(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部に設けられた湾曲部と、
前記湾曲部を湾曲動作させる複数の構成部材を有する湾曲駆動手段と、
前記湾曲部の状態を湾曲状態情報として検知する湾曲状態検知手段と、
前記湾曲駆動手段を駆動する駆動力を出力する湾曲動力手段と、
前記湾曲動力手段の駆動状態を駆動状態情報として検知する駆動状態検知手段と、
前記湾曲動力手段から前記湾曲駆動手段へ前記駆動力を伝達する駆動力伝達状態と、前記湾曲動力手段から前記湾曲駆動手段への前記駆動力の伝達を切断する動力伝達切断状態に切り替え可能な駆動力伝達手段と、
前記駆動力伝達手段を前記駆動力伝達状態または前記動力伝達切断状態へ切り替える制御指令信号を前記駆動力伝達手段へ出力する駆動状態切替手段と、
前記駆動状態切替手段が前記駆動力伝達状態を示す制御指令信号を出力している場合には前記駆動状態情報に基づいて、前記駆動状態切替手段が前記動力伝達切断状態を示す制御指令信号を出力している場合には前記湾曲状態情報に基づいて湾曲動作を制御する湾曲動作制御手段と、
を備えたことを特徴とする電動湾曲内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対位置信号を出力する湾曲動作指示部を操作することによって、湾曲部が絶対位置信号に対応する状態に電動湾曲する電動湾曲内視鏡を具備した電動湾曲内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治療処置の行える内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
この内視鏡には、一般に先端部側に上下／左右に湾曲する湾曲部が設けられており、この湾曲部に接続した湾曲ワイヤを牽引・弛緩操作することによって湾曲部を所望の方向に湾曲させられる。
【０００４】
前記湾曲ワイヤは、一般的に手動で操作されていたが、近年では、例えば特開２００３−２４５２４６号公報等に開示されているように、電動モータ等の湾曲動力手段を用いて牽引操作する電動湾曲内視鏡もある。
【０００５】
この電動湾曲内視鏡では例えば、操作部に設けた湾曲動作指示手段である例えば絶対位置の湾曲指示信号を出力するジョイスティックによって電動モータを回転させ、この電動モータの回転によってプーリーを回転させ、このプーリーに連結されている湾曲ワイヤを牽引して湾曲部を湾曲させていた。
【０００６】
前記ジョイスティックは、傾倒操作することによって湾曲位置を指示する。つまり、ジョイスティックを傾けた方向が湾曲部を湾曲させたい方向であり、ジョイスティックの傾倒角度が湾曲部の湾曲角度になる。そして、ジョイスティックの傾倒角度が０度である直立状態のとき、前記湾曲部は非湾曲状態（直線状態）になる。したがって、術者はジョイスティックを保持している手指の感覚で、体腔内の湾曲部の湾曲状態を容易に把握することができる。
【特許文献１】特開２００３−２４５２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特開２００３−２４５２４６号公報の電動湾曲内視鏡においては、湾曲モータの回転状態はエンコーダによりモニタし、湾曲部の湾曲状態はポテンショメータによりモニタしているが、クラッチ機構により湾曲モータからの駆動力が湾曲部に伝達されている場合においても、湾曲部の湾曲状態をポテンショメータによりモニタしていた。
【０００８】
しかしながら、ポテンショメータでの湾曲部の位置検出は必ずしも正確な値ではないため、クラッチ切断時には特に有効であるが、クラッチ接続時の位置検知には誤差を含む虞れがあり、適切な湾曲制御に適していないといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、湾曲部への駆動力伝達状態に応じて適切な湾曲駆動制御を行うことのできる電動湾曲内視鏡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】
【００１０】
本発明の電動湾曲内視鏡は、
挿入部に設けられた湾曲部と、
前記湾曲部を湾曲動作させる複数の構成部材を有する湾曲駆動手段と、
前記湾曲部の状態を湾曲状態情報として検知する湾曲状態検知手段と、
前記湾曲駆動手段を駆動する駆動力を出力する湾曲動力手段と、
前記湾曲動力手段の駆動状態を駆動状態情報として検知する駆動状態検知手段と、
前記湾曲動力手段から前記湾曲駆動手段へ前記駆動力を伝達する駆動力伝達状態と、前記湾曲動力手段から前記湾曲駆動手段への前記駆動力の伝達を切断する動力伝達切断状態に切り替え可能な駆動力伝達手段と、
前記駆動力伝達手段を前記駆動力伝達状態または前記動力伝達切断状態へ切り替える制御指令信号を前記駆動力伝達手段へ出力する駆動状態切替手段と、
前記駆動状態切替手段が前記駆動力伝達状態を示す制御指令信号を出力している場合には前記駆動状態情報に基づいて、前記駆動状態切替手段が前記動力伝達切断状態を示す制御指令信号を出力している場合には前記湾曲状態情報に基づいて湾曲動作を制御する湾曲動作制御手段と、
