(57)【要約】【課題】回転装置の追従性を向上させるとともに、位置決め時間を短縮可能な回転装置の駆動制御装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、回転装置の駆動制御装置は、駆動軸３，４から駆動力を伝達して回転ガントリ２の位置決め制御を行う。この駆動制御装置は、駆動軸３，４を駆動制御するサーボ制御部２０，３０と、サーボ制御部２０，３０に対して設定する制御パラメータを保持するパラメータ保持部４１，４２と、サーボ制御部２０，３０に対して制御周期毎の指令値信号を生成する軌道生成部４３と、軌道生成部４３で生成された指令値信号から回転ガントリ２の回転方向を判定する回転方向判定部４５と、回転方向判定部４５の判定結果に基づき、パラメータ保持部４１，４２のパラメータ設定先となるサーボ制御部２０，３０を複数の中から選択するパラメータ設定先選択回路４６と、を備える。【選択図】図１
2016031553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動軸から駆動力を伝達して回転装置の位置決め制御を行う回転装置の駆動制御装置であって、
前記複数の駆動軸をそれぞれ駆動制御する複数のサーボ制御部と、
前記複数のサーボ制御部に対して設定する制御パラメータをそれぞれ保持する複数のパラメータ保持部と、
前記複数のサーボ制御部に対して制御周期毎の指令値信号を生成する軌道生成部と、
前記軌道生成部で生成された指令値信号から前記回転装置の回転方向を判定する回転方向判定部と、
前記回転方向判定部の判定結果に基づき、前記パラメータ保持部のそれぞれのパラメータ設定先となる前記サーボ制御部を複数の中から選択するパラメータ設定先選択回路と、
を備えることを特徴とする回転装置の駆動制御装置。
【請求項２】
前記複数のパラメータ保持部に保持する制御パラメータを自動的に同定するパラメータチューニング機能部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項３】
手動操作により生成されるアナログ信号を前記軌道生成部に出力して前記複数のサーボ制御部に対する指令値信号を変更する手動操作器をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項４】
前記回転装置の位置決め基準となる位置決め対象部との相対位置を検出する位置センサ部をさらに有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項５】
前記位置センサ部は、前記回転装置と前記位置決め対象部との相対位置の変化によって取得画像に変化を生じる箇所に取り付けられたカメラであって、
前記カメラによって得られた画像から前記回転装置と前記位置決め対象部との相対位置を算出する画像計測処理部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項６】
前記カメラは、赤外波長領域の画像を取得する赤外線カメラであって、
前記位置決め対象部から前記赤外線カメラを不可視とする可視光カットフィルタをさらに有することを特徴とする請求項５に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項７】
前記位置センサ部は、複数の超音波発信器と、前記複数の超音波発信器から発信される超音波を受信する超音波受信器とを有し、
前記超音波発信器及び前記超音波受信器を制御して前記回転装置と前記位置決め対象部との相対位置を算出するセンサ計測処理部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の回転装置の駆動制御装置。
【請求項８】
複数の駆動軸から駆動力を伝達して回転装置の位置決め制御を行う回転装置の駆動制御方法であって、
前記複数の駆動軸をそれぞれ駆動制御する複数のサーボ制御部に対して設定する制御パラメータをそれぞれ保持する複数のパラメータ保持工程と、
前記複数のサーボ制御部に対して制御周期毎の指令値信号を生成する軌道生成工程と、
前記軌道生成工程で生成された指令値信号から前記回転装置の回転方向を判定する回転方向判定工程と、
前記回転方向判定工程での判定結果に基づき、前記複数のパラメータ保持工程で保持された前記制御パラメータのそれぞれのパラメータ設定先となる前記サーボ制御部を複数の中から選択するパラメータ設定先選択工程と、
を有することを特徴とする回転装置の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば放射線治療に用いられる回転照射装置等の回転装置の駆動制御装置及びその駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線治療には、患者の周りを回転することにより周方向の任意の位置から患者に対して粒子線を照射する回転照射装置が用いられている。この回転照射装置は、重量物である回転ガントリの回転角度の位置決め機能を有する装置である。回転照射装置は、制御対象となる回転ガントリを駆動輪及び従動輪により支持している。回転照射装置は、その駆動輪に機械的に接続されたモータ等のアクチュエータで発生させた駆動力を伝達し、回転ガントリを摩擦駆動することで、回転ガントリの回転位置及び速度等を制御している。このような回転照射装置としては、例えば特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
