JP4705128B2 - マニピュレータ - Google Patents

Description

本発明は、回動自在の関節を駆動するマニピュレータに関する。

体内の観察及び必要に応じて処置具を用いた処置を行うことができる内視鏡は、医療用分野等において広く用いられるようになっている。この内視鏡は、屈曲した体内に挿入し易くするために、挿入部の先端側に複数の関節を回動自在に連結して構成された湾曲部が設けられている。
湾曲部を手動で湾曲駆動する操作を行う（操作力量を要する）手動式のものから、操作性をより向上するために、モータ等の電気的な駆動手段を用いて、湾曲部を湾曲駆動する電動湾曲式、つまりマニピュレータを備えた内視鏡も実用化されている。

また、処置具においても、複数の関節により構成された湾曲部を、手元側での指示操作によりモータ等の駆動手段で駆動する構成にしたマニピュレータを備えた構成とすることにより、操作性をより向上させたものがある。

従来例として、例えば特開平１０−３１５１７３号公報には、モデル化された位置制御部及び位置指令が入力される位置制御モデル部としての２次フィルタと、この位置制御モデル部からの出力信号とロボットを駆動する電動機の実際の位置を示す位置信号とを比較し、その差が所定値以上の時にロボットの異常として検出する２次フィルタ、比較器、絶対値変換部及び減算器からなる異常検出手段を備えた装置が開示されている。
そして、入力系からの信号が、この入力系に対応して電動機を駆動した出力信号との差が所定値以上の時にロボットの異常を早期に検出して暴走を停止するようにしている。
特開平１０−３１５１７３号公報

しかしながら、上記従来例は、異常を検出した場合の適切な対処手段を開示或いは示唆していない。つまり、マニピュレータを備えた装置が異常が発生した場合、その装置のマニピュレータの動作を停止させて暴走を停止させることができるが、その装置の動作が途中で異常終了或いは中断した状態となってしまう。
この場合、異常終了或いは中断した状態とさせないで、使用者が望む中断前の所定の行為を行う動作を、適当と思われる所定な条件下で続行させることができるようにできると、使用者にとって操作性が大幅に向上する。

換言すると、関節或いは関節を駆動する駆動部を駆動信号で駆動した場合、センサで駆動された動作状態を動作状態信号として検出し、その動作状態信号が所定の範囲、つまり動作可能範囲内に有るか否かを判定し、この所定の範囲内から逸脱したと判定した場合、適当とみなすことができる所定の条件下で駆動部の駆動を続行させることができる制御ができるマニピュレータは、使用者にとって望まれるものとなる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、センサにより検出された動作状態信号が動作可能範囲から逸脱した場合にも所定の条件下で駆動部の駆動を続行させる制御ができるマニピュレータを提供することを目的とする。

本発明に係るマニピュレータは、回動自在の関節を備えた湾曲部と、
前記関節を電気的に駆動する駆動部と、
前記関節を回動させる指示入力を行う指示入力部と、
前記指示入力に対応して前記駆動部を駆動信号で駆動すると共に制御する制御装置と、
前記関節若しくは前記駆動部が駆動された動作状態の前記駆動部の回転変位量としての相対的な角度を経時的に検出して検出信号として出力するセンサと、
前記駆動部を前記駆動信号で駆動した場合の前記駆動部の動作可能となる動作可能範囲を、前記検出信号の前記角度、前記角度の時間的変化の角速度、及び前記角速度の時間的変化の角加速度それぞれに対して設定する設定部と、
前記センサにより検出された前記検出信号の前記角度、前記角速度、及び前記角加速度を含む前記駆動部の動作状態に対応する動作状態信号が前記角度、前記角速度、及び前記角加速度それぞれに対して設定された前記動作可能範囲内に有るか否かを判定する判定部と、を備え、
前記判定部により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内に有ると判定した場合には、前記制御装置は、前記検出信号を用いて前記駆動信号を制御することにより前記駆動部を駆動する動作を行い、
前記判定部により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合には、前記制御装置は、前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合の検出信号を、前記動作状態信号が逸脱したと判定した時間直前で、前記動作可能範囲内に有ると判定した場合の検出信号に置換し、当該置換した検出信号を用いて前記駆動信号を制御することにより前記駆動部を駆動する動作を、前記判定部によって当該動作に対する前記動作状態信号が前記動作可能範囲内に有るか否かを判定しながら続行することを特徴とする。

本発明によれば、センサにより検出された動作状態信号が動作可能範囲から逸脱した場合にも所定の条件下で駆動部の駆動を続行させる制御ができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明のマニピュレータの第１の実施形態を備えた内視鏡処置システム１を示す。
この内視鏡処置システム１は、能動内視鏡（以下、単に内視鏡と略記）２と、この内視鏡２と共に使用され、処置を行う能動処置具（特に紛らわしい場合を除いて、単に処置具と略記）３と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置４と、内視鏡２の撮像部からの信号に対する信号処理を行う表示用プロセッサ５と、この表示用プロセッサからの画像信号に対応する内視鏡画像を表示する表示装置６とを有する。
また、この内視鏡処置システム１は、内視鏡２に設けられた内視鏡用能動機構（能動機構と略記）７Ａと、処置具３に設けられた処置具用能動機構（能動機構と略記）７Ｂとの駆動制御を行う制御装置８と、各能動機構７Ａ，７Ｂをそれぞれ駆動する為の指示入力を行う内視鏡用指示入力装置（指示入力装置と略記）９Ａと、処置具用指示入力装置（指示入力装置と略記）９Ｂとを有する。なお、能動機構７Ａ、７Ｂは、具体的には関節を備えた湾曲部を能動的（電気的）に回転駆動する駆動部としてのモータにより構成される。

