JP4598679B2 - 電動湾曲内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、湾曲指示部が取付可能で湾曲指示部操作信号を出力する操作部を有し、この湾曲指示部を操作することによって、湾曲部が湾曲指示部操作信号に対応する状態に電動湾曲する電動湾曲内視鏡を有する電動湾曲内視鏡装置に関する。

従来より、内視鏡は、幅広く利用されている。内視鏡の細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、術者は、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置ができる。また、工業分野においても、作業者は、内視鏡の細長の挿入部を挿入することにより、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部の傷や腐蝕などを観察したり検査することができる。

このような内視鏡には、細長な挿入部の先端部基端側に湾曲可能な湾曲部が設けられている。前記内視鏡において、術者等の使用者が、操作部に設けられた湾曲操作ノブ等の湾曲指示手段を操作することにより、湾曲部を湾曲動作させるための湾曲駆動手段に、前記湾曲部の湾曲方向、及び湾曲の角度が入力される。

そして、前記湾曲駆動手段は、前記湾曲操作ノブによる湾曲方向、及び湾曲の角度に基づき、前記湾曲部を構成する湾曲駒に接続された湾曲操作ワイヤを機械的に牽引又は弛緩させることにより、前記湾曲部を湾曲動作させる。

前記湾曲駆動手段は、一般的に人力を動力源として操作されていたが、近年ではモータ等の湾曲駆動手段を用いて湾曲操作ワイヤを牽引又は弛緩操作することで、湾曲部を湾曲動作させる電動湾曲内視鏡もある。

この電動湾曲内視鏡では例えば、操作部に設けた湾曲指示部の指示状態と前記湾曲部の湾曲状態とが絶対的な位置関係で一致する（以下、絶対位置制御と称す）よう前記操作部が出力する湾曲指示部操作信号と前記湾曲部の湾曲の状態量検知信号とを基に、モータを電気的に回転制御してこのモータの駆動力により湾曲操作ワイヤを牽引又は弛緩して前記湾曲部を湾曲動作させている。

前記湾曲指示部には、ジョィスティック、トラックボールなどがある。
例えば、前記ジョイスティックの絶対位置制御では、傾倒操作することによって湾曲方向、及び湾曲の角度を指示する。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に対応し、ジョイスティックの傾倒角度が湾曲部の湾曲角度に対応する。そして、例えば、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。
電動湾曲内視鏡の従来技術としては、例えば特開２００３−２４５２４６号公報、特開平８−２２４２０６号公報に記載されているものがある。
前記特開２００３−２４５２４６号公報には、電動湾曲内視鏡において、操作部にジョイスティックを有し、このジョィスティックの指示状態と湾曲部の湾曲状態とを一致させる位置合わせ作業（キャリブレーション作業）を容易に行えるようにした電動湾曲内視鏡装置に関する技術が開示されている。

また、前記特開平８−２２４２０６号公報には、電動湾曲内視鏡において、操作部に設けられた湾曲スイッチ受け部に、上下左右用のスイッチ、ジョィスティック等の複数の湾曲操作スイッチを選択的に装着するようにして操作性を向上させた電動湾曲内視鏡に関する技術が開示されている。
特開２００３−２４５２４６号公報 特開平８−２２４２０６号公報

前記従来の電動湾曲内視鏡の前記湾曲指示部には、一般に、ジョィスティック、トラックボールなどが用いられている。このような湾曲指示部は、症例、術者の好みなどに応じてそれぞれ構成された複数の種類を有する場合がある。例えば、ジョィスティックは、このジョイスティックの上下左右の可動範囲（指示範囲）が異なる複数の種類のものがある。

したがって、このような湾曲指示部の種類差により、この湾曲指示部を有する操作部の出力信号（湾曲指示部操作信号）には基本的に差違が生じてしまう。このため、従来の電動湾曲内視鏡では、症例、術者の好みに応じた湾曲指示部を使用するために操作部を変更する場合には、この操作部の変更の度に例えばシステムコントローラ側にて前記操作部の出力信号の差違を補正する補正作業が必要となり、操作部の変更作業が繁雑であるといった問題点があった。

前記特開２００３−２４５２４６号公報、及び前記特開平８−２２４２０６号公報に記載の従来技術では、電動湾曲内視鏡において、操作部を変更する場合に、前記操作部の出力信号の差違を補正する作業に関する技術、及び操作部の変更作業を簡素化する技術についてはなんら述べられない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、取り付けられる湾曲指示部の出力信号の出力範囲が操作部の出力信号の予め決められた出力範囲に一致するように予め操作手段側にて補正処理を行うことで、操作部の変更作業を簡素化し操作性を向上できる電動湾曲内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の電動湾曲内視鏡装置は、被検体内に挿入される挿入部に湾曲部を有する内視鏡と、前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動手段と、前記内視鏡に対して湾曲動作を指示入力することで前記湾曲動作を指示するための指示信号を出力する湾曲指示部を有し、前記湾曲指示部からの指示信号に基づく操作信号を生成して出力する操作手段と、前記操作手段からの前記操作信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記操作手段は、前記湾曲指示部が取付可能であり、取り付けられるそれぞれの前記湾曲指示部に応じて前記湾曲指示部の前記指示信号の出力範囲を、前記操作手段が出力する前記操作信号の予め決められた出力範囲に一致するように変換して前記操作信号を生成することを特徴とする。

本発明の電動湾曲内視鏡装置は、取り付けられる湾曲指示部の出力信号の出力範囲が操作部の出力信号の予め決められた出力範囲に一致するように予め操作手段側にて補正処理を行うことで、操作部の変更作業を簡素化し操作性を向上できるいった利点を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
図１及び図２は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例１を説明するもので、図１は電動湾曲内視鏡装置のシステム構成図、図２は図１の電動湾曲内視鏡装置の概略構成を示す図である。

図１及び図２に示すように、実施例１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）１２を構成する先端硬性部１６に例えば撮像素子２０を内蔵し、保持部を兼ねる駆動ユニット１３内に挿入部１２の湾曲部１７を湾曲させるための湾曲駆動手段である駆動部１４を備えた電動湾曲内視鏡（以下、内視鏡と略記）２と、この内視鏡２の前記駆動部１４を制御して前記湾曲部１７の湾曲動作の制御を行う制御手段である制御装置４を有し、さらに内部に後述する光源装置６及び送気送水／吸引装置７を備えたコントロールユニット３と、前記内視鏡２の前記撮像素子２０から延出する信号ケーブル２０ａ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５と、前記画像処理装置５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８と、前記コントロールユニット３に電気的に接続され、前記湾曲部１７に対して湾曲方向、及び湾曲の角度などを指示するための湾曲指示部操作信号などの操作信号を前記コントロールユニット３に出力する着脱可能な操作手段である操作部９と、前記コントロールユニット３に電気的に接続される着脱可能な設定値入力手段であるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記）１０と、を有している。
前記内視鏡２は、観察対象部位へ挿入する細長の挿入部１２と、この挿入部１２の基端部に連設され、前記駆動部１４を有する駆動ユニット１３と、この駆動ユニット１３の側面より延設され、前記撮像素子２０に接続する信号ケーブル２０ａ及び光源装置６からの照明光を伝達するライトガイドファイバ６ａなどを内蔵したユニバーサルコード１５と、このユニバーサルコード１５の端部に設けられた、前記コントロールユニット３と着脱可能な接続部分であるコネクタ部１５ａと、を有している。

前記挿入部１２は、先端に設けられた先端硬性部１６と、この先端硬性部１６の後部に設けられた湾曲可能な湾曲部１７と、この湾曲部１７に連設する細長で柔軟な可撓管部１８とで構成されている。