また、このような回転照射装置では、十分な駆動力を得るため、駆動輪（以下、駆動軸ともいう。）を複数設けて駆動することが多い。しかし、この回転照射装置では、複数の駆動軸の間で位置ずれが生じる。したがって、回転照射装置では、制御対象である回転ガントリの追従性の低下や駆動伝達部のすべりを防止するため、複数の駆動軸を協調させて動作させる必要がある。このような複数軸を有する位置決め装置の制御及び制御パラメータの設定に関する技術としては、例えば特許文献２に記載されたサーボ制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８３０５９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された機構を用いて複数の駆動軸の制御を行う場合、機構の特性上、回転ガントリを回転動作している状態では、各駆動軸により負荷及び制御特性が異なる。その結果、全駆動軸で同一の制御パラメータを使用すると、回転ガントリの追従性が悪くなるため、急激な加減速や細かな速度変更に対応することができず、回転ガントリの位置決めに長時間を要するという課題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２に記載された技術は、駆動軸ごとにパラメータを設定してフィードフォワード制御することによって追従性の向上を図っている。しかし、上記回転ガントリのような重量物である制御対象に駆動力を伝達する装置を適用した場合、制御対象を、ある方向に回転させながら同定したパラメータが、その方向に対して逆方向に回転させた場合には最適な追従性とはならないという課題があった。
【０００７】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、回転装置の追従性を向上させるとともに、位置決め時間を短縮可能な回転装置の駆動制御装置及びその駆動制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る回転装置の駆動制御装置は、複数の駆動軸から駆動力を伝達して回転装置の位置決め制御を行う回転装置の駆動制御装置であって、前記複数の駆動軸をそれぞれ駆動制御する複数のサーボ制御部と、前記各サーボ制御部に対して設定する制御パラメータをそれぞれ保持する複数のパラメータ保持部と、前記各サーボ制御部に対して制御周期毎の指令値信号を生成する軌道生成部と、前記軌道生成部で生成された指令値信号から前記回転装置の回転方向を判定する回転方向判定部と、前記回転方向判定部の判定結果に基づき、前記パラメータ保持部のそれぞれのパラメータ設定先となる前記サーボ制御部を複数の中から選択するパラメータ設定先選択回路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の実施形態に係る回転装置の駆動制御方法は、複数の駆動軸から駆動力を伝達して回転装置の位置決め制御を行う回転装置の駆動制御方法であって、前記複数の駆動軸をそれぞれ駆動制御する複数のサーボ制御部に対して設定する制御パラメータをそれぞれ保持する複数のパラメータ保持工程と、前記各サーボ制御部に対して制御周期毎の指令値信号を生成する軌道生成工程と、前記軌道生成工程で生成された指令値信号から前記回転装置の回転方向を判定する回転方向判定工程と、前記回転方向判定工程での判定結果に基づき、前記複数のパラメータ保持工程で保持された前記制御パラメータのそれぞれのパラメータ設定先となる前記サーボ制御部を複数の中から選択するパラメータ設定先選択工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、回転装置の追従性を向上させるとともに、位置決め時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の回転ガントリを備えた回転照射治療装置を示す概略立面図である。
【図３】図１の軌道生成部により生成した移動開始から移動終了までの各時刻における位置の軌道を示すグラフである。
【図４】図１の軌道生成部により生成した移動開始から移動終了までの各時刻における速度の軌道を示すグラフである。
【図５】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第４実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第５実施形態を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第６実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第７実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る回転装置の駆動制御装置及びその駆動制御方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、回転装置として回転照射治療装置の回転ガントリに適用した例について説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。図２は図１の回転ガントリを備えた回転照射治療装置を示す概略立面図である。図３は図１の軌道生成部により生成した移動開始から移動終了までの各時刻における位置の軌道を示すグラフである。図４は図１の軌道生成部により生成した移動開始から移動終了までの各時刻における速度の軌道を示すグラフである。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態において位置決め制御の対象となる回転照射治療装置１は、回転装置としての回転ガントリ２と、この回転ガントリ２を回転させる駆動力を回転ガントリ２に伝達するための２つの駆動軸３，４と、を備えている。これらの駆動軸３，４は、それぞれサーボモータ（ＳＭ）１３，１４に電気的及び機械的に接続され、これらのサーボモータ１３，１４を駆動することで、回転駆動する。