なお、制御装置８は、指示入力装置９Ａからの指示入力により能動機構７Ａを駆動及び制御する内視鏡用制御部（制御部と略記）１０Ａと、指示入力装置９Ｂからの指示入力値により能動機構７Ｂを駆動及び制御する処置具制御部（制御部と略記）１０Ｂとを有する。
また、能動機構７Ａ、７Ｂは、それぞれの動作状態（例えば駆動量としての角度、広義の意味で位置）を検出（或いは測定値として取得）するセンサとして、内視鏡用センサ（紛らわしい場合を除きセンサと略記）１１Ａと、処置具用センサ（紛らわしい場合を除きセンサと略記）１１Ｂとが駆動軸等に取り付けられている。このセンサ１１Ａ、１１Ｂは、例えばエンコーダであり、能動機構７Ａ、７Ｂを構成するモータの回転の角度を検出する。

そして、制御装置８（の制御部１０Ｉ）は、操作者により操作される指示入力装置９Ｉ（Ｉ＝Ａ或いはＢ）から指示入力された目標とする角度に対応する指示入力信号から、指示対象の能動機構７Ｉを駆動する駆動信号を生成して、その能動機構７Ｉを駆動する。 また、駆動信号により駆動された能動機構７Ｉの駆動された角度の動作状態は、センサ１１Ｉにより検出（取得）され、検出された検出信号としてのセンサ値は、制御装置８（の制御部１０Ｉ）に入力される。
つまり、能動機構７Ｉは、指示入力信号に対応する駆動信号で経時的に駆動され、その駆動された動作状態は、経時的にセンサ１１Ｉにより検出され、センサ値として取得される。

そして、制御部１０Ｉは、検出されたセンサ値を制御信号として、指示入力信から減算して差分値（差分信号）を算出し、その差分値を新たな指示入力信号として対応する駆動信号を生成し、能動機構７Ｉを制御する。
具体的には、指示入力された指示入力信号の駆動目標の角度となるように能動機構７Ｉを駆動した際、その角度をセンサ１１Ｉにより検出し、両信号（角度）の差分値を検出し、その差分値が０となるようにセンサ１１Ｉのセンサ値で駆動信号をフィードバック制御する。
このフィードバック制御により、能動機構７Ｉは指示入力装置９Ｉにより指示入力された駆動目標の角度に速やかに設定される。
このようにフィードバック制御することにより能動機構７Ｉを閉ループで適切に制御すると共に、さらにより信頼性を向上するために、例えば制御装置８は、センサ１１Ｉにより検出された検出信号としてのセンサ値を取得して、そのセンサ値が時間的に正常な状態の動作状態信号であるか否かを判定するセンサ取得結果判定部（以下、単に判定部と略記）１２を備える。

このため、判定部１２は、両センサ１１Ａ、及び１１Ｂからのセンサ値を制御部１０Ａ、１０Ｂを介して取り込む。なお、判定部１２は、制御部１０Ａ、１０Ｂを介することなく、センサ１１Ａ、１１Ｂからセンサ値を取り込むようにしても良い。
また、例えば制御装置８には、両能動機構７Ａ，７Ｂの特性を決定する能動機構特性（具体的にはモータの定格出力、最大回転数等の動作パラメタ、慣性モーメントや出力電圧等のパラメタ）を格納した能動機構特性格納部１３と、この指示入力装置９Ｉによる指示入力信号の条件（情報）とによる動作パラメタで能動機構７Ｉを駆動した場合における能動機構７Ｉが物理的に動作可能となる（角度等の物理量の）動作可能範囲を設定する動作可能範囲設定部（設定部と略記）１４とが設けられている。

そして、この設定部１４から出力される動作可能範囲の情報により判定部１２は、各センサ１１Ｉが取得したセンサ値（つまりセンサ取得情報としての角度のデータ）を記憶部１５に記憶すると共に、少なくともセンサ値（具体的には角度）を含む動作状態信号が動作可能範囲内に有るか否かの妥当性の判定を行う。
つまり動作状態信号が動作可能範囲内に有ると判定した場合には、動作状態信号が正常或いは妥当であると判定し、動作状態信号が動作可能範囲から逸脱した場合には、ノイズ等のために妥当では無い、つまり動作状態信号が異常或いはエラー状態であると判定する。 例えば、センサ値（角度）が動作状態信号が動作可能範囲から逸脱した場合には、センサ値エラーとして判定される。
妥当と判定した場合には、判定部１２は制御部１０Ｉに対して何も行わないが、妥当でないと判定した場合には、その判定の場合の直前で、かつ妥当と判定された場合の角度のデータを記憶部１５から読み出し、制御部１０Ｉに対してセンサ１１Ｉの（妥当でない）センサ値と置換させる置換信号として出力する。つまり、判定部１２は、置換信号を出力する置換部１６を有する。

このように本実施形態においては、動作状態信号が動作可能範囲から逸脱した異常或いはエラーと判定した場合には、適当とみなす事ができる所定の条件として、エラーと判定する直前の妥当であったセンサ値で能動機構７Ｉの動作を続行させる制御を行うようにしている。
制御部１０Ｉは、（判定部１２により）妥当と判定された場合には、センサ１１Ｉからのセンサ値で駆動信号を制御する制御信号に用いるが、異常と判定された場合には（センサ１１Ｉのセンサ値を用いないで、その代わりに）判定部１２から出力される置換信号を制御信号として用いる。
なお、図１においては、設定部１４は、判定部１２と別のブロックで示しているが、判定部１２が設定部１４を含む構成にしても良い。

