ方向に傾ける操作に対応）よりも、同一のＵＤ方向湾曲指示量であってもＵＤ方向変位が小さくなる。このＵＤ方向変位の差異は、遊びに相当する変位について湾曲駆動部１４のモーター１４１が空転するためである。
【００６２】
ここで、一定の回転速度で操作桿１１１を一定の傾倒角度（例えば、最大傾倒角度）を保ちながら中心軸ｚの周りを回転する操作（以下、ローテーション操作と呼ぶ）が行われる場合を仮定する（図６（ａ））。図６（ｂ）に示されるように湾曲角度指示値θが一定に保たれ、湾曲方向指示値φが一定速度で変化する。この操作は、操作桿１１１をＲＬ方向に往復する操作とＵＤ方向に往復する操作とが共通の振幅で９０度の位相差をもって並行することに相当する。その場合、ワイヤー１５に設けられた遊びにより、操作により指示される湾曲指示量により期待される湾曲角度（変位）よりも、実際の湾曲角度の方が大きくなる期間が生じることがある。言い換えれば、本実施形態に係る湾曲量調整部１２２を備えないと、図７に示すように先端部の湾曲方向がツイスト方向であるとき、湾曲角度は他の湾曲方向への湾曲角度よりも大きくなる。
【００６３】
図８（ａ）に示すように、遊びが設けられた場合のＲＬ方向の変位ＲＬ２１とＵＤ方向の変位ＵＤ２１は、それぞれ遊びが設けられていない場合のＲＬ方向の変位ＲＬ１１とＵＤ方向の変位ＵＤ１１よりも遅れる。また、変位ＲＬ２１、変位ＵＤ２１は、最大値又は最小値に達した後、モーターの空転により所定時間その値が維持された後で、減少又は増加に転じる。そのため、湾曲方向φｃが交差方向である場合の湾曲角度θ２１は、湾曲方向φｃがＲＬ方向又はＵＤ方向である場合の湾曲角度θ２１よりも大きくなる（図８（ｂ））。
【００６４】
特に、湾曲方向φｃがツイスト方向である場合、湾曲角度θ２１が最大になる。遊びが設けられている場合の湾曲角度θ２１は、遊びが設けられていない場合の湾曲角度θ１１や、１軸方向のみ湾曲指示がなされる場合の湾曲角度よりも大きくなる。傾倒角度（操作角度）が一定であるにも関わらず傾倒方向（操作方向）に応じて湾曲角度が異なることは、ユーザーによる操作感を損ねる原因となりうる。また、湾曲方向によって生じる過度な湾曲角度は、挿入部４１の内部を通るライトガイド２２や信号ケーブル２５にストレスを与え、機器の劣化、故障などの原因となりうる。
【００６５】
（湾曲量特性の例）
次に、本実施形態に係る湾曲量調整部１２２により調整された湾曲量特性の例について説明する。図９は、本実施形態に係る湾曲量調整部１２２が調整した湾曲指示量に基づく湾曲量特性の例を示す図である。図９に示す例では、Ｋは、０．０５である。
【００６６】
図９（ａ）、（ｂ）において、曲線ＬＦ３１は、調整特性αの湾曲方向依存性を示す。調整特性αは、式（３）の右辺の（１−（−Ｋ・ｃｏｓ（４・φ）＋Ｋ))で与えられる。湾曲方向指示値φが０°、９０°、１８０°、２７０°であるとき、調整特性αは１（無調整）である。従って、湾曲方向指示値φがＲＬ方向又はＵＤ方向を示す場合には、湾曲角度指示値θは調整されない。湾曲方向指示値φがＲＬ方向とＵＤ方向に交差する交差方向を示す場合には、湾曲角度指示値θがより小さくなるように調整される。湾曲方向指示値θが４５°、１３５°、２０５°、３１５°であるとき、調整特性αは０．９（最小値）になる。つまり、湾曲方向指示値φがツイスト方向を示す場合には、湾曲角度指示値θの調整量が最も大きくなる。
【００６７】
図９（ｃ）は、遊びが設けられている場合において、湾曲量調整部１２２により湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θを調整して得られた湾曲角度θ３１の例を示す。湾曲角度θ３１は、調整前の湾曲角度θ２１よりも、湾曲方向指示値φによらず一定である湾曲角度θ１１に近似する。このことは、遊びの影響を受けた湾曲角度の湾曲角度指示値からの誤差が低減することを示す。遊びによる影響をほとんど受けないＲＬ方向やＵＤ方向への湾曲角度θ３１は調整されず、遊びによる影響を最も受けるツイスト方向への湾曲角度θ３１を与える調整量が最も大きくなるように調整される。
【００６８】
（出力特性による影響）