を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、湾曲部への駆動力伝達状態に応じて適切な湾曲駆動制御を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１３】
図１ないし図２１は本発明の実施例１に係わり、図１は電動湾曲内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の画像処理装置のフロントパネルの構成を示す図、図３は図１の湾曲制御部の構成を示す図、図４は図１の湾曲制御部の制御部の構成を示す図、図５は図４のＦＰＧＡの論理ブロックの構成を示す図、図６は図５のモータコントローラの制御処理部の構成を示す図、図７は図５のモータコントローラのサーボ異常検出部の構成を示す図、図８は図５のモータコントローラにおけるサーボ制御を説明する説明図、図９は図５のモータコントローラにおけるサーボ制御の変形例を説明する説明図、図１０は図４のＦＰＧＡのコンフィギュレーションの変形例を説明する説明図、図１１は図５のモータコントローラにおける位置サーボ制御を説明する説明図、図１２は図５のＦＰＧＡブロック異常監視部を構成する論理要素ブロックを説明する説明図、図１３は図１２の論理要素ブロックを用いた論理判定ブロックを説明する第１の説明図、図１４は図１２の論理要素ブロックを用いた論理判定ブロックを説明する第２の説明図、図１５は図５のＦＰＧＡにおける処理遷移を説明する図、図１６は図５のＦＰＧＡにおける処理を説明するフローチャート、図１７は図１６のイニシャルモード処理を説明するフローチャート、図１８は図１６のメンテナンスモード処理を説明するフローチャート、図１９は図１６のキャリブレーションモード処理を説明するフローチャート、図２０は図１６の動作モード処理を説明するフローチャート、図２１は図１６の動作モード処理を説明するタイミング図である。
【００１４】
図１に示すように本実施例の電動湾曲内視鏡装置１は、内視鏡挿入部（以下、挿入部と略記する）９をの先端硬性部に例えば撮像素子（不図示）を内蔵し、挿入部９の湾曲部１１が湾曲駆動手段を構成する湾曲ワイヤ（後述）を電動で牽引することによって湾曲動作する電動湾曲内視鏡（以下、内視鏡と略記する）２と、前記湾曲部１１の駆動操作等を行うリモートコントロール操作部（以下、リモコン操作部と略記する）７と、ユニバーサルケーブル１２を介して伝送された画像信号を映像信号に生成する画像処理装置４と、図示しない照明光学系にユニバーサルケーブル１２に内蔵されたライトガイドファイバー束（不図示）を介して照明光を供給する光源装置３と、前記画像処理装置４で生成された映像信号が出力されて内視鏡画像を表示する表示装置であるモニタ６と、送気、送水管路及び吸引を行うポンプユニット１４とで主に構成されている。
【００１５】
光源装置３、画像処理装置４及びポンプユニット１４はカート１５に搭載されており、ポンプユニット１４は、送気、送水管路及び吸引の流量調整機構を備えた流量制御カセット１４ａを着脱自在に設置されている。また、カート１５からは内視鏡２を保持／固定する内視鏡固定アーム１３が設けられており、内視鏡固定アーム１３の先端に内視鏡２の基端把時部１０が着脱自在に保持／固定されるようになっている。
【００１６】
内視鏡２の基端把時部１０には、流量制御カセット１４ａからの吸引チューブが接続可能な鉗子栓１０ａが配置されると共に、ユニバーサルケーブル１２及び流量制御カセット１４ａからの送気送水チューブが接続されるようになっている。前記挿入部９内の図示しない例えば送気管路、送水管路、吸引管路に送気送水チューブ等及び吸引チューブが連結される。
【００１７】
また、基端把時部１０内には、湾曲部１１を電動湾曲駆動するためのモータ等を制御する湾曲制御部１０ｂが内蔵されており、リモコン操作部７が該湾曲制御部１０ｂとケーブル７ａを介して接続されるようになっている。なお、リモコン操作部７は、画像処理装置４ともケーブル７ａを介して接続可能であり、ユニバーサルケーブル１２を介して湾曲制御部１０ｂと接続することできるようになっている。
【００１８】
リモコン操作部７は、図示はしないが、湾曲部１１を電動湾曲操作を行う操作入力デバイスである、例えばジョイスティック、送気、送水及び吸引の操作入力スイッチ、画像処理装置４でのフリーズ、レリーズ等のリモートスイッチからなるスコープスイッチを備えている。
【００１９】
画像処理装置４はポンプユニット１４と接続可能となっており、画像処理装置４のフロントパネル４ａは、図２に示すように、パワースイッチ２０、電動湾曲内視鏡装置１の初期化を指示し初期化完了を告知するＬＥＤ機能を有する初期化ボタン２３、湾曲部１１の電動湾曲のキャリブレーションを告知するキャリブレーションＬＥＤ部２４、ポンプユニット１４の送気、送水及び吸引の操作入力スイッチ群２５、電動湾曲内視鏡装置１での検査が可能な状態を告知する検査可能ＬＥＤ２６及び送気管路、送水管路、吸引管路の接続状態を表示する管路接続表示部２７等を備えて構成されている。
