(57)【要約】【課題】湾曲部を小さい動作量で湾曲動作させる場合にも、適切に湾曲操作が行われる内視鏡を提供すること。【解決手段】内視鏡は、湾曲可能な湾曲部を備える挿入部と、前記挿入部より基端方向側に設けられ、基準位置から移動させることにより、前記湾曲部の湾曲操作が行われる湾曲操作部と、を備える。また、内視鏡は、前記湾曲操作部の前記基準位置からの変位量に対して比例する状態に、前記湾曲部の湾曲動作の動作速度を決定する動作速度決定部と、前記湾曲操作部での前記湾曲操作によって駆動されることにより、前記湾曲部を湾曲動作させる駆動部材と、前記動作速度決定部によって決定された前記動作速度に基づいて、前記駆動部材を駆動制御する駆動制御部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲可能な湾曲部を備える挿入部と、
前記挿入部より基端方向側に設けられ、基準位置から移動させることにより、前記湾曲部の湾曲操作が行われる湾曲操作部と、
前記湾曲操作部の前記基準位置からの変位量に対して比例する状態に、前記湾曲部の湾曲動作の動作速度を決定する動作速度決定部と、
前記湾曲操作部での前記湾曲操作によって駆動されることにより、前記湾曲部を湾曲動作させる駆動部材と、
前記動作速度決定部によって決定された前記動作速度に基づいて、前記駆動部材を駆動制御する駆動制御部と、
を具備する内視鏡。
【請求項２】
前記湾曲部は、長手方向に垂直な第１の湾曲方向及び前記第１の湾曲方向とは反対方向である第２の湾曲方向に湾曲可能であり、
前記湾曲操作部は、前記基準位置から第１の移動方向及び前記第１の移動方向とは反対方向である第２の移動方向に移動可能であり、
前記動作速度決定部は、前記湾曲操作部の前記基準位置からの前記第１の移動方向への前記変位量に対して比例する状態に、前記第１の湾曲方向への前記湾曲部の前記動作速度を決定し、前記湾曲操作部の前記基準位置からの前記第２の移動方向への前記変位量に対して比例する状態に、前記第２の湾曲方向への前記湾曲部の前記動作速度を決定する請求項１の内視鏡。
【請求項３】
前記基準位置は、第１の基準位置と、前記第１の基準位置より前記第２の移動方向側に位置する第２の基準位置と、を含み、
前記動作速度決定部は、前記湾曲操作部の前記第１の基準位置からの前記第１の移動方向への前記変位量に対して比例する状態に、前記第１の湾曲方向への前記湾曲部の前記動作速度を決定し、前記湾曲操作部の前記第２の基準位置からの前記第２の移動方向への前記変位量に対して比例する状態に、前記第２の湾曲方向への前記湾曲部の前記動作速度を決定する請求項２の内視鏡。
【請求項４】
前記動作速度決定部は、前記湾曲操作部が前記第１の基準位置と前記第２の基準位置との間に位置する際に、前記湾曲操作部の前記第１の基準位置又は前記第２の基準位置からの前記変位量に関係なく、前記湾曲部の前記動作速度をゼロに設定する請求項３の内視鏡。
【請求項５】
前記湾曲操作部の前記基準位置からの前記変位量に対する前記湾曲部の前記動作速度の比率を設定する比率設定部をさらに具備する請求項１の内視鏡。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記動作速度決定部によって決定された前記動作速度に基づく速度指令を時間積分し、前記駆動部材を駆動させる駆動指令を生成する駆動指令生成部を備える請求項１の内視鏡。
【請求項７】
前記駆動制御部は、原点を通り、かつ、前記原点から離れるにつれて接線の傾きが小さくなる重み関数を前記駆動指令に乗算する重み乗算部を備える請求項６の内視鏡。
【請求項８】
前記重み関数が前記原点を通り、かつ、前記原点から離れるにつれて前記重み関数の前記接線の傾きが小さくなることを条件として、前記重み関数の種類を選択する関数選択部をさらに具備する請求項７の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湾曲可能な湾曲部を備える挿入部と、湾曲部の湾曲操作を行う湾曲操作部とを備える内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、湾曲可能な湾曲部と、湾曲部の湾曲操作を行う湾曲操作部であるジョイスティックと、を備える内視鏡が開示されている。この内視鏡では、湾曲操作によって基準位置からジョイスティックを移動させることにより、湾曲部が湾曲動作を行う。この際、真直ぐな中立状態からの湾曲部の湾曲量は、基準位置からのジョイスティックの変位量に対して比例する。ジョイスティックは、基準位置を含む第１の領域及び基準位置からの変位量が第１の領域より大きくなる第２の領域を、移動可能である。第２の領域では、基準位置からのジョイスティックの変位量に対する中立状態からの湾曲部の湾曲量の比率が、第１の領域より大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の内視鏡では、真直ぐな中立状態からの湾曲部の湾曲量は、湾曲操作部であるジョイスティックの基準位置からの変位量に比例する。