JP2011030826A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲操作部における湾曲操作を補助する駆動部を備えた内視鏡装置において、湾曲部の保護を確実なものとする。
【解決手段】被検体内に挿入される挿入部１０に湾曲部２１が設けられた内視鏡装置１は、湾曲部２１の湾曲操作がなされる湾曲操作部２３と、湾曲操作部２３における湾曲操作に応じて湾曲部２１を湾曲させる機構部２４と、機構部２４を駆動する駆動部６０と、湾曲操作部２３に入力される操作力を検出する操作力検出部６１と、操作力検出部６１にて検出される操作力に基づいて湾曲操作部２３における湾曲操作を補助するように駆動部６０を制御する制御部６２と、湾曲部２１に作用する負荷を制限する負荷制限手段６３と、を備え、制御部６２は、操作力検出部６１にて検出される操作力に基づいて操作力検出部６１の異常を検出し、操作力検出部６１の異常を検出した場合に負荷制限手段６３を作動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

一般に、内視鏡装置は、被検体内に挿入される挿入部に、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサなどの固体撮像素子を内包する先端部、及び先端部に連なる湾曲部が設けられている。また、挿入部に連なる操作部には、湾曲部の湾曲操作を行う湾曲操作ノブが設けられている。そして、湾曲操作ノブにはプーリが連結され、このプーリと湾曲部との間に操作ワイヤが架け渡されている。湾曲操作ノブの回転操作に伴ってプーリが回転し、プーリの回転に伴って操作ワイヤが牽引され、それにより、湾曲部が所定の方向に湾曲するようになっている。

近年では、トルクセンサ、及びモータを操作部に設け、湾曲操作ノブに入力される操作トルクをトルクセンサにて検出し、検出された操作トルクに基づいてモータを駆動し、このモータのトルクをプーリに作用させて湾曲操作ノブにおける湾曲操作を補助するようにした内視鏡装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−９００８７号公報

経年劣化などに起因してトルクセンサに異常が生じ、例えば、トルクセンサの出力が湾曲操作ノブに実際に入力される操作トルクにかかわらず最大となる状態が続く場合がある。その場合に、モータの制御に支障をきたし、湾曲部が最大に湾曲した後も過大なモータトルクがプーリ及び操作ワイヤを介して湾曲部に作用し続けることとなる。そうすると、湾曲部にストレスがかかり、湾曲部に損傷を生じる可能性がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、湾曲操作部における湾曲操作を補助する駆動部を備えた内視鏡装置において、湾曲部の保護を確実なものとすることにある。

被検体内に挿入される挿入部に湾曲部が設けられた内視鏡装置であって、前記湾曲部の湾曲操作がなされる湾曲操作部と、前記湾曲操作部における湾曲操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる機構部と、前記機構部を駆動する駆動部と、前記湾曲操作部に入力される操作力を検出する操作力検出部と、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて前記湾曲操作部における湾曲操作を補助するように前記駆動部を制御する制御部と、前記湾曲部に作用する負荷を制限する負荷制限手段と、を備え、前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて該操作力検出部の異常を検出し、該操作力検出の異常を検出した場合に前記負荷制限手段を作動させる内視鏡装置。

本発明によれば、駆動部の制御に用いる操作力を検出する操作力検出部に異常が生じた場合に、負荷制限手段によって湾曲部に作用する負荷が制限されるので、駆動部の出力が過大となっても湾曲部を保護することができる。

本発明の実施形態を説明するための内視鏡装置の一例の概観斜視図である。 図１の内視鏡装置の湾曲部の断面図である。 図１の内視鏡装置の湾曲機構部の模式図である。 図１の内視鏡装置のブロック図である。 湾曲量と入力トルクとの関係を示すグラフである。 入力トルクと検出トルクとの関係を示すグラフである。 図１の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスを示すフロー図である。 図７の制御プロセスのタイミングチャートである。 図１の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスの変形例を示すフロー図である。 図９の制御プロセスのタイミングチャートである。 図１の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスの変形例を示すフロー図である。 図１１の制御プロセスのタイミングチャートである。 本発明の実施形態を説明するための内視鏡装置の他の例のブロック図である。 図１３の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスを示すフロー図である。 図１４の制御プロセスのタイミングチャートである。 図１３の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスの変形例を示すフロー図である。 図１６の制御プロセスのタイミングチャートである。 本発明の実施形態を説明するための内視鏡装置の他の例のブロック図である。 湾曲量と設定トルクとの関係を示すグラフである。 検出トルクの遷移を示すグラフである。 図１３の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスのタイミングチャートである。 図１３の内視鏡装置の制御部によって実行される制御プロセスのタイミングチャートである。

図１に示す内視鏡装置１は、内視鏡本体２と、内視鏡本体２が接続される光源ユニット３及びプロセッサユニット４と、プロセッサユニット４に接続されるモニタ５とを備えている。

内視鏡本体２は、被検体に挿入される挿入部１０と、挿入部１０に連なる操作部１１と、操作部１１よりのびるユニバーサルコード１２とを有している。ユニバーサルコード１２の末端部にはコネクタ１３が設けられており、内視鏡本体２は、このコネクタ１３で、光源ユニット３及びプロセッサユニット４に接続される。

挿入部１０は、先端部２０、湾曲部２１、軟性部２２とで構成されている。湾曲部２１は、先端部２０の基端側に連なっており、上下左右に湾曲可能に構成されている。軟性部２２は、湾曲部２１と操作部１１とを繋いでいる。

操作部１１には、湾曲部２１の湾曲操作を行う湾曲操作部２３が設けられている。湾曲操作部２３は、回転操作される湾曲操作ノブ２３ａ、２３ｂを有しており、一方の湾曲操作ノブ２３ａは湾曲部２１の上下の湾曲操作を行い、他方の湾曲操作ノブ２３ｂは湾曲部２１の左右の湾曲操作を行う。これらの湾曲操作ノブ２３ａ、２３ｂは互いに重ねられて同軸に配置されている。

また、操作部１１には、紺子等の処置具が挿入される処置具挿入口２５が設けられている。処置具挿入口２５には、処置具チャンネル２６が接続しており、処置具チャンネル２６は、処置具挿入口２５から、挿入部１０の軟性部２２、湾曲部２１を経て先端部２０に達し、先端部２０の突端に開口している。処置具挿入口２５に挿入される処置具は、処置具チャンネル２６に挿通されて、先端部２０の突端から突出する。