【００２０】
図３に示すように、前記挿入部９内には前記湾曲制御部１０ｂから延出して前記湾曲部１１を湾曲操作する上下用の前記湾曲ワイヤ３３及び図示しない左右用の湾曲ワイヤが挿通している。なお、以下の説明では上下用の湾曲ワイヤ３３に関わる構成を説明し、この上下用の湾曲ワイヤ３３と同様な構成である左右用の湾曲ワイヤに関わる構成は簡単のため不図示にして説明も省略する。
【００２１】
前記湾曲ワイヤ３３の両端部は例えば図示しないチェーンに連結固定されており、このチェーンが湾曲駆動手段を構成する回動自在な上下用のスプロケット部３４に噛合配置されている。このため、前記スプロケット部３４が所定方向に回転することによって、前記チェーンに固定された湾曲ワイヤ３３が牽引操作されて、前記湾曲部１１が所定方向に湾曲動作するようになっている。
【００２２】
前記スプロケット部３４は例えば湾曲制御部１０ｂ内に配設されている。このスプロケット部３４には湾曲動力手段である例えば３相モータからなる上下用の湾曲モータ３０の駆動力が、複数のギア３１、３２と駆動力伝達切断復元手段である例えば歯車同士の噛合状態を着脱する駆動力伝達手段としてのクラッチ機構部３６とを備えている。そして、前記クラッチ機構部３６によって、前記湾曲ワイヤ３３に張力がかからない状態にすることにより、湾曲部１１が外力によって自由に湾曲する湾曲フリー状態になる。
【００２３】
なお、湾曲駆動手段は、ギア３１、３２、湾曲ワイヤ３３及びスプロケット部３４より構成される。
【００２４】
前記クラッチ機構部３６は、状態切換手段である切換操作レバー１０ｃ（図１参照）を駆動力伝達切断位置（以下、湾曲フリー指示位置と記載する）又は駆動力伝達復元位置（以下、アングル操作指示位置）に切換操作することによって、前記クラッチ機構部３６が切断状態である駆動力伝達切断状態と、クラッチ機構部３６が接続状態である駆動力伝達復元状態とに切り換わるようになっている。
【００２５】
つまり、前記切換操作レバー１０ｃを切換操作して、このクラッチ機構部３６を機械的に切断状態或いは接続状態に切り換えることによって、前記湾曲モータ３０と前記スプロケット部３４とは可逆的に着脱可能になっている。
【００２６】
前記スプロケット部３４の回転量は、湾曲状態検出手段であるポテンショメータ３５で検出される。なお、符号３０ａは前記湾曲モータ３０の回転量を検出する駆動状態検出手段としてのエンコーダである。また、符号３８は、湾曲モータ３０の温度を計測するサーミスタである。
【００２７】
湾曲制御部１０ｂの制御部３７には、リモコン操作部７、エンコーダ３０ａ、ポテンショメータ３５、クラッチ機構部３６及びサーミスタ３８が接続されている。
【００２８】
湾曲制御部１０ｂは、図４に示すように、ユニバーサルケーブル１２を介した電源ケーブル（不図示）が接続される電源コネクタ５０と、リモコン操作部７のケーブル７ａが接続される操作部コネクタ５１が設けられている。電源コネクタ５０は、制御部３７内の制御用電源部５２と、駆動用電源部５３に接続されている。制御用電源部５２はＤＣ／ＤＣコンバータ５４を介して制御用の電力を各部に供給するようになっている。また、駆動用電源部５３モータドライバ５５が生成する３相正弦波電力のための駆動電力を供給する。
【００２９】
操作部コネクタ５１は、湾曲制御部１０ｂ内の湾曲動作制御手段としてのＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレー）５６と接続されている。このＦＰＧＡ５６は、ＥＥＰＲＯＭ５９に格納されているデータに基づきコンフィギュレーションを行い、内部セルを所望の論理ブロックに構築するようになっている。エンコーダ３０ａ、ポテンショメータ３５、クラッチ機構部３６及びサーミスタ３８は、ＦＰＧＡ５６に接続されており、ＦＰＧＡ５６により制御される。また、ＦＰＧＡ５６は、モータドライバ５５に対して３相正弦波電力の生成のためのデータを供給しており、これによりモータドライバ５５は３相正弦波電力を湾曲モータ３０に供給する。
【００３０】
ＦＰＧＡ５６は、内部セルに一定以上の所定の異常が発生すると、ＷＤＴ（ウォッチドグタイマ）５７をクリアするＷＤＴ−ＣＲ信号を出力する。このＷＤＴ−ＣＲによりＷＤＴ５７からリセット信号がＦＰＧＡ５６に出力され、ＦＰＧＡ５６がリセットされる。ＦＰＧＡ５６は、リセット信号が入力されると、リセットＩＣ５８を起動させ、ＥＥＰＲＯＭ５９により再コンフィギュレーションを行い、内部セルの論理ブロックを再構築するようになっている。
【００３１】