このため、湾曲部を小さい動作量で湾曲動作させる場合に、ジョイスティックを小さい移動量で移動する必要がある。実際に、ジョイスティックを小さい移動量で移動させることは、行い難い。したがって、湾曲部を小さい動作量で湾曲動作させる場合に、湾曲操作の操作性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、湾曲部を小さい動作量で湾曲動作させる場合にも、適切に湾曲操作が行われる内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明のある態様では、湾曲可能な湾曲部を備える挿入部と、前記挿入部より基端方向側に設けられ、基準位置から移動させることにより、前記湾曲部の湾曲操作が行われる湾曲操作部と、前記湾曲操作部の前記基準位置からの変位量に対して比例する状態に、前記湾曲部の湾曲動作の動作速度を決定する動作速度決定部と、前記湾曲操作部での前記湾曲操作によって駆動されることにより、前記湾曲部を湾曲動作させる駆動部材と、前記動作速度決定部によって決定された前記動作速度に基づいて、前記駆動部材を駆動制御する駆動制御部と、を備える内視鏡を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、湾曲部を小さい動作量で湾曲動作させる場合にも、適切に湾曲操作が行われる内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る内視鏡を概略的に示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る内視鏡を概略的に示すブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る内視鏡のジョイスティックでの湾曲操作を説明する概略図。
【図４】第１の実施形態に係る内視鏡のモータの駆動状態を説明する概略図。
【図５】第１の実施形態に係る内視鏡のジョイスティックでの湾曲操作により湾曲部を湾曲動作させる作用を概略的に説明するブロック図。
【図６】第１の実施形態に係る内視鏡のジョイスティックの基準位置からの変位量と湾曲部の動作速度との関係を示す概略図。
【図７】第１の実施形態に係る内視鏡の湾曲部を中立状態から第１の湾曲方向に湾曲させる際の、ジョイスティックでの湾曲操作及び湾曲部の湾曲動作を示す概略図。
【図８】第１の実施形態に係る内視鏡の湾曲部を第１の湾曲方向に湾曲した状態で停止する際の、ジョイスティックでの湾曲操作及び湾曲部の湾曲動作を示す概略図。
【図９】第１の実施形態に係る内視鏡の湾曲部を図８の状態からさらに第１の湾曲方向に湾曲させる際の、ジョイスティックでの湾曲操作及び湾曲部の湾曲動作を示す概略図。
【図１０】第１の実施形態に係る内視鏡の湾曲部を図９の状態から第２の湾曲方向に戻す際の、ジョイスティックでの湾曲操作及び湾曲部の湾曲動作を示す概略図。
【図１１】第１の実施形態に係る内視鏡の湾曲部を図１０の状態からさらに第２の湾曲方向に戻す際の、ジョイスティックでの湾曲操作及び湾曲部の湾曲動作を示す概略図。
【図１２】第１の実施形態の変形例に係る内視鏡の湾曲操作部であるスライド部材を示す概略図。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る内視鏡の制御ユニットを概略的に示すブロック図。
【図１４】第２の実施形態に係る内視鏡のジョイスティックでの湾曲操作を説明する概略図。
【図１５】第２の実施形態に係る内視鏡の動作速度決定部の作用を概略的に説明するブロック図。
【図１６】第２の実施形態に係る内視鏡のジョイスティックの中間位置からの変位量と湾曲部の動作速度との関係を示す概略図。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る内視鏡の制御ユニットを概略的に示すブロック図。
【図１８】第３の実施形態に係る内視鏡の駆動指令生成部及び重み乗算部の作用を概略的に説明するブロック図。
【図１９】第３の実施形態に係る内視鏡の重み乗算部で乗算される重み関数を示す概略図。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る内視鏡の制御ユニットを概略的に示すブロック図。
【図２１】第４の実施形態に係る内視鏡の重み乗算部の作用を概略的に説明するブロック図。
【図２２】第４の実施形態に係る内視鏡の重み乗算部で乗算される重み関数を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）  
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図１１を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本実施形態の内視鏡１を示す図である。図１及び図２に示すように、内視鏡１は、体腔内に挿入され、長手方向に延設される挿入部２と、挿入部２より基端方向側に設けられる操作部３と、を備える。操作部３には、ユニバーサルコード５の一端が接続されている。ユニバーサルコード５の他端は、制御ユニット６に接続されている。制御ユニット６は、モニタケーブル７を介してモニタ８に接続されている。