前記先端硬性部１６は、撮像手段としてＣＣＤなどの撮像素子２０及びこの撮像素子２０を駆動するための回路基板などが組み込まれた対物光学系を有する図示しない撮像部と、前記ライトガイドファイバ６ａを介して照明光が供給される図示しない照明光学系とを少なくとも内蔵して構成されている。

前記挿入部１２内には、図２に示すように、例えば送気管路７ａ、送水管路７ｂ、吸引管路７ｃ等が設けられている。これら管路７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれ送気チューブ７Ａ、送水チューブ７Ｂ、吸引チューブ７Ｃを介して送気送水／吸引装置７に接続されている。

なお、前記吸引チューブ７Ｃは、内視鏡２に設けられた吸引チューブ付き鉗子栓１９（図１参照）に接続されいる。また、この吸引チューブ付き鉗子栓１９は、前記吸引管路７ｃに連通しており、鉗子等の処置具（図示せず）も挿通可能になっている。

前記挿入部１２内には、前記駆動ユニット１３から延出して前記湾曲部１７を湾曲操作する上下用の湾曲操作ワイヤ２１及び図示しない左右用の湾曲操作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操作ワイヤ２１に関わる構成を説明し、この上下用の湾曲ワイヤ操作２１と同様な構成である左右用の湾曲操作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。

図２に示すように、前記湾曲操作ワイヤ２１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、このチェーンが前記駆動部１４内に設けられた回動自在な上下用のスプロケット２２に噛合配置されている。このため、前記スプロケット２２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操作ワイヤ２１が牽引操作されて、前記湾曲部１７が所定方向に湾曲動作するようになっている。

前記スプロケット２２は、例えば前記駆動ユニット１３内に配設されている。このスプロケット２２には湾曲駆動手段である例えばＤＣモータからなる上下用のモータ２５の駆動力が、複数の歯車列２４と、この歯車列２４の歯車同士の噛合状態を着脱可能なクラッチ機構部２３とを介して伝達されるようになっている。

前記スプロケット２２の回転量は、ポテンショメータ２７で検出される。この検出結果は、駆動部１４内に設けられたＭＣＵ（motor control unit）２６に供給される。

また、前記モータ２５には、このモータ２５の回転量を検出するエンコーダ２８が接続されている。このエンコーダ２８の検出結果は前記ＭＣＵ２６に供給される。

前記ＭＣＵ２６は、前記コントロールユニット３内の制御装置４と信号線４ａを介して電気的に接続されている。このＭＣＵ２６は、前記制御装置４との間で通信を行い、前記ポテンショメータ２７及びエンコーダ２８からの検出結果を状態量検知信号として制御装置４に出力する。

また、ＭＣＵ２６には、前記制御装置４を介して後述する操作部９の出力信号である湾曲指示部操作信号に基づいて生成された制御信号が供給されるようになっている。そして、ＭＣＵ２６は、この供給された制御信号に基づいて駆動信号を生成して前記モータ２５に出力することにより、前記モータ２５の回転を制御するようになっている。

コントロールユニット３は、前記したように制御装置４，光源装置６及び送気送水／吸引装置７を有している。

前記コントロールユニット３内の制御装置４と前記画像処理装置５とは、信号線４ｂによって電気的に接続されている。また、前記コントロールユニット３内の制御装置４と前記コントロールユニット３内の送気送水／吸引装置７とは、信号線７ａによって電気的に接続されている。なお、送気送水／吸引装置７は、制御装置４と一体的に構成しても良い。

また、前記コントロールユニット３には、接続コード９ｂのコネクタ部９ｃが接続されている。この接続コード９ｂの基端側には操作部９が接続されており、この操作部９は、この接続コード９ｂを介して前記コントロールユニット３内の制御装置４と電気的に接続されるようになっている。

前記制御装置４は、前記操作部９により出力された操作信号である湾曲指示部操作信号に基づいて、前記湾曲部１７を湾曲させるための制御信号を生成し、前記駆動ユニット１３内のＭＣＵ２６に出力することにより、湾曲部１７の湾曲動作を制御する。

また、前記制御装置４は、前記操作部９により出力された送気送水／吸引スイッチ操作信号及びスコープスイッチ操作信号に基づいて、前記送気送水／吸引装置７及び前記画像処理装置５を制御する。

前記画像処理装置５は、前記内視鏡２の前記撮像素子２０から延出する信号ケーブル２０ａを介して伝送された画像信号を映像信号に生成する。
前記光源装置６は、前記内視鏡２の図示しない照明光学系にライトガイドファイバ６ａを介して照明光を供給する。

前記送気送水／吸引装置７は、前記操作部９の操作信号（送気送水／吸引スイッチ操作信号及びスコープスイッチ操作信号）に応じて生成された前記制御装置４からの制御信号に基づいて、前記内視鏡２の送気管路７ａに対する送気、送水管路７ｂに対する送水、及び吸引管路７ｃに対する吸引を行うように制御される。

前記モニタ８は、信号線８ａを介して画像処理装置５と電気的に接続され、前記画像処理装置５で生成された映像信号が信号線８ａを介して内視鏡画像として表示される。
この際、制御装置４にある操作信号、状態量検知信号などの情報を信号線４ｂを介して、前記画像処理装置５に伝送し、画像処理装置５により表示処理を行い、信号線８ａを介して内視鏡画像と共にモニタ８に表示しても良い。

前記ＰＣ１０は、信号線１０ａによって前記制御装置４に着脱自在に電気的に接続されている。このＰＣ１０は、キーボード１１のキー１１ａを用いたキー操作によって、前記制御装置４内の図示しない記録部に対し、例えば前記湾曲部１７を湾曲させるのに必要な各種設定値の入力設定を行ったり、又は前記設定値の変更設定を行う場合等に使用される。

なお、本実施例では、前記ＰＣ１０を前記コントロールユニット３に接続した構成について説明したが、必要とする場合にのみ前記ＰＣ１０を前記コントロールユニット３に接続しても良い。

次に、前記操作部９の構成について、図１、及び図３から図７を参照しながら説明する。 図３は図１に示す操作部の概略構成を示す図、図４は図３の制御部の構成を示すブロック図、図５は図４の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図、図６は図４の送気送水／吸引スイッチ信号処理部の具体的な構成を示すブロック図、図７は図４のスコープスイッチ信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。

図１に示すように、前記操作部９には、湾曲指示手段である湾曲指示部９Ａと、送気送水／吸引スイッチ９Ｂと、スコープスイッチ９Ｃとが設けられている。

前記湾曲指示部９Ａは、製造時に前記操作部９に取り付けられるようになっている。そして、取り付けられた前記湾曲指示部９Ａは、前記湾曲指示部９Ａの指示状態に応じた、例えば電圧値を指示信号として出力し、指示信号は、制御部３０にて信号処理されて前記湾曲部１７に対して湾曲状態を指示するための、湾曲指示部操作信号として出力される。この湾曲指示部９Ａとしては、例えばジョイスティックが用いられている。

なお、本実施例では、湾曲指示部９Ａとしてジョィスティックを用いた構成について説明したが、これに限定されることはなく、例えばトラックボールなどを用いて湾曲指示部９Ａを構成しても良い。ただし、以降の説明では、前記湾曲指示部９Ａをジョイスティック９Ａとして説明する。