図２に湾曲部２１の構成例を示す。

図２に示すように、湾曲部２１は、複数の円環状の節輪３０を順次連結して構成されている。隣り合う一組の節輪３０は、一対の連結ピン３１で連結されており、連結ピン３１を回転軸として相対的に回動可能である。そして、隣り合う一組の節輪３０を連結する一対の連結ピン３１は、上下方向、又は左右方向に交互に沿うように配置されている。それにより、湾曲部２１は、上下左右に湾曲可能とされる。

図３に、湾曲部２１を湾曲させる湾曲機構部２４の構成例を示す。なお、説明を簡単にするために、湾曲部２１の上下の湾曲に関する構成のみ図示している。

図３に示すように、湾曲機構部２４は、プーリ３２と、シャフト３３と、操作ワイヤ３４とを有している。プーリ３２及びシャフト３３は操作部１１（図１参照）に設けられており、シャフト３３は、プーリ３２と湾曲操作部２３の湾曲操作ノブ２３ａとを連結している。操作ワイヤ３４はプーリ３２に巻回され、その両端部は挿入部１０（図１参照）の軟性部２２（図１参照）を経て湾曲部２１に達している。操作ワイヤ３４の一方の端部は、湾曲部２１の上側面に沿って配設され、他方の端部は、湾曲部２１の下側面に沿って配設されている。

湾曲操作ノブ２３ａに加えられたトルクがシャフト３３を介してプーリ３２に伝達され、プーリ３２が回転する。そして、プーリ３２の回転に伴い、操作ワイヤ３４の一方の端部側が牽引されると共に他方の端部側が送り出される。それにより、湾曲部２１が上下に湾曲する。

以上が、湾曲部２１の上下の湾曲に関する湾曲機構部２４の構成であり、左右の湾曲に関しても同様に、湾曲機構部２４は、プーリ、該プーリと湾曲操作ノブ２３ｂとを連結するシャフト、及び該プーリに巻回されて両端部が湾曲部２１の左右の側面に沿って配設される操作ワイヤとを有する。

図４に、内視鏡装置１のブロック図を示す。なお、湾曲操作部２３、及び湾曲機構部２４については、湾曲部２１の上下の湾曲に関する構成のみ図示している。

図４に示すように、光源ユニット３は、光源４０と、光源駆動部４１と、ＣＰＵ４２とを有している。光源４０としては、例えばキセノンランプやＬＥＤなどが用いられる。ＣＰＵ４２は、内視鏡装置１の動作状況に応じて、光源４０の射出光量を調節する制御信号を光源駆動部４１に出力する。光源駆動部４１は、ＣＰＵ４２から入力される制御信号に基づいて光源４０に電力を供給する。光量の調節は、例えば光源４０をパルス駆動し、光源４０の点灯時間に相当するパルス幅を制御するパルス幅変調方式により行われる。また、絞りを設け、光源４０は常時点灯しておき、ＣＰＵ４２によって絞りの開閉を制御して光量を調節するようにしてもよい。光源ユニット３から射出される光は、ライトガイド４３の一端に入射する。ライトガイド４３は、内視鏡本体２のユニバーサルコード１２、操作部１１、そして挿入部１０の軟性部２２及び湾曲部２１を経て、先端部２０に達している。

挿入部１０の先端部２０（図１参照）には、照明光学系４４、対物光学系４５、及びＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子４７を含む撮像部４６が設けられている。照明光学系４４は、ライトガイド４３の先端に接続しており、ライトガイド４３により導光される光源ユニット３の射出光を、照明光として被検体に向け射出する。対物光学系４５は、照明光により照らされる被検体からの戻り光を集光し、撮像部４６の固体撮像素子４７上に結像させる。撮像部４６は、固体撮像素子４７の各画素に光強度に応じて蓄積される電荷を順次読み出し、読み出された信号に対して、例えば相関二重サンプリングやゲイン補正を施し、これをＡ／Ｄ変換して撮像信号として出力する。固体撮像素子４７からの電荷の読み出し、読み出された信号に対する種々の処理、及び撮像部４６からの撮像信号の出力は、内視鏡本体２に搭載されたＣＰＵ４８によって制御される。撮像部４６から出力される撮像信号は、プロセッサユニット４に送られる。

プロセッサユニット４は、画像処理部４９と、メモリ５０と、ＣＰＵ５１とを有している。画像処理部４９は、撮像部４６から出力される撮像信号に対して適宜な処理を施して画像データを生成する。そして、画像処理部４９は、生成した画像データに基づく画像をモニタ５に表示させ、また、画像データをメモリ５０に記憶させる。ＣＰＵ５１は、画像処理部４９における画像処理、モニタ５への表示、メモリ５０への記憶、等を制御する。なお、プロセッサユニット４をＬＡＮなどのネットワークを経由してサーバに接続し、画像データをサーバにアップロードするよう構成してもよい。

内視鏡本体２、光源ユニット３、及びプロセッサユニット４にそれぞれ搭載されたＣＰＵは、相互に通信して、照明、撮像、画像処理、画像表示のタイミングを制御している。

以上の基本構成を備える内視鏡装置１は、さらに、駆動部６０と、操作力検出部６１と、制御部６２と、負荷制限手段６３とを備えている。なお、これら駆動部６０、操作力検出部６１、制御部６２、及び負荷制限手段６３についても、湾曲部２１の上下の湾曲に関する構成のみ図示している。

図３及び図４に示すように、駆動部６０は、モータ７１と、モータ駆動部７２と、互いに噛み合う入力側ギヤ７３ａ及び出力側ギヤ７３ｂとを有している。入力側ギヤ７３ａはモータシャフトに固定されており、また、出力側ギヤ７３ｂは湾曲機構部２４のシャフト３３に固定されている。モータ駆動部７２は、後述する制御部６２から入力されるモータ制御信号に基づいてモータ７１に駆動電流を供給する。モータ７１は、モータ駆動部７２から供給される駆動電流に応じたモータトルクを発生させる。モータ７１で発生したトルクは、入力側ギヤ７３ａ、出力側ギヤ７３ｂを介してシャフト３３に伝達され、湾曲機構部２４に作用する。

操作力検出部６１は、トルクセンサ７４を有している。トルクセンサ７４は、湾曲機構部２４のシャフト３３において湾曲操作ノブ２３ａと出力側ギヤ７３ｂとの間に取り付けられており、湾曲操作ノブ２３ａに入力される操作トルク、即ち、湾曲部２１の上下の湾曲に関する操作トルクを検出する。