また、従来の内視鏡装置において、操作方向に応じて湾曲角度が異なる他の原因として、操作部１１から出力される湾曲操作量が操作部１１への湾曲操作量に完全に比例しないことが挙げられる。このことにより、ローテーション操作が行われても湾曲サーボ処理部１３−１、１３−２には、湾曲方向に関わらず一定の湾曲角度指示値θを与える湾曲指示信号が入力されないことがある。
【００６９】
例えば、操作部１１は、上述したように操作桿１１１のＵＤ方向傾倒角度又はＲＬ方向傾倒角度に比例するＵＤ方向操作量（又はＲＬ方向操作量）示す操作検知信号を出力する。操作桿１１１の操作範囲、例えば、Ｕ方向の最大傾倒角度からＤ方向の最大傾倒角度までの範囲において、出力されるＵＤ方向操作量が変化しない範囲が含まれることがある。この範囲では、ＵＤ方向傾倒角度の変化に比例して抵抗値が変化しない。図１０に示す例では、ＵＤ方向傾倒角度が０よりも最大傾倒角度に近似する領域（不感帯）においてＵＤ方向操作量がほぼ一定となる。不感帯は、操作部１１の仕様として意図的に設けられていることもある。
【００７０】
そのため、図１１（ａ）に示すようにＵＤ方向湾曲指示量ＵＤ４１、ＲＬ方向指示量ＲＬ４１は、操作桿１１１の傾倒方向の余弦関数、正弦関数とはならない。ＵＤ方向湾曲指示量ＵＤ４１、ＲＬ方向湾曲指示量ＲＬ４１が操作桿１１１の傾倒方向の変化に関わらずほぼ一定となる傾倒方向の領域が存在する。この領域は、傾倒方向がＲＬ方向傾倒角度又はＵＤ方向傾倒角度が不感帯の範囲内にある領域である。図１１（ｂ）において、ＵＤ方向湾曲指示量ＵＤ４１とＲＬ方向湾曲指示量ＲＬ４１から与えられる湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θ４１の関係が、ほぼ四角形で表される。湾曲角度指示値θ４１は、湾曲方向指示値φに応じて異なる。湾曲角度指示値θ４１は、湾曲方向指示値φがＲＬ方向又はＵＤ方向を示す場合において最も小さく、湾曲方向指示値φがツイスト方向を示す場合において最も大きい。
【００７１】
このような湾曲角度指示値θ４１の特性は、先端部の湾曲角度θｃが湾曲方向φｃに応じて異なる原因になる。この場合においても、傾倒角度が一定であるにも関わらず傾倒方向に応じて湾曲角度が異なるので、ユーザーによる操作感が損われる。また、湾曲方向によって生じる過度な湾曲角度は、機器の劣化、故障などの原因となりうる。
【００７２】
（湾曲指示値の例）
次に、本実施形態に係る湾曲量調整部１２２により調整された湾曲指示量の例について説明する。図１２は、本実施形態に係る湾曲量調整部１２２が調整した湾曲指示量の例を示す図である。図１２に示す例では、Ｋは、０．１４５である。
調整前の湾曲角度指示値θ４１とは異なり、調整された湾曲角度指示値θ５１は、湾曲方向指示値φによらずほぼ一定となる。交差方向、とりわけツイスト方向に過大になっていた湾曲角度指示値θ４１が小さくなるとともに、ＲＬ方向又はＵＤ方向への湾曲角度指示値θ４１が維持される。従って、先端部の湾曲角度が湾曲方向によらずほぼ一定となる。このことは、操作部１１の出力特性による影響が低減又は排除されることを示す。
【００７３】
なお、上述では、ワイヤー１５の遊びによる影響と、操作部１１の出力特性による影響とを個々に考察したが、実環境ではこれら両方の影響が現れることがある。その場合においても、湾曲量調整部１２２は、式（３）に基づいて湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θを調整することによって、先端部の湾曲角度を湾曲方向によらずほぼ一定にすることができる。また、係数Ｋを変更することで湾曲角度ならびに湾曲方向の調整量を簡便に変更することができる。
【００７４】
以上、説明したように、本実施形態に係る内視鏡装置１は、挿入部４１と、ユーザーによる操作が可能であって、その操作を検出し、操作検知信号を出力する操作部１１と、操作検知信号に基づいて、湾曲指示信号を生成する湾曲指示部１２と、を備える。また、内視鏡装置１は、湾曲指示信号に基づいて挿入部４１の先端をＲＬ方向に湾曲させる湾曲駆動部１４−１と、湾曲指示信号に基づいて挿入部４１の先端をＵＤ方向に湾曲させる湾曲駆動部１４−２と、を有する。また、湾曲指示部１２は、操作検知信号に基づいて生成される湾曲指示信号が、ＲＬ方向とＵＤ方向の両方に交差する交差方向への湾曲指示を示す場合、交差方向の湾曲指示におけるＲＬ方向湾曲指示量が、ＲＬ方向への湾曲指示におけるＲＬ方向湾曲指示量よりも小さく、且つ、交差方向の湾曲指示におけるＵＤ方向湾曲指示量が、ＵＤ方向への湾曲指示におけるＵＤ方向湾曲指示量よりも小さくなるように、ＲＬ方向湾曲指示量とＵＤ方向湾曲指示量とを調整することを特徴とする。