ＦＰＧＡ５６の論理ブロックは、図５に示すように、シリアル通信ユニット１００、シリアル通信制御部１０１、ＥＥＰＲＯＭコントローラ１０２、異常信号処理部１０３、ＬＥＤコントローラ１０４、運転モードコントローラ１０５、 ＤＰＲＡＭ１０６、クラッチ信号入力部１０７、治具基板入出力部１０８、ＲＡＭ１０９、モータコントローラ１１０、モータ駆動波形生成部１１１、ＲＬ（左右）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１２、ＵＤ（上下）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１３、ポテンショコントロール部１１４、サーミスタコントロール部１１５、ＲＬエンコーダコントロール部１１６、ＵＤエンコーダコントロール部１１７、ＦＰＧＡブロック異常監視部１１８とから構成される。また、モータコントローラ１１０は、計測処理部２００、制御処理部２０１、サーボ異常検出部２０２及びサーボＯＮ／ＯＦＦ制御部２０３の各論理ブロックを有して構成されている。
【００３２】
なお、図５においては、実線は通常の制御及びデータ信号の流れを示し、破線は論理ブロック異常信号、サーボ異常信号あるいは通信異常信号の流れを示している。
【００３３】
シリアル通信ユニット１００は、リモコン操作部７と例えばＬＶＤＳ等によりシリアル通信を行い、シリアル通信制御部１０１は、シリアル通信ユニット１００を制御すると共に、モータコントローラ１１０と交信し、モータコントローラ１１０から受信したデータをＤＰＲＡＭ１０６に格納する。
【００３４】
ＥＥＰＲＯＭコントローラ１０２は、ＥＥＰＲＯＭ５９に格納されているプログラムに従って、ＦＰＧＡ５６のコンフィギュレーションを実行する。
【００３５】
異常信号処理部１０３は、湾曲モータ３０の電源電圧異常及び過電流を監視し、監視結果を運転モードコントローラ１０５に出力する。
【００３６】
クラッチ信号入力部１０７は、クラッチ機構部３６から動力伝達切断状態あるいは駆動力伝達復元状態を示す状態信号を入力し、運転モードコントローラ１０５に出力する。
【００３７】
治具基板入出力部１０８は、デバッグ処理を行うための治具基板（不図示）とデータを送受する。また、ＬＥＤコントローラ１０４は治具基板のＬＥＤを制御する。
【００３８】
運転モードコントローラ１０５は、クラッチ機構部３６から動力伝達切断状態あるいは駆動力伝達復元状態、治具基板との接続状態に応じた運転モードをモータコントローラ１１０に出力する。なお、運転モードコントローラ１０５には、シリアル通信制御部１０１より通信異常信号が、またモータコントローラ１１０からはサーボ異常信号が入力されるようになっており、これらの異常信号に基づた運転モードをモータコントローラ１１０に出力するようになっている。
【００３９】
モータ駆動波形生成部１１１は、モータコントローラ１１０を介してＲＡＭ１０９に格納されている正弦波データを読み出し、３相正弦波データを生成し、ＲＬ（左右）モータドライバ及びＵＤ（上下）モータドライバ５５に該３相正弦波データを出力する。
【００４０】
ＲＬ（左右）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１２は、ＲＬ（左右）モータよりＵ相電流値及びＶ相電流値をデジタル信号に変換してモータコントローラ１１０に出力する。同様に、ＵＤ（上下）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１３は、ＵＤ（上下）モータ３０よりＵ相電流値及びＶ相電流値をデジタル信号に変換してモータコントローラ１１０に出力する。
【００４１】
ポテンショコントロール部１１４は、ＲＬ（左右）スプロケット部及びＵＤ（上下）スプロケット部３４に接続されているポテンショメータ３５の位置情報をデジタル信号に変換してモータコントローラ１１０に出力する。
【００４２】
サーミスタコントロール部１１５は、ＲＬ（左右）モータ及びＵＤ（上下）モータ３０に設けられているサーミスタ３８により計測された温度データをデジタル信号に変換してモータコントローラ１１０に出力する。
【００４３】
ＲＬエンコーダコントロール部１１６及びＵＤエンコーダコントロール部１１７は、ＲＬ（左右）モータ及びＵＤ（上下）モータ３０に設けられているエンコーダ３０ａのカウント値をモータコントローラ１１０に出力する。
【００４４】
そして、モータコントローラ１１０は、計測処理部２００、制御処理部２０１、サーボ異常検出部２０２及びサーボＯＮ／ＯＦＦ制御部２０３により、運転モードに基づいて、ＲＬ（左右）モータ及びＵＤ（上下）モータ３０をサーボ制御する。
【００４５】
また、ＦＰＧＡブロック異常監視部１１８には、上記の各論理ブロックの論理ブロック異常信号、サーボ異常信号あるいは通信異常信号が入力されており、これらの異常信号に基づき、モータコントローラ１１０にＴＲＧ信号を出力すると共に、ＷＤＴ５７にＷＤＴ−ＣＲを出力するようになっている。
【００４６】
ここで、モータコントローラ１１０の制御処理部２０１は、図６に示すように、位置制御ブロック２０１ａ、速度制御ブロック２０１ｂ及びトルク制御ブロック２０１ｃを備えて構成され、また、サーボ異常検出部２０２は、図７に示すように、位置偏差異常判定ブロック２０２ａ、回転方向異常検出ブロック２０２ｂ、異常速度検出ブロック２０２ｃ及び過負荷異常検出ブロック２０２ｄを備えて構成されている。
