(57)【要約】【課題】ケーブルを介してコントローラに接続される、作業部付き操作部を備える医療用マニピュレータの前記ケーブルを細くする。【解決手段】マニピュレータ１０の操作部１４と、コントローラ５１４との間の信号の授受にシリアライザ６０４、６１６を利用したシリアル通信を行うようにし、マニピュレータ１０の操作部１４とコントローラ５１４とを繋ぐケーブル６１を構成する素線の数を少なくしてケーブル６１を細くする。【選択図】図１
2009213540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用の先端動作部を有する作業部と、前記先端動作部を動作させる機械要素と該機械要素を作動させる電気機器と該電気機器に指令を与える入力部とを有し前記作業部が着脱自由に係合される操作部と、を有する医療用のマニピュレータと、
前記マニピュレータの前記操作部の前記入力部及び前記電気機器に対して複数の素線からなるケーブルを介して電気的に接続され前記マニピュレータを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラと、前記入力部及び前記電気機器との間の前記素線を通じての信号の授受にシリアライザが利用されている
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項２】
請求項１記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
さらに、
前記作業部に該作業部の識別符号が付けられているとき、前記作業部が前記操作部に装着された状態で前記識別符号を読み取り可能に前記操作部に設けられた読取器を有し、
前記読取器の出力と、前記電気機器との出力とをそれぞれシリアル信号に変換するための前記シリアライザとして前記読取器用のシリアライザと前記電気機器用のシリアライザとがそれぞれ別に設けられた
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
さらに、
前記電気機器に、前記機械要素を作動させるモータとこのモータの軸回転を検出するエンコーダとが含まれるとき、前記エンコーダの相出力パルスを計数するカウンタを有し、該カウンタの出力を前記電気機器用の前記シリアライザによりシリアル信号に変換し、前記素線を通じて前記コントローラ側に出力する
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項４】
請求項３記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
前記コントローラ側に前記カウンタの出力を保持するカウンタ用レジスタをさらに設け、前記コントローラから前記操作部に対して電源を供給中に、前記コントローラから前記操作部が外された後、繋がれたとき、前記外されたときに前記カウンタ用レジスタに保持された前記カウンタの出力を、前記カウンタにプリセットして動作を再開させる
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【請求項５】
請求項１又は２記載の医療用マニピュレータシステムにおいて、
さらに、
前記コントローラに、コントローラ側カウンタを設け、
前記電気機器に、前記機械要素を作動させるモータとこのモータの軸回転を検出するエンコーダとが含まれるとき、前記エンコーダの相出力パルスを計数するエンコーダ側カウンタを設け、
前記エンコーダ側カウンタの出力を前記電気機器用の前記シリアライザによるシリアル通信に同期し、同期周期内で発生した前記エンコーダ側カウンタの出力の差分をシリアル信号に変換し、前記素線を通じて前記コントローラ側に出力し、前記コントローラ側カウンタで差分を累積する
ことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操作部から入力された操作指令に基づいて、手術用の先端動作部を有する作業部が患者に対して動作を行う医療用のマニピュレータと、このマニピュレータを制御するコントローラと、からなる医療用マニピュレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
腹腔鏡下手術においては、患者の腹部等に小さな孔をいくつかあけて内視鏡、鉗子（又はマニピュレータ）等を挿入し、術者が内視鏡の映像をモニタで見ながら手術を行っている。このような腹腔鏡下手術は、開腹を必要としないため患者への負担が少なく、術後の回復や退院までの日数が大幅に低減されることから、適用分野の拡大が期待されている。
【０００３】
医療用マニピュレータシステムは、例えば、マニピュレータ本体と、該マニピュレータ本体を制御するコントローラとから構成される。マニピュレータ本体は、手によって操作される操作部と、この操作部に対して交換自由に着脱される、先端動作部（エンドエフェクタ）を有する作業部（器具）とから構成される（特許文献１）。
【０００４】
前記作業部の前記先端動作部は複数軸動作とされ、前記操作部内に配されたアクチュエータである複数のモータの回転量に基づいて各軸が動作する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０５４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図９に示すように、コントローラ２とマニピュレータ４の操作部との間は複数の素線６からなるケーブル８により電気的且つ機械的に接続されている。
【０００７】
この場合、ケーブル８を構成する素線６の数は、複数のモータ用の各動力線、モータの軸回転を検出する各エンコーダ用の相パルス出力線、入力部（スイッチ等）の制御線、状態表示用のＬＥＤ及び各種電源線、並びに作業部のＩＤを読み取るカメラに対する入出力線等、５０本程度に及ぶ。
【０００８】
しかしながら、素線６の数が多くなるとマニピュレータ４の操作部とコントローラ２とを繋ぐケーブル８が太くて硬いものとなり結果として手で持って操作されるマニピュレータ４の操作性を低下させることになる。
【０００９】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、マニピュレータとコントローラとの間のケーブルを細くすることを可能とする医療用マニピュレータシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、マニピュレータとコントローラとの間のケーブルを細くしながらマニピュレータとコントローラとの間の高速通信性を維持することを可能とする医療用マニピュレータシステム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】