【００１１】
挿入部２は、可撓性を有する細長い可撓管部１１と、可撓管部１１より先端方向側に設けられる湾曲部１２と、湾曲部１２より先端方向側に設けられる先端硬性部１３と、を備える。湾曲部１２は、長手方向に垂直な第１の湾曲方向（図１の矢印Ａ１の方向）及び第１の湾曲方向とは反対方向である第２の湾曲方向（図１の矢印Ａ２の方向）に湾曲可能である。
【００１２】
先端硬性部１３の内部には、被写体の撮像を行う撮像素子１５が設けられている。撮像素子１５には、電気信号線１７の一端が接続されている。制御ユニット６は、画像処理部である画像プロセッサ１９を備える。電気信号線１７は、挿入部２の内部、操作部３の内部、ユニバーサルコード５の内部を通って、他端が画像プロセッサ１９に接続されている。撮像素子１５により撮像された被写体像は、画像プロセッサ１９によって画像処理され、モニタ８に表示される。また、挿入部２の内部には、ライトガイド（図示しない）が長手方向に沿って延設されている。ライトガイドは、操作部３の内部、ユニバーサルコード５の内部を通って、制御ユニット６の光源（図示しない）に接続されている。光源から出射された光は、ライトガイドによって導光され、被写体を照射する。
【００１３】
操作部３には、湾曲部１２を湾曲させる湾曲操作が行われる湾曲操作部であるジョイスティック２１が設けられている。図３は、ジョイスティック２１での湾曲操作を説明する図である。図３に示すように、ジョイスティック２１は、基準位置Ｔ０から第１の移動方向（図３の矢印Ｂ１の方向）及び第１の移動方向とは反対方向である第２の移動方向（図３の矢印Ｂ２）の方向に移動可能である。ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０から第１の移動方向又は第２の移動方向に移動させることにより、湾曲操作が行われる。
【００１４】
図２に示すように、制御ユニット６は、動作速度決定部２２と、比率設定部２３と、を備える。ジョイスティック２１には、電気信号線２５の一端が接続されている。電気信号線２５は、操作部３の内部、ユニバーサルコード５の内部を通って動作速度決定部２２に接続されている。動作速度決定部２２は、比率設定部２３に電気的に接続されている。
【００１５】
操作部３の内部には、ジョイスティック２１での湾曲操作によって駆動される駆動部材であるモータ２７が設けられている。モータ２７には、電気信号線２８の一端が接続されている。制御ユニット６は、モータ２７を駆動制御する駆動制御部２９を備える。電気信号線２８は、操作部３の内部、ユニバーサルコード５の内部を通って駆動制御部２９に接続されている。また、駆動制御部２９は、動作速度決定部２２に電気的に接続されている。
【００１６】
また、操作部３の内部には、プーリ３１が設けられている。プーリ３１は、モータ２７が駆動されることにより、回動する。３１には、２本の湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂの基端が接続されている。湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂは、可撓管部１１の内部を通って、湾曲部１２の先端部に先端が接続されている。プーリ３１が回動することにより、湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂの一方が牽引される。
【００１７】
図４は、モータ２７の駆動状態を説明する図である。図４に示すように、モータ２７は駆動されることにより、第１の駆動方向（図４の矢印Ｍ１の方向）又は第１の駆動方向とは反対方向である第２の駆動方向（図４の矢印Ｍ２の方向）に回転する。湾曲部１２が真直ぐな中立状態では、モータ２７は中立位置に位置している。中立位置からモータ２７が第１の駆動方向に回転することにより、湾曲ワイヤ３２Ａが牽引される。これにより、中立状態から湾曲部１２が第１の湾曲方向（図２の矢印Ａ１の方向）に湾曲する。一方、中立位置からモータ２７が第２の駆動方向に回転することにより、湾曲ワイヤ３２Ｂが牽引される。これにより、中立状態から湾曲部１２が第２の湾曲方向（図２の矢印Ａ２の方向）に湾曲する。以上のように、モータ２７が駆動されることにより、湾曲部１２が湾曲動作を行う。
【００１８】
図５は、ジョイスティック２１での湾曲操作により湾曲部１２を湾曲動作させる作用を説明する図である。図５に示すように、ジョイスティック２１での湾曲操作により、基準位置Ｔ０からのジョイスティック２１の変位量を示す指令が、動作速度決定部２２に入力される。動作速度決定部２２は、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対して比例する状態に、湾曲部１２の湾曲動作の動作速度を決定する（ステップＳ１０１）。そして、決定された動作速度に基づいて、速度指令を出力する。