【００４７】
次に、モータコントローラ１１０におけるサーボ制御を図８を用いて説明する。位置制御ブロック２０１ａは、リモコン操作部７からの位置指令値とポテンショメータ３５の出力値とを比較し、位置偏差が所定値を超えた場合、位置偏差異常判定ブロック２０２ａはサーボ異常信号を出力する。
【００４８】
また、速度制御ブロック２０１ｂは、位置制御ブロック２０１ａの出力と、ポテンショメータ３５の出力値の微分値（微分回路２１１にて実行）とを比較する。回転方向異常検出ブロック２０２ｂは、位置制御ブロック２０１ａの出力とポテンショメータ３５の出力値の微分値とにより回転方向の異常を検出するとサーボ異常信号を出力する。また、異常速度検出ブロック２０２ｃは、ポテンショメータ３５の出力値の微分値に基づき速度異常を検出するとサーボ異常信号を出力する。
【００４９】
さらに、トルク制御ブロック２０１ｃは、速度制御ブロック２０１ｂの出力と、モータドライバ５５の電流値を比較し、モータドライバ５５を制御する。過負荷異常検出ブロック２０２ｄは、速度制御ブロック２０１ｂの出力に基づき、湾曲モータ３０の負荷状態を監視し、過負荷状態と判断するとサーボ異常信号を出力する。
【００５０】
なお、位置制御ブロック２０１ａあるいは速度制御ブロック２０１ｂに異常が発生した場合、ＦＰＧＡブロック異常監視部１１８は論理ブロック異常信号に基づき、モータコントローラ１１０にＴＲＧ信号を出力し、スイッチ部２１０ａあるいは、スイッチ部２１０ｂ及びスイッチ部２１０ｃを制御し、位置制御ブロック２０１ａあるいは速度制御ブロック２０１ｂでの制御を省略することができる。
【００５１】
なお、モータコントローラ１１０におけるサーボ制御を図９に示すように、例えば位置制御ブロック２０１ａ、速度制御ブロック２０１ｂ及びトルク制御ブロック２０１ｃを並列にそれぞれ２組構築することで、スイッチ部２１０ａ〜２１０ｆをＴＲＧ信号で制御し、正常な制御ブロックを選択してサーボ制御を行うようにしても良い（なお、図９ではフィードバック系は省略している）。
【００５２】
また、図１０に示すように、ＥＥＰＲＯＭ５９を２つ用意し、これらのＥＥＰＲＯＭ５９に異常処理対処方法の異なるプログラムを格納しておき、異常処理対応に応じて選択判断部２２０がスイッチ部２２１を切り変えることで、異常処理対応に最適なプログラムによりＦＰＧＡ５６を再コンフィギュレーションするようにしても良い。
【００５３】
特に、本実施例においては、図１１に示すように、エンコーダ３０ａの出力とポテンショメータ３５の出力をスイッチ部２２２にて切り換えて、クラッチ機構部３６でクラッチ切断時には、ポテンショメータ３５の出力をフィルタ１００２を介しスケール変換部１００３にて位置信号に変換しスイッチ部２２２を介して絶対位置信号として位置制御を行い、またクラッチ機構部３６でクラッチ接続時には、エンコーダ３０ａの出力をカウンタ１０００にてカウントし、カウントした位置信号をスイッチ部２２２を介して絶対位置信号として位置制御を行う。
【００５４】
すなわち、キャリブレーションモード時は、ポテンショメータ３５の値を用いておおまかな位置合わせを行い、運転モード時にはエンコーダ３０ａによる精密な位置制御を行う機能となっている。
【００５５】
これにより、リモコン操作部７のジョイスティックの位置と湾曲位置との対応が１対１になるように制御が可能となる。
【００５６】
ＦＰＧＡブロック異常監視部１１８では、１例として、図１２に示すような、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ及びスイッチより構成される論理要素ブロック２５０を、図１３に示すように、論理要素ブロック２５０を複数用いた論理判定ブロック２５１により、ＷＤＴ−ＣＲ信号あるいはＴＲＧ信号を生成している。
【００５７】
すなわち、図１４に示すように、複数の異常要因を条件として、複数の論理判定ブロック２５１（１）〜（ｎ）によりエラー判定を実行させて、適切な判定により適切なＴＲＧ信号あるいは適切なタイミングでＷＤＴ−ＣＲ信号を生成する。
【００５８】
このように構成された本実施例の作用について説明する。本実施例では、図１５に示すように、電源が投入されると、まず、イニシャルモード処理が実行される。そして、イニシャルモード処理後に、モード切り替え処理に移行する。
【００５９】
このモード切り替え処理では、例えばクラッチ切断時あるいはイニシャルモード処理終了時の湾曲動作開始指令ＯＦＦ時においては、キャリブレーションモードに移行し、クラッチ再接続して操作指令値とスコープ位置が一致し、あるいは湾曲動作開始指令ＯＮになると、モード切り替え処理に戻る。
【００６０】
また、モード切り替え処理において、運転モードが選択されると運転モードとなりサーボがＯＮとなり、運転モード終了が指示されるとモード切り替え処理に戻る。
【００６１】