【００１１】
この発明に係る医療用マニピュレータシステムは、手術用の先端動作部を有する作業部と、前記先端動作部を動作させる機械要素と該機械要素を作動させる電気機器と該電気機器に指令を与える入力部とを有し前記作業部が着脱自由に係合される操作部と、を有する医療用のマニピュレータと、前記マニピュレータの前記操作部の前記入力部及び前記電気機器に対して複数の素線からなるケーブルを介して電気的に接続され前記マニピュレータを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラと、前記入力部及び前記電気機器との間の前記素線を通じての信号の授受にシリアライザが利用されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、マニピュレータの入力部及び電気機器と、コントローラとの間の信号の授受にシリアライザを利用したシリアル通信を行うようにしたので、マニピュレータとコントローラとを繋ぐケーブルを構成する素線の数を少なくすることができる。結果として、ケーブルを細くすることができる。
【００１３】
この場合、さらに、前記作業部に該作業部の識別符号が付けられているとき、前記作業部が前記操作部に装着された状態で前記識別符号を読み取り可能に前記操作部に設けられた読取器を有し、前記読取器の出力と、前記電気機器との出力とをそれぞれシリアル信号に変換するための前記シリアライザとして前記読取器用のシリアライザと前記電気機器用のシリアライザとをそれぞれ別に設けることで、特に、先端動作部を動作させる機械要素を作動させる電気機器との高速通信性を維持することができる。
【００１４】
またさらに、前記電気機器に、前記機械要素を作動させるモータとこのモータの軸回転を検出するエンコーダとが含まれるとき、前記エンコーダの相出力パルスを計数するカウンタを設け、該カウンタの出力を前記電気機器用の前記シリアライザによりシリアル信号に変換し、前記素線を通じて前記コントローラ側に出力するように構成することで、前記エンコーダの相出力パルスの高速性をカウンタにより吸収（緩衝）することができるので、同一性能のシリアライザを利用してより高速化を図ることができる。
【００１５】
この場合、前記コントローラ側に前記カウンタの出力を保持するカウンタ用レジスタをさらに設け、前記コントローラから前記操作部に対して電源を供給中に、前記コントローラから前記操作部が外された後、繋がれたとき、前記外されたときに前記カウンタ用レジスタに保持された前記カウンタの出力を、前記カウンタにプリセットして動作を再開させるようにすることで、安定した通信システムを有する医療用マニピュレータシステムを構築することができる。
【００１６】
なお、エンコーダ側カウンタで計数される、シリアル通信の同期周期内で発生した差分データをマニピュレータ側からコントローラ側にシリアル転送し、コントローラ側カウンタで差分データを累積して管理する構成とすれば、上記したプリセット動作を省略することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、シリアライザを利用することでマニピュレータとコントローラとの間のケーブルを細くすることができる。
【００１８】
また、シリアライザを使い分けることにより、あるいはエンコーダの相出力パルスをカウンタで一旦計数してからシリアル信号に変換することにより高速性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。図１は、この実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００のうち、コネクタ５２０及びケーブル６１を介して接続されるコントローラ５１４と操作部１４とのブロック図である。図２は、この実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００の概略構成図である。図３は、操作部１４に装着可能な種々の作業部１６ａ〜１６ｃの例を示す説明図である。図４は、作業部１６と操作部１４とを分離したマニピュレータ１０の側面図である。図５は、操作部１４の斜視図である。図６は、コントローラ５１４の正面図である。
【００２０】
図７は、他の実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００Ａのうち、コネクタ５２０及びケーブル６１を介して接続されるコントローラ５１４Ａと操作部１４Ａとのブロック図である。図８は、他の実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００Ａの動作説明図である。
【００２１】
図２に示すように、医療用マニピュレータシステム５００は、腹腔鏡下手術等に用いられる。この医療用マニピュレータシステム５００は、基本的には、マニピュレータ１０と、コントローラ５１４と、これらマニピュレータ１０とコントローラ５１４とを接続するコネクタ５２０付きのケーブル（複合ケーブル）６１とから構成される。ケーブル６１のマニピュレータ１０側は固定され、コントローラ５１４側は着脱可能なようにコネクタ５２０が設けられている。なお、ケーブル６１のマニピュレータ１０側もコネクタにより接続する構成としてもよい。
【００２２】
マニピュレータ１０は、操作部１４と作業部１６とから構成される。このマニピュレータ１０は、先端動作部１２に生体の一部又は湾曲針等を把持して所定の処置を行うためのものであり、通常、把持鉗子やニードルドライバ（持針器）等とも呼ばれる。
【００２３】
コントローラ５１４は、マニピュレータ１０を電気的に制御するものであり、操作部１４中、人の手によって把持されるグリップハンドル２６の下端部から延在するケーブル６１にコネクタ５２０を介して接続されている。
【００２４】
コントローラ５１４は、マニピュレータ１０を独立的に３台同時に制御することができる。コントローラ５１４のうち、第１、第２及び第３のマニピュレータ１０を制御する部分を総括的に第１ポート５１５ａ、第２ポート５１５ｂ及び第３ポート５１５ｃとも呼ぶ。第１ポート５１５ａ、第２ポート５１５ｂ及び第３ポート５１５ｃに接続されて制御されるマニピュレータ１０を、必要に応じてマニピュレータ１０ａ、マニピュレータ１０ｂ及びマニピュレータ１０ｃと呼んで区別する（図２参照）。
【００２５】
図３に示すように、医療用マニピュレータシステム５００は、選択的に種々の構成を採りうる。すなわち、作業部１６は、バリエーションとして作業部１６ａ〜１６ｄが用意されている。
【００２６】