【００１９】
図６は、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量（δ）と湾曲部１２の動作速度（ｖ）との関係を示す図である。図６では、基準位置Ｔ０からの第１の移動方向への変位量を正で、基準位置Ｔ０からの第２の移動方向への変位量を負で示す。また、第１の湾曲方向への動作速度を正で、第２の湾曲方向への動作速度を負で示す。図６に示すように、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量（δ）と湾曲部の動作速度（ｖ）との関係は、  
【数１】
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となる。
【００２０】
すなわち、動作速度決定部２２は、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの第１の移動方向への変位量に対して比例する状態に、第１の湾曲方向への湾曲部１２の動作速度を決定する。また、動作速度決定部２２ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの第２の移動方向への変位量に対して比例する状態に、第２の湾曲方向への湾曲部１２の動作速度を決定する。
【００２１】
ここで、式（１）のパラメータａ０は、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対する湾曲部１２の動作速度の比率である。変位量（δ）に対する動作速度（ｖ）の比率（ａ０）は、比率設定部２３で設定される。そして、設定された比率（ａ０）が、動作速度決定部２２に入力される。比率設定部２３での比率（ａ０）の設定は、術者の操作等により行われる。
【００２２】
図２に示すように、駆動制御部２９は、駆動指令生成部３３を備える。図５に示すように、動作速度決定部２２からの速度指令は、駆動指令生成部３３により時間積分される（ステップＳ１０２）。そして、モータ２７を駆動させる駆動指令が生成される。生成された駆動指令に基づいて、モータ２７は駆動される。
【００２３】
図２に示すように、操作部３の内部には、中立位置からのモータ２７の変位量を検出する位置センサ３５が設けられている。位置センサ３５は、駆動制御部２９と電気的に接続されている。駆動制御部２９は、モータ２７の駆動後の位置を決定する駆動位置決定部３６を備える。図５に示すように、位置センサ３５により検出されたモータ２７の変位量及び駆動指令生成部からの駆動指令に基づいて、駆動位置決定部３６はモータ２７の駆動後の位置を決定する（ステップＳ１０３）。
【００２４】
図２に示すように、駆動制御部２９は、微分実施部３７と、駆動速度決定部３８とを備える。図５に示すように、位置センサ３５により検出されたモータ２７の変位量の情報は、微分実施部３７で時間微分される（ステップＳ１０５）。そして、変位量を時間微分した駆動速度の情報として、駆動速度決定部３８に入力される。また、駆動速度決定部３８には、モータ２７の位置偏差が、駆動位置決定部３６から入力される。ここで、モータ２７の位置偏差とは、位置センサ３５により検出されたモータ２７の変位量の駆動位置決定部３６により決定された駆動後の位置に対するズレである。モータ２７の位置偏差が入力されることにより、駆動速度決定部３８でモータ２７の駆動速度が決定される（ステップＳ１０６）。
【００２５】
図２に示すように、駆動制御部２９は、駆動電流生成部３９を備える。図５に示すように、駆動速度決定部３８からのモータ２７の速度偏差に基づいて、駆動電流生成部３９はモータ２７を駆動させる駆動電流を生成する（ステップＳ１０７）。ここで、モータ２７の速度偏差とは、モータ２７の変位量を時間微分した現在の駆動速度の駆動速度決定部３８により決定された駆動速度に対するズレである。そして、生成された駆動電流により、モータ２７が駆動される（ステップＳ１０８）。なお、モータ２７が駆動した際の駆動電流値は、駆動電流生成部３９にフィードバックされる。モータ２７が駆動した際の駆動力が湾曲部１２に伝達されることにより、湾曲部１２が湾曲される。
【００２６】
以上のように、駆動制御部２９は、動作速度決定部２２によって決定された動作速度に基づいて、モータ２７の駆動制御している。これにより、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対して比例する動作速度で、湾曲部を湾曲させることが可能となる。
【００２７】