【００１５】
具体的には、回転照射治療装置１は、図２に示すように建屋５内に設置され、回転ガントリ２と、粒子ビーム照射部６と、図示しないビーム輸送装置と、回転治療室８とを備える。
【００１６】
回転ガントリ２は、回転軸Ｒを中心に回転自在に円筒状に形成され、上記２つの駆動軸３，４及び上記サーボモータを含む回転ガントリ支持駆動装置１０により正方向及び逆方向に回転自在に支持される。
【００１７】
粒子ビーム照射部６は、回転ガントリ２を介して回転治療室８内に配置され、患者の患部に向けて荷電粒子ビームを照射する。
【００１８】
図示しないビーム輸送装置は、回転ガントリ２に取り付けられ、粒子ビーム照射部６に荷電粒子ビームを導く。具体的には、図示しないシンクロトンで高エネルギーに加速された荷電粒子ビームが上記ビーム輸送装置を通して粒子ビーム照射部６へ導かれる。この粒子ビーム照射部６に導かれた荷電粒子ビームは、所望の線量分布に調整された後、治療用ベッド１２上に横たわる患者の患部へ照射される。
【００１９】
回転ガントリ支持駆動装置１０は、回転ガントリ２の軸方向両端に固定された回転リング１０ａ，１０ｂと、対応する回転リング１０ａ，１０ｂを支持するとともに対応する回転リング１０ａ，１０ｂを回転駆動する上記２つの駆動軸３，４と、２つの駆動軸３，４をそれぞれ回転駆動する上記２つのサーボモータ１３，１４と、から構成されている。したがって、回転ガントリ２は、２つの駆動軸３，４によって回転駆動される。
【００２０】
次に、図１に基づいて本実施形態の駆動制御装置の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、駆動軸３は、サーボモータ１３を介して第１サーボ制御部２０に電気的に接続されている。同様に、駆動軸４は、サーボモータ１４を介して第２サーボ制御部３０に電気的に接続されている。第１サーボ制御部２０は、電流制御部２１、速度制御部２２及び位置制御部２３を備えている。同様に、第２サーボ制御部３０も、電流制御部３１、速度制御部３２及び位置制御部３３を備えている。
【００２２】
電流制御部２１，３１は、サーボモータ１３，１４に流す電流を制御してサーボモータ１３，１４の発生トルクを制御する。速度制御部２２，３２は、速度指令電圧に応じて無段階に速度を変えることができる。位置制御部２３，３３は、位置指令信号によりサーボモータ１３，１４の回転角度（位置）と回転速度（移動速度）を制御する。
【００２３】
本実施形態では、パラメータ保持部４１，４２をその駆動軸３，４の数と同数有している。パラメータ保持部４１，４２は、駆動軸３，４のサーボモータ１３，１４を第１、第２サーボ制御部２０，３０によってサーボ制御するために必要な各種パラメータを保持する。すなわち、パラメータ保持部４１，４２は、第１、第２サーボ制御部２０，３０に対して電流、速度、及び位置の設定パラメータのそれぞれのパターンを保持している。
【００２４】
軌道生成部４３は、第１、第２サーボ制御部２０，３０に対して制御周期毎の目標値信号を生成する。具体的には、軌道生成部４３は、上位制御系４４から設定される駆動開始指令信号を得て、第１、第２サーボ制御部２０，３０のそれぞれに対する制御周期毎の指令値（目標値）信号として出力する。本実施形態の上位制御系４４は、回転照射治療装置１の操作コンソールに相当し、上記駆動開始指令信号の他、各種の指令信号を入力する。
【００２５】
回転方向判定部４５は、軌道生成部４３の指令値信号から回転ガントリ２を回転させる回転方向を判定する。パラメータ設定先選択回路４６は、パラメータ保持部４１，４２と第１、第２サーボ制御部２０，３０との間に接続されている。パラメータ設定先選択回路４６は、回転方向判定部４５の判定結果に基づき、パラメータ保持部４１，４２のそれぞれのパラメータ設定先となるサーボ制御部を第１、第２サーボ制御部２０，３０の中から選択する。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２７】
上記のように構成された本実施形態において、まずパラメータ保持部４１，４２には、回転ガントリ２を正回転させた場合の駆動軸３，４のサーボモータ１３，１４に対する制御パラメータを、それぞれ設計値及び手動チューニング結果を反映させることにより決定し設定しておく。ここで設定される制御パラメータは、正回転させた場合の特性のみを考慮すればよい。
【００２８】
次いで、実際の回転ガントリ２の回転動作では、正回転方向の動作開始指令信号が上位制御系４４により設定されて軌道生成部４３に出力された場合は、軌道生成部４３がこの動作開始指令信号を得て、その結果から回転方向判定部４５はこの回転動作方向が正回転であることを判別する。駆動軸３側にはパラメータ保持部４１の制御パラメータが、駆動軸４側にはパラメータ保持部４２の制御パラメータがそれぞれ設定される。その後、軌道生成部４３から第１、第２サーボ制御部２０，３０に制御周期毎の指令値信号が出力され、実際の回転動作が開始される。