トルクセンサ７４としては、例えば歪ゲージを用いることができる。歪ゲージを用いた場合に、歪ゲージはシャフト３３に貼り付けられる。湾曲操作ノブ２３ａに入力される操作トルクに応じてシャフト３３に捻れが生じ、シャフト３３の捻れに応じて歪ゲージの抵抗値が増減する。操作力検出部６１は、この歪ゲージの抵抗値の変化量を検出し、この抵抗値の変化量から操作トルクを検出する。歪ゲージを用いた検出方式としては、ゲージ１枚を用いた２線式のブリッジ回路方式、ゲージ１枚を用い、温度変化の影響を軽減できる３線式のブリッジ回路方式、ゲージ２枚を用い、うち１枚は温度補償用のダミーとして用いるブリッジ回路方式を例示することができる。また、トルクセンサ７４としては、歪ゲージ以外に例えば磁歪式センサなども用いることができる。

制御部６２は、プロセッサユニット４のＣＰＵ５１内で構成される。制御部６２は、操作力検出部６１にて検出された操作トルクを取得し、検出トルクに基づいて湾曲操作ノブ２３ａにおける湾曲操作を補助するように駆動部６０を制御する。また、制御部６２は、後述する負荷制限手段６３の動作を制御する。

負荷制限手段６３は、湾曲機構部２４に係合して該湾曲機構部２４を機械的にロックすることにより湾曲部２１に作用する負荷を制限する。この負荷制限手段６３は、ロック用ギヤ７５と、プランジャ７６と、プランジャ駆動部７７とを有している。ロック用ギヤ７５は、湾曲機構部２４のシャフト３３の端部に固定されている。プランジャ７６は、平面視略Ｚ字状の棒状部材であり、一方の端部にはロック用ギヤ７５に係合する係合部７８が設けられ、他方の端部には永久磁石７９が設けられている。このプランジャ７６は、軸８０によって揺動可能に支持され、係合部７８がロック用ギヤ７５に接近し又は離反するように揺動する。プランジャ駆動部７７は、電磁石８１と、駆動回路８２とで構成されている。駆動回路８２は、制御部６２から出力されるプランジャ制御信号によりＯＮ／ＯＦＦされるスイッチ８３を含み、スイッチ８３が閉じられることで、電磁石８１に電流を供給する。電磁石８１は、プランジャ７６の永久磁石７９に対向して配置されており、駆動回路８２から電流が供給されることで、永久磁石７９に対して引力を作用させる磁界を発生させる。

スイッチ８３をＯＮにするプランジャ制御信号が制御部６２からプランジャ駆動部７７に入力され、駆動回路８２から電磁石８１に電流が供給されると、電磁石８１が永久磁石７９を吸引し、それに伴ってプランジャ７６が揺動する。それにより、プランジャ７６の係合部７８がロック用ギヤ７５に係合し、シャフト３３の回転がロックされる。以後、湾曲機構部２４を介した湾曲部２１へのトルクの伝達は遮断される。

スイッチ８３をＯＦＦにするプランジャ制御信号が制御部６２からプランジャ駆動部７７に入力されると、駆動回路８２から電磁石８１への電流の供給が遮断され、永久磁石７９を吸引する電磁石８１の磁力が消滅し、プランジャ７６はバネ８４によって初期位置に引き戻される。それにより、ロック用ギヤ７５とプランジャ７６との係合が解消され、シャフト３３のロックが解除される。尚、電磁石８１に供給する電流の向きをロック時とは反転させ、永久磁石７９に対して斥力を作用させる磁界を電磁石８１に発生させることで、バネ８４によらずプランジャ７６を初期位置に戻すようにしてもよい。

以下に、制御部６２における駆動部６０の制御の一例を説明する。

制御部６２は、操作力検出部６１にて検出される操作トルク（以下、検出トルクという）に所定の係数を乗したトルクをモータ７１にて発生させるように駆動部６０を制御する。ここで、湾曲部２１の湾曲に必要なトルクをＴ、湾曲操作ノブ２３ａに入力される操作トルク（以下、入力トルクという）をＴ_θ、モータ７１にて発生するモータトルクをＴ_Ｍとすると、Ｔ＝Ｔ_θ＋Ｔ_Ｍの関係が成立する。ここで、操作力検出部６１が正常に動作している限りにおいて検出トルクは入力トルクＴ_θに等しいことから、検出トルクに乗する係数をｋとして、制御部６２は、Ｔ_Ｍ＝ｋＴ_θとなるようにモータ７１を駆動する。そうすると、Ｔ＝（１＋ｋ）Ｔ_θとなり、Ｔ_θ＝（１／（１＋ｋ））Ｔとなるので、入力トルクＴ_θは、係数ｋに応じてトルクＴの１／（１＋ｋ）に軽減される。

図５に湾曲量θと入力トルクＴ_θとの関係の一例を示す。一般に、湾曲量θが大きくなるのに従って湾曲部２１をさらに所定量湾曲させるのに必要となるトルクＴの増分もまた大きくなる。よって、駆動部６０による補助がない場合や、駆動部６０による補助が検出トルクに所定の係数ｋを乗したモータトルクＴ_Ｍを付加するものである場合に、入力トルクＴ_θは、図５に示すように湾曲量θの増大に伴って増大する。図５において、湾曲量θ_ｍａｘは湾曲部２１を最大に湾曲させた際の湾曲量であり、また、入力トルクＴ_θｍａｘは湾曲部２１を最大に湾曲させる際の入力トルクである。

図６に、入力トルクＴ_θと検出トルクＴ_Ｓとの関係を示す。検出トルクＴ_Ｓは、操作力検出部６１が正常に動作している限りにおいて、図６に示すように入力トルクＴ_θに等しくなる。図６において、検出トルクＴ_{Ｓθｍａｘ}は入力トルクＴ_θｍａｘに対応する検出トルクであり、検出トルクＴ_Ｓｍａｘは操作力検出部６１から出力される最大値であり、入力トルクＴ_ｉｍａｘは検出トルクＴ_Ｓｍａｘに対応する入力トルクである。