【００７５】
この構成により、挿入部４１の先端の交差方向への湾曲角度が、ＲＬ方向又はＵＤ方向への湾曲角度が大きくなる現象が緩和されるので、操作により指示される湾曲方向によって湾曲角度が過大になることを制限することができる。そのため、ユーザーによる操作感を向上させることができる。また、湾曲方向による過度な湾曲角度を制限することで、挿入部４１への負荷が軽減されるので、機器の劣化、故障などを防止することができる。
【００７６】
湾曲指示部１２は、湾曲指示により指示される方向が交差方向であるとき、その方向へのＲＬ方向あるいはＵＤ方向に対する角度に応じて、湾曲駆動部１４−１及び湾曲駆動部１４−２への湾曲指示量を調整する調整量を異ならせることを特徴とする。
この構成により、挿入部４１の先端の交差方向への湾曲角度を湾曲方向に応じて異ならせることができるので、湾曲角度の湾曲方向依存性を緩和することができる。
【００７７】
また、駆動制御部１２Ａは、湾曲指示により指示される方向が、ＲＬ方向とＵＤ方向の中間のツイスト方向である場合、調整量を最大とすることを特徴とする。
この構成により、挿入部４１の先端の湾曲方向がツイスト方向である場合に、湾曲角度が最も過大になる湾曲方向依存性を緩和することができる。
【００７８】
また、駆動制御部１２Ａは、湾曲指示に基づく湾曲方向指示値φ及び湾曲角度指示値θから式（３）を満たす湾曲角度指示値θ’を算出し、算出した湾曲角度指示値θ’に基づいて湾曲指示信号を生成することを特徴とする。
この構成により、簡素な演算により湾曲指示により指示される湾曲角度指示値θが調整されることで、複雑な演算や主な構成の変更を伴わずに湾曲角度の湾曲方向依存性を緩和することができる。また、式（３）は、湾曲方向指示値φに対する連続関数であるため、湾曲方向指示値φの順次変化（例えば、ローテーション操作）に応じて算出される湾曲角度指示値θ’は急激に変化しない。挿入部４１の先端の方向の急激な変化が回避されるので、安全性が確保され、挿入部４１への負荷を軽減することができる。
【００７９】
また、式（３）において係数Ｋは可変であることを特徴とする。
この構成により、挿入部４１の先端の湾曲角度の湾曲方向に応じた調整量が簡便に変更可能となる。そのため、調整量の設定にかかる作業負担が軽減される。
【００８０】
また、内視鏡装置１は、操作部１１と、予め係数Ｋが記憶された記憶部を備えた分離可能なユニットとして、リモートコントローラ５１、スコープユニット５２のいずれか又は両方を含んで構成されてもよい。
この構成により、操作部１１又はスコープユニット５２が交換されたとき、それらの特性に応じた係数Ｋを、ユーザーの操作なしに湾曲指示部１２に設定することができる。このとき、内視鏡装置１の構成のうち、操作部１１又はスコープユニット５２を交換するか否かに関わらず、本体部４２に残される共通部分を一定の特性で動作することができる。
【００８１】
なお、上述した実施形態では、操作部１１が主に２軸ＪＳである場合を例にしたが、これには限られない。操作部１１は、ユーザーの操作によりＲＬ方向への操作量と、ＵＤ方向への操作量を検出することができる機器を含んで構成されればよい。操作部１１は、例えば、トラックボール、マウス等のポインティングデバイスであってもよい。