【００２９】
具体的には、上位制御系４４から最終到着位置及び最高速度を示す指令信号が設定されると、軌道生成部４３は、図３及び図４に示すように回転ガントリ２の移動開始から移動終了までの各時刻における位置及び速度の軌道を示す信号を生成する。その後、回転ガントリ２の回転動作が開始されると、軌道生成部４３は第１、第２サーボ制御部２０，３０に対して、制御周期毎に、現在時刻における位置又は速度を指令値信号として出力する。
【００３０】
また、回転ガントリ２を逆回転方向に動作させる動作開始指令信号が上位制御系４４から設定されて軌道生成部４３に出力された場合は、軌道生成部４３がこの逆回転方向に動作させる動作開始指令信号を得て、その結果から回転方向判定部４５はこの回転動作方向が逆回転であることを判別する。前述とは逆に駆動軸３側にはパラメータ保持部４２の制御パラメータが、駆動軸４側にはパラメータ保持部４１の制御パラメータがそれぞれ設定され、実際の回転動作が開始される。
【００３１】
このように本実施形態によれば、駆動軸３，４ごとに異なり回転方向によって入れ替わる制御特性に対応して、常に最適な制御パラメータが選択されることとなり、回転ガントリ２の制御追従性を向上させ、位置決め時間を短縮することができる。
【００３２】
すなわち、本実施形態によれば、重量物である回転ガントリ２を複数の駆動軸３，４により駆動制御する回転照射治療装置１において、駆動軸３，４ごとに異なり回転ガントリ２の回転方向によっても変化する制御特性に対して最適な制御パラメータを設定する。これにより、追従性を向上させるとともに、より急激な加減速や細かな速度変更を実現し、回転ガントリ２の位置決め時間を短縮することが可能となる。
【００３３】
また、制御対象である回転ガントリ２の形状が左右対称であり、回転方向によって制御特性が駆動軸３，４間で入れ替わるという特性を利用することで、駆動軸ごとに回転方向ごとの制御パラメータを保持させて、選択／書き換えて使用するような制御装置と比較し、制御パラメータを同定する手間を省くことが可能となる。
【００３４】
なお、本実施形態では、図１に示すように駆動軸３，４が２つ設置され、これらの駆動軸３，４に対応するサーボ制御部も２つ設置された構成を示しているが、例えば駆動軸が４つある構成等、左右対称に配置されて、左右逆転時に制御パラメータの入れ替えが有効であるようなものにも適用可能である。
【００３５】
（第２実施形態）
図５は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第１実施形態の変形例であって、前記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３６】
本実施形態は、前記第１実施形態の構成に加えて、パラメータ保持部４１，４２に保持する制御パラメータを自動的に同定するパラメータチューニング機能部５０を設けた構成である。
【００３７】
したがって、本実施形態では、パラメータチューニング機能部５０が制御パラメータの同定のための仮の制御パラメータをパラメータ保持部４１，４２に対して設定した状態とする。この状態で軌道生成部４３は、制御パラメータの同定動作として、前記第１実施形態で説明した図３及び図４に示すような軌道から生成される制御周期毎の指令値信号を第１、第２サーボ制御部２０，３０に対して出力する。この動作の結果に基づいてパラメータチューニング機能部５０は、増減等の調整を行う。このようにして調整された数値は、パラメータ保持部４１、４２に保持され、再度動作させることを繰り返して、最適な制御パラメータを同定して最終的な値を決定する。この制御パラメータの同定動作は、制御対象である回転ガントリ２を正回転させる動作のみに実施する。
【００３８】
このように本実施形態によれば、パラメータ保持部４１，４２に保持する制御パラメータを自動的に同定するパラメータチューニング機能部５０を設けたことにより、通常駆動軸３，４ごとに単独で行われていた制御パラメータのチューニングをシステム全体として実施することで、パラメータ同定作業の手間を省略しつつ、最適な制御パラメータを同定することが可能となる。
【００３９】
（第３実施形態）
図６は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第３実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第２実施形態の変形例であって、前記第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４０】
本実施形態では、第２実施形態の構成に加え、手動操作器を設けた構成とする。手動操作器は、操作者の直感的な判断に基づいて操作することにより回転ガントリ２を所望の角度に回転させたいときに使用する。本実施形態では、手動操作器を２つ設けている。
【００４１】
具体的には、本実施形態の手動操作器は、図６に示すように制御室（図示せず）に設けた手動操作器５１と、これとは別に回転ガントリ２付近に設けた手動操作器５２で構成する。これらの手動操作器５１，５２の構造は、特に限定しないが、例えばレバーを操作者が手動操作することで左右に傾倒可能なレバー型とする。また、手動操作器５１，５２は、レバーに力を加えないと、ばね等の弾性力によりホームポジションに戻るように構成されている。手動操作器５１，５２は、レバーの傾倒角度に応じた値を示すアナログ信号を生成する。