前記ジョイスティック９Ａは、スティック部９ａを傾倒操作して傾き方向及び傾き角度を変化させることによって、湾曲部１７の湾曲状態を指示する構成になっている。つまり、ジョイスティック９Ａの傾き方向が湾曲部１７の湾曲方向（ＵＰ、ＤＯＷＮ方向、ＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向、及びその組み合わせの方向）に対応し、傾き角度が湾曲部１７の湾曲角度に対応している。そして、例えば、ジョイスティック９Ａのスティック部９ａを直立状態にしたとき、前記湾曲部１７は非湾曲状態（直線状態）になる。

このようなジョィスティック９Ａは、湾曲部１７の指示信号としてのＵＰ、ＤＯＷＮ方向指示信号（以下、ＵＤ方向指示信号と記載）及び、ＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向指示信号（以下、ＲＬ方向指示信号と記載）を出力するようになっている。

前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂは、前記内視鏡２の送気管路７ａに対する送気、送水管路７ｂに対する送水、及び吸引管路７ｃに対する吸引を指示するためのスイッチであり、送気指示信号、送水指示信号、及び吸引指示信号等の送気送水／吸引スイッチ指示信号を生成して出力する。

前記スコープスイッチ９Ｃは、前記モニタ８の画面上に表示される内視鏡画像のフリーズ、内視鏡画像を図示しない記録部に静止画記録するレリーズ等、前記画像処理装置５に対する制御を行うスイッチであり、例えば４つのスイッチを設けて構成されている。これら４つのスイッチは、使用者によって所望する機能を自在に割り付けることができるようになっている。

なお、前記スコープスイッチ９Ｃは、４つのスイッチを設けた構成に限定されることはなく、１つのスイッチ、又は１以上の複数のスイッチを設けて構成しても良い。

図３に示すように、前記ジョィスティック９Ａ、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂ及び、スコープスイッチ９Ｃは、操作部９内に設けられた制御部３０にそれぞれ電気的に接続されるようになっている。

したがって、前記制御部３０には、前記ジョイスティック９Ａからの湾曲指示部指示信号、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂからの送気送水／吸引スイッチ指示信号、及びスコープスイッチ９Ｃからのスコープスイッチ指示信号が供給されるようになっている。

そして、前記制御部３０は、供給された各種指示信号に対して補正処理等の信号処理を施して得た操作信号を、例えばシリアル通信によって前記コントロールユニット３の制御装置４に出力するようになっている。

次に、前記操作部９内に設けられた前記制御部３０の構成について、図４を参照しながら説明する。
図４に示すように、前記制御部３０は、前記ジョイスティック９Ａからの湾曲指示部指示信号が入力される湾曲指示部信号処理部３１と、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂからの送気送水／吸引スイッチ指示信号が入力される送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２と、スコープスイッチ９Ｃからのスコープスイッチ指示信号が入力されるスコープスイッチ信号処理部３３と、これら３つの信号処理部３１〜３３からの出力信号（操作信号）を取り込み、例えばコントロールユニット３との間でシリアル通信を行って取り込んだ操作信号を前記コントロールユニット３に出力する通信部３４と、を有している。

次に、前記湾曲指示部信号処理部３１、前記送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２及び前記スコープスイッチ信号処理部３３の具体的な構成について、図５から図７を参照しながら説明する。

まず、前記送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２について説明すると、前記送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２は、図６に示すように、ノイズ除去部４９と、Ａ／Ｄ変換回路５１と、平均化部５２と、オフセット補正部５３と、スケーリング補正部５４と、閾値・ヒステリシス補正部５５とを有している。

前記ノイズ除去部４９には、送水指示信号が入力される。この送水指示信号は、例えばＯＮ／ＯＦＦ信号である。このため、前記ノイズ除去部４９は、例えば外部ノイズの影響又は入力された送水指示信号に含まれるノイズの影響で不用意にＯＮ／ＯＦＦの切り替えが発生しないようにするために、入力された送水指示信号に対して例えばチャタリング防止処理を行っている。
このことにより、ノイズ除去部４９は、ノイズを除去して誤動作の発生を防止するのに好適の送気操作信号を出力することが可能である。

また、前記Ａ／Ｄ変換回路５１には、アナログ信号である送気指示信号及び吸引指示信号が入力される。前記Ａ／Ｄ変換回路５１は、入力されたアナログ信号である送気指示信号及び吸引指示信号をデジタル信号に変換して、後段の平均化部５２に出力する。

前記平均化部５２は、例えば移動平均フィルタを用いて構成されている。このため、前記平均化部５２は、前記移動平均フィルタによって、入力されたデジタル信号に変換後の送気指示信号及び吸引指示信号のノイズ成分を除去して、後段のオフセット補正部５３に出力する。

前記オフセット補正部５３では、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂの押し込み量が異なる送気送水／吸引スイッチに切り替える場合や、送気送水／吸引スイッチの種類は同じだが別の個体に切り替える場合に、例えば、各指示信号の出力範囲の中心値を基準値に一致させるように入力指示信号に対してオフセット補正処理を行う。

この場合、例えば、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂの非接触状態からの押し込み量をｘ、出力指示信号の電圧をｙとし、前記押し込み量ｘと前記出力指示信号の電圧ｙとの関係を、
ｙ＝ａ・ｘ＋ｂ …（式１）
（ただし、ａ、ｂは各送気送水／吸引スイッチ９Ｂ毎に固有の数値とする）と仮定した場合に、前記オフセット補正部５３は、前記入力指示信号に対して、前記各送気送水／吸引スイッチ毎に固有の数値ｂを合わせこむ補正処理を行い、後段のスケーリング補正部５４に出力する。

なお、前記オフセット補正部５３には、予め前記各送気送水／吸引スイッチ毎に固有の数値ｂを合わせこむ補正処理（オフセット補正）を行うのに必要な基準値を格納した図示しない記憶部が設けられている。

前記スケーリング補正部５４は、前記オフセット補正部５３の出力信号に対して、前記（式１）における各送気送水／吸引スイッチ９Ｂ毎に固有の数値ａを補正する処理を行う。

このことにより、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂを、押し込み量が異なる他の送気送水／吸引スイッチに切り替えた場合や、送気送水／吸引スイッチの種類は同じだが別の個体に切り替えた場合に、同じ出力範囲を持つ指示信号が後段の閾値・ヒステリシス補正部５５に出力されることになる。

送気量、送水量、吸引量などを多段階的に切り替える場合、切り替えの押し込み量に対応した信号を切り替えのタイミング（閾値）の信号として設定する必要がある。
また、閾値付近における不用意な、送気量、送水量、吸引量などの切り替えを防止したい場合、その手段としてヒステリシス補正が一般的に知られている。

前記閾値・ヒステリシス補正部５５は、前記スケーリング補正部５４からの出力信号に対し、この出力信号の切り替えタイミングの閾値の調整処理及びヒステリシス補正処理を行う。

具体的には、前記閾値の調整処理で、前記スケーリング補正部５４の出力信号が、例えば０〜６０のとき、閾値として、例えば１０，３０を設定することで、スケーリング補正部５４の出力信号が０〜１０のときは、閾値の調整処理後の出力信号として例えば０を、スケーリング補正部５４の出力信号が１０〜３０のときは、閾値の調整処理後の出力信号として例えば１を、スケーリング補正部５４の出力信号が３０〜６０のときは、閾値の調整処理後の出力信号として例えば２を出力するような処理を行う。

また、前記ヒステリシス補正処理では、例えば前記の例で、閾値の調整処理後の出力信号が０から１になるときには、切り替えタイミングを例えば１２とし、前記の例で、閾値の調整処理後の出力信号が１から０になるときには、前記切り替えタイミングを例えば８とするような処理を行う。