図７乃至図１１は、ジョイスティック２１での湾曲操作及び湾曲部１２の湾曲動作の一例を示す図である。図７に示すように、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０から第１の移動方向（図７乃至図１１の矢印Ｂ１の方向）に移動させた際には（図７の矢印Ｃ１）、湾曲部１２は真直ぐな中立状態から第１の湾曲方向（図７乃至図１１の矢印Ａ１の方向）に湾曲する（図７の矢印Ｄ１）。この際、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に比例する動作速度で、湾曲部１２は湾曲動作を行う。そして、図８に示すように、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０まで戻すことにより（図８の矢印Ｃ２）、湾曲部１２が湾曲動作を停止する。この状態から、図９に示すように、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０から再び第１の移動方向に移動させる（図９の矢印Ｃ３）。これにより、図８に示す状態から第１の湾曲方向に湾曲部１２がさらに湾曲する（図９の矢印Ｄ２）。
【００２８】
図９に示す状態から湾曲部１２を真直ぐな中立状態に戻す際には、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０まで戻す。そして、図１０に示すように、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０から第２の移動方向（図７乃至図１１の矢印Ｂ２の方向）に移動させる（図１０の矢印Ｃ４）。これにより、図９に示す状態から第２の湾曲方向（図７乃至図１１の矢印Ａ２の方向）に戻る湾曲動作を行い、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さくなる（図１０の矢印Ｄ３）。この際、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に、湾曲部１２の動作速度は比例する。この状態から、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０に戻し、図１１に示すように、ジョイスティック２１を基準位置Ｔ０から再び第２の移動方向に移動させる（図１１の矢印Ｃ５）。これにより、図１０に示す状態から第２の湾曲方向に湾曲部１２がさらに戻り、真直ぐな中立状態になる（図１１の矢印Ｄ４）。
【００２９】
以上のように、本実施形態の内視鏡１では、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に、湾曲部１２の動作速度が比例する。すなわち、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が比例する構成ではない。このため、現在の湾曲状態からの湾曲部１２の動作量が小さい場合でも、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量を小さくする必要はない。したがって、湾曲部１２の動作量が小さい場合でも、ジョイスティック２１を小さい移動量で移動させる必要がなく、ジョイスティック２１での湾曲操作を行い易い。
【００３０】
また、内視鏡１では、移動させた位置から基準位置Ｔ０にジョイスティック２１を戻す際には、湾曲部１２の動作は停止する。このため、基準位置Ｔ０から第１の移動方向へジョイスティック２１を移動させ、基準位置Ｔ０にジョイスティック２１を戻す操作を繰り返すことにより、中立状態からの湾曲部１２の第１の湾曲方向への湾曲量が大きくなる。同様に、基準位置Ｔ０から第２の移動方向へジョイスティック２１を移動させ、基準位置Ｔ０にジョイスティック２１を戻す操作を繰り返すことにより、中立状態からの湾曲部１２の第２の湾曲方向への湾曲量が大きくなる。したがって、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量を大きくすることも可能である。
【００３１】
また、内視鏡１では、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対する湾曲部１２の動作速度の比率（ａ０）は、比率設定部２３で設定される。このため、術者は、ジョイスティック２１の変位量（δ）に対する湾曲部１２の動作速度（ｖ）の比率（ａ０）を、用途、使用状態、好み等に適した値に設定することが可能となる。
【００３２】
そこで、前記構成の内視鏡１では、以下の効果を奏する。すなわち、内視鏡１では、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に、湾曲部１２の動作速度が比例する。すなわち、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が比例する構成ではない。このため、現在の湾曲状態からの湾曲部１２の動作量が小さい場合でも、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量を小さくする必要はない。したがって、湾曲部１２の動作量が小さい場合でも、ジョイスティック２１を小さい移動量で移動させる必要がなく、容易にジョイスティック２１での湾曲操作を行うことができる。