術者は、手技の種類に応じて作業部１６ａ〜１６ｄを選択する。このうち、作業部１６ｂは先端動作部１２がはさみとなっている。作業部１６ｃは先端動作部１２がブレード型電気メスとなっている。作業部１６ｄは先端動作部１２がフック型電気メスとなっている。各作業部１６ａ〜１６ｄは、接続部１５内のプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃ（図２参照）が共通の構成となっている。
【００２７】
前記のとおり、コントローラ５１４は、３台のマニピュレータ１０を同時に制御可能である。
【００２８】
次に、操作部１４及び作業部１６からなるマニピュレータ１０について説明する。
【００２９】
図２及び図４に示すように、マニピュレータ１０は、手によって把持及び操作される操作部１４と、操作部１４に対して着脱自由な作業部１６とを有する。
【００３０】
以下の説明では、図２における幅方向をＸ方向、高さ方向をＹ方向及び、連結シャフト４８の延在方向をＺ方向と規定する。また、右方をＸ１方向、左方をＸ２方向、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向、前方をＺ１方向、後方をＺ２方向と規定する。さらに、特に断りのない限り、これらの方向の記載はマニピュレータ１０が中立姿勢である場合を基準として表すものとする。これらの方向は説明の便宜上のものであり、マニピュレータ１０は任意の向きで（例えば、上下を反転させて）使用可能であることはもちろんである。
【００３１】
作業部１６は、作業を行う先端動作部１２と、操作部１４のアクチュエータブロック（アクチュエータ部）３０に対して接続される接続部１５と、これらの先端動作部１２と接続部１５とを連接する長尺で中空の連結シャフト４８とを有する。作業部１６は、アクチュエータブロック３０における所定の操作によって操作部１４から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。
【００３２】
先端動作部１２及び連結シャフト４８は細径に構成されており、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入可能であり、操作部１４の操作により体腔２２内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技を行うことができる。
【００３３】
操作部１４は、手によって把持されるグリップハンドル２６と、グリップハンドル２６の上部から延在するブリッジ２８と、ブリッジ２８の先端に接続されたアクチュエータブロック３０とを有する。
【００３４】
図２に示すように、操作部１４のグリップハンドル２６は、ブリッジ２８の端部からＹ２方向に向かって延在しており、人手によって把持されるのに適した長さであり、入力手段としてのトリガーレバー３２と、複合入力部３４と、マスタースイッチ３６とを有する。マスタースイッチ３６は、マニピュレータ１０の動作状態の有効又は無効を設定するための入力手段である。
【００３５】
ブリッジ２８の上面（又は側面）における視認しやすい箇所にはマニピュレータ１０の制御状態を示す２色発光可能なＬＥＤ（インジケータ）２９が設けられている。
【００３６】
複合入力部３４は、先端動作部１２に対してロール方向（軸回転方向）及びヨー方向（左右方向）の回転指令を与える複合的な入力手段であり、例えば軸回転に動作する第１入力手段によってロール方向指示を行い、横方向に動作する第２入力手段によってヨー方向指示を行うことができる。トリガーレバー３２は、先端動作部１２のグリッパ５９（図２参照）の開閉指令を与える入力手段である。つまり、コントローラ５１４は、ロール軸、ヨー軸及びグリッパ軸に対応したモータ４０、４１、４２の角度を示す内部信号を保持しており、複合入力部３４及びトリガーレバー３２の信号に基づいてこれらの内部信号を変化させてモータ４０、４１、４２の角度が一致するように制御をしている。
【００３７】
図４に示すように、複合入力部３４にはそれぞれ動作量を検出する入力部センサ３９ａ、３９ｂが設けられ、トリガーレバー３２には、動作量を検出するトリガーセンサ３９ｃが設けられ、検出した動作信号をコントローラ５１４に供給する。
【００３８】
トリガーレバー３２は、ブリッジ２８のやや下方でＺ１方向にやや突出したレバーであり、人差し指による操作が容易な位置に設けられている。
【００３９】
トリガーレバー３２は、グリップハンドル２６に対してアーム９８により接続されており、該グリップハンドル２６に対して進退するように構成されている。
【００４０】
マスタースイッチ３６はグリップハンドル２６に対して進退する操作機構であって、トリガーレバー３２とマスタースイッチ３６とはグリップハンドル２６におけるＺ１方向の面で、グリップハンドル２６の長尺方向（Ｙ方向）に並んで配置されている。マスタースイッチ３６はトリガーレバー３２の直下（Ｙ２方向）に設けられている。マスタースイッチ３６とトリガーレバー３２との間には薄い板材１３０が設けられている。
【００４１】
マスタースイッチ３６はオルタネート式であって、一度手前（Ｚ２方向）に引き込むことによってオン状態にロックされ、操作子３６ａは手前側の位置に保持される。再度マスタースイッチ３６を手前側に引き込むことによってオン状態は解除されてオフ状態となり、図示しない弾性体によって先端側（Ｚ１方向）の位置に復帰する。このような操作により、マスタースイッチ３６は、オン状態又はオフ状態のいずれかに保持され、マスタースイッチ３６を押し続ける必要がない。したがって、オン状態とオフ状態との切り換え時だけマスタースイッチ３６の操作をすればよく、それ以外のときはトリガーレバー３２の操作をすることができ、マスタースイッチ３６とトリガーレバー３２とを併存させるのに好適である。
【００４２】
また、マスタースイッチ３６はオン状態とオフ状態では操作子３６ａの突き出し量が異なる構成であることから、操作子３６ａを目視し又は触れることによって状態を確認することができる。
【００４３】
マスタースイッチ３６は、モードを変更する。モードの状態はＬＥＤ２９及び後述するポート番号ランプ５６０（図６参照）の点灯状態によっても示される。具体的には、ＬＥＤ２９及びポート番号ランプ５６０は、動作モードのときには緑色点灯、停止モードのときには消灯となる。また、自動原点復帰動作時及びリセット動作時には緑の点滅となり、アラーム発生時には赤の点滅となる。
【００４４】
これらのモード及び動作はマスタースイッチ３６の操作によって変更される。つまり、コントローラ５１４は、マスタースイッチ３６の状態を読み込み、オン状態であるときに動作モードとし、オン状態からオフ状態に切り換わったときに自動原点復帰動作としてモータ４０、４１、４２を所定の原点に戻し、原点に戻った後に停止モードとする。
【００４５】