このことにより、前記送気送水／吸引スイッチ９Ｂを、押し込み量が異なる他の送気送水／吸引スイッチに切り替えた場合や、送気送水／吸引スイッチの種類は同じだが別の個体に切り替えた場合でも、切り替えタイミングにずれが生じなく、同様の操作信号を、前記通信部３４を介してコントロールユニット３に出力することができるようになっている。

なお、本実施例では、前記送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２において、前記ノイズ除去部４９、前記平均化回路５２、前記オフセット補正部５３、前記スケーリング補正部５４及び前記閾値・ヒステリシス補正部５５は、制御部３０によりソフト的に各種処理を行うように構成しても良く、あるいはデジタル信号の処理を行うデジタル処理回路を用いて構成しても良い。

次に、前記スコープスイッチ信号処理部３３について説明すると、前記スコープスイッチ信号処理部３３は、図７に示すように、ノイズ除去部５６を有している。

前記ノイズ除去部５６には、第１〜第４スコープスイッチ指示信号がそれぞれ入力される。これらの第１〜第４スコープスイッチ指示信号は、例えばＯＮ／ＯＦＦ信号である。このため、前記ノイズ除去部５６は、前記送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２のノイズ除去部４９と同様に、例えば外部ノイズの影響又は入力されたスコープスイッチ指示信号に含まれるノイズの影響で不用意にＯＮ／ＯＦＦの切り替えが発生しないようにするために、入力された各スコープスイッチ指示信号に対して例えばチャタリング防止処理を行っている。

このことにより、ノイズ除去部５６は、ノイズを除去して誤動作の発生を防止するのに好適の各スコープスイッチ操作信号を通信部３４に出力することが可能である。そして、各スコープスイッチ操作信号は、前記通信部３４によってコントロールユニット３に出力される。

なお、送気送水／吸引スイッチ信号処理部３２において、前記オフセット補正部５３における前記基準値、前記スケーリング補正部５４における各送気送水／吸引スイッチ毎に固有の数値ａ、及び前記閾値・ヒステリシス補正部５５における閾値は、前記通信部３４によりコントロールユニット３との通信を介してデータの取り込み可能な前記ＰＣ１０による入力設定操作によって適宜変えることも可能である。

次に、本実施例の特徴となる前記湾曲指示部信号処理部３１の構成及び処理内容について、図５、及び図８から図２２を参照しながら説明する。
図４に示す湾曲指示部信号処理部３１の具体的な構成が図５に示されている。
図５に示すように、湾曲指示部信号処理部３１は、操作部９に取り付けられる湾曲指示部９Ａである例えばジョィスティックに対して、ジョィスティック９Ａ毎に固有の指示信号の出力範囲を、操作部９が出力する操作信号である湾曲指示部操作信号の予め決められた出力範囲に一致するように変換して前記湾曲指示部操作信号を生成するための補正アルゴリズム手段である補正アルゴリズム演算部４０を有している。

また、前記湾曲指示部信号処理部３１は、Ａ／Ｄ変換回路４１を有している。このＡ／Ｄ変換回路４１には、アナログ信号である湾曲指示部指示信号が入力される。

前記Ａ／Ｄ変換回路４１は、入力されたアナログ信号である指示信号（湾曲指示部指示信号）をデジタル信号に変換して、後段の前記補正アルゴリズム演算部４０に出力する。

前記補正アルゴリズム演算部４０は、図５に示すように、平均化部４２と、オフセット補正部４３と、静的ノイズ除去部４４と、基軸補正部４５と、ツイスト補正部４６と、スケーリング補正部４７とを有し、これらの各演算部によって前記湾曲指示部操作信号を生成する。

なお、本実施例では、前記補正アルゴリズム演算部４０において、前記平均化部４２、前記オフセット補正部４３、前記静的ノイズ除去部４４、前記基軸補正部４５、前記ツイスト補正部４６及び前記スケーリング補正部４７は、制御部３０によりソフト的にそれぞれ各種補正処理を行うように構成しているが、例えばデジタル信号に対して各補正処理をデジタル処理回路をそれぞれ用いて構成しても良い。

前記平均化部４２には、前記Ａ／Ｄ変換回路４１の出力信号が入力される。この平均化部４２では、例えば入力された前記Ａ／Ｄ変換回路４１の出力信号を、予め設定された所定時間ｔ毎にｎ個サンプリングし、得られたｎ個の和をｎで割ることにより平均値が得られるような平均化処理を行う。

つまり、前記Ａ／Ｄ変換回路４１の出力信号には、ノイズ成分が含まれる場合があるが、前記平均化部４２による平均化処理を行うことにより、相対的にノイズ成分の少ない湾曲指示部指示信号を得ることができる。
そして、前記平均化部４２は、平均化処理した湾曲指示部指示信号を、後段のオフセット補正部４３に出力する。

前記オフセット補正部４３の説明及び以降の各補正部における説明については、図８から図２２を参照しながら説明する。
なお、本実施例では、電動湾曲内視鏡装置１が製造工場から出荷される以前に、予め製造工場における製造工程において、操作部９に取り付けられるジョィスティック９Ａに応じて補正処理が行われるものとして説明する。また、説明の簡略化のために、例えば予め基準となる指示範囲を有するジョィスティック９Ａから、その指示範囲よりも大きな指示範囲を有するジョィスティックに切り替えた場合について図面を参照しながら説明する。

図８は指示範囲が中立位置を介して±３０度の基準となるジョィスティックを示す説明図、図９は指示範囲が中立位置を介して±４５度のジョイスティックを示す説明図である。

また、図１０は図８のジョィスティックの指示範囲位置と湾曲指示部指示信号の出力電圧との関係を示すグラフ、図１１は図９に示すジョィスティックの指示範囲位置と湾曲指示部指示信号の出力電圧との関係を示すグラフを示している。
なお、図８及び図９においては、ＵＰ、ＤＯＷＮ方向の湾曲可能角度が例えばそれぞれ±１８０度の湾曲部１７を有する内視鏡２を用いた場合を示している。また、前記湾曲部１７のＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向の湾曲可能角度は例えばそれぞれ±１６０度であるが、説明簡略化のため省略している。

図５に戻り、前記オフセット補正部４３は、前記ジョィスティック９Ａをこのジョィスティックとは湾曲動作を指示入力する指示範囲が異なるジョイスティックに切り替える場合に、例えば、各湾曲指示部操作信号の電圧値の中心点を一致させるように入力湾曲指示部指示信号に対してオフセット補正処理を行う。

すなわち、前記オフセット補正部４３は、湾曲指示部であるジョィスティック９Ａの種類差や固体差により生じる湾曲指示部指示信号の出力電圧の差違を補正するようにオフセット補正処理を行う。

例えば、図８に示す基準となるジョィスティック９Ａでは、スティック部９ａの傾き角度（傾き位置）が−３０度のときの湾曲指示部指示信号の出力電圧をＶ１、＋３０度のときの出力電圧をＶ２とすると、湾曲指示部指示信号の出力電圧Ｖ１、Ｖ２は、スティック部９ａの傾き角度に対して図１０のグラフに示すような特性を有するものとなる。

また、このような特性を有する湾曲指示部指示信号の出力電圧の中心点Ｐは、前記スティック部９ａの中立位置０度に対応している。

一方、切り替えるジョィスティックが図９に示すジョィスティック９Ａである場合には、は、スティック部９ａの傾き角度（傾き位置）が−４５度のときの湾曲指示部指示信号の出力電圧をＶ１´、＋４５度のときの出力電圧をＶ２´とすると、湾曲指示部指示信号の出力電圧Ｖ１´、Ｖ２´は、スティック部９ａの傾き角度に対して図１１のグラフに示すような特性を有するものとなる。