ここで、操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが入力トルクＴ_θに依らず最大値Ｔ_Ｓｍａｘとなる場合を想定する。このような場合として、操作力検出部６１のトルクセンサ７４に歪ゲージを用いた場合に、歪ゲージに断線が生じ、その抵抗値が無限大となる場合が例示される。制御部６２は、操作力検出部６１のかかる異常を検出し、負荷制限手段６３を作動させる。図７に、制御部６２によって実行される制御プロセスを示す。

図７に示すように、制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓに対する閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を保持している。閾値として、例えば駆動部６０による補助の下で湾曲部２１を最大に湾曲させた際の検出トルクＴ_Ｓを予め測定しておき、これを閾値とすることができる。制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えているか否かを判定する（ステップＳa１）。制御部６２は、検出トルクが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えた場合に、操作力検出部６１の異常を検出する。

制御部６２は、操作力検出部６１の異常を検出した場合に、まず湾曲機構部２４のシャフト３３をロックするよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳa２）。また、制御部６２は、モータ７１を停止させるよう駆動部６０を制御する（ステップＳa３）。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に（ステップＳａ４）、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除するよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳａ５）。

図８に示すタイミングチャートを参照して、上述の制御プロセスを詳細に説明する。図８は、検出トルクＴ_Ｓ、制御部６２から負荷制限手段６３に出力されるプランジャ制御信号、駆動部６０のモータ７１に供給される駆動電流、及び湾曲部２１の湾曲量θの遷移の一例を示している。

時刻ｔ１において操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが急激な上昇傾向に転じている。そして、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超え、時刻ｔ３において検出トルクＴ_Ｓが最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達している。操作力検出部６１に異常が生じた時刻ｔ１から検出トルクＴ_Ｓが最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達する時刻ｔ３までの時間は、例えば操作力検出部６１のトルクセンサ７４に歪ゲージを用いた場合に、歪ゲージの配線に絞りが生じて破断に至るまでの時間であり、典型的には極短時間である。

制御部６２は、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えたことを検出し、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６の係合部７８をロック用ギヤ７５に係合させ、湾曲機構部２４のシャフト３３をロックする。

検出トルクＴ_Ｓに対する閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を、駆動部６０による補助の下で湾曲部２１を最大に湾曲させた際の検出トルクＴ_Ｓとした場合に、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えた時刻ｔ２において、湾曲部２１の湾曲量θはその最大値θ_ｍａｘに達していることとなる。しかしながら、時刻ｔ２において、負荷制限手段６３によって湾曲機構部２４のシャフト３３がロックされており、湾曲機構部２４を介した湾曲部２１へのトルクの伝達が遮断される。そのため、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えて最大値Ｔ_Ｓｍａｘまで上昇し、それに伴ってモータ７１の出力トルクが過大となった場合にも、その出力が湾曲部２１に負荷されることはない。それにより、湾曲部２１が保護される。さらに、負荷制限手段６３によって湾曲機構部２４のシャフト３３がロックされていることで、例えば湾曲操作ノブ２３ａが解放されるなどして入力トルクＴ_θが変動しても、湾曲部２１を時刻ｔ２における湾曲量θに確実に維持することができる。

なお、図示の例では、制御部６２は、上記のプランジャ制御信号を出力すると同時に、モータ７１を停止させるためのモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０は、このモータ制御信号を受けてモータ駆動部７２からモータ７１への駆動電流の供給を遮断し、モータ７１を停止させる。モータ７１を停止させることで、湾曲部２１に加えて湾曲機構部２４をも保護することができる。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６とロック用ギヤ７５との係合を解消させ、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除する。それにより、湾曲部２１は、自身の剛性により直線状（θ＝０）に復元する。

なお、制御部６２が、操作力検出部６１の異常を検出したら、モニタ５に操作力検出部６１の異常を示すメッセージを表示させ、それにより、操作力検出部６１の異常を操作者に伝えるようにしてもよい。モニタ５での表示に限らず、例えばスピーカでの音声案内や非常灯の点灯など、他の警報手段を用いて操作力検出部６１の異常を操作者に伝えることもできる。

次に、図９及び図１０を参照して、上述した内視鏡装置１の制御部６２によって実行される制御プロセスの変形例を説明する。

図９は制御部６２によって実行される制御プロセスを示し、図１０は図９の制御プロセスにおける検出トルクＴ_Ｓ、制御部６２から負荷制限手段６３に出力されるプランジャ制御信号、駆動部６０のモータ７１に供給される駆動電流、及び湾曲部２１の湾曲量θの遷移の一例を示す。

制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えているか否かを判定する（ステップＳｂ１）。制御部６２は、検出トルクが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えた場合に、操作力検出部６１の異常を検出する。

制御部６２は、操作力検出部６１の異常を検出した場合に、まず湾曲機構部２４のシャフト３３をロックするよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳｂ２）。また、制御部６２は、その際のモータ７１の駆動電流を維持するように駆動部６０を制御する（ステップＳｂ３）。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に（ステップＳｂ４）、内視鏡装置１の操作者によるロック解除操作に応じ、又は所定時間経過後に自動で、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除するよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳｂ５）。そして、ロック解除と同時に、制御部６２は、モータ７１の駆動電流を漸減させつつモータ７１を停止させるよう駆動部６０を制御する（ステップＳｂ６）。

以上の制御プロセスによれば、図１０に示すように、モータ７１の駆動電流の漸減と共に湾曲部２１が緩やかに直線状に復元する。湾曲部２１の緩やかな復元は、例えば被検体内の狭所にて湾曲部２１を復元させる際などに有用であり、操作者が湾曲操作ノブ２３ａを手で固定するなどして湾曲部２１及び先端部２０と被検体との接触を回避するといった対応が可能となる。

次に、図１１及び図１２を参照して、上述した内視鏡装置１の制御部６２によって実行される制御プロセスの変形例を説明する。

図１１は制御部６２にて実行される制御プロセスの変形例を示し、図１２は図１１の制御プロセスにおける検出トルクＴ_Ｓ、制御部６２から負荷制限手段６３に出力されるプランジャ制御信号、駆動部６０のモータ７１に供給される駆動電流、及び湾曲部２１の湾曲量θの遷移の一例を示す。

制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓの単位時間当たりの変化量、即ち時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔを常時算出し、また、この時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔに対する閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を保持しており、時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔが閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えているか否かを判定する（ステップＳｃ１）。操作力検出部６１の異常に伴う出力は、湾曲操作ノブ２３ａにおける通常の湾曲操作では起こりえない程に瞬間的に上昇する。そこで制御部６２は、時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔが閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えた場合に、操作力検出部６１の異常を検出する。