動作モードとは、操作部１４の操作指令を有効にしてモータ４０、４１、４２を駆動するモードである。停止モードは、操作部１４の操作指令の有無に関わらずモータ４０、４１、４２を停止させるモードである。また、リセット動作とは、後述する所定の操作がなされたときにモータ４０、４１、４２を自動的に所定の原点に戻す動作である。自動原点復帰動作及びリセット動作は、操作指令の有無に関わらずモータ４０、４１、４２を動作させることから、自動モードとして分類される。
【００４６】
これらのモード及び動作はコントローラ５１４によって区別されて制御され、ＬＥＤ２９及びポート番号ランプ５６０の点灯状態が切り換えられる。
【００４７】
アクチュエータブロック３０には先端動作部１２が有する３自由度の機構に対応してモータ４０、モータ４１及びモータ４２が連結シャフト４８の延在方向に沿って並列して設けられている。これらのモータ４０、４１及び４２は小型、細径であって、アクチュエータブロック３０はコンパクトな扁平形状に構成されている。アクチュエータブロック３０は、操作部１４のＺ１方向端部の下方に設けられている。また、モータ４０、４１及び４２は、操作部１４の操作に基づき、コントローラ５１４の作用下に回転をする。
【００４８】
モータ４０、４１及び４２には、回転角度（軸回転）を検出することのできる角度センサであるエンコーダ（例えば、ロータリエンコーダ）４３、４４及び４５が設けられており、検出した角度信号はコントローラ５１４に供給される。エンコーダ４３〜４５は、インクリメンタル式が採用され、回転角度に応じた数のパルス信号を出力する。この場合、回転方向を弁別するためにＡ相とＢ相の各出力パルス信号（相出力パルスという。）を出力する。なお、必要に応じてＺ相のパルス信号を出力するエンコーダを用いることもできる。また、エンコーダとしてアブソリュート式のものを用いることもできる。
【００４９】
作業部１６は、アクチュエータブロック３０に対して接続される接続部１５と、該接続部１５からＺ１方向に向かって延在する中空の連結シャフト４８とを有する。接続部１５には、モータ４０、４１及び４２の駆動軸に接続されるプーリ５０ａ、プーリ５０ｂ及びプーリ５０ｃが回転自由に設けられている。プーリ５０ａ〜５０ｃにはそれぞれカップリングが設けられている。
【００５０】
プーリ５０ａ、プーリ５０ｂ及びプーリ５０ｃには、それぞれワイヤが巻き掛けられており、連結シャフト４８の中空部分を通って先端動作部１２まで延在している。
【００５１】
作業部１６は、アクチュエータブロック３０における所定の操作によって操作部１４から離脱可能であって、洗浄、滅菌及びメンテナンス等を行うことができる。また、作業部１６は他の形式のものに交換可能であって、手技に応じて連結シャフト４８の長さの異なるもの、又は先端動作部１２の機構が異なるものを装着することができる。
【００５２】
作業部１６は、操作部１４に対して着脱自由であり、プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの中心穴に対して、モータ４０、４１及び４２の回転軸４０ａ、４０ｂ及び４０ｃが嵌合するように構成されている。プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのＹ２方向下端にはそれぞれ十字状の結合凸部が設けられ、回転軸４０ａ、４０ｂ及び４０ｃには十字状の結合凹部が設けられている。結合凸部と結合凹部は互いに係合可能に形成されており、モータ４０、４１及び４２の回転がプーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃに対して確実に伝達される。これらの係合部は十字形状に限られない。
【００５３】
接続部１５には、作業部１６を個体識別することのできるＩＤ（識別符号）が付けられたＩＤ部１０４が設けられている。
【００５４】
ＩＤ部１０４には、作業部１６ａ〜１６ｄ毎に識別が可能なように異なる２次元バーコードであるＱＲコードが付けられている。ＩＤ部１０４のＱＲコードには、作業部１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応した型式、仕様、シリアルナンバーの他、製造所、製造日、商品名、等の各種情報が含まれる。
【００５５】
操作部１４は、接続された作業部１６のＩＤ部１０４のＱＲコード（情報）を読み取ってコントローラ５１４に供給するカメラ１０６（読取器）を有する。図５に示すように、カメラ１０６は、操作部１４中、作業部１６のＩＤ部１０４を臨む位置に取り付けられ、カメラ１０６には、接続された作業部１６のＩＤ部１０４を照明するためのＬＥＤ１０８が付けられている。ここで、ＩＤ部１０４のＩＤ（識別符号）の読取器としては、カメラ１０６に代替してバーコードリーダー、バーコードスキャナを用いることができる。
【００５６】
接続部１５を操作部１４から取り外す場合には、アクチュエータブロック３０の両側面に設けられたレバー２０６を押してそれぞれ外方に開くように傾動させ、該レバー２０６の楔部２０６ａを、接続部１５の両側面に設けられた係合片２００から解放する。これにより接続部１５を操作部１４から上方（Ｙ１方向）に引き抜き、取り外しが可能となる。アクチュエータブロック３０の上面には３本のアライメントピン２１２が設けられており、接続部１５に設けられた嵌合孔２０２に嵌合することにより該接続部１５を安定して保持可能である。接続部１５を操作部１４に取り付ける場合には、３本のアライメントピン２１２がそれぞれ嵌合孔２０２に嵌合するように合わせて、接続部１５を下方（Ｙ２方向）に押し下げる。これにより、レバー２０６は一旦外方に拡がり、その後原位置に戻ることにより係合片２００に係合して、接続が完了する。
【００５７】
接続部１５が載置されるアクチュエータブロック３０の上面３０ｂにおいて、Ｚ２方向の端部近傍には、接続部１５の有無を検出する作業部検出手段１０７が設けられている。作業部検出手段１０７は、対向する位置に設けられた投光器であるＬＥＤ１０７ａと受光器であるフォトダイオード１０７ｂとからなるフォトインタラプタの構成とされており、該ＬＥＤ１０７ａと該フォトダイオード１０７ｂとの間に接続部１５の後端の一部が挿入されて遮光することにより該接続部１５が装着されたことを検出できる。ＬＥＤ１０７ａとフォトダイオード１０７ｂは、Ｘ方向に対向する向きで且つ近接した位置に設けられている。
【００５８】
図２及び図４に示した先端動作部１２は、Ｚ方向と非平行に傾斜する第１自由度の機構（傾斜機構、ピボット軸）と、前記非平行となった軸を中心にしてロール方向に回動する第２自由度の機構（ロール回転機構）と、先端のグリッパ５９を開閉させる第３自由度の機構を有する合計３自由度の機構を備えている。前記３自由度の機構には、プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃに巻き掛けられたワイヤが連結シャフト４８の中空部分を通った後に係合しており、プーリ５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの動きが、前記第１〜第３自由度の機構に伝えられる。