【００３３】
（第１の実施形態の変形例）  
なお、第１の実施形態では、ジョイスティック２１により湾曲操作が行われるが、これに限るものではない。例えば変形例として、図１２に示すように、操作部３の外表面に対してスライド可能な湾曲操作部であるスライド部材４１により、湾曲操作が行われてもよい。スライド部材４１は、基準位置Ｔ０から第１の移動方向（図１２の矢印Ｂ１の方向）及び第１の移動方向とは反対方向である第２の移動方向（図１２の矢印Ｂ２の方向）に移動可能である。そして、スライド部材４１の基準位置Ｔ０からの第１の移動方向への変位量に対して比例する状態に、第１の湾曲方向への湾曲部１２の動作速度が決定される。同様に、スライド部材４１の基準位置Ｔ０からの第２の移動方向への変位量に対して比例する状態に、第２の湾曲方向への湾曲部１２の動作速度が決定される。
【００３４】
（第２の実施形態）  
次に、第２の実施形態について、図１３乃至図１６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部分及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３５】
図１３は、本実施形態の内視鏡１の制御ユニット６を示す図である。図１３に示すように、本実施形態の制御ユニット６は、記録部４３を備える。記録部４３は、動作速度決定部２２に電気的に接続されている。
【００３６】
図１４は、本実施形態のジョイスティック２１での湾曲操作を説明する図である。図１４に示すように、ジョイスティック２１は、中間位置Ｔ３から第１の移動方向（図１４の矢印Ｂ１の方向）及び第１の移動方向とは反対方向である第２の移動方向（図１４の矢印Ｂ２）の方向に移動可能である。中間位置Ｔ３より、第１の移動方向側に第１の基準位置Ｔ１が位置している。また、中間位置Ｔ３より、第２の移動方向側に第２の基準位置Ｔ２が位置している。すなわち、第２の基準位置Ｔ２は、第１の基準位置Ｔ１より第２の移動方向側に位置している。ここで、中間位置Ｔ３から第１の基準位置Ｔ１までのジョイスティック２１の変位量と中間位置Ｔ３から第２の基準位置Ｔ２までのジョイスティック２１の変位量は、δ０で同一である。
【００３７】
図１５は、動作速度決定部２２の作用を説明する図である。図１５に示すように、ジョイスティック２１での湾曲操作により、中間位置Ｔ３からのジョイスティック２１の変位量が、動作速度決定部２２に入力される。また、記録部４３には、第１の基準位置Ｔ１、第２の基準位置Ｔ２及び中間位置Ｔ３の位置情報が記録されている。第１の基準位置Ｔ１、第２の基準位置Ｔ２及び中間位置Ｔ３の位置情報は、動作速度決定部２２に入力される。そして、動作速度決定部２２は、湾曲部１２の動作速度を決定する（ステップＳ１１１）。そして、決定された動作速度に基づいて、速度指令を出力する。
【００３８】
図１６は、ジョイスティック２１の中間位置Ｔ３からの変位量（δ）と湾曲部１２の動作速度（ｖ）との関係を示す図である。図１６では、中間位置Ｔ３からの第１の移動方向への変位量を正で、中間位置Ｔ３からの第２の移動方向への変位量を負で示す。また、第１の湾曲方向への動作速度を正で、第２の湾曲方向への動作速度を負で示す。図５に示すように、ジョイスティック２１の中間位置Ｔ３からの変位量（δ）と湾曲部の動作速度（ｖ）との関係は、  
【数２】
2013022184.tif 000004
となる。
【００３９】
すなわち、中間位置Ｔ３からのジョイスティック２１の第１の移動方向への変位量（δ）が中間位置Ｔ３から第１の基準位置Ｔ１までの変位量δ０より大きい場合は、第１の湾曲方向への動作速度が湾曲部１２に生じる。この際、動作速度決定部２２は、第１の基準位置Ｔ１からのジョイスティック２１の変位量（δ−δ０）に比例する状態に、湾曲部１２の第１の湾曲方向への動作速度（ｖ）を決定する。また、中間位置Ｔ３からのジョイスティック２１の第２の移動方向への変位量（｜δ｜）が中間位置Ｔ３から第２の基準位置Ｔ２までの変位量δ０より大きい場合は、動作速度決定部２２により第２の湾曲方向への動作速度が湾曲部１２に生じる。この際、動作速度決定部２２は、第２の基準位置Ｔ２からのジョイスティック２１の変位量（δ＋δ０）に比例する状態に、湾曲部１２の第２の湾曲方向への動作速度（ｖ）を決定する。
【００４０】
ここで、式（２）のパラメータａ１は、ジョイスティック２１の第１の基準位置Ｔ１からの第１の移動方向への変位量（δ−δ０）に対する湾曲部１２の動作速度の比率、及び、ジョイスティック２１の第２の基準位置Ｔ２からの第２の移動方向への変位量（δ＋δ０）に対する湾曲部１２の動作速度の比率である。変位量（δ−δ０，δ＋δ０）に対する動作速度（ｖ）の比率（ａ１）は、比率設定部２３で設定される。そして、設定された比率（ａ１）が、動作速度決定部２２に入力される。
【００４１】