また、このような特性を有する湾曲指示部指示信号の出力電圧の中心点Ｐ´は、前記スティック部９ａの中立位置０度に対応しているが、基準となる図８のジョィスティック９Ａにおける出力電圧の中心点Ｐとは△Ｖ分のずれが生じることになる（図１１参照）。

そこで、前記オフセット補正部４３は、図９に示すジョィスティック９Ａに切り替える場合に、このジョィスティック９Ａの湾曲指示部指示信号の出力電圧の中心点Ｐ´を前記△Ｖ分オフセットして、基準となるジョィスティックにおける出力電圧の中心点Ｐと一致させる。
このことにより、ジョイスティック９Ａの種類差や固体差により生じる湾曲指示部指示信号の出力電圧のオフセット電圧の差違を無くすように補正することが可能となる。
そして、前記オフセット補正部４３は、オフセット補正処理を施した信号を後段の静的ノイズ除去部４４に出力する。

図１２には前記静的ノイズ除去部によって実行されるノイズ除去処理の一例のプログラムを示すフローチャートが示されている。
前記静的ノイズ除去部４４は、入力されるオフセット補正処理後の信号に含まれるノイズ成分を除去する処理を行う。

例えば、オフセット補正処理後の信号の出力電圧Ｖは、図示はしないが経過時間ｔとの関係を示すと、湾曲指示を変えている（ジョィスティックを動かしている）所定期間については変化することになるがそれ以外の期間（湾曲指示を固定している期間）については略一定なものとなる。特に前記出力電圧が略一定である所定期間（湾曲指示を固定している期間）内の指示信号中では、前記ノイズ成分が相対的に大きくなるため除去することが必要である。

このため、前記静的ノイズ除去部４４は、例えば移動平均フィルタ、及びヒステリシス処理を用いることにより、前記オフセット補正処理後の信号の中に含まれるノイズ成分を除去するように処理する。

このような移動平均フィルタ、及びヒステリシス処理を用いるノイズ除去処理方法の一例としては、図１２に示すようなプログラムがある。

図１２を参照しながら処理手順を説明すると、図１２に示すように、前記静的ノイズ除去部４４は、ステップＳ１の処理にて、前記オフセット補正処理後の信号の電圧値Ｄｉと、合計電圧値ＳＵＭと、初期カウンターとを初期値に設定するように初期化を行う。

そして、ステップＳ２の処理では、入力される前記オフセット補正処理後の信号の電圧値をＤ０として取り込み、また、所定時間経過後の入力信号の電圧値ＤｉをデータシフトしてＤ（ｉ＋１）として取り込む。

そして、ステップＳ３の処理にて、所定時間内の前記オフセット補正処理後の信号の電圧値の平均値計算処理を行う。つまり、合計電圧値ＳＵＭは、前の所定時間内の合計電圧値ＳＵＭに、更新された入力データである前記電圧値Ｄ０を加え、最も過去のデータである電圧値Ｄ（ｍ−１）（ｍはいわゆるＦＩＲフィルタなどを用いた場合のタップ数で例えば６４である）を引いた電圧値をたしたものとなる。

そして、この得られた合計電圧値ＳＵＭを前記タップ数ｍで割ることにより、平均出力電圧値Ａが得られる。

その後、ステップＳ４の判断処理にて、前記初期カウンターのカウンタ値がタップ数ｍ−１以上であるか否かを判断する。この場合、前記カウンタ値がタップ数ｍ−１以上である場合には、ステップＳ５に処理を移行し、そうでない場合には処理を前記ステップＳ２に戻して処理を繰り返す。すなわち、時系列データの平均を取る方法を用いている。

ステップＳ５の判断処理では、最新の入力信号の電圧値Ｄ０から前記平均電圧値Ａを引いた電圧値が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判断する。

この場合、大きいと判断した場合には、ステップＳ６の処理にて、最新の入力信号の電圧値Ｄ０をバッファ出力データＤｍとして図示しない出力バッファに保持して、処理をステップＳ７に移行する。

一方、前記ステップＳ５の判断処理で、閾値よりも小さいと判断した場合には、ステップＳ８の処理にて図示しない出力バッファに保持された電圧値であるバッファ出力データＤｍを再度、バッファ出力データＤｍとして保持して、処理をステップＳ７に移行する。

その後、ステップＳ７の処理では、図示しない出力バッファに保持された出力バッファデータＤｍを出力するように制御して、処理を前記ステップＳ２に戻し、以降同じように処理を繰り返して実行される。

このようなプログラムに基づく演算処理を行うことにより、湾曲指示を変えている所定期間についてはそのままの状態の湾曲指示部指示信号を後段の基軸補正部４５に出力することができる。また、湾曲指示を固定している期間についてはノイズ成分が除去された状態の湾曲指示部指示信号を後段の基軸補正部４５に出力することが可能となる。

次に、前記基軸補正部４５の構成及び処理内容について、図１３から図１５を参照しながら説明する。
図１３は前記基軸補正部の構成を示す概念図、図１４は基軸補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図１５は基軸補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示している。なお、図１４及び図１５中の波線で示す符号５０は、ジョィスティックの湾曲指示部指示信号の出力範囲を示している。

前記操作部９を使用する術者によっては、実際に湾曲部１７を湾曲させたい方向と、ジョィスティック９Ａのスティック部９ａを傾倒操作したときの傾き方向とが感覚的にずれてしまうことがある。

そこで、本実施例では、前記基軸補正部４５によって、入力された湾曲指示部指示信号に対し、予め設定された基軸からのずれの角度を基軸補正することによってずれを無くすようにしている。

具体的には、図１３に示すように、前記基軸補正部４５は、入力される湾曲指示部指示信号であるＵＤ方向の入力信号をＸ、ＲＬ方向の入力信号をＹとすると、予め設定された基軸からのずれの角度分が補正された、出力信号であるＵＤ方向の出力信号Ｘ´、ＲＬ方向の出力信号Ｙ´を得るように、基軸補正処理を行っている。

この場合、前記基軸補正部４５における補正処理は、下記に示す（式２）及び（式３）に基づく演算処理によって行われるようになっている。なお、予め設定された基軸からのずれの角度をθとする。

（式２）

（式３）

このように上記（式２）及び（式３）によって、例えば図１４及び図１５に示すように、予め設定された基軸からのずれの角度θ分に調整された、ＵＤ方向の出力信号Ｘ´、ＲＬ方向の出力信号Ｙ´を得ることが可能となる。

このことにより、実際に湾曲部１７を湾曲させたい方向と、ジョィスティック９Ａのスティック部９ａを傾倒操作したときの傾き方向とを一致させることができる湾曲指示部指示信号が得られ、後段のツイスト補正部４６に出力されるようになっている。

なお、前記基軸補正部５において、前記角度θは予め設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば複数の角度データを記憶する記憶部を設け、この記憶部に記憶した複数の角度データから任意の角度データを選択して前記角度θを設定するように構成しても良い。また、操作部９の通信部３４によってＰＣ１０を介して入力される角度データを取得し、この角度データに基づく角度を前記角度θとして設定するように構成しても良い。

次に、前記ツイスト補正部４６の処理内容について、図１６から図１９を参照しながら説明する。
図１６は前記ツイスト補正部の構成を示す概念図、図１７は前記ツイスト補正部による補正処理を行うのに用いられる補正値と湾曲方向との特性を示すグラフ、図１８はツイスト補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図１９はツイスト補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示している。なお、図１８及び図１９中の波線で示す符号５０は、ジョィスティックの湾曲指示部指示信号の出力範囲を示している。