ここで、運転モードとはリモコン操作部７の操作指令に基づいて、電動湾曲操作を行うモードで、メンテナンスモードとは、パラメータの設定（読み書き）、状態モニタ等を専用の治具や後述するパソコンに接続したＨＭＩモードによる遠隔操作等を行うモードである。
【００６２】
さらに、モード切り替え処理において、メンテナンスモードが選択されるとメンテナンスモードとなりサーボがＯＮとなり、メンテナンスモード終了が指示されるとモード切り替え処理に戻る。
【００６３】
また、モード切り替え処理では、停止要因が発生すると異常停止モードとなり、サーボがＯＦＦとなる。
【００６４】
上記内容を図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。電源がＯＮされると、ステップＳ１にてＥＥＰＲＯＭコントローラ１０２によりＦＰＧＡ５６のコンフィギュレーションが実行される。続いて、ステップＳ２にてイニシャルモード処理（後述）が実行され、ステップＳ３にてイニシャルモード処理の終了を待つ。
【００６５】
イニシャルモード処理が終了すると、ステップＳ４にて運転モードコントローラ１０５よりキャリブレーション要求が発生する。そして、ステップＳ５にて運転モードコントローラ１０５よりメンテナンスモード処理要求が発生したかどうか判断する。メンテナンスモード処理要求が発生した場合は、ステップＳ６にてメンテナンスモード処理（後述）を実行し、ステップＳ５に戻る。
【００６６】
メンテナンスモード処理要求がない場合には、ステップＳ７にて運転モードコントローラ１０５がメンテナンスモード処理からモード切り替え処理に復帰したかどうか判断する。そして、モード切り替え処理に復帰した場合には、ステップＳ８にて運転モードコントローラ１０５よりキャリブレーション要求が発生し、ステップＳ５に戻る。
【００６７】
モード切り替え処理に復帰していない場合には、ステップＳ９にて運転モードコントローラ１０５がキャリブレーション要求が有効かどうか判断し、キャリブレーション要求が有効の場合にはステップＳ１０にて運転モードコントローラ１０５はキャリブレーション処理を実行し、ステップＳ１１にてキャリブレーション処理が正常に終了したかどうか判断する。キャリブレーション処理が正常に終了しなかった場合には、ステップＳ５に戻り、キャリブレーション処理が正常に終了した場合には、ステップＳ１２にてキャリブレーション要求を解除してステップＳ５に戻る。
【００６８】
ステップＳ９においてキャリブレーション要求が有効でないと判断すると、ステップＳ１３にて運転モードコントローラ１０５は湾曲動作開始指令がＯＦＦされたかどうか判断する。湾曲動作開始指令がＯＦＦされたと判断すると、ステップＳ１４にて運転モードコントローラ１０５よりキャリブレーション要求が発生しステップＳ５に戻る。
【００６９】
湾曲動作開始指令がＯＦＦていないと判断すると、ステップＳ１５にて運転モードコントローラ１０５はクラッチ接続がＯＦＦかどうか判断する。クラッチ接続がＯＦＦならばステップＳ１４に進み、クラッチ接続がＯＮならばステップＳ１６にて運転モード処理（後述）を実行してステップＳ５に戻る。
【００７０】
つぎに、図１７のフローチャートを用いてイニシャルモード処理を説明する。ステップＳ２１にてまずＷＤＴ５７がスタートする。そして、ステップＳ２２にてが各論理ブロックが内部の変数を初期化し、ステップＳ２３にてＲＬ（左右）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１２、ＵＤ（上下）モータ電流Ｆ／Ｂ部１１３、ポテンショコントロール部１１４、サーミスタコントロール部１１５がそれぞれ、データのサンプリングを開始する。
【００７１】
そして、ステップＳ２４にてシリアル通信ユニット１００、シリアル通信制御部１０１により通信を開始し、ステップＳ２５にて外部のハードウエアが正常かどうか判断し、異常の場合はステップＳ２６にて異常停止モード処理を実行する。
【００７２】
外部のハードウエアが正常と判断すると、ステップＳ２７にてモータコントローラ１１０がモータ電流のオフセットが正常かどうか判断し、モータ電流のオフセットが異常の場合にはステップＳ２６にて異常停止モード処理を実行する。
【００７３】
そして、モータ電流のオフセットが正常と判断すると、ステップＳ２８にてモータコントローラ１１０がモータ３０のロータ位置を検出し、ステップＳ２９にてＤＰＲＡＭ１０６内のパラメータを読み込む。
【００７４】
次に、モータコントローラ１１０は、ステップＳ３０にて読み込んだパラメータ値が統べて「０」かどうか判断し、パラメータ値が統べて「０」でない場合はそのまま処理を終了し、パラメータ値が統べて「０」の場合は、ステップＳ３１にてモータコントローラ１１０は、パラメータのデフォルト値をＤＰＲＡＭ１０６に書き込み処理を終了する。
【００７５】
次に、図１８のフローチャートを用いてメンテナンスモード処理を説明する。運転モードコントローラ１０５と治具（不図示）と更新を開始し、ステップＳ４１にて運転モードコントローラ１０５は治具よりサーボＯＮ要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ４２にてサーボＯＮ要求があればサーボをＯＮしてステップＳ４１に戻る。