制御部６２は、操作力検出部６１の異常を検出した場合に、まず湾曲機構部２４のシャフト３３をロックするよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳｃ２）。また、制御部６２は、モータ７１を停止させるよう駆動部６０を制御する（ステップＳｃ３）。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に（ステップＳｃ４）、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除するよう負荷制限手段６３を制御する（ステップＳｃ５）。

図１２に示すタイミングチャートを参照して、上述の制御プロセスを詳細に説明する。

時刻ｔ１において操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓは急激な上昇傾向に転じており、時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔはその閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えている。そして、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓはその閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超え、時刻ｔ３において検出トルクＴ_Ｓは最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達している。

検出トルクＴ_Ｓが急激な上昇傾向に転じた直後（ｔ１＋Δｔ（Δｔ：制御部６２のサンプリング周期））に、制御部６２は、時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔがその閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えたことを検出し、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６の係合部７８をロック用ギヤ７５に係合させ、湾曲機構部２４のシャフト３３をロックする。

また、制御部６２は、上記のプランジャ制御信号を出力すると同時に、モータ７１を停止させるためのモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０は、このモータ制御信号を受けてモータ駆動部７２からモータ７１への駆動電流の供給を遮断し、モータ７１を停止させる。

このように、検出トルクＴ_Ｓの時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔを監視することで、操作力検出部６１の異常を速やかに検出することができ、検出トルクＴ_Ｓがその閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}に達する時刻ｔ２以前に操作力検出部６１の異常を検出することができる。それにより、モータ７１の出力が過大となること、及びその出力が湾曲機構部２４や湾曲部２１に負荷されることを、より確実に防止することができる。

なお、制御部６２が、操作力検出部６１の異常を検出したら、モニタ５での表示やスピーカでの音声案内や非常灯の点灯といった警報手段を作動させ、それにより、操作力検出部６１の異常を操作者に伝えるようにしてもよい。

図１３は、本発明の実施形態を説明するための内視鏡装置の他の例のブロック図である。なお、上述した内視鏡装置１と共通する要素には同一符号を付し、説明を省略ないし簡略する。

図１３に示すように、内視鏡装置１０１は、湾曲部２１に作用する負荷を制限する負荷制限手段の構成が、上述した内視鏡装置１とは異なっており、その他の構成は上述した内視鏡装置１と共通する。内視鏡装置１０１は、その負荷制限手段１６３が駆動部６０とされており、駆動部６０によって湾曲部２１に作用する負荷を制限するよう構成されている。

操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが入力トルクＴ_θに依らず最大値Ｔ_Ｓｍａｘとなる場合を想定する。制御部６２は、操作力検出部６１のかかる異常を検出し、負荷制限手段１６３を作動させる。図１４に、制御部６２によって実行される制御プロセスを示す。

図１４に示すように、制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓに対する閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を保持しており、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えているか否かを判定する（ステップＳｄ１）。制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えた場合に、操作力検出部６１の異常を検出する。

制御部６２は、操作力検出部６１の異常を検出した場合に、その時点におけるモータ７１の駆動電流を維持するよう駆動部６０を制御する（ステップＳｄ２）。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１０１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に（ステップＳｄ３）、モータ７１の駆動電流の維持を解除し、駆動電流を漸減させつつモータ７１を停止させるよう駆動部６０を制御する（ステップＳｄ４）。

図１５に示すタイミングチャートを参照して、上述の制御プロセスを詳細に説明する。図１５は、検出トルクＴ_Ｓ、駆動部６０のモータ７１に供給される駆動電流、及び湾曲部２１の湾曲量θの遷移の一例を示している。

時刻ｔ１において操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが急激な上昇傾向に転じている。そして、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超え、時刻ｔ３において検出トルクＴ_Ｓが最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達している。

制御部６２は、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えたことを検出し、モータ７１の駆動電流を維持するモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０のモータ駆動部７２は、このモータ制御信号を受けて、時刻ｔ２においてモータ７１に供給していた駆動電流を維持する。

検出トルクＴ_Ｓに対する閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を、駆動部６０による補助の下で湾曲部２１を最大に湾曲させた際の検出トルクＴ_Ｓとした場合に、検出トルクＴ_Ｓが閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超えた時刻ｔ２において、湾曲部２１の湾曲量θはその最大値θ_ｍａｘに達していることとなる。しかしながら、時刻ｔ２以降の検出トルクＴ_Ｓの上昇にかかわらず、モータ７１のトルクは時刻ｔ２における値に保たれるので、湾曲部２１及び湾曲機構部２４には、最大値θ_ｍａｘを超えて更に湾曲部２１を湾曲させるような過大なモータトルクが負荷されることがない。それにより、湾曲部２１及び湾曲機構部２４が保護される。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者によるロック解除操作に応じ、又は所定時間経過後に自動で、モータ７１を停止させるモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０のモータ駆動部７２は、このモータ制御信号を受けてモータ７１への駆動電流の供給を遮断し、モータ７１を停止させる。ここで、モータ駆動部７２からモータ７１に供給される駆動電流を瞬間的に０にしてもよいが、図示の例では、モータ駆動部７２からモータ７１に供給される駆動電流を漸減させており、モータ７１の駆動電流の漸減と共に湾曲部２１は緩やかに直線状に復元する。湾曲部２１の緩やかな復元は、例えば被検体内の狭所にて湾曲部２１を復元させる際などに有用であり、操作者が湾曲操作ノブ２３ａを手で固定するなどして湾曲部２１及び先端部２０と被検体との接触を回避するといった対応が可能となる。

なお、制御部６２が、操作力検出部６１の異常を検出したら、モニタ５での表示やスピーカでの音声案内や非常灯の点灯といった警報手段を作動させ、それにより、操作力検出部６１の異常を操作者に伝えるようにしてもよい。

次に、図１６及び図１７を参照して、上述した内視鏡装置１０１の制御部６２によって実行される制御プロセスの変形例を説明する。

図１６は制御部６２によって実行される制御プロセスの変形例を示し、図１７は図１６の制御プロセスにおける検出トルクＴ_Ｓ、駆動部６０のモータ７１に供給される駆動電流、及び湾曲部２１の湾曲量θの遷移の一例を示す。