前記内視鏡２は、ＵＰ、ＤＯＷＮ方向の湾曲可能角度が例えばそれぞれ±１８０度であり、ＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向の湾曲可能角度が例えばそれぞれ１６０度である湾曲部１７を有する場合に、それぞれの前記湾曲可能角度により湾曲できる湾曲角度（例えばＵＤ方向に＋１８０度、且つＲＬ方向に＋１６０度等）に湾曲動作できるように制御することが望まれている。

そこで、本実施例では、前記ツイスト補正部４６によって、入力された湾曲指示部指示信号の出力範囲の形状が、前記湾曲部１７の予め設定された湾曲範囲の形状と相似形状になるようにツイスト補正を施すようにしている。

具体的には、図１６に示すように、前記ツイスト補正部４６は、入力される湾曲指示部指示信号であるＵＤ方向の入力信号をＸ、ＲＬ方向の入力信号をＹとすると、予め設定された湾曲範囲の形状を出力するように補正された、ＵＤ方向の出力信号Ｘ´、ＲＬ方向の出力信号Ｙ´を得るように、ツイスト補正処理を行っている。

この場合、前記ツイスト補正部４６における補正処理は、下記に示す（式４）から（式６）に基づく演算処理によって行われるようになっている。なお、下記に示す補正値をＷとする。

（式４）

（式５）

この場合、前記補正値Ｗは、下記に示す（式６）によって導きだされる。
（式６）

また、前記補正値Ｗの湾曲角度θに応じた特性は、図１７のグラフに示すような特性となる。

このように上記（式４）から（式６）によって、例えば図１８及び図１９に示すように、予め設定された湾曲範囲の形状を出力するように補正された出力湾曲指示部指示信号であるＵＤ方向の出力信号Ｘ´、ＲＬ方向の出力Ｙ´を得ることが可能となる。

つまり、基準となるジョィスティック９Ａの湾曲指示部指示信号の出力範囲５０は、図１８に示す電気信号座標図上において、円弧形状の出力範囲である。
ところが、ツイスト補正処理後の前記湾曲指示部指示信号の出力範囲５１は、図１９に示す電気信号座標図上において、前記出力範囲５０が含まれるような略四角形状の出力範囲５１に変換される。

すなわち、この出力範囲５１と前記出力範囲５０との差分により、前記湾曲部１７を予め設定された湾曲範囲内全ての範囲で湾曲動作可能となる。

このことにより、前記湾曲部１７を全湾曲可能範囲内で湾曲動作できるようにツイスト補正された、例えば図１９の出力範囲５１に示すような湾曲指示部指示信号が得られ、その後、このような湾曲指示部指示信号は、後段のスケーリング補正部４７に出力されるようになっている。

次に、前記スケーリング補正部４７の処理内容について、図２０から図２２を参照しながら説明する。
図２０から図２２はスケーリング補正部４７の処理内容を説明するためのもので、図２０は図８の基準となるジョィスティックと図９のジョィスティックとにおけるツイスト補正処理前のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図２１は図２０に対応したツイスト補正処理後のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図を示し、図２２はスケーリング補正部４７によって図８の基準となるジョィスティックと図９のジョィスティックとの各湾曲指示部指示信号の出力範囲が同一の湾曲部の最大可動範囲に変換されたスケーリング補正処理後の電気信号座標図である。

なお、図２２において、前記湾曲部１７の最大可動範囲は、例えばＵＰ、ＤＯＷＮ方向の湾曲可能角度がそれぞれ±１８０度であり、ＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向の湾曲可能角度がそれぞれ±１６０度である場合について示している。

前記スケーリング補正部４７には、前記ツイスト補正部４６によって湾曲部１７が全湾曲可能範囲内で湾曲動作可能に補正された湾曲指示部指示信号（例えば図１９に示す出力範囲５０に応じた湾曲指示部指示信号）が入力される。

前記スケーリング補正部４７は、入力された湾曲指示部指示信号に対し、この湾曲指示部指示信号の出力範囲（図２１中に示す出力範囲５１又は出力範囲６１）が前記湾曲部１７の最大可動範囲（図２２に示す最大可動範囲７０）と一致させるように、図示しない記憶部に記憶された補正倍率値Ｚを乗算することによりスケーリング補正を行うようになっている。

なお、前記補正倍率値Ｚは、前記操作部９の製造工程時に、操作部９の通信部３４によって、ＰＣ１０を介して入力して良く、又は、予め図示しない記憶部に湾曲部１７の最大可動範囲毎に設けられた複数の補正倍率値Ｚを記憶しておき、必要に応じて所望する補正倍率値Ｚを読み出してスケーリング補正処理を行うように構成しても良い。

ここで、実際に、図８に示す基準となるジョィスティックと、このジョィスティックから切り替える図９に示すジョィスティックとの２つのジョィスティックとにそれぞれ対応する湾曲指示部指示信号に対してスケーリング補正する場合について説明する。

前記したように、操作部９に取り付けられたジョィスティックが図８に示す基準となるジョィスティック９Ａである場合、ツイスト補正処理以前の湾曲指示部指示信号の出力範囲５０は、図２０に示す電気信号座標図上において、円弧形状の出力範囲となる。

そして、この出力範囲５０は、ツイスト補正処理後には、図２１に示す電気信号座標図上において、前記出力範囲５０が含まれるような略四角形状の出力範囲５１に変換される。なお、前記出力範囲５１は、湾曲指示部指示信号の電圧Ｖ１、Ｖ２に対応したものとなる。

一方、前記ジョィスティック９Ａに対して切り替えられるジョィスティックが図９に示すジョィスティック９Ａである場合、ツイスト補正処理以前の湾曲指示部指示信号の出力範囲６０は、図２０に示す電気信号座標図上において、円弧形状の出力範囲となる。なお、図８に示すジョィスティックの個体差の例として、前記出力範囲６０を想定してもよい。

そして、この出力範囲６０は、ツイスト補正処理後には、図２１に示す電気信号座標図上において、前記出力範囲６０が含まれるような略四角形状の出力範囲６１に変換される。

なお、前記出力範囲６１は、湾曲指示部指示信号の電圧Ｖ１´、Ｖ２´に対応したものとなる。

また、本例では、前記電圧Ｖ１´＞電圧Ｖ１、前記電圧Ｖ２´＞Ｖ２といった関係を有しているので、前記出力範囲６１は、図２１に示すように前記出力範囲５１よりも大きくなる。

そして、前記スケーリング補正部４７によって、前記出力範囲５１、又は６１における湾曲指示部指示信号に対し、スケーリング処理が施される。

この場合、前記図８の基準のジョィスティックである場合、前記湾曲指示部指示信号の出力範囲５１において、ＵＰ方向の電圧Ｖ２を１８０度、ＤＯＷＮ方向の電圧Ｖ１を−１８０度、ＲＩＧＨＴ方向の電圧Ｖ２を１６０度、及びＬＥＦＴ方向の電圧Ｖ１を−１６０度に対応させるような補正倍率値Ｚを用いて、出力範囲５１の湾曲指示部指示信号に乗算する。

つまり、このときの補正倍率値Ｚは、ＵＤ方向については例えばＶ２・（１８０／Ｖ２）となり、ＲＬ方向については例えばＶ２・（１６０／Ｖ２）となる。

したがって、このようにスケーリング補正処理を行うことにより、図８のジョィスティック９Ａにおける湾曲指示部指示信号の前記出力範囲５１は、図２２に示すような前記湾曲部１７の最大可動範囲７０と一致することになる。