【００７６】
同様にステップＳ４１にて運転モードコントローラ１０５は治具よりサーボＯＦＦ要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ４４にてサーボＯＦＦ要求があればサーボをＯＦＦしてステップＳ４１に戻る。
【００７７】
次に、ステップＳ４５にて運転モードコントローラ１０５は治具よりＨＭＩモード（サーボ状態のモニタ監視モード）要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ４６にてＨＭＩモード要求があればＨＭＩモード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００７８】
そして、ステップＳ４７にて運転モードコントローラ１０５は治具より第１メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ４８にて第１メンテナンス要求があれば正弦波出力モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００７９】
続いて、ステップＳ４９にて運転モードコントローラ１０５は治具より第２メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ５０にて第２メンテナンス要求があればトルク制御モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８０】
また、ステップＳ５１にて運転モードコントローラ１０５は治具より第３メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ５２にて第３メンテナンス要求があれば速度制御モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８１】
そして、ステップＳ５３にて運転モードコントローラ１０５は治具より第４メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ５４にて第４メンテナンス要求があれば位置制御モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８２】
次に、ステップＳ５５にて運転モードコントローラ１０５は治具より第５メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ５６にて第５メンテナンス要求があればアナログ入力位置制御モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８３】
また、ステップＳ５７にて運転モードコントローラ１０５は治具より第６メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ５８にて第６メンテナンス要求があればスコープリミット調整モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８４】
続いて、ステップＳ５９にて運転モードコントローラ１０５は治具より第７メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ６０にて第７メンテナンス要求があればラップ動作モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８５】
ここでラップ動作モードとは、予め決められた湾曲動作、例えばＲＬ−＞ＵＤ−＞ＲＬ等のシーケンシャル動作を行わせるモードのことである。
【００８６】
次に、ステップＳ６１にて運転モードコントローラ１０５は治具より第８メンテナンス要求が発生したかどうか判断し、ステップＳ６２にて第８メンテナンス要求があればキャリブレーション調整モード処理を実行してステップＳ４１に戻る。
【００８７】
以上のように、電動湾曲動作に必要な各機能について独立した動作確認を行わせることができる。
【００８８】
次に、図１９のフローチャートを用いてキャリブレーションモード処理を説明する。ステップＳ８１にて運転モードコントローラ１０５はクラッチ接続がＯＦＦかどうか判断し、クラッチ接続がＯＦＦならば、ステップＳ８２にてサーボをＯＦＦしてステップＳ８３に進み、クラッチ接続がＯＦＦでないならば、そのままステップＳ８３に進む。
【００８９】
そして、ステップＳ８３にて運転モードコントローラ１０５はクラッチ接続がＯＮかどうか判断し、クラッチ接続がＯＮならばステップＳ８４に進み、クラッチ接続がＯＮでないならばステップＳ８１に戻る。
【００９０】
ステップＳ８４では、操作量と現在位置が所定範囲内にあるかどうか判断し、所定範囲内ならばステップＳ８５に進み、所定範囲内でないならばステップＳ８１に戻る。
【００９１】