【００５９】
次に、コントローラ５１４について図６を参照しながら説明する。
【００６０】
図６に示すように、コントローラ５１４の正面には、動作状態表示部５３０、電源情報表示部５３２、アラーム部５３４、アクティベートリセット部５３６、第１ポート５１５ａ、第２ポート５１５ｂ、及び第３ポート５１５ｃが設けられている。
【００６１】
動作状態表示部５３０は、術者や手術に携わる助手等が操作状態の確認が容易となるようにマニピュレータ１０の動作状態や所定の対応指示を表示する液晶表示画面を有する。
【００６２】
電源情報表示部５３２は、電源スイッチ５４０と、電源ランプ５４２と、チャージングランプ５４４と、外部電源警報ランプ５４６と、バッテリ充電表示ランプ５４８とを有する。
【００６３】
電源スイッチ５４０は、医療用マニピュレータシステム５００全体の電源の入切を行うスイッチである。電源ランプ５４２は電源が入っているときに点灯し、切れているときに消灯する。チャージングランプ５４４は、コントローラ５１４に内蔵されているバッテリに対して充電（チャージ）が行われているときに点灯する。外部電源警報ランプ５４６は、外部電源１１９が非供給となったときに点灯する。バッテリ充電表示ランプ５４８は、バッテリの充電量にしたがって点灯数、若しくは点灯色を変化させて電力残量を表示するものである。
【００６４】
アラーム部５３４は、アラームランプ５５０と、アラーム音停止スイッチ５５２とを有する。アラームランプ５５０は、アラームが発生したときに点灯するランプであり、別に設けられるアラームブザーのブザー音と同期して点灯する。アラーム音停止スイッチ５５２は、アラームブザーのブザー音を必要に応じて停止させるときに押すスイッチである。
【００６５】
アクティベートリセット部５３６は、アクティベートリセットスイッチ（第１リセットスイッチ）５５４と、リセットインディケートランプ５５６とを有する。リセットインディケートランプ５５６は、マニピュレータ１０の各モータ４０、４１、４２を所定の原点に強制復帰させるリセット動作の実行を行うべきタイミングにおいて点灯する。アクティベートリセットスイッチ５５４は、リセットインディケートランプ５５６が点灯しているときに押すことにより、リセット動作の第１回目の指示をするためのスイッチである。
【００６６】
第１ポート５１５ａは、ポート番号ランプ５６０と、３つの作業部種別ランプ５６２、５６４及び５６６と、操作部１４の接続確認ランプ５６８と、リセットスイッチ（第２リセットスイッチ）５７０と、レセプタクルコネクタ５７２とを有する。レセプタクルコネクタ５７２には前記のコネクタ５２０が接続される。
【００６７】
ポート番号ランプ５６０には番号「１」が印字されており、対応するマニピュレータ１０が動作モードであるときに点灯する。前記のとおり、ポート番号ランプ５６０は、対応するマニピュレータ１０が動作モードのときには点灯（例えば緑色）、停止モードのときには消灯となる。また、自動原点復帰動作時及びリセット動作時（つまり、自動モード）には点滅となり、アラーム発生時には赤の点滅となる。つまり、ポート番号ランプ５６０は、前記のＬＥＤ２９と同期して点灯状態が切り換わる。
【００６８】
作業部種別ランプ５６２、５６４及び５６６は、マニピュレータ１０ａにおいて操作部１４に接続された作業部１６の種類に応じていずれか１つが点灯し、その種類を表示するものである。作業部種別ランプ５６２は作業部１６がはさみであるときに点灯し、作業部種別ランプ５６４は作業部１６がグリッパであるときに点灯し、作業部種別ランプ５６６は作業部１６が電気メスであるときに点灯する。
【００６９】
接続確認ランプ５６８は、対応するレセプタクルコネクタ５７２にコネクタ５２０が正常に接続されたときに点灯する。リセットスイッチ５７０は、ランプ一体型のスイッチであり、対応するマニピュレータ１０のリセット動作が必要なときであって、アクティベートリセットスイッチ５５４を押した後に点灯する。該リセットスイッチ５７０は、点灯しているときに押すことによって、対応するマニピュレータ１０のモータ４０、４１、４２が、コントローラ５１４の作用下に自動的にリセット動作を行う。リセット動作を行っている最中には、ＬＥＤ２９及びポート番号ランプ５６０が点滅を行い、自動動作中であることを示す。
【００７０】
第２ポート５１５ｂ及び第３ポート５１５ｃにおけるポート番号ランプ５６０には番号「２」及び「３」が印字されており、それ以外は第１ポート５１５ａと同構成である。第２ポート５１５ｂ及び第３ポート５１５ｃの各要素については、第１ポート５１５ａの各要素と同符号を付して説明を省略する。
【００７１】
第１ポート５１５ａ、第２ポート５１５ｂ及び第３ポート５１５ｃはそれぞれ異なる色（例えば緑、黄及び青）の枠で囲まれており、識別が容易である。
【００７２】
コントローラ５１４におけるスイッチ及びランプには、それぞれの機能を示すシンボルマーク、文字若しくは略語が併記されている。これらのスイッチ及びランプは、メンブレン式であり、操作性、耐環境性に優れる。
【００７３】
次に図１を参照してコントローラ５１４と操作部１４との通信システム８００について説明する。
【００７４】
通信システム８００は、コントローラ５１４と操作部１４とこれらを接続するコネクタ５２０及びケーブル６１により構成される。
【００７５】
コントローラ５１４は、マイクロコンピュータであるＣＰＵ６００を有し、ＣＰＵ６００は、医療用マニピュレータシステム５００を統括して制御し、ＣＰＵの他、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで各種機能実現手段、通信制御手段等として動作する。
【００７６】
ＣＰＵ６００には、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）６０２とモータコントローラ６０６とが接続される。ＦＰＧＡ６０２には、シリアライザ（パラレル信号をシリアル信号に変換する）機能とデシリアライザ（シリアル信号をパラレル信号に変換する）機能を有するシリアライザ（シリアライザ・デシリアライザ）６０４が形成されている。ＦＰＧＡ６０２は、モータコントローラ６０６に接続されるとともにＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）シリアライザ６０８に接続される。ＬＶＤＳシリアライザ（ＬＶＤＳシリアライザ・ＬＶＤＳデシリアライザ）６０８もシリアライザ（パラレル信号をシリアル信号に変換する）機能とデシリアライザ（シリアル信号をパラレル信号に変換する）機能を有する。すなわち、ＬＶＤＳシリアライザ６０８には、データ送信側のＬＶＤＳラインドライバとデータ受信側のＬＶＤＳラインレシーバが含まれる。