一方、前記図９に示すジョィスティックである場合、前記湾曲指示部指示信号の出力範囲６１において、ＵＰ方向の電圧Ｖ２´を１８０度、ＤＯＷＮ方向の電圧Ｖ１´を−１８０度、ＲＩＧＨＴ方向の電圧Ｖ２´を１６０度、及びＬＥＦＴ方向の電圧Ｖ１´を−１６０度に対応させるような補正倍率値Ｚ１を用いて、出力範囲５１の湾曲指示部指示信号に乗算する。

つまり、このときの補正倍率値Ｚ１は、ＵＤ方向については例えばＶ２´・（１８０／Ｖ２´）となり、ＲＬ方向については例えばＶ２´・（１６０／Ｖ２´）となる。

したがって、このようにスケーリング補正処理を行うことにより、図９のジョィスティック９Ａにおける湾曲指示部指示信号の前記出力範囲６１は、前記基準となる図８に示すジョィスティック９Ａの場合に同様に、図２２に示すような前記湾曲部１７の最大可動範囲７０と一致することになる。

なお、本実施例では、前記湾曲部１７の最大可動範囲７０は、例えばＵＰ、ＤＯＷＮ方向の湾曲可能角度がそれぞれ±１８０度、ＬＥＦＴ、ＲＩＧＨＴ方向の湾曲可能角度がそれぞれ±１６０度である場合について説明したが、必要に応じて適宜切り替えて設定することも可能である。

以上、説明したように、本実施例においては、前記操作部９内の湾曲指示部信号処理部３１内に、前記したような補正処理を行う補正アルゴリズム演算部４０を設けたことにより、製造工程時に湾曲指示部である例えば指示範囲の異なるジョィスティック９Ａを変更する場合でも、ジョィスティック９Ａの種類に拘わらず操作部９からは常に同じ出力範囲の湾曲指示部操作信号を出力させることが可能となる。

このことにより、術者は、前記電動湾曲内視鏡装置１において、手技、又は好みに応じて所定の指示範囲のジョィスティック９Ａを有する操作部９に変更する場合に、従来必要であった補正処理等の変更設定操作を行うことなく、本実施例の操作部９をコントロールユニット３に接続するだけで使用可能状態となる。

そして、電動湾曲内視鏡装置１を用いる場合、術者は変更されたジョィスティック９Ａの指示範囲に拘わらず、通常の湾曲操作によって湾曲部１７を湾曲動作させることができる。これにより、操作部９の変更作業を簡素化し操作性を向上できる電動湾曲内視鏡装置の実現が可能となる。

（実施例２）
図２３から図２７は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例２に係り、図２３は操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図、図２４は図２３の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図、図２５は図２３の識別ＩＤからの情報に基づく判断処理により操作部の後述するアングルモードを設定するための説明図、図２６は後述するゲームモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図、図２７はアングルノブモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図である。なお、図２３及び図２４は前記実施例１と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

一般に、前記内視鏡２は、術者が前記ジョィスティック９Ａのスティック部９ａを手元側に傾倒操作すると前記湾曲部１７がＵＰ方向に湾曲動作し、スティック部９ａを手元と反対側に傾倒操作すると前記湾曲部１７がＤＯＷＮ方向に湾曲動作するといったアングルノブモードが用いられている。

また、アングルモードしては、このアングルノブモードの他に、例えばゲーム機器のコントローラのように指示操作する方向と一致する方向に湾曲動作させるといったゲームモードがある。つまり、このゲームモードでは、前記ジョィスティック９Ａのスティック部９ａを手元側（下側）に傾倒操作すると前記湾曲部１７がＤＯＷＮ方向に湾曲動作し、又はスティック部９ａを手元と反対側（上側）に傾倒操作すると前記湾曲部１７がＵＰ方向に湾曲動作するといったモードである。
術者の電動湾曲内視鏡２の操作性を考慮すれば、症例、好みなどに応じて最適な操作モードに設定することが望まれる。

そこで、本実施例では、前記操作部９内に、例えば湾曲指示部９Ａの操作モードを設定するためのモード情報などの各種情報を格納した識別ＩＤ８０を設け、この識別ＩＤ８０からの前記モード情報に応じて、スケーリング補正部４７によりスケーリング補正する際のＵＰ、ＤＯＷＮ方向の補正倍率値Ｚの符号を正、又は負に切り替えるようにして操作モードを設定することができるように構成している。

図２３に示すように、前記操作部９内の制御部３０内には、例えば操作モードを設定するためのモード情報などの各種情報を格納した識別ＩＤ８０が設けられている。
なお、前記識別ＩＤ８０は、前記モード情報の他に、例えば湾曲指示部９Ａに基づくＩ／Ｆデバイス情報、絶対位置制御及び相対位置制御などの制御方式情報、及び送気送水／吸引動作するのに必要な情報等を格納しても良い。

前記モード情報としては、例えば“０”、“１”のモード識別情報を前記識別ＩＤ８０に格納する。本例では、“０”は「アングルノブモード」を示し、“１”は「ゲームモード」を示している。

このような識別ＩＤ８０からの前記モード情報８０ａは、図２３及び図２４に示すように湾曲指示部信号処理部３１の前記スケーリング補正部４７に、例えば通信によって出力されるようになっている。

なお、前記識別ＩＤ８０は、図示しない識別ＩＤ出力装置、又は前記通信部３４によるコントロールユニット３に対する通信によりＰＣ１０を介して各種情報を格納し、又は変更することも可能である。

前記スケーリング補正部４７は、実施例１と同様に作用するが、スケーリング補正する際に、前記識別ＩＤ８０からの前記モード情報８０ａに応じて、ＵＰ、ＤＯＷＮ方向の補正倍率値Ｚの符号を正、又は負に切り替えるようにして動作する。

この場合、例えば、湾曲指示部であるジョイスティック９Ａの手動入力位置が、図２５に示す位置であったとすると、スケーリング補正部４７は、前記識別ＩＤ８０からのモード情報８０ａに基づき、操作モードを判断する。

例えば、スケーリング補正部４７は、前記モード情報８０ａが“０”であったと判断した場合には「アングルノブモード」であると認識し、補正倍率値Ｚの符号を負に切り替えてスケーリング補正を行う。このことにより、アングルノブモードが設定されることになるため、スケーリング補正後には、図２７の電気信号座標図に示すように、図２５の入力位置とは反転するような出力範囲７０Ｂを有する湾曲指示部操作信号を得ることが可能となる。

一方、スケーリング補正部４７は、前記モード情報８０ａが“１”であったと判断した場合には「ゲームモード」であると認識し、補正倍率値Ｚの符号を正に切り替えてスケーリング補正を行う。このことにより、ゲームモードが設定されることになるため、スケーリング補正後には、図２６の電気信号座標図に示すように、図２５の入力位置に対応するような出力範囲７０Ａを有する湾曲指示部操作信号を得ることが可能となる。
その他の構成及び作用については、前記実施例１と同様である。

したがって、実施例２によれば、実施例１と同様の効果が得られる他に、識別ＩＤ８０
からのモード情報８０ａに応じて、「アングルノブモード」又は「ゲームモード」を設定することができるので、操作性の向上化に大きく寄与する。

（実施例３）
図２８及び図２９は本発明の電動湾曲内視鏡装置の実施例３に係り、図２８は操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図、図２９は図２８の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。なお、図２８及び図２９は前記実施例２と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

本実施例では、図２８に示すように、湾曲指示部信号処理部３１に、前記湾曲指示部９Ａからの基準となる基準電圧信号（Ｒｅｆ基準電圧信号ともいう）を入力するように構成している。