後述する動作例で説明するように、判定部１２は、動作状態信号が、センサ１１Ｉにより直接取得される角度のデータに関して動作可能範囲内か否かの判定を行うだけでなく、角速度、角加速度等のデータにおいても動作可能範囲内か否かの判定を行うようにして、より精度の高い判定を行うようにしている。
このため、判定部１２は、センサ１１Ｉから取得された角度のデータから短い時間におけるその時間的な変化の角速度と、この角速度の情報からさらに短い時間におけるその時間的な変化の角加速度の算出部１７を有する。また、設定部１４は、角度のみでなく、角速度、角加速度に対する動作可能範囲の設定も行う。
なお、実際には図３で後述するように、動作状態信号として時間経過における各時間において角度が、動作可能範囲内にあるか否かをモニタするため、短い時間における角度変化がその時間当たりでの動作可能範囲、換言すると動作可能変化範囲（動作変化範囲と略記）にあるか否かの判定を行うことになる。

本実施形態の内視鏡処置システム１において、マニピュレータは、図１の内視鏡２，処置具３，制御装置８，指示入力装置９Ａ、９Ｂにより構成される。図８に示す構成例においては、表示用プロセッサ５及び表示装置６もマニピュレータの表示機構に係る一部を形成する。
なお、図１における表示用プロセッサ５は、例えば映像信号における輝度情報により、光源装置４の照明光量を制御する。
次に本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。以下では、例えば内視鏡２の能動機構７Ａを能動的に駆動する場合の動作を説明する。図１の内視鏡処置システム１の電源が投入されて制御装置８等の動作が開始する。

すると、図２のステップＳ１に示すように制御装置８内の設定部１４は、（能動機構特性格納部１３に格納されている）能動機構特性と指示入力装置９Ａの初期条件（未定の場合には無視、次のループで考慮）とによる（能動機構７Ａの）動作パラメタを基に、動作可能範囲を設定する。この設定により能動機構７Ａが駆動された場合の角度、角速度、角加速度の動作可能範囲が設定される。
このステップＳ１の後、指示入力装置９Ａの指示入力信号に基づいて制御部１０Ａは、能動機構７Ａを駆動する。そして、ステップＳ２に示すようにセンサ１１Ａはその駆動された角度のセンサ値を測定値として取得する。
また、ステップＳ３に示すように判定部１２は、センサ１１Ａによる角度のセンサ値から角速度、角加速度を算出する。つまり、動作状態信号として角度、角速度、角加速度が算出される。後述する図３では、角度の代わりに角度変化を用いる。

そして、次のステップＳ４において判定部１２は、算出された動作状態信号としての角度、角速度、角加速度が、設定部１４により設定された角度、角速度、角加速度の動作可能範囲内にあるか比較する。
そして、ステップＳ５に示すように、角度、角速度、角加速度の全てが動作可能範囲内に有るか否か、つまり妥当性の判定を行う。そして、角度、角速度、角加速度の全てが動作可能範囲内に有る、つまり妥当であると判定した場合には、ステップＳ６に示すように制御部１０Ａは、センサ１１Ａによる角度を基に、次の時間の駆動信号を生成する。
そして、ステップＳ８に示すようにこの駆動信号は、能動機構７Ａに印加され、能動機構７Ａを駆動する。

一方、ステップＳ５の判定において、角度、角速度、角加速度の少なくとも１つが動作可能範囲内に無い、つまり妥当でないと判定した場合には、ステップＳ７に示す処理を行う。
この場合には、判定部１２は、記憶部１５に記憶されている、動作可能範囲内と判定された最新（つまり妥当でない場合の直前）の角度のデータを読み出して、この角度をセンサ１１Ａの角度と置換して駆動信号を生成する。なお、最初の処理ループにおいて、記憶部１５にセンサ１１Ａで取得された角度が記憶されていない場合には、初期値（例えば０°）を用いるように設定されている。その後、次のステップＳ８に進む。
そして、ステップＳ８の後、設定部１４は、新たな指示入力信号の情報を用いて以前の動作パラメタによる動作可能範囲の設定値を更新する。そして、ステップＳ２に戻る。 このようにして、能動機構７Ａが動作パラメタの変更により駆動条件が変更されると、その変更に応じて動作可能範囲が更新される。

そして、センサ１１Ａにより取得される角度等の動作状態信号が、更新された動作可能範囲内にあるか否かが判定され、判定結果が妥当な場合にはセンサ１１Ａにより取得された角度を用いて駆動信号を生成し、判定結果が妥当でない場合には記憶部１５に記憶された妥当と判定された最新の角度を用いて駆動信号を生成する。
このような駆動制御を行うことにより、術者が内視鏡２の能動機構７Ａを用いて内視鏡検査等の医療行為を行っている最中に、センサ１１Ａにより取得したセンサ値、或いはそのセンサ値を用いて算出される動作状態信号が妥当でない状態になった場合、能動機構７Ａの駆動制御を続行させることができ、医療行為を途中で異常終了しなくても済むことが可能になる。
次に図２の処理における能動機構７Ａの具体的な動作例を図３から図５を参照して説明する。

図３（Ａ）、図４（Ａ）、図５（Ａ）は、内視鏡２の能動機構７Ａを定格出力一定で、実際に動作させたときのその角度θ、角速度Ｖ、角加速度Ａの時間的な変化のグラフを示すものである。また、図３（Ｂ）、図４（Ｂ），図５（Ｂ）は、判定部１２内の算出部１７がセンサ１１Ａによるセンサ値（角度に相当する生データ）を基に算出した角度θ、角速度Ｖ、角加速度Ａの各変化を示すグラフである。
また、図３（Ｂ）において、センサ値エラー或いはセンサ値取得エラーが発生した場合の例を示している。本実施形態の場合においてのセンサ値エラーとは、ノイズ等によりエンコーダの波形が乱れる等により、エンコーダの出力パルスに対する例えばカウンタエラー（計数エラー）である。
図３（Ａ）は、出力一定で能動機構７Ａを駆動するしているとしているため、始動時を除いて能動機構７Ａを構成するモータの回転数が一定となり、時間に対して同じ角度ずつ増加している。つまり、短い単位時間Δｔ当たりの角度変化Δθは一定である。