制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓの単位時間当たりの変化量、即ち時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔを常時算出しており、この時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔに対する閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を保持し、この時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔが閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えているか否かを判定する（ステップＳｅ１）。制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓの時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔが閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えた場合に、操作力検出部６１の異常を検出する。

制御部６２は、操作力検出部６１の異常を検出した場合に、その時点におけるモータ７１の駆動状態を維持するよう駆動部６０を制御する（ステップＳｅ２）。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１０１の操作者による解除操作があった後、又は所定時間経過後に（ステップＳｅ３）、モータ７１の駆動電流を漸減させつつモータ７１を停止させるよう駆動部６０を制御する（ステップＳｅ４）。

図１７に示すタイミングチャートを参照して、上述の制御プロセスを詳細に説明する。

時刻ｔ１において操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓは急激な上昇傾向に転じており、その時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔはその閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えている。そして、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓはその閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}を超え、時刻ｔ３において検出トルクＴ_Ｓは最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達している。

検出トルクＴ_Ｓが急激な上昇傾向に転じた直後（ｔ１＋Δｔ（Δｔ：制御部６２のサンプリング周期））に、制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓの時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔがその閾値ｄＴ_Ｓ／ｄｔ_{ｌｉｍｉｔ}を超えたことを検出し、モータ７１の駆動状態を維持するモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０のモータ駆動部７２は、このモータ制御信号を受けて、時刻ｔ１＋Δｔの時点でモータ７１に供給していた駆動電流を維持する。

このように、検出トルクＴ_Ｓの時間微分値ｄＴ_Ｓ／ｄｔを監視することで、操作力検出部６１の異常を速やかに検出することができ、検出トルクＴ_Ｓがその閾値Ｔ_{Ｓｌｉｍｉｔ}に達する時刻ｔ２以前に操作力検出部６１の異常を検出することができる。それにより、モータ７１のトルクが過大となること、及びそのモータトルクが湾曲機構部２４や湾曲部２１に負荷されることを、より確実に防止することができる。

なお、モータ７１のトルクが時刻ｔ２における値に保たれることから、湾曲操作ノブ２３ａの操作感に変化が起こり、内視鏡装置１０１の操作者は操作感の変化によって操作力検出部６１に異常が生じたことを認識することができるが、制御部６２が、操作力検出部６１の異常を検出したら、モニタ５での表示やスピーカでの音声案内や非常灯の点灯といった警報手段を作動させ、それにより、操作力検出部６１の異常を操作者に伝えるようにしてもよい。

図１８は、本発明の実施形態を説明するための内視鏡装置の他の例のブロック図である。なお、上述した内視鏡装置１と共通する要素には同一符号を付し、説明を省略ないし簡略する。

図１８に示す内視鏡装置２０１は、上述した内視鏡装置１の構成に加えて、湾曲量検出部２６４を更に備えている。

湾曲量検出部２６４は、ロータリーエンコーダ２８５を有している。ロータリーエンコーダ２８５は、湾曲機構部２４のプーリ３２の近傍に設けられており、プーリ３２の回転角を検出し、プーリ３２の回転角に基づいて湾曲部２１の湾曲量を検出する。なお、操作ワイヤ３４の牽引量を検出し、操作ワイヤ３４の牽引量に基づいて湾曲部２１の湾曲量を検出する構成としてもよい。

制御部６２は、湾曲部２１の任意の湾曲量に対して、その湾曲量に湾曲部２１を湾曲させる際に必要とする操作トルクを定めた操作トルク特性を保持している。操作トルク特性は、適宜な関数によって定義されてもよいし、また、湾曲量に関して複数の特徴点を選定し、これらの特徴点に対して操作トルクをそれぞれ設定したテーブルによって定義されてもよい。テーブルによって定義される場合に、特徴点以外の湾曲量に対する操作トルクは、例えば、この湾曲量を間に挟む二つの特徴点を適宜補完して与えられる。以下で、操作トルク特性によって与えられる操作トルクを設定トルクという。

図１９に、操作トルク特性の一例を示す。操作トルク特性は内視鏡装置２０１の操作者等が任意に設定可能であり、図１９に示す操作トルク特性では、設定トルクＴ_Ｃが湾曲量θの増大に伴って線形に増大している。

そして、制御部６２は、操作トルク特性から、湾曲量検出部２６４にて検出された湾曲量に対応する設定トルクＴ_Ｃを求め、入力トルクＴ_θが設定トルクＴ_Ｃに等しくなるように、換言すれば、検出トルクＴ_Ｓが設定トルクＴ_Ｃに等しくなるように、駆動部６０をフィードバック制御する。

図２０に、駆動部６０のフィードバック制御による検出トルクＴ_Ｓの遷移の一例を示す。図２０は、図１９に示す操作トルク特性において湾曲量θ１に対応する設定トルクをＴ_Ｃ１、湾曲量θ２（＞θ１）に対応する設定トルクをＴ_Ｃ２として、湾曲部２１を湾曲量θ１から湾曲量θ２まで湾曲させ、また、湾曲部２１を湾曲量θ２から湾曲量θ１まで湾曲させた際の検出トルクＴ_Ｓの遷移である。

フィードバック制御によれば、一般に、目標値に対する制御量のオーバーシュート又はアンダーシュートが生じ得る。検出トルク（制御量）Ｔ_Ｓを設定トルク（目標値）Ｔ_Ｃに等しくするような駆動部６０のフィードバック制御によれば、図２０に示すように、湾曲部２１を湾曲量θ１から湾曲量θ２まで湾曲させる際には、一旦オーバーシュート＋ΔＴが生じた後に、検出トルクＴ_Ｓが設定トルクＴ_Ｃ２に収束する。また、湾曲部２１を湾曲量θ２から湾曲量θ１まで湾曲させる際には、一旦アンダーシュート−ΔＴが生じた後に、検出トルクＴ_Ｓが設定トルクＴ_Ｃ１に収束する。

駆動部６０のフィードバック制御系は、フィードバックゲインを最適化するなどして、オーバーシュート・アンダーシュート量が、目標値である設定トルクＴ_Ｃに対して所定の割合ｒ（＜１）に収まるように設計される。よって、検出トルクＴ_Ｓは、設定トルクＴ_Ｃを基準とする所定の許容範囲に収まることとなる。許容範囲の上限・下限は、例えば図１９に示すように、上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}＝Ｔ_Ｃ×（１＋ｒ）、下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}＝Ｔ_Ｃ×（１−ｒ）と定義することができる。また、許容範囲の上限・下限は、設定トルクＴ_Ｃに一定のトルクを加算・減算して定義することもでき、その場合に、設定トルクに加算・減算される一定のトルクは、例えば設定トルクＴ_Ｃが最大値であるときの検出トルクＴ_Ｓのオーバーシュート・アンダーシュート量を考慮して定められる。