また、ジョイスティック２１が第１の基準位置Ｔ１と第２の基準位置Ｔ２との間に位置する際には、中間位置Ｔ３からの変位量（δ）に関係なく、湾曲部１２の動作速度（ｖ）はゼロとなる。すなわち、第１の基準位置Ｔ１又は第２の基準位置Ｔ２からの変位量に関係なく、動作速度決定部２２により湾曲部１２の動作速度はゼロに設定される。このため、ジョイスティック２１が第１の基準位置Ｔ１と第２の基準位置Ｔ２との間に位置する際には、湾曲部１２は動作を停止する。
【００４２】
ここで、中立状態から湾曲部１２を第１の湾曲方向に湾曲させた後に、ジョイスティック２１を第１の基準位置Ｔ１まで戻し、湾曲部１２の動作を停止することを考える。この湾曲操作では、ジョイスティック２１を第１の基準位置Ｔ１で正確に停止させ難く、ジョイスティック２１が第１の基準位置Ｔ１より第２の移動方向側に移動することがある。本実施形態では、ジョイスティック２１が第１の基準位置Ｔ１と第２の基準位置Ｔ２との間に位置する際には、第１の基準位置Ｔ１又は第２の基準位置Ｔ２からの変位量に関係なく、湾曲部１２の動作速度はゼロとなる。このため、ジョイスティック２１が第１の基準位置Ｔ１より第２の移動方向側に移動した場合も、湾曲部１２に第２の湾曲方向への動作速度が生じることなく、確実に湾曲部１２の動作が停止される。以上のように、本実施形態の内視鏡１では、湾曲部１２の動作を停止する場合に、湾曲操作を行い易い。
なお、本実施形態では、中間位置Ｔ３から第１の基準位置Ｔ１までの変位量と中間位置Ｔ３から第２の基準位置Ｔ２までの変位量は、δ０で同一であるが、これに限るものではない。例えば、中間位置Ｔ３から第１の基準位置Ｔ１までの変位量をδ１、中間位置Ｔ３から第１の基準位置Ｔ１までの変位量をδ１とは異なるδ２に設定してもよい。
【００４３】
（第３の実施形態）  
次に、第３の実施形態について、図１７乃至図１９を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部分及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
図１７は、本実施形態の内視鏡１の制御ユニット６を示す図である。図１７に示すように、本実施形態の制御ユニット６の駆動制御部２９は、駆動指令生成部３３に加えて、重み乗算部４５を備える。
【００４５】
図１８は、駆動指令生成部３３及び重み乗算部４５の作用を説明する図である。図１８に示すように、動作速度決定部２２からの速度指令は、第１の実施形態と同様に、駆動指令生成部３３により時間積分される（ステップＳ１１３）。そして、モータ２７を駆動させる駆動指令が生成される。そして、駆動指令には、重み乗算部４５により重み関数が乗算される（ステップＳ１１５）。重み関数が乗算された駆動指令に基づいて、第１の実施形態で前述したように（図５参照）、モータ２７は駆動制御される。以上のように、駆動制御部２９は、動作速度決定部２２によって決定された動作速度に基づいて、モータ２７を駆動制御している。
【００４６】
図１９は、重み関数を示す図である。図１９に示すように、重み関数Ｙは、  
【数３】
2013022184.tif 000005
となる。ここで、ｃ０は正の定数である。
【００４７】
すなわち、重み関数は原点を通る。また、原点から離れるにつれて重み関数の接線の傾きが小さくなる。例えば、関数の点（Ｘ１，Ｙ１）での接線Ｌ１の傾きより、関数の点（Ｘ２，Ｙ２）での接線Ｌ２の傾きが小さくなる。ここで、点（Ｘ２，Ｙ２）は、点（Ｘ１，Ｙ１）より原点から離れた位置に位置している。
【００４８】
内視鏡１の使用時には、真直ぐな中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲で、湾曲部１２の湾曲動作を行うことが多い。このため、中立位置からの変位量が小さい状態で、モータ２７が駆動されることが多くなる。本実施形態では、中立位置からのモータ２７の変位量が小さくなるにつれて、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対するモータ２７の駆動量の比率が大きくなる。このため、中立位置からのモータ２７の変位量が小さい場合、ジョイスティック２１での湾曲操作によって、十分に大きい駆動量でモータ２７が駆動される。このため、頻繁に湾曲動作が行われる中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲において、さらに適切に湾曲部１２の湾曲動作が行われる。
【００４９】