実際は、内視鏡２に外乱等の負荷がかかり、回転数が安定しない場合もあるが、図３（Ａ）の例では、角度変化Δθの値がその負荷の影響が十分小さい例の場合としている。

また、角速度Ｖ、角加速度Ａは、図４（Ａ）、図５（Ａ）に示すように時間的に変化する。具体的には、図４（Ａ）に示すように角速度Ｖは、始動時付近を除いて一定の角速度Ｖoとなる。
さらに図５（Ａ）に示すように角加速度Ａは、始動時付近のみにピーク状（ピーク値をＡo ）に変化することになり、その始動時付近以降では０となる。
また、設定部１４は、内視鏡２の能動機構７Ａを図３（Ａ）に示した定格出力一定の動作パラメタにより駆動した場合、その能動機構７Ａを構成するモータが物理的に動作可能となる角度θ或いは角度変化（角度の傾き）Δθ、角速度Ｖ、角加速度Ａの動作可能範囲（通常、この動作可能範囲は、正常な場合の値を含む下限値と上限値を持つ範囲となる）を設定する。

図３（Ａ）では角度変化Δθに対する動作可能範囲を示しているが、角度θに対する動作可能範囲で示した場合には、時間的に変化する略直線となる。
例えば角度変化Δθに対しては、動作可能範囲は、Δθthl＜Δθthuとなり、角速度Ｖ、角加速度Ａに対する動作可能範囲はそれぞれＶthl＜Ｖthu、Ａthl＜Ａthuとなる。
そして、正常（妥当）な場合には、Δθthl＜Δθ＜Δθthu、Ｖthl＜Ｖ＜Ｖthu、Ａthl＜Ａ＜Ａthuとなる。
また、この例では、角速度Ｖ、角加速度Ａに対する動作可能範囲を一定値として示しているが、動作パラメタによっては角速度変化ΔＶ、角加速度変化ΔＡで設定した方が良い（判定し易い）場合もある。
図３〜図５においては、単純化して上限側の値Δθthu、Ｖthu、Ａthuのみを示している。また、図示の例では、簡単化のため、動作可能範囲の上限側の値Δθthu、Ｖthu、Ａthuが一定値として示している。

一方、センサ１１Ａは、短い単位時間Δｔ毎に能動機構７Ａ（モータ）の角度を検出し、そのセンサ１１Ａにより取得されたセンサ値は、判定部１２に入力され、判定部１２内の算出部１７において、そのセンサ値からその単位時間Δｔ当たりの角度変化Δθ、さらにその時間的変化から角速度Ｖ、さらにその時間的変化から角加速度Ａを算出する。
なお、角度変化Δθは、センサ値から殆ど一意的に算出されるので、算出部１７は角度θ或いは角度変化（の情報）から角速度Ｖ（或いは角速度変化）、角加速度Ａ（或いは角加速度変化）を算出すると言うこともできる。
なお、図３（Ｂ）〜図５（Ｂ）においては、時間ｔの経過における代表的な点を符号Ａ’，Ｂ，Ｃ，Ｄで示している。始動点付近の点Ａから角速度が一定（その値をＶ１）となった後の点Ｂとさらに後の点Ｃまでは、センサ１１Ａによるセンサ値は、正常であるとし、Ｃ点からＤ点の間でセンサ値にエラーが発生するとする。

なお、図３（Ｂ）中におけるＥ点，Ｆ点は、Ｃ点とＤ点の間でエラーが発生した場合の本実施形態におけるその後の処理を説明するためのものであり、以下に説明するようにエラーが発生した場合には、センサ値として実質的にＤ′点（＝Ｃ点のセンサ値）、Ｅ′点、Ｆ′点のようなセンサ値を用いて能動機構７Ａを制御することになる。
図３（Ｂ）における例えばＢ点付近での単位時間ΔｔをΔｔ1 で示し、その場合にセンサ１１Ａで検出される角度変化の値をΔθ1 で示している。
また、図５（Ｂ）に示すように角加速度Ａは始動点Ａ’付近においてピーク状（ピーク値をＡ1 ）となり、その後はＣ点直前までは０となる。そして、Ｃ点からＤ点までの単位時間Δｔ（＝Δｔ2 ）において、例えばノイズの混入により大きく変化した例を示す。

そして、この変化に対応して、センサ１１Ａのセンサ値から算出される角速度Ｖ、角加速度Ａは、図４（Ｂ），図５（Ｂ）のようになる。
例えば角速度Ｖは、急峻な３角波状に変化し、Ｃ点のＶ1 からＤ点直前でピーク値Ｖ2 となり、急峻にＶ1 に戻る。また、角加速度Ａは、さらに急峻に立ち上がってピーク値Ａ2 となった後、急峻に立ち下がり、負のピーク値Ａ3 となった後、再び急峻に立ち上がって０となる特性となる。
図３（Ｂ）〜図５（Ｂ）においては、Ｃ点からＤ点におけるセンサ値により算出された角度変化Δθ（＝θ3 −θ2 ）、角速度Ｖ、角加速度Ａが、それぞれの動作可能範囲となるΔθthu、Ｖthu、Ａthuを超えているので、判定部１２は動作可能範囲から逸脱している、つまりエラーと判定する。

なお、図３（Ｂ）〜図５（Ｂ）の例では、Ｃ点からＤ点におけるセンサ値により算出された角度変化Δθ、角速度Ｖ、角加速度Ａが、それぞれΔθthu、Ｖthu、Ａthuを超えているが、１つでも動作可能範囲から逸脱しているとエラーと判定してして以下のような制御処理を行う。
判定部１２は、Ｄ点のセンサ値としての角度θ3 をエラーと判定して、その値を用いないで、そのΔｔ2 直前でエラーと判定されていないセンサ値の角度θ2 をセンサ値とする置換信号を制御部１０Ａに送る。
制御部１０Ａは、この置換信号を用いて駆動信号を生成するように制御する。従って、図３（Ｂ）に示すようにＤ点のセンサ値の代わりにＣ点のセンサ値を用いてＤ′点のセンサ値を用いて能動機構７Ａを制御する。