【００７７】
一方、操作部１４は、通信制御部６１０と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）６１８と、上述したカメラ１０６、入力部センサ３９ａ、３９ｂ、トリガーセンサ３９ｃ、２色発光のＬＥＤ２９、ＬＥＤ１０７ａ、１０８、マスタースイッチ３６、フォトダイオード１０７ｂ、モータ４０〜４２、エンコーダ４３〜４５を備える。
【００７８】
通信制御部６１０は、シリアライザ６１６が構成されているＦＰＧＡ６１４とＬＶＤＳシリアライザ６１２とから構成される。ここで、シリアライザ６１６とＬＶＤＳシリアライザ６１２とは、それぞれシリアライザ（パラレル信号をシリアル信号に変換する）機能とデシリアライザ（シリアル信号をパラレル信号に変換する）機能を有する。
【００７９】
操作部１４のモータ４０、４１、４２にはそれぞれ２本の動力線７４０、７４１、７４２が接続され、ケーブル６１を介してコントローラ５１４のモータコントローラ６０６に接続される。エンコーダ４３、４４、４５から相出力パルス送出用のそれぞれ２本の信号線７４３、７４４、７４５がＦＰＧＡ６１４により構成されたシリアライザ６１６に接続される。入力部センサ３９ａ、３９ｂ、トリガーセンサ３９ｃから出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６１８を通じてデジタル信号に変換されシリアライザ６１６に供給される。
【００８０】
なお、モータコントローラ６０６は、各モータ（ＤＣモータ）４０〜４２に対応してそれぞれ４素子ブリッジ回路とこの４素子ブリッジ回路を駆動する制御回路（例えば、位置アンプとゲートドライブ回路）が内蔵され、この制御回路に、原点復帰指令、及びトリガーレバー３２の操作によるトリガーセンサ３８の出力並びに複合入力部３４の操作による入力部センサ３９ａ、３９ｂの出力に応じた位置指令（回転方向指令含む）を与えると、上記４素子ブリッジ回路から位置指令に応じた駆動パルスが出力され動力線７４０〜７４２を通じて対応するモータ４０〜４２に供給され該当するモータ４０〜４２が回転する。このとき、回転したモータ４０〜４２に対応するエンコーダ４３〜４５により発生する相出力パルスが信号線７４３〜７４５、シリアライザ６１６、信号線７５０、シリアライザ６０４を通じてモータコントローラ６０６にフィードバックされて、モータコントローラ６０６により検出される。同時に、ＣＰＵ６００でも検出される。モータコントローラ６０６又はＣＰＵ６００は、検出した相出力パルスのパルス数と位置指令を比較し、位置指令に対応したパルス数となったところで、位置指令の付与を解除する。
【００８１】
カメラ１０６から出力されるデジタル信号は、ＬＶＤＳシリアライザ６１２に供給される。
【００８２】
この場合、ＦＰＧＡ６１４のシリアライザ６１６は、マスタースイッチ３６用の１ビット、フォトダイオード１０７ｂ用の１ビット、入力部センサ３９ａ、３９ｂ、トリガーセンサ３９ｃ用の各１２ビット×３＝３６ビット、並びにエンコーダ４３〜４５用の２ビットを計数化した２４ビットのカウンタ値×３ビット＝７２ビット、合計１１０ビットのデータ信号を有するシリアル信号に変換し上り方向の信号線７５０及びケーブル６１を介してＦＰＧＡ６０２のシリアライザ６０４に伝送する。なお、信号線７５０は、上り方向｛操作部１４（シリアライザ６１６）からコントローラ５１４（シリアライザ６０４）へ向かう方向｝の信号線７５０と、下り方向｛コントローラ５１４（シリアライザ６０４）から操作部１４（シリアライザ６１６）へ向かう方向｝の信号線７５０とから構成される。
【００８３】
ＬＥＤ２９及びＬＥＤ１０７ａ、１０８は、ＣＰＵ６００からシリアライザ６０４、信号線７５０及びケーブル６１を介し、さらにシリアライザ（この場合、デシリアライザ機能）６１６を通じて駆動される。
【００８４】
一方、ＬＶＤＳシリアライザ６１２は、カメラ１０６と２４ビットのパラレル信号線７５２で接続され、ＬＶＤＳシリアライザ６１２とＬＶＤＳシリアライザ６０８との間は２本のシリアル信号線７５４で接続される。
【００８５】
コントローラ５１４と操作部１４との間には、さらに、図示しない４本の電源線がケーブル６１を介して配線される。
【００８６】
以上のようにシリアライザ６０４、６１６、及びＬＶＤＳシリアライザ６０８、６１２を有して構成されたこの実施形態に係る通信システム８００では、ケーブル６１の素線数が、シリアライザを利用しない従来技術の４９本から１９本と約６０％低減されたため、ケーブル６１が細くしなやかになりマニピュレータ１０の操作性が大幅に向上する。
【００８７】
次に、通信システム８００の動作を中心に医療用マニピュレータシステム５００の動作について説明する。
【００８８】
所望の操作部１４を、コネクタ５２０を通じてコントローラ５１４に接続した後、操作部１４に作業部１６を装着する。あるいは、作業部１６が装着された操作部１４をコネクタ５２０を通じてコントローラ５１４に接続する。
【００８９】
この状態において、コントローラ５１４の電源スイッチ５４０をオン状態とする。これにより、コントローラ５１４から操作部１４に対して電源が供給される。
【００９０】
このとき、ＣＰＵ６００は、シリアライザ６０４、信号線７５０、ＦＰＧＡ６１４を通じて、作業部検出手段１０７のＬＥＤ１０７ａを点灯させる。この場合、フォトダイオード１０７ｂの出力がシリアライザ６１６、信号線７５０、シリアライザ６０４を通じてＣＰＵ６００により読み取られ、作業部１６が装着されていることが確認される。そうすると、ＣＰＵ６００は、ＦＰＧＡ６０２、信号線７５０、ＦＰＧＡ６１４を通じて照明用ＬＥＤ１０８を点灯させるとともに、ＦＰＧＡ６０２、ＬＶＤＳシリアライザ６０８、信号線７５４、ＬＶＤＳシリアライザ６１２、信号線７５２を通じてカメラ１０６をオン状態にする。
【００９１】
オン状態とされたカメラ１０６により作業部１６のＩＤ部１０４のＱＲコードが読み取られ、作業部１６の型式が逆の経路でＣＰＵ６００により読み取られる。読み取った後、ＬＥＤ１０８及びカメラ１０６はオフ状態にされる。なお、作業部検出手段１０７は、オン状態になっている。すなわち、プログラムが一定間隔で繰り返し実行されることに伴い、作業部１６の装着状態を監視する。
【００９２】
次いで、マスタースイッチ３６が操作されると、その操作が、シリアライザ６１６、信号線７５０、シリアライザ６０４を通じてＣＰＵ６００により認識される。ＣＰＵ６００は、モータコントローラ６０６に対してモータ４０〜４２の原点復帰指令を送るとともに、ＦＰＧＡ６０２、信号線７５０、ＦＰＧＡ６１４を通じてＬＥＤ２９を緑色に点灯させ、術者にマニピュレータ１０が動作モードになったことを認識させる。