ここで、操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが、ある時点における湾曲量θに対応する設定トルクＴ_Ｃでの許容範囲の上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}を上回る場合を想定する。そのような場合として、操作力検出部６１のトルクセンサ７４に歪ゲージを用いた場合に、歪ゲージに断線が生じ、その抵抗値が無限大となる場合が例示される。制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓが上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}を上回った場合に、操作力検出部６１の異常を検出し、負荷制限手段６３を作動させる。

また、操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが、ある時点での湾曲量θに対応する設定トルクＴ_Ｃでの許容範囲の下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}を下回る場合を想定する。そのような場合として、操作力検出部６１のトルクセンサ７４に歪ゲージを用いた場合に、歪ゲージが湾曲機構部２４のシャフト３３から剥がれ落ちる場合が例示される。制御部６２は、検出トルクＴ_Ｓが下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}を下回った場合にも操作力検出部６１の異常を検出し、負荷制限手段６３を作動させる。

図２１に、検出トルクＴ_Ｓが上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}を上回った場合の制御プロセスのタイミングチャートを示す。

時刻ｔ１において、操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが急激な上昇傾向に転じている。そして、時刻ｔ２において、検出トルクＴ_Ｓがその時点における湾曲量θ_ｔ２に対応する設定トルクＴ_Ｃでの許容範囲の上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}を上回り、時刻ｔ３において、検出トルクＴ_Ｓが最大値Ｔ_Ｓｍａｘに達している。

制御部６２は、時刻ｔ２において、検出トルクＴ_Ｓが上限Ｔ_{Ｓ＋ｌｉｍｉｔ}を超えたことを検出し、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６の係合部７８をロック用ギヤ７５に係合させ、湾曲機構部２４のシャフト３３をロックする。

制御部６２は、上記のプランジャ制御信号を出力すると同時に、モータ７１を停止させるためのモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０は、このモータ制御信号を受けてモータ駆動部７２からモータ７１への駆動電流の供給を遮断し、モータ７１を停止させる。

その後、制御部６２は、内視鏡装置２０１の操作者によるロック解除操作があった後、又は所定時間経過後に、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６とロック用ギヤ７５との係合を解消させ、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除する。それにより、湾曲部２１は、自身の剛性により直線状（θ＝０）に復元する。

図２２に、検出トルクＴ_Ｓが下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}を下回った場合の制御プロセスのタイミングチャートを示す。

操作力検出部６１に異常が生じ、検出トルクＴ_Ｓが急激な下降傾向に転じている。そして、時刻ｔ２において、検出トルクＴ_Ｓがその時点における湾曲量θ_ｔ２に対応する設定トルクＴ_Ｃでの許容範囲の下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}を下回り、時刻ｔ３において、検出トルクＴ_Ｓが０となっている。

制御部６２は、時刻ｔ２において検出トルクＴ_Ｓが下限Ｔ_{Ｓ−ｌｉｍｉｔ}を下回ったことを検出し、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６の係合部７８をロック用ギヤ７５に係合させ、湾曲機構部２４のシャフト３３をロックする。

制御部６２は、上記のプランジャ制御信号を出力すると同時に、モータ７１を停止させるためのモータ制御信号を駆動部６０に出力する。駆動部６０は、このモータ制御信号を受けてモータ駆動部７２からモータ７１への駆動電流の供給を遮断し、モータ７１を停止させる。

その後、制御部６２は、内視鏡装置１の操作者によるロック解除操作があった後、又は所定時間経過後に、プランジャ駆動部７７の駆動回路８２に含まれるスイッチ８３をＯＮするプランジャ制御信号を負荷制限手段６３に出力する。負荷制限手段６３は、このプランジャ制御信号を受けてプランジャ７６とロック用ギヤ７５との係合を解消させ、湾曲機構部２４のシャフト３３のロックを解除する。それにより、湾曲部２１は、自身の剛性により直線状（θ＝０）に復元する。

このように、湾曲量θを検出し、検出トルクＴ_Ｓが湾曲量θに対応する設定トルクＴ_Ｃとなるように駆動部６０を制御し、そこにおいて、検出トルクＴ_Ｓに対して設定トルクＴ_Ｃを基準とする許容範囲を定め、検出トルクＴ_Ｓが許容範囲から外れる場合に操作力検出部６１の異常を検出するようにすれば、操作力検出部６１の異常によって検出トルクＴ_Ｓが上昇する場合に、一定の閾値を用いて検出トルクＴ_Ｓがこの閾値を超える場合に操作力検出部６１の異常を検出するのに比べて、操作力検出部６１の異常を速やかに検出することができる。また、検出トルクＴ_Ｓが下降して０となる場合に、それが湾曲操作部２３における湾曲操作によるものか、操作力検出部６１の異常によるものかを区別して、操作力検出部６１の異常を適切に検出することができる。

なお、負荷制限手段６３に含むプランジャ７６よって湾曲機構部２４のシャフト３３をロックし、湾曲部２１に作用する負荷を制限するものとして説明したが、上述した内視鏡装置１０１と同様に、操作力検出部６１の異常を検出した時点で駆動部６０のモータ７１への駆動電流の供給を維持し、それによって湾曲部２１に作用する負荷を制限するようにしてもよい。