また、判定部１２は、このエラーが発生した場合のセンサ値の情報を例えば記憶部１５に記憶する。具体的には例えばθ3 −θ2 の値を補正値Ｗとして記憶部１５に記憶する。 そして、Ｄ点以降の（センサ１１Ａによる）センサ値をこの補正値Ｗで補正する。
具体的には、Ｄ点から単位時間Δｔ後のＥ点におけるセンサ値は、補正を行わないとエラーが発生したセンサ値を含むが、補正値Ｗで補正（この場合にはセンサ値から補正値Ｗを減算）したＥ′点のセンサ値を用いる。Ｅ点以降のＦ点も同様に補正値Ｗで補正したＦ′点のセンサ値とする。
なお、センサ値が正しい値を出力するようにセンサ１１Ａ自体を再設定することもできるが、その場合にはリセットして動作を中断（再動作）することが必要になってしまうため、上記のように補正値で補正すると、動作の中断を行うことなくその動作を円滑に続行することができる。

図６は、上述したエラーが発生した場合の処理、つまり図２のステップＳ７のより詳細な処理内容を示す。
図３〜図５に示した例、或いは図２のステップＳ５においてセンサ値による角度或いは角度変化Δθ、角速度Ｖ、角加速度Ａの少なくとも１つが動作可能範囲から逸脱している、つまりエラー発生と判定部１２により判定された場合には、図６のステップＳ１１に示すように判定部１２は、記憶部１５からエラー発生直前のセンサ値（図３の角度θ2 を用いる）を読み出す。
そして、ステップＳ１２に示すように判定部１２は、そのセンサ値θ2 をエラー発生時のセンサ値θ3 と置換させる置換信号として制御部１０Ａに出力する。
そして、ステップＳ１３に示すように制御部１０Ａは、この置換信号をエラー発生時のセンサ値θ3 と置換して、駆動信号を生成する。

また、ステップＳ１４に示すように判定部１２は、エラー発生時のセンサ値θ3 とエラー発生直前のセンサ値θ2 との例えが差分値を補正値Ｗとして生成する。
そして、ステップＳ１５に示すように判定部１２は、エラー発生時のセンサ値θ3 より後のセンサ値をこの補正値Ｗで補正する。また、この補正値Ｗを制御部１０Ａに送り、制御部１０Ａはエラー発生のセンサ値θ3 より後のセンサ値をこの補正値Ｗで補正して、駆動信号の生成を行う。
この場合、センサ１１Ａによるセンサ値を判定部１２経由で制御部１０Ａに出力する構成にした場合には、制御部１０Ａ側での補正値Ｗによる補正は不要となる。
このように駆動制御することにより、例えば図３（Ｂ）に示すように、能動機構７Ａの動作中にセンサ値にエラーが発生してもそのエラーが発生したΔｔ2 時間だけ、応答が遅れるような状態で能動機構７Ａを引き続いて制御することができ、能動機構７Ａの動作がエラーの発生で中断して終了（つまり異常終了）させなくても済む。

従って、術者等の使用者は、内視鏡２の能動機構７Ａによる操作をエラーが発生した場合にもエラーのために異常終了してしまうことなく、続行させることができ、操作性を大幅に向上することができる。
なお、図３〜図６は、内視鏡２の例として説明したが、処置具３の能動機構７Ｂの場合にも同様に適用することができる。
図７は、変形例におけるエラー発生に対する処理（エラー処理）の内容を示す。上述したエラー処理は、エラーが発生（エラー発生と判定）した場合には、実質的にそのエラー発生直前のセンサ値の状態に、能動機構７Ａの駆動状態（動作状態）を保つに等しい制御内容（制御手段或いは制御方法）となる。
これに対して、以下の変形例は、エラー発生時にはエラー発生直前と同じような駆動制御（処理）を行うように制御する。

その具体例として、例えば図７に示すようにエラー発生直前のＣ点のセンサ値の角度θ2 から単位時間Δｔ2前のＣ′点のセンサ値の角度θ2' における角度変化をΔθc とした場合、エラー発生時のＤ点のセンサ値の角度θ3 を用いないで、Ｃ点のセンサ値の角度θ2 ＋角度変化Δθc をセンサ値θ3' 或いは置換信号とする。
そして、この場合には、判定部１２は補正値Ｗとして、θ3 −θ3' を記憶部１５等に記憶し、この補正値Ｗでエラー発生時以降のセンサ値を補正する。
この場合には、図３（Ｂ）における点Ｄ，Ｅ，Ｆのセンサ値は、図７で示す点Ｄ"、Ｅ"、Ｆ"のセンサ値のように補正される。
この変形例のエラー処理を採用すると、単位時間あたりの角度変化量が少ない場合には応答性の低下を抑制した制御を行うことができる。

この他に、第２の変形例として角度変化Δθc の代わりに、エラー発生時以前の時間的な平均値を用いるようにしても良い。
具体的には、Ｃ′点よりもさらに前の点Ｃ"のセンサ値の角度θ2" から点Ｃのセンサ値の角度θ2 までの時間における平均の角度変化<Δθc >（＝θ2 −θ2" ）／（ｔ（Ｃ）−ｔ（Ｃ"））を、角度変化Δθc の代わりに用いるようにしても良い。ここで、ｔ（Ｃ）、ｔ（Ｃ"）はそれぞれＣ点、Ｃ"点の時間を表している。
また、使用者が第１の実施形態のエラー処理或いは変形例のエラー処理から選択することができるようにしても良い。
次に図８を参照して、図１の内視鏡処置システム１の具体的な構成例を説明する。図８は内視鏡２等の具体的な構成を示す。