そして、ステップＳ８５にて湾曲動作開始指令ＯＮかどうか判断し、湾曲動作開始指令ＯＮならば処理を終了し、湾曲動作開始指令ＯＮでないならばステップＳ８１に戻る。
【００９２】
次に、図２０のフローチャートを用い、また図２１のタイミングチャートを参照してて動作モード処理を説明する。ステップＳ７１にてまずサーボをＯＮとし、ステップＳ７２にてトルク制御周期イベント期間かどうか判断し、トルク制御周期イベントならばステップＳ７３にトルク制御演算処理を実行しステップＳ７２に戻り、トルク制御周期イベントでないならば、ステップＳ７４に進む。
【００９３】
ステップＳ７４では、位置、速度制御イベント期間かどうかかどうか判断し、位置、速度制御イベントならばステップＳ７５に位置、速度制御演算処理を実行しステップＳ７２に戻り、位置、速度制御周期イベントでないならば、ステップＳ７６に進む。そして、ステップＳ７６にてサーボ異常が検出されたかどうか判断し、サーボ異常が検出された場合はステップＳ７７に異常停止モード処理を実行し、サーボ異常が検出されない場合にはステップＳ７２に戻る。
【００９４】
以上説明したように、本実施例では、 クラッチ機構部３６でクラッチ切断時には、ポテンショメータ３５の出力をフィルタ１０００を介しスケール変換部にて位置信号に変換しスイッチ部２２２を介して絶対位置信号として位置制御を行い、またクラッチ機構部３６でクラッチ接続時には、エンコーダ３０ａの出力をカウンタ１００１にてカウントしカウントした相対位置信号を微分回路１００２にて微分することでスイッチ部２２２を介して絶対位置信号として位置制御を行うので、湾曲部への駆動力伝達状態に応じて適切な湾曲駆動制御を行うことができる。
【００９５】
なお、制御部３７を内視鏡２の湾曲制御部１０ｂに設けるとしたが、これに限らず、制御部３７を画像処理装置４内に設けても良いし、別体のコントローラ装置内に設けても良い。
【００９６】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施例１に係る電動湾曲内視鏡装置の構成を示す構成図
【図２】図１の画像処理装置のフロントパネルの構成を示す図
【図３】図１の湾曲制御部の構成を示す図
【図４】図１の湾曲制御部の制御部の構成を示す図
【図５】図４のＦＰＧＡの論理ブロックの構成を示す図
【図６】図５のモータコントローラの制御処理部の構成を示す図
【図７】図５のモータコントローラのサーボ異常検出部の構成を示す図
【図８】図５のモータコントローラにおけるサーボ制御を説明する説明図
【図９】図５のモータコントローラにおけるサーボ制御の変形例を説明する説明図
【図１０】図４のＦＰＧＡのコンフィギュレーションの変形例を説明する説明図
【図１１】図５のモータコントローラにおける位置サーボ制御を説明する説明図
【図１２】図５のＦＰＧＡブロック異常監視部を構成する論理要素ブロックを説明する説明図
【図１３】図１２の論理要素ブロックを用いた論理判定ブロックを説明する第１の説明図
【図１４】図１２の論理要素ブロックを用いた論理判定ブロックを説明する第２の説明図
【図１５】図５のＦＰＧＡにおける処理遷移を説明する図
【図１６】図５のＦＰＧＡにおける処理を説明するフローチャート
【図１７】図１６のイニシャルモード処理を説明するフローチャート
【図１８】図１６のメンテナンスモード処理を説明するフローチャート
【図１９】図１６のキャリブレーションモード処理を説明するフローチャート
【図２０】図１６の動作モード処理を説明するフローチャート
【図２１】図１６の動作モード処理を説明するタイミング図
【符号の説明】
【００９８】
１…電動湾曲内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…画像処理装置
７…リモコン操作部
１０…基端把時部
１０ｂ…湾曲制御部
３０…湾曲モータ
３０ａ…エンコーダ
３１、３２…ギア
３３…湾曲ワイヤ
３４…スプロケット部
３５…ポテンショメータ
３６…クラッチ機構部
５６…ＦＰＧＡ
１００…シリアル通信ユニット
１０１…シリアル通信制御部
１０２…ＥＥＰＲＯＭコントローラ
１０３…異常信号処理部
１０４…ＬＥＤコントローラ
１０５…運転モードコントローラ
１０６…ＤＰＲＡＭ
１０７…クラッチ信号入力部
１０８…治具基板入出力部
１０９…ＲＡＭ
１１０…モータコントローラ
１１１…モータ駆動波形生成部
１１２…ＲＬ（左右）モータコントロール部
１１３…ＵＤ（上下）モータコントロール部
１１４…ポテンショコントロール部
１１５…サーミスタコントロール部
１１６…ＲＬエンコーダコントロール部
１１７…ＵＤエンコーダコントロール部
１１８…ＦＰＧＡブロック異常監視部
２２２…スイッチ部
１０００…フィルタ
１００１…カウンタ
１００２…微分回路
１００３…スケール変換部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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