【００９３】
以下、グリップハンドル２６が術者の手により握られた状態において、先端動作部１２が、患者の腹部等に設けられた円筒形状のトラカール２０から体腔２２内に挿入され、操作部１４の操作により体腔２２内において患部切除、把持、縫合及び結紮等の様々な手技が行われる。
【００９４】
この場合、術者による複合入力部３４の操作量に応じた入力部センサ３９ａ、３９ｂの出力並びにトリガーレバー３２の操作量に応じたトリガーセンサ３９ｃの出力がＡ／Ｄ変換器６１８、シリアライザ６１６、信号線７５０、シリアライザ６０４を通じてモータコントローラ６０６により検出されることで、モータコントローラ６０６は対応する回転指令を生成し回転指令に応じた駆動パルスを動力線７４０〜７４２を通じてモータ４０〜４２に供給する一方、エンコーダ４３〜４５の相出力パルスを、信号線７４３〜７４５、シリアライザ６１６、信号線７５０、シリアライザ６０４を通じて検出することにより、上述したように、先端動作部１２が、モータ４０によりロール方向に所定量回転し、モータ４１によりヨー方向に所定量回転し、さらに、先端動作部１２のグリッパ５９が所定量開閉する。
【００９５】
手技の終了後に、先端動作部１２がトラカール２０から抜かれて、マスタースイッチ３６が再び操作されると、操作部１４はオフ状態となり、ＬＥＤ１０８が消灯される。以下、コントローラ５１４の電源スイッチ５４０がオフ状態とされることで、医療用マニピュレータシステム５００の電源がオフ状態となり一連の動作が終了する。
【００９６】
以上説明したようにこの実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００は、手術用の先端動作部１２を有する作業部１６と、グリップハンドル２６と先端動作部１２を動作させる機械要素（回転軸４０〜４２、プーリ５０ａ〜５０ｃ、ワイヤ、連結シャフト４８、筒体６０ａ〜６０ｃ、グリッパ５９）と該機械要素を作動させる電気機器（モータ４０〜４２とエンコーダ４３〜４５と該電気機器に指令を与える入力部｛トリガーセンサ３９ｃ（トリガーレバー３２）、入力部センサ３９ａ、３９ｂ（複合入力部３４）｝とを有し前記の作業部１６が着脱自由に係合される操作部１４と、を有する医療用のマニピュレータ１０と、マニピュレータ１０の操作部１４の前記入力部及び前記電気機器に対して複数の素線からなるケーブル６１を介して電気的に接続されマニピュレータ１０を制御するコントローラ５１４と、を備え、このコントローラ５１４と、前記入力部及び前記電気機器との間の前記素線を通じての信号の授受にシリアライザ６０４、６１６が利用されている。
【００９７】
このように、マニピュレータ１０の前記入力部及び前記電気機器と、コントローラ５１４との間の信号の授受にシリアライザ６０４、６１６を利用したシリアル通信を行うようにしたので、マニピュレータ１０の操作部１４とコントローラ５１４とを繋ぐケーブル６１を構成する素線の数を少なくすることができる。結果として、ケーブル６１を細くすることができ、マニピュレータ１０の操作性を向上させることができる。
【００９８】
この場合、作業部１６が操作部１４に装着された状態でカメラ１０６によりＩＤ部１０４のＱＲコードを読み取ることで、作業部１６の型式等の情報をコントローラ５１４により認識できる。
【００９９】
また、カメラ１０６の出力をシリアル信号に変換するための専用のＬＶＤＳシリアライザ６１２、６０８及びシリアル信号線７５２、７５４を設けているので、先端動作部１２を動作させる前記機械要素を作動させる前記電気機器との高速通信性、すなわち電気機器であるモータ４０〜４２及びエンコーダ４３〜４５の高速通信性（応答性）を維持確保することができる。
【０１００】
図７は、他の実施形態に係る医療用マニピュレータシステム５００Ａのうち、コネクタ５２０及びケーブル６１を介して接続されるコントローラ５１４Ａと操作部１４Ａの通信システム８００Ａを示すブロック図である。
【０１０１】
図８は、他の実施形態の医療用マニピュレータシステム５００Ａに適用される通信システム８００Ａの要部構成とその動作の説明図である。
【０１０２】
図７に示す通信制御部６１０Ａ中、シリアライザ７１６は、図８に示すシリアライザ７１６Ａとデシリアライザ７１６Ｂとから構成され、図７に示すＦＰＧＡ６０２Ａ中、シリアライザ６０４は、図８に示すシリアライザ６０４Ｂとデシリアライザ６０４Ａとから構成される。
【０１０３】
図７、図８において、コントローラ５１４Ａと操作部１４Ａとの間の情報にはエンコーダ４３〜４５の情報であるパルス列信号Ｓｐである相出力パルスの数が含まれるが、先端動作部１２で十分なトルクを発生するために減速比が２７６：１、１５０：１等の機械要素であるギヤが採用されるとともに、十分な位置精度を上げるために１２８パルス／１回転のエンコーダ４３〜４５が採用され、モータ４０〜４７の回転数として２００００［ｒｐｍ］程度が必要とされる。
【０１０４】
この場合、エンコーダ４３〜４５それぞれのパルス列信号Ｓｐの最大繰り返し周波数は、４３［ｋＨｚ］程度になる。ここで、ひとつのパルスのＨ／Ｌを区別するためには、２倍の４３×２［ｋＨｚ］以上のサイクリック転送速度が必要であり、Ａ相とＢ相が１／４ずれているのを利用した４逓倍カウントするためには４倍の４３×４［ｋＨｚ］以上のサイクリック転送速度がないと、１つのエンコーダのパルス列信号Ｓｐをダイレクトにコントローラ５１４Ａに転送し、コントローラ５１４Ａのカウンタで正確に計数することができないということになる。しかも、これが６系統（Ａ相、Ｂ相×３）あり、複合入力部３４等の他の情報もあることから実際にエンコーダ信号（相出力パルス）をシリアライズしケーブル６１を介してコントローラ５１４Ａ側で復調（でシリアライズ）する場合には、相当の高速通信が必要となる。
【０１０５】
実際上、上記の図１において、コントローラ５１４と操作部１４との間のシリアル転送では、タイマに従って周期的にデータを往復転送するサイクリック転送通信（シリアル通信同期周期での通信）を行っている。そして、往路（コントローラ５１４から操作部１４に向かう上り方法）と復路（操作部１４からコントローラ５１４に向かう下り方向）とでは、データ内容（データ構造）が異なっている。図１の実施形態に係るサイクリック転送通信では、復路での正確な通信を確保するため、比較的に高速なサイクリック転送通信が必要となり、結果として、この高速サイクリック通信を制御する制御回路の負荷が大きくて消費電力が大きく、コストも比較的に高い。
【０１０６】