内視鏡２は、体内に挿入される細長の挿入部２１と、この挿入部２１の後端に設けられた操作部２２と、この操作部２２から延出されるユニバーサルケーブル２３とを有し、このユニバーサルケーブルの端部は、光源装置４，表示用プロセッサ５，制御装置８に図示しないコネクタを介して着脱自在に接続される。
挿入部２１は、その先端に設けられた先端部２４と、この先端部２４の後端に設けられた湾曲自在の湾曲部２５と、この湾曲部２５の後端から操作部２２の前端に至る長尺で可撓性を有する可撓部２６とを有する。なお、湾曲部２５は、操作部２２内のモータユニット３５により能動的に湾曲駆動される。
先端部２４には照明窓と観察窓とが設けられ、照明窓にはライトガイド２７の先端面が取り付けられている。このライトガイド２７は、挿入部２１、操作部２２，ユニバーサルケーブル２３を介して、その後端が光源装置４に接続され、光源装置４からの照明光を伝送してその先端面から出射する。

なお、ライトガイド２７の代わりに、先端部２４に発光ダイオード（ＬＥＤと略記）を設け、このＬＥＤで発光した光を照明光とする構成にしても良い。
照明窓から出射された照明光で照明された体内の患部などの被写体は、観察窓に取り付けられた対物レンズ２８によりその光学像が結像される。結像位置には例えば電荷結合素子（ＣＣＤと略記）２９が配置されており、このＣＣＤ２９により光電変換される。 このＣＣＤ２９は、挿入部２１内などを挿通された信号線を介して、表示用プロセッサ５に接続される。ＣＣＤ２９は、表示用プロセッサ５内のＣＣＤ駆動回路３０から出力されるＣＣＤ駆動信号の印加により、光電変換した撮像信号を出力する。
この撮像信号は、表示用プロセッサ５内の映像信号生成回路３１に入力され、映像信号に変換される。この映像信号は、表示装置６に入力され、表示装置６の表示面にＣＣＤ２９の撮像面に結像された光学像が、内視鏡画像として表示される。

また、挿入部２１の後端付近、つまり操作部２２の前端付近には、処置具挿入口（挿入口と略記）３２ａが設けてあり、この挿入口３２ａは挿入部２１の長手方向に形成された処置具チャンネル（チャンネルと略記）３２と連通している。
そして、この処置具挿入口３２ａから処置具３の先端側を挿入することができる。そして、処置具３の先端をチャンネル３２の先端開口から突出させ、例えば病変部を切除する処置等を行うことができる。
また、湾曲部２５は、複数の円環形状の湾曲駒或いは関節駒（関節と略記）３３、３３、…、３３が、リベット等の枢支部材を介してそれぞれ回動自在に連結して構成されている。なお、枢支部材は、例えば上下、左右の位置に設けられている。

また、この湾曲部２５を構成する複数の関節３３、３３、…、３３を湾曲駆動するために、挿入部２１内には上下湾曲用ワイヤ３４ｕ、３４ｄと左右湾曲用ワイヤ３４ｌ、３４ｒが挿通され、各ワイヤ３４ｊ（ｊ＝ｕ，ｄ，ｌ，ｒ）の先端は、最先端の関節３３或いは最先端の関節３３が連結された先端部２４に固着されている。
対となるワイヤ３４ｕ，３４ｄの後端と、ワイヤ３４ｕ，３４ｄの後端は、例えば操作部２２内に設けた湾曲部２５を能動的に駆動する能動機構７Ａを構成するモータユニット３５内の上下湾曲用プーリ３６ａと、左右湾曲用プーリ３６ｂとにそれぞれ巻き付けられている。
そして、例えばプーリ３６ａを回動（回転）して、ワイヤ３４ｕ、３４ｄの一方を牽引、他方を弛緩させることにより、牽引されたワイヤの方に湾曲部２５の関節３３、３３、…、３３を湾曲駆動することができるようにしている。

各プーリ３６ａ、３６ｂは、それぞれ上下湾曲用モータ３７ａ、左右湾曲用モータ３７ｂの回転軸に図示しないギアを介して連結されている。また、各モータ３７ａ、３７ｂの回転角度（或いはプーリ３６ａ、３６ｂの回転角度）は、センサ１１Ａを構成するロータリエンコーダ（エンコーダと略記）３８ａ、３８ｂにより検出される。
モータ３７ａ、３７ｂは、制御装置８内の（内視鏡用）制御装置８Ａを構成する制御部１０Ａ内のモータ駆動回路４１Ａからの駆動信号により回転駆動し、ワイヤ３４ｕ，３４ｄ、３４ｌ、３４ｒを牽引／弛緩して湾曲部２５を能動的に駆動する。
また、エンコーダ３８ａ、３８ｂからのエンコーダ出力信号は（センサ値として）、Ａ／Ｄ変換回路４３Ａを介してデジタルの動作状態信号（具体的には検出角度）として制御部１０Ａ内の制御回路４２Ａに入力されると共に、判定部１２Ａにも入力される。

この制御回路４２Ａには、指示入力装置９Ａの具体例としてのジョイスティック４４Ａから、使用者の指示入力操作に対応した（指示入力信号としての）湾曲の方向及び角度の信号も入力される。
そして、この制御回路４２Ａは、通常（正常）の場合には、指示入力信号からエンコーダ出力信号を減算した差分値の信号を新たな指示入力信号としてモータ駆動回路４１Ａに出力する。そして、このモータ駆動回路４１Ａは、この指示入力信号に対応した駆動信号をモータ３７ａ、３７ｂに出力する。
一方、以下に説明するように判定部１２Ａによる判定により、エンコーダ出力信号が妥当でないと判定された場合には、モータ駆動回路４１Ａは、判定部１２Ａ内の置換部１６Ａからの置換信号を用いて新たな指示入力信号としてモータ駆動回路４１Ａに出力する。つまり、通常でない場合には、判定部１２Ａからの置換信号によって、モータ駆動回路４１からの駆動信号の生成を制御する。