以上、説明したように、本明細書に開示された内視鏡装置は、被検体内に挿入される挿入部に湾曲部が設けられた内視鏡装置であって、前記湾曲部の湾曲操作がなされる湾曲操作部と、前記湾曲操作部における湾曲操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる機構部と、前記機構部を駆動する駆動部と、前記湾曲操作部に入力される操作力を検出する操作力検出部と、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて前記湾曲操作部における湾曲操作を補助するように前記駆動部を制御する制御部と、前記湾曲部に作用する負荷を制限する負荷制限手段と、を備え、前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて該操作力検出部の異常を検出し、該操作力検出の異常を検出した場合に前記負荷制限手段を作動させる。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力が所定の閾値を越えた場合に該操作力検出部の異常を検出する。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力の単位時間当たりの変化量が所定の閾値を超えた場合に該操作力検出部の異常を検出する。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記湾曲部の湾曲量を検出する湾曲量検出部をさらに備え、前記制御部は、前記湾曲量検出部にて検出される湾曲量に応じた所望の操作力が前記操作力検出部にて検出されるように前記駆動部を制御し、前記操作力検出部にて検出される操作力が前記所望の操作力を基準とする所定の許容範囲から外れた場合に該操作力検出部の異常を検出する。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記負荷制限手段は、前記機構部に係合して該機構部を機械的にロックする。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記負荷制限手段は、前記駆動部の出力を前記操作力検出部の異常が検出された時点での出力に維持する。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記制御部は、前記負荷制限手段が解除された後に前記駆動部の出力を漸減させる。

また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記操作力検出部の異常を報知する警報手段をさらに備え、前記制御部は、前記操作力検出部の異常が検出された場合に、前記警報手段を作動させる。

また、本明細書に開示された内視鏡装置の制御方法は、被検体内に挿入される挿入部に湾曲部が設けられ、前記湾曲部の湾曲操作がなされる湾曲操作部と、前記湾曲操作部における湾曲操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる機構部と、前記機構部を駆動する駆動部と、前記湾曲操作部に入力される操作力を検出する操作力検出部と、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて前記湾曲操作部における湾曲操作を補助するように前記駆動部を制御する制御部と、前記湾曲部に作用する負荷を制限する負荷制限手段と、を備えた内視鏡装置の制御方法であって、前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて該操作力検出部の異常を検出し、該操作力検出の異常を検出した場合に前記負荷制限手段を作動させる。

また、本明細書に開示された内視鏡装置の制御方法は、前記操作力検出部の異常を報知する警報手段をさらに備え、前記制御部は、前記操作力検出部の異常が検出された場合に、前記警報手段を作動させる。

１、１０１、２０１ 内視鏡装置
２ 内視鏡本体
３ 光源ユニット
４ プロセッサユニット
５ モニタ
１０ 挿入部
１１ 操作部
１２ ユニバーサルコード
１３ コネクタ
２０ 先端部
２１ 湾曲部
２２ 軟性部
２３ 湾曲操作部
２３ａ、２３ｂ 湾曲操作ノブ
２４ 湾曲機構部
２５ 処置具挿入口
２６ 処置具チャンネル
３０ 節輪
３１ 連結ピン
３２ プーリ
３３ シャフト
３４ 操作ワイヤ
４０ 光源
４１ 光源駆動部
４２ ＣＰＵ
４３ ライトガイド
４４ 照明光学系
４５ 対物光学系
４６ 撮像部
４７ 固体撮像素子
４８ ＣＰＵ
４９ 画像処理部
５０ メモリ
５１ ＣＰＵ
６０ 駆動部
６１ 操作力検出部
６２ 制御部
６３ 負荷制限手段
７１ モータ
７２ モータ駆動部
７３ａ 入力側ギヤ
７３ｂ 出力側ギヤ
７４ トルクセンサ
７５ ロック用ギヤ
７６ プランジャ
７７ プランジャ駆動部
７８ 係合部
７９ 永久磁石
８０ 軸
８１ 電磁石
８２ 駆動回路
８３ スイッチ
８４ バネ
２６４ 湾曲量検出部
２８５ ロータリーエンコーダ

Claims (10)

1. 被検体内に挿入される挿入部に湾曲部が設けられた内視鏡装置であって、
   前記湾曲部の湾曲操作がなされる湾曲操作部と、
   前記湾曲操作部における湾曲操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる機構部と、
   前記機構部を駆動する駆動部と、
   前記湾曲操作部に入力される操作力を検出する操作力検出部と、
   前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて前記湾曲操作部における湾曲操作を補助するように前記駆動部を制御する制御部と、
   前記湾曲部に作用する負荷を制限する負荷制限手段と、
   を備え、
   前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて該操作力検出部の異常を検出し、該操作力検出の異常を検出した場合に前記負荷制限手段を作動させる内視鏡装置。
2. 請求項１に記載の内視鏡装置であって、
   前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力が所定の閾値を越えた場合に該操作力検出部の異常を検出する内視鏡装置。
3. 請求項１に記載の内視鏡装置であって、
   前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力の単位時間当たりの変化量が所定の閾値を超えた場合に該操作力検出部の異常を検出する内視鏡装置。
4. 請求項１に記載の内視鏡装置であって、
   前記湾曲部の湾曲量を検出する湾曲量検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記湾曲量検出部にて検出される湾曲量に応じた所望の操作力が前記操作力検出部にて検出されるように前記駆動部を制御し、前記操作力検出部にて検出される操作力が前記所望の操作力を基準とする所定の許容範囲から外れた場合に該操作力検出部の異常を検出する内視鏡装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
   前記負荷制限手段は、前記機構部に係合して該機構部を機械的にロックする内視鏡装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
   前記負荷制限手段は、前記駆動部の出力を前記操作力検出部の異常が検出された時点での出力に維持する内視鏡装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
   前記制御部は、前記負荷制限手段が解除された後に前記駆動部の出力を漸減させる内視鏡装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の内視鏡装置であって、
   前記操作力検出部の異常を報知する警報手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記操作力検出部の異常が検出された場合に、前記警報手段を作動させる内視鏡装置。
9. 被検体内に挿入される挿入部に湾曲部が設けられ、前記湾曲部の湾曲操作がなされる湾曲操作部と、
   前記湾曲操作部における湾曲操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる機構部と、
   前記機構部を駆動する駆動部と、
   前記湾曲操作部に入力される操作力を検出する操作力検出部と、
   前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて前記湾曲操作部における湾曲操作を補助するように前記駆動部を制御する制御部と、
   前記湾曲部に作用する負荷を制限する負荷制限手段と、
   を備えた内視鏡装置の制御方法であって、
   前記制御部は、前記操作力検出部にて検出される操作力に基づいて該操作力検出部の異常を検出し、該操作力検出の異常を検出した場合に前記負荷制限手段を作動させる内視鏡装置の制御方法。
10. 請求項９に記載の内視鏡装置の制御方法であって、
    前記操作力検出部の異常を報知する警報手段をさらに備え、
    前記制御部は、前記操作力検出部の異常が検出された場合に、前記警報手段を作動させる内視鏡装置の制御方法。

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