そこで、サイクリック転送通信における転送速度を低減して消費電力を下げ、コストダウンを図るため、図８に示すように、操作部１４のＦＰＧＡ７１４Ａによりカウンタ６２０を形成し、エンコーダ４３〜４４の各相出力パルス（パルス列信号Ｓｐ）をカウンタ６２０で計数し、カウント情報（例えば、後述するプリセット値からのデクリメント値）を、シリアライザ７１６Ａを介してシリアル信号に変換し、ケーブル６１、コントローラ５１４Ａ側のＦＰＧＡ６０２Ａのデシリアライザ６０４Ａを通じてパラレル信号としてモータコントローラ６０６に接続されるカウンタ用レジスタ６２２に設定し、カウンタ用レジスタ６２２でのカウント値を更新し、カウント情報を保持する。このカウント情報をモータコントローラ６０６に伝える。
【０１０７】
その一方、モータコントローラ６０６からの指令（回転指令）に対応するカウント情報又は初期値がカウンタ用レジスタ６２２に設定され、設定されたパラレル信号であるカウント情報又は初期値をシリアライザ６０４Ｂによりシリアル信号に変換し、ケーブル６１、デシリアライザ７１６Ｂを通じてカウント情報としてカウンタ６２０にプリセットする（設定する）。
【０１０８】
このようにエンコーダ４３〜４５の相出力パルス（パルス列信号Ｓｐ）を計数するカウンタ６２０を操作部１４内に設け、カウンタ６２０の出力をシリアライザ７１６Ａによりシリアル信号に変換し、素線からなるケーブル６１を通じてコントローラ５１４側に出力するように構成することで、エンコーダ４３〜４５の相出力パルス（パルス列信号Ｓｐ）の高速性をカウンタ６２０により吸収（緩衝）することができるので、換言すれば、サイクリック転送速度を低減することができるので、同一性能のシリアライザ７１６Ａを利用してより高速化を図ることができる。すなわち、相出力パルス（パルス列信号Ｓｐ）をＦＰＧＡ７１４Ａによりサンプリングしてシリアル信号として送るのではなく、一旦カウンタ６２０でカウントしたカウント情報（数値情報）としてからシリアル信号としてデータ送信することにより大幅なデータの削減が可能となり高速性を維持しながら安定した情報の授受が可能となる。
【０１０９】
図７、図８に示した医療用マニピュレータシステム５００Ａでは、電源が投入されているときに、コネクタ５２０がコントローラ５１４Ａから外されて、操作部１４Ａがコントローラ５１４Ａから分離されたことを、マスタースイッチ３６の状態及びＬＥＤ２９の入力側の変化又は図示しないセンサを通じてＣＰＵ６００が検出したとき、この分離された時点でのカウント情報をカウンタ用レジスタ６２２に保持させる。このとき、操作部１４Ａにはコントローラ５１４Ａから電源が供給されなくなるので、カウンタ６２０のカウンタ情報は消滅する。この後、再び同一の操作部１４Ａがコネクタ５２０を通じて接続されたこと（繋がれたこと）をＣＰＵ６００が検出したとき、ＣＰＵ６００は、カウンタ用レジスタ６２２に保持していた、分離された時点（外された時点）でのカウント情報をカウンタ６２０に転送してプリセット（設定）する。このように制御することで、電源を投入したままコントローラ５１４Ａから操作部１４Ａが取り外された場合においても、取り外された時点にもどって動作を安定して再開することができる。すなわち、通信の安定性が維持される。
【０１１０】
この場合、カウンタ６２０でエンコーダ４３〜４５の相出力パルスを計数した後、シリアル通信に同期して、その間（シリアル転送同期周期間）の差分をシリアル信号として転送し、コントローラ５１４Ａ側で計数を加算する方式を採用すると転送量が減少し、一層の高速化が容易になる。たとえば、２４ビットカウンタ情報（計数値）をそのまま送るとそれだけで３バイトのデータ量となるが、差分データの転送であれば１バイトに満たないデータ量となる。この場合、カウンタ６２０（エンコーダ側カウンタ）の絶対値（ゼロ点からの累積値）は、コントローラ５１４Ａ側に設けたカウンタ｛カウンタ用レジスタ６２２をカウンタ（コントローラ側カウンタ）に代替した構成｝で把握（管理）していればよいので、制御的には、問題なく機能する。このように制御した場合には、上述したプリセット（設定）を省略することができる。
【０１１１】
通常、シリアル通信ではノイズでデータ量に１ビットの増減が発生することもあるが、もともとデータ量が少なければノイズ混入の確率が低下し、通信データの安定性が向上する。なお、１ビットの増減はエラーとして検出でき、その場合は、データを再送するか破棄すればよい。
【０１１２】
なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】この発明の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムのうち、ケーブルを介して接続されるコントローラと操作部のブロック図である。
【図２】本形態に係る医療用マニピュレータシステムの概略構成図である。
【図３】本形態に係る医療用マニピュレータシステムの構成の組合わせに係る説明図である。
【図４】作業部と操作部とを分離したマニピュレータの側面図である。
【図５】操作部の斜視図である。
【図６】コントローラの正面図である。
【図７】他の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムのうち、コネクタ及びケーブルを介して接続されるコントローラと操作部のブロック図である。
【図８】他の実施形態に係る医療用マニピュレータシステムの動作説明図である。
【図９】従来技術に係るコントローラとマニピュレータとの間の電気的・機械的接続状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０（１０ａ〜１０ｃ）…マニピュレータ  １２…先端動作部
１４、１４Ａ…操作部                    １６、１６ａ〜１６ｄ…作業部
２６…グリップハンドル                  ３２…トリガーレバー
３４…複合入力部                        ３９ａ、３９ｂ…入力部センサ
３９ｃ…トリガーセンサ                  ４０〜４２…モータ
４３〜４５…エンコーダ                  ６１…ケーブル
５００、５００Ａ…医療用マニピュレータシステム
５１４、５１４Ａ…コントローラ          ５２０…コネクタ
６０４、６０４Ｂ、６１６、７１６、７１６Ａ…シリアライザ
６２０…カウンタ                        ６２２…カウンタ用レジスタ
【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】
2009213540.tif 000008
【図７】
2009213540.tif 000009
【図８】
2009213540.tif 000010
【図９】
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