つまり、図２９に示すように、湾曲指示部信号処理部３１のＡ／Ｄ変換回路４１には、前記Ｒｅｆ基準電圧信号が入力される。そして、このＲｅｆ基準電圧信号は、Ａ／Ｄ変換回路４１によってデジタル信号に変換されて、その後、平均化部４２によって前記実施例１と同様にノイズ成分が除去されて後段のオフセット補正部４３に出力される。

前記オフセット補正部４３は、実施例１では、図示しない記憶部に記憶された基準値を用いて、入力された湾曲指示部指示信号に対して前記固体差ｂを合わせこむ補正処理（オフセット補正）を行っていたが、本実施例では、供給されたＲｅｆ基準電圧信号を用いてオフセット補正を行う。

具体的には、例えばＵＰ、ＤＯＷＮ指示信号電圧（ＵＤ電圧）をＶＵＤ、Ｒｅｆ基準電圧信号電圧をＶＲｅｆ、とすると、（ＶＵＤ−ＶＲｅｆ）の演算処理により、オフセット補正処理を行うことができる。

したがって、実施例１のように基準値を格納する図示しない記憶部を設けなくても、湾曲指示部操作信号のオフセット補正処理を行うことができる。

なお、識別ＩＤ８０のモード情報８０ａが“０”（アングルノブモード）のとき、（ＶＲｅｆ−ＶＵＤ）の演算処理を、“１”（ゲームモード）のとき、（ＶＵＤ−ＶＲｅｆ）の演算処理を、それぞれ行うことにより、スケーリング補正する際の補正倍率値Ｚの符号を切り替えることなく、「アングルノブモード」と「ゲームモード」を切り替えることも可能である。

その他の構成及び作用については、実施例２と同様である。

したがって、実施例３によれば、実施例２と同様の効果が得られる他に、Ｒｅｆ基準電圧信号を入力することにより、図示しない記憶部に格納した基準値を用いずにオフセット補正することができるので、前記オフセット補正部４３内の図示しない記憶部を削除することにより、コストを低減することが可能となる。

以上、人間がジョィスティックなどの入力手段を操作した際に、入力手段の指示状態を操作信号に変換するまでの処理を示したが、本構成は、電動内視鏡に限るものではなく、少なくとも１つ以上の自由度を有するアクチュエータを操作する機器への適用も可能であることはいうまでもない。

本発明は、以上述べた実施例１から実施例３までの実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の実施例１に係る電動湾曲内視鏡装置のシステム構成図。 図１の電動湾曲内視鏡装置の概略構成を示す図。 図１に示す操作部の概略構成を示す図。 図３の制御部の構成を示すブロック図。 図４の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 図４の送気送水／吸引スイッチ信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 図４のスコープスイッチ信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 指示範囲が中立位置を介して±３０度の基準となるジョィスティックを示す説明図。 指示範囲が中立位置を介して±４５度のジョイスティックを示す説明図。 図８のジョィスティックの指示範囲位置と湾曲指示部指示信号の出力電圧との関係を示すグラフ。 図９に示すジョィスティックの指示範囲位置と湾曲指示部指示信号の出力電圧との関係を示すグラフ。 静的ノイズ除去部によって実行されるノイズ除去処理の一例のプログラムを示すフローチャート。 基軸補正部の構成を示す概念図。 基軸補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 基軸補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 ツイスト補正部の構成を示す概念図。 ツイスト補正部による補正処理を行うのに用いられる補正値と湾曲方向との特性を示すグラフ。 ツイスト補正処理前の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 ツイスト補正処理後の湾曲部の湾曲方向に応じた湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 図８の基準となるジョィスティックと図９のジョィスティックとにおけるツイスト補正処理前のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 図２０に対応したツイスト補正処理後のそれぞれの湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 スケーリング補正部により図８及び図９のジョィスティックの各湾曲指示部指示信号が同一の湾曲部の最大可動範囲に変換されたスケーリング補正処理後の電気信号座標図。 本発明の実施例２に係る電動湾曲内視鏡装置の操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図。 図２３の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 図２３の識別ＩＤからの情報に基づく判断処理により操作部の操作モードを設定するための説明図。 ゲームモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 アングルノブモードにおける信号処理後の湾曲指示部指示信号の電気信号座標図。 本発明の実施例３に係る電動湾曲内視鏡装置の操作部内に設けられた制御部の構成を示すブロック図。 図２８の湾曲指示部信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。

符号の説明

１…電動湾曲内視鏡装置、
２…電動湾曲内視鏡、
３…コントロールユニット、
４…制御装置
５…画像処理装置、
６…光源装置、
７…送気送水／吸引装置
８…モニタ、
９…操作部、
９Ａ…湾曲指示部（ジョィスティック）、
９Ｂ…送気送水／吸引スイッチ、
９Ｃ…スコープスイッチ
９ａ…スティック部、
１２…挿入部、
１３…駆動ユニット、
１４…駆動部、
１５…ユニバーサルコード
１６…先端硬性部、
１７…湾曲部、
１８…可撓管部、
２１…湾曲操作ワイヤ、
３０…制御部、
３１…湾曲指示部信号処理部、
３２…送気送水／吸引スイッチ信号処理部、
３３…スコープスイッチ信号処理部、
３４…通信部、
４０…補正アルゴリズム演算部、
４１…Ａ／Ｄ変換回路、
４２…平均化部、
４３…オフセット補正部、
４４…静的ノイズ除去部、
４５…基軸補正部、
４６…ツイスト補正部、
４７…スケーリング補正部、
４９…ノイズ除去部、
５０、５１、６０、６１…出力範囲、
７０…最大可動範囲、
８０…識別ＩＤ、
８０ａ…モード情報。

Claims (4)

1. 被検体内に挿入される挿入部に湾曲部を有する内視鏡と、
   前記湾曲部を湾曲動作させるための駆動手段と、
   前記内視鏡に対して湾曲動作を指示入力することで前記湾曲動作を指示するための指示信号を出力する湾曲指示部を有し、前記湾曲指示部からの指示信号に基づく操作信号を生成して出力する操作手段と、
   前記操作手段からの前記操作信号に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記操作手段は、
   前記湾曲指示部が取付可能であり、取り付けられるそれぞれの前記湾曲指示部に応じて前記湾曲指示部の前記指示信号の出力範囲を、前記操作手段が出力する前記操作信号の予め決められた出力範囲に一致するように変換して前記操作信号を生成することを特徴とする電動湾曲内視鏡装置。
2. 前記操作手段による前記操作信号の生成は、補正アルゴリズム手段によって行われるもので、
   前記補正アルゴリズム手段は、
   前記湾曲指示部の指示範囲内の基準位置から指示入力位置までの方向と、予め設定された前記湾曲部の湾曲方向とが一致するように前記指示信号に対して補正処理を行う基軸補正部と、
   前記基軸補正部の出力信号の出力範囲の形状が前記湾曲部の予め決められた湾曲範囲の形状と相似形状になるように補正を行うツイスト補正部と、
   を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動湾曲内視鏡装置。
3. 前記補正アルゴリズム手段は、前記湾曲指示部の前記指示範囲に応じた前記指示信号の出力範囲を前記湾曲部の最大湾曲可動範囲に合わせるように前記指示信号に対して設定された補正倍率を乗じることによりスケーリング補正を行うスケーリング補正部を有し、 前記スケーリング補正部は、前記操作手段に設けられた識別ＩＤからの情報に基づいて、前記湾曲部の上下方向における前記補正倍率の符号を正、又は負に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の電動湾曲内視鏡装置。
4. 前記内視鏡は、電動湾曲内視鏡であり、
   前記電動湾曲内視鏡の保持部には、前記駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電動湾曲内視鏡装置。

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