【００４２】
したがって、本実施形態では、手動操作器５１，５２を手動操作することによって生成されるアナログ信号を軌道生成部４３に出力する。この軌道生成部４３では、そのアナログ信号に基づいて第１、第２サーボ制御部２０，３０へ出力する指令値（目標値）信号をオンラインで変更することで、回転ガントリ２の回転速度等を任意に変更することができる。
【００４３】
このように本実施形態によれば、手動操作器５１，５２を設けたことにより、従来では困難であった細かな軌道変更に対する追従性を向上させることで、操作者の感覚により回転ガントリ２に対して一段と高速で、かつ微細な調整操作を実現することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態では、手動操作器を２つ設けた例について説明したが、これに限らず１つだけ設けるようにしてもよい。すなわち、手動操作器は、少なくとも１つ設ければよい。
【００４５】
（第４実施形態）
図７は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第４実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第２実施形態の変形例であって、前記第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００４６】
本実施形態では、前記第２実施形態の構成に加え、図７に示すように回転ガントリ２を位置決めする際の基準となる位置決め対象部５３と、この位置決め対象部５３と回転ガントリ２との相対位置を検出するための位置センサ部５４とを設けた構成とする。位置決め対象部５３は、回転ガントリ２の空洞内に設置され、例えば図２に示す治療用ベッド１２である。位置センサ部５４は、回転ガントリ２の内周面に固定されている。
【００４７】
なお、図７では、位置センサ部５４は、回転ガントリ２の内周面側に固定した例を示しているが、この位置センサ部５４は位置決め対象部５３側に固定されてもよいし、全く別の箇所に固定されて回転ガントリ２及び位置決め対象部５３の双方を位置計測して相対位置を検出するようにしてもよい。
【００４８】
したがって、本実施形態では、位置決め対象部５３が、装置の用途に応じて任意の位置へと移動した状態で、位置センサ部５４が制御対象である回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置関係を示す信号を軌道生成部４３へ出力する。この軌道生成部４３では、位置センサ部５４のセンシング値信号に基づいて、第１、第２サーボ制御部２０，３０へと出力する指令値（目標値）信号をオンラインで変更し、上記相対位置の変化に応じて、回転ガントリ２の回転速度等を変更することができる。
【００４９】
このように本実施形態によれば、時々刻々変化する位置センサ部５４のセンシング値信号に対する追従性を向上させることで、相対位置が変化するような位置決め対象部５３に対して回転ガントリ２を高速でかつ微細に位置決めすることが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、従来、位置決め対象部５３と回転ガントリ２のそれぞれを、予め固定された絶対座標系に対して位置決めを行っていたようなシステムにおいても、相対的な位置決めにより絶対位置出し等の作業量を削減することが可能となる。
【００５１】
（第５実施形態）
図８は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第５実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第４実施形態の変形例であって、前記第４実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５２】
本実施形態では、図８に示すように前記第４実施形態に示したような駆動制御装置のうち、位置センサ部としてカメラ５５を備えている。具体的には、本実施形態は、回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置の変化によって取得画像に変化を生じる箇所に取り付けられたカメラ５５と、このカメラ５５によって得られた画像から回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置を算出する画像計測処理部４７とを備えている。
【００５３】
このように本実施形態によれば、カメラ５５が取得する画像に基づく受動計測処理のみで回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対距離の計測が可能である。そのため、特徴として抽出可能な形状さえ存在すれば、投光器や受信機のような特殊な機器を埋め込むことなく計測が可能となり、機器のメンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００５４】
（第６実施形態）
図９は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第６実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第５実施形態の変形例であって、前記第５実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５５】