また、上述した実施形態では、主に湾曲駆動部１４Ａが湾曲サーボ処理部１３−１、１３−２と湾曲駆動部１４−１、１４−２とからなるサーボモーターを有する場合を例にしたが、これには限られない。湾曲駆動部１４Ａは、サーボモーターに代えてステッピングモーターを含んで構成されてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、湾曲角度調整部１２１−１が操作部１１から入力される操作検知信号が示すＲＬ方向操作量に比例する（又は等しい）ＲＬ方向湾曲指示量ｘを取得することを例にしたが、これには限られない。湾曲角度調整部１２１−１は、ＲＬ方向操作量に基づいてＲＬ方向湾曲指示量ｘを定めることができればよい。例えば、所定の動作モードが指示されたとき、湾曲角度調整部１２１−１は、ＲＬ方向操作量が所定のＲ方向の閾値以上である間、所定の増加率でＲＬ方向湾曲指示量ｘを増加させ、ＲＬ方向操作値が所定のＬ方向の閾値以下である間、所定の減少率でＲＬ方向湾曲指示量ｘを減少させてもよい。湾曲角度調整部１２１−２も、湾曲角度調整部１２１−１と同様な手法を用いて、ＵＤ方向操作量に基づいてＵＤ方向湾曲指示量ｙを定めてもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、湾曲量調整部１２２は、湾曲方向指示値φと湾曲角度指示値θについて式（３）の関係を満たすように調整することを例にしたが、これには限られない。湾曲量調整部１２２は、ＲＬ方向及びＵＤ方向への湾曲角度の調整量が０となり、ツイスト方向への湾曲角度の調整量が最大となるように調整できればよい。例えば、湾曲量調整部１２２は、調整量として湾曲方向指示値φの周期が９０°であって、ツイスト方向に最小値を与える三角形関数（三角波）を用いてもよい。この場合においても、湾曲量調整部１２２は、簡素な演算により湾曲角度指示値θが調整され、調整量が簡便に変更可能となる。また、湾曲量調整部１２２は、式（３）に示すように４倍周期の余弦関数の他、周期が４の整数倍である余弦関数を、所定の重み係数で重み付け加算して得られる関数（フーリエ展開）を調整量として定めてもよい。これにより、先端部の湾曲角度の湾曲方向依存性をより高い精度で表すことができる。
【００８４】
なお、上述した実施形態に係る内視鏡装置１の一部、例えば、湾曲指示部１２及び画像信号処理部２７をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、内視鏡装置１に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態に係る内視鏡装置１の一部、または全部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。内視鏡装置１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態において、操作部１１の一部は、内視鏡装置１の本体部４２に格納されてもよい。内視鏡装置１がユーザーの操作に応じて生成された操作指示信号を受信することができれば、操作部１１が省略されてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態及びその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００８７】
１…内視鏡装置、１１…操作部、１１１…操作桿、１１２…規制部材、１１３…台座、１２…湾曲指示部、１２１…指示値調整部、１２１−１、１２１−２…湾曲角度調整部、１２２…湾曲量調整部、１３−１、１３−２…湾曲サーボ処理部、１４Ａ、１４−１、１４−２…湾曲駆動部、１４１…モーター、１４２…ワイヤー巻きつけ部、１５…ワイヤー、１５Ｒ…Ｒ方向ワイヤー、１５Ｌ…Ｌ方向ワイヤー、１５Ｕ…Ｕ方向ワイヤー、１５Ｄ…Ｄ方向ワイヤー、１６…湾曲部、２１…照明部、２２…ライトガイド、２３…光学アダプタ、２３１…孔部、２３２…対物レンズ、２４…撮像部、２４１…入射レンズ、２４２…ＣＣＤイメージセンサ、２５…信号ケーブル、２６…ＣＣＤ信号処理部、２７…画像信号処理部、２８…ＬＣＤ、２９…画像記録部、３１…ＣＰＵ、３２…メモリ、３３…バス、３４…電源部、４１…挿入部、４２…本体部
【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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【図１２】
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