このため、エンコーダ３８ａ、３８ｂからのエンコーダ出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路４３を介して判定部１２Ａにも入力される。このエンコーダ出力信号は、判定部１２Ａ内の記憶部１５Ａに記憶される。
また、本実施形態においては、モータ３７ａ、３７ｂのモータ特性を格納したモータ特性格納部１３Ａを有し、このモータ特性のデータは設定部１４Ａに入力される。
この設定部１４Ａは、モータ特性と指示入力信号（或いは制御回路４２Ａにより生成される更新された指示入力信号）とから動作可能範囲の設定を行う。
また、判定部１２Ａは、例えばエンコーダ出力信号から角度を直接、検出（取得）すると共に、判定部１２Ａ内の算出部１７Ａによりその時間的な変化の角速度、さらに角速度の時間的な変化の角加速度を算出する。

そして、設定部１４Ａにより設定された動作可能範囲の情報を用いて、判定部１２Ａは、動作状態信号としての角度（或いは角度変化）、角速度、角加速度が動作可能範囲内にあるか、或いは逸脱しているかの妥当性の判定を行う。
そして、上述したように動作状態信号が動作可能範囲内にある場合には、エンコーダ出力信号、つまり角度の情報を用いて新たな駆動信号を生成する。一方、動作状態信号が動作可能範囲から逸脱していると判定した場合には、記憶部１５Ａに時系列で記憶（格納）されているエンコーダ出力信号における動作状態信号が動作可能範囲内にあると判断された最新（換言すると動作状態信号が動作可能範囲から逸脱していると判定された直前）の信号を読み出す。

そして、判定部１２Ａは、その信号を置換信号として、制御回路４２Ａに出力する。制御回路４２Ａは、この置換信号を通常の場合の動作状態信号とみなして駆動信号を生成する。
つまり、本実施形態においては、センサとしてのエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号及びその時間的な変化示す信号を監視し、動作可能範囲内にあると判定した場合にはロータリエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号で駆動信号を制御し、動作可能範囲から逸脱した異常であると判定した場合には、正常であると判定された最新のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号で駆動信号を制御する。
なお、異常と判定して、それ以前に正常であると判定された最新のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号で駆動信号を制御する状態になった場合、判定部１２Ａは、その状態を告知するための信号を表示用プロセッサ５の映像信号生成回路３１に出力する。そして、表示装置６の表示面には、異常と判定され、最新のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号を用いて駆動を続行している旨の表示を行う。

術者等の操作者は、内視鏡検査の途中であるような場合には、湾曲部２５の湾曲制御を続行して行うことができる。
このような制御を行うことにより、エンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号に例えばノイズが混入して動作可能範囲から逸脱した場合においても、そのノイズが混入する直前のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号により、動作を続行させることができる。
換言すると、エンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号に例えばノイズが混入して動作可能範囲から逸脱した場合においても、その時のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号を駆動部の制御に用いないでその直前の正常な場合のエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号により、動作を続行させる。

これは、ノイズが混入して動作可能範囲から逸脱した場合においては、その逸脱が発生した時間の直前の正常な状態に維持する制御状態或いは動作状態を保持させるに等しく、短い時間だけ、一時的に応答速度を下げのみに近い状態となる。
そして、その後、判定部１２Ａにより正常と判定された場合には、再びエンコーダ３８ａ、３８ｂの検出信号で駆動部の制御を行う。このようにしてセンサの検出信号に、ノイズが混入して動作可能範囲から逸脱した場合においては、適切に近い制御状態を維持して湾曲部２５の湾曲駆動を続行させる制御を行うことができる。
一方、内視鏡２のチャンネル３２内に挿通される処置具３の構成を図９に示す。図９に示すように処置具３は、例えばチャンネル３２内に挿通可能な細長の軸部５１を（処置具挿入部として）有し、この軸部５１の先端には切除等の処置を行う処置部５２が形成されている。

また、この処置部５２の後端には、複数の関節５３ａ，５３ｂ，…、５３ｄがその長手方向に隣接する部分の枢支部５４ａ、５３ｂ、５３ｃによりそれぞれ回動自在に連結された湾曲部（屈曲部）５５が形成されている。
さらに軸部５１の後端には、湾曲部５５を電気的に駆動する駆動部としてのモータボックス５６が設けられており、このモータボックス５６から延出されたケーブル６７は、（処置具用）制御装置８Ｂに接続される。
図９において、例えば処置部５２の基端が固定された最先端の関節５３ａは、枢支部５４ａにより、隣接する関節５３ｂとの間で、例えば紙面に垂直な方向で回動自在に連結されている。

そして、この関節５３ａにおける枢支部５４ａの直前の位置にその先端が固着され、回動させる駆動力を伝達するワイヤ５７ａ，５７ａは、関節５３ｂ，…、５３ｄの内側を挿通され、モータボックス５６内のプーリ５８ａに巻き付けられている。
このプーリ５８ａは、モータ５９ａの回転軸に連結され、モータ５９ａの回転によりプーリ５８ａを回転する。さらにこのモータ５９ａの回転軸には、その回転の角度を検出（取得）するセンサとしてのエンコーダ６０ａが連結されている。
また、関節５３ｂ（或いは関節５３ｂと５３ｃとの枢支部５４ｂ）、及び関節５３ｃ（（或いは関節５３ｃと５３ｄとの枢支部５４ｃ）も同様の構成で回動される。
つまり関節５３ｂは、関節５３ｃ、５３ｄの内側を挿通されたワイヤ５７ｂ、５７ｂにより、モータボックス５６内のプーリ５８ｂに巻き付けられ、このプーリ５８ｂは、モータ５９ｂの回転軸に連結され、モータ５９ｂの回転軸にはさらにその回転の角度を検出（取得）するセンサとしてのエンコーダ６０ｂが連結されている。