また、湾曲部１２は、湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂの一方が牽引されることにより、真直ぐな中立状態から湾曲する。このため、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい場合、いずれの湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂも緊張状態でないため、湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂに弛みが生じ易い。湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂの弛みの影響により、モータ２７の駆動力の湾曲部１２への伝達性が低下してしまう。このため、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲で湾曲動作を行う際に、モータ２７の駆動量が小さくなると、湾曲部１２が適切に湾曲されない。そこで、本実施形態の内視鏡１では、中立位置からのモータ２７の変位量が小さくなるにつれて、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対するモータ２７の駆動量の比率が大きくしている。すなわち、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲では、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対するモータ２７の駆動量の比率が大きくなる。これにより、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲では、モータ２７の駆動力の湾曲部１２への伝達性に対する湾曲ワイヤ３２Ａ，３２Ｂの弛みの影響が打ち消される。したがって、中立状態からの湾曲部１２の湾曲量が小さい範囲でも、適切に湾曲部１２の湾曲動作が行われる。
【００５０】
（第４の実施形態）  
次に、第４の実施形態について、図２０乃至図２２を参照して説明する。なお、第３の実施形態と同一の部分及び同一の機能を有する部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５１】
図２０は、本実施形態の内視鏡１の制御ユニット６を示す図である。図２０に示すように、本実施形態の制御ユニット６は、関数選択部４７を備える。関数選択部４７は、駆動制御部２９に電気的に接続されている。
【００５２】
図２１は、駆動制御部２９の重み乗算部４５の作用を説明する図である。図２１に示すように、重み乗算部４５では、駆動指令生成部３３からの駆動指令に重み関数が乗算される（ステップＳ１１７）。重み関数が乗算された駆動指令に基づいて、第１の実施形態で前述したように（図５参照）、モータ２７は駆動制御される。
【００５３】
図２２は、重み関数を示す図である。図２２に示すように、重み関数Ｙは、  
【数４】
2013022184.tif 000006
となる。ここで、ｂ０は正の定数である。
【００５４】
すなわち、第３の実施形態と同様に、重み関数は原点を通る。また、原点から離れるにつれて重み関数の接線の傾きが小さくなる。  
また、関数選択部４７では、重み関数の種類を設定する。重み関数は、重み関数が原点を通り、かつ、原点から離れるにつれて重み関数の接線の傾きが小さくなることを条件として、選択される。そして、図２１に示すように、選択された重み関数の種類が、駆動制御部２９の重み乗算部４５に入力される。関数選択部４７での重み関数の選択は、術者の操作等により行われる。
【００５５】
そして、重み乗算部４５は、選択された重み関数に基づいて、式（４）の定数ｂ０の値を決定する。図２２に示すように、ｂ０が１０の場合、ｂ０が１の場合、ｂ０が０．１の場合では、重み関数の種類が異なる。ただし、いずれの場合も、重み関数が原点を通り、かつ、原点から離れるにつれて重み関数の接線の傾きが小さくなる。
【００５６】
以上のような構成にすることにより、本実施形態の内視鏡１では、重み関数の種類が、関数選択部４７で設定される。これにより、中立位置からのモータ２７の変位量が小さくなるにつれて、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量に対するモータ２７の駆動量の比率が大きくなることを条件として、ジョイスティック２１の基準位置Ｔ０からの変位量とモータ２７の駆動量との関係が調整される。このため、術者は、前述の条件を満たす範囲で、ジョイスティック２１の変位量とモータ２７の駆動量との関係を、用途、使用状態、好み等に適した状態に設定することが可能となる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前期の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１…内視鏡、２…挿入部、１２…湾曲部、２１…ジョイスティック、２２…動作速度決定部、２７…モータ、２９…駆動制御部。
【図１】
2013022184.tif 000007
【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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【図２２】
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