本実施形態では、図９に示すように前記第５実施形態に示したような駆動制御装置のうち、カメラが赤外波長領域の画像を取得する赤外線カメラ５６であり、この赤外線カメラ５６を覆うように可視光カットフィルタ５７が設置されている。すなわち、可視光カットフィルタ５７は、位置決め対象部５３から赤外線カメラ５６を不可視としている。
【００５６】
したがって、本実施形態では、可視光カットフィルタ５７により人間の目では不可視となった赤外線領域の画像を赤外線カメラ５６により取得することで、回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置の変化によって取得画像に変化を生じる。画像計測処理部４７は、赤外線カメラ５６によって得られた画像から回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置を算出する。そして、回転ガントリ２と位置決め対象部５３と相対位置の算出結果を示す信号を軌道生成部４３へ出力し、この算出結果を示す信号に基づいて回転ガントリ２の制御が行われる。
【００５７】
このように本実施形態によれば、赤外線カメラ５６により赤外波長で撮影を行うため、撮影対象領域の可視光波長の照明強度を任意に設定することが可能となる。また、赤外線カメラ５６が位置決め対象部５３から不可視となるため、撮影対象領域に治療用ベッド１２上に横たわる患者が存在するような場合、赤外線カメラ５６の存在を意識させず、撮影されているというストレスを与えずに治療を行うことが可能となる。
【００５８】
（第７実施形態）
図１０は本発明に係る回転装置の駆動制御装置の第７実施形態を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第４実施形態の変形例であって、前記第４実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５９】
本実施形態では、図１０に示すように前記第４実施形態に示したような駆動制御装置のうち、位置センサ部は、複数の超音波発信器５８と、これらの超音波発信器５８から発信される超音波を受信する超音波受信器５９と、を備えている。センサ計測処理部４８は、超音波発信器５８及び超音波受信器５９を制御して回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置を算出する。
【００６０】
したがって、本実施形態では、超音波発信器５８が発信した超音波を超音波受信器５９が受信するまでの時間、及び複数の超音波発信器５８間の位置関係を元に、センサ計測処理部４８が回転ガントリ２と位置決め対象部５３との相対位置を算出し、この算出結果を示す数値に基づいて回転ガントリ２の位置決め制御を行うようにしている。
【００６１】
このように本実施形態によれば、前記第５実施形態及び前記第６実施形態で説明したような画像計測では計測不可能であった画像検出に用いるような特徴点のない対象物についても、位置決め対象部５３として採用することが可能となる。
【００６２】
また、カメラによる画像計測の場合は、撮影範囲が限定されているため、相対位置が大きく変化するような位置決め対象部５３において、回転ガントリ２との相対移動範囲の全てを測定範囲に収めることが困難であった。しかし、本実施形態によれば、１つの計測システムでより広範囲の測定が可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態では、図１０に示すように超音波発信器５８を回転ガントリ２側に、超音波受信器５９を位置決め対象部５３側に設置しているが、これは逆に、超音波発信器５８を位置決め対象部５３側に、超音波受信器５９を回転ガントリ２側に取り付けるようにしても同様の効果が得られる。
【００６４】
（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６５】
なお、上記各実施形態におけるサーボ制御部２０，３０は、電流制御部２１，３１、速度制御部２２，３２及び位置制御部２３，３３により構成したが、その構成は特に限定されない。
【００６６】
また、上記各実施形態では、回転装置として回転ガントリ２を適用した場合について説明したが、これに限定することなく、他の回転装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…回転照射治療装置、２…回転ガントリ（回転装置）、３，４…駆動軸、５…建屋、６…粒子ビーム照射部、８…回転治療室、１０…回転ガントリ支持駆動装置、１０ａ，１０ｂ…回転リング、１２…治療用ベッド、１３，１４…サーボモータ、２０…第１サーボ制御部、２１…電流制御部、２２…速度制御部、２３…位置制御部、３０…第２サーボ制御部、３１…電流制御部、３２…速度制御部、３３…位置制御部、４１，４２…パラメータ保持部、４３…軌道生成部、４４…上位制御系、４５…回転方向判定部、４６…パラメータ設定先選択回路、４７…画像計測処理部、４８…センサ計測処理部、５０…パラメータチューニング機能部、５１，５２…手動操作器、５３…位置決め対象部、５４… 位置センサ部、５５…カメラ、５６…赤外線カメラ、５７…可視光カットフィルタ、５８…超音波発信器、５９…超音波受信器
【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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