また、関節５３ｃは、関節５３ｄの内側を挿通されたワイヤ５７ｃ、５７ｃにより、モータボックス５６内のプーリ５８ｃに巻き付けられ、このプーリ５８ｃは、モータ５９ｃの回転軸に連結され、モータ５９ｃの回転軸にはさらにエンコーダ６０ｃが連結されている。
モータボックス内のモータ５９ａ〜５９ｃは、ケーブル６７内の信号線を介して制御部１０Ｂ内のモータ駆動回路４１Ｂに接続され、このモータ駆動回路４１Ｂからの駆動信号により駆動される。
また、エンコーダ６０ａ〜６０ｃの出力信号は、ケーブル６７内の信号線を介して制御部１０Ｂ内のＡ／Ｄ変換回路４３Ｂに入力され、Ａ／Ｄ変換回路４３Ｂされたデジタルの信号は判定部１２Ｂと制御回路４２Ｂに入力される。

この制御回路４２Ｂには、指示入力装置９Ｂの具体例としてのジョイスティック４４Ｂから、使用者の指示入力操作に対応した指示入力信号としての湾曲部５５を構成する複数の関節間の枢支部５４ａ〜５４ｃを湾曲（回動）させる角度の信号が指示入力信号として入力される。
そして、この制御回路４２Ｂは、通常（正常）の場合には、指示入力信号からエンコーダ出力信号を減算した差分値の信号を新たな指示入力信号としてモータ駆動回路４１Ｂに出力する。そして、このモータ駆動回路４１Ｂは、この指示入力信号に対応した駆動信号をモータ６０ａ〜６０ｂに出力する。
図８における制御装置８Ａは、２つのモータ３７ａ、３７ｂを駆動制御する構成であったのに対して、図９における制御装置８Ｂは、３つのモータ５９ａ〜５９ｃを駆動制御する構成である。

そして、図８における制御装置８Ａの構成の場合と同様に、図９の制御装置８Ｂは、さらにモータ特性格納部１３Ｂと設定部１４Ｂとを有する。モータ特性格納部１３Ｂと設定部１４Ｂは、図８で説明したモータ特性格納部１３Ａと設定部１４Ａと同様の機能を有する。
また、判定部１２Ｂに設けられた記憶部１５Ｂ、置換部１６Ｂ，算出部１７Ｂは、判定部１２Ａに設けられた記憶部１５Ａ、置換部１６Ａ，算出部１７Ａとそれぞれ同様の機能を有する。
図８の内視鏡２のモータユニット３５を用いて湾曲部２５の関節３３，３３，…、３３を駆動制御した場合の動作としては、図２における能動機構７Ａをモータ３７ａ、３７ｂと、センサ１１Ａをエンコーダ３８ａ、３８に置き換えると、殆ど同じ動作となる。

また、図９の処置具３の場合にも、上記モータ３７ａ、３７ｂの代わりにモータ５９ａ〜５９ｃと、エンコーダ３８ａ、３８をエンコーダ６０ａ〜６０ｃに置き換えると、殆ど同じ動作となる。
そして、上述したように本実施形態によれば、能動機構或いは駆動部を駆動信号で能動的に駆動動作させ、その動作状態をセンサにより検出して、センサ値により駆動制御した際、センサ値がノイズ等で異常になった場合にも、異常が発生する直前の妥当なセンサ値で駆動制御することにより、異常終了で動作を中断させることなく、続行させることができ、使用者に対する操作性を向上することができる。

（第２の実施形態）
次に図１０を参照して本発明の第２の実施形態を備えた内視鏡処置システム１Ｂを説明する。図１０に示す内視鏡処置システム１Ｂは、図１の内視鏡処置システム１において、処置具３は、例えば高周波電気エネルギ等のエネルギを用いて処置を行うエネルギ処置部５２ａを先端部に備えたエネルギ処置具である。
また、この処置具３は例えば図９に示すように先端部の後端付近などに湾曲部５５が設けられた能動機構７Ｂを備えている。
そして、この内視鏡処置システム１Ｂは、エネルギ出力の指示入力を行うエネルギ出力指示入力装置（単に指示入力装置６１）と、このエネルギ出力の指示入力に対して高周波電気エネルギ等のエネルギを出力するエネルギ出力装置６２とを備える。
そして、このエネルギは、処置具３の先端のエネルギ処置部５２ａから体内の病変部等の処置対象部位に印加され、エネルギによる切除等の処置を行うことができる。

本実施形態においては、エネルギ出力装置６２は、エネルギ出力のＯＮ／ＯＦＦ情報を判定部１２に出力する。判定部１２は、動作環境としてのエネルギ出力のＯＮ／ＯＦＦ情報により、センサ値が正常であるか否かの判定動作を行うか否かを自動的に決定する。 つまり、エネルギ出力がＯＮされている期間（の動作環境）においては、第１の実施形態と同様にセンサ値が妥当性であるか否かを判定する動作を行い、エネルギ出力がＯＦＦの期間においては、センサ値が妥当性であるか否かを判定する動作を行わない（つまり、判定の動作を停止する）。
本実施形態は、このエネルギ出力装置６２からエネルギが出力されていない場合には、センサ１１Ａ或いは１１Ｂのセンサ値は、（妥当性の判定を行わなくても）十分に信頼性の高い状態で動作し、エネルギが出力された期間にのみ、センサ１１Ａ或いは１１Ｂのセンサ値が、そのエネルギをノイズとして影響を受け易くなってしまうような場合に対応するものである。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

次に本実施形態の動作を図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、以下の説明では、処置具３の場合に対する動作として説明する。
図１０に示す内視鏡処置システム１Ｂの電源が投入されて動作が開始する。すると図１１の最初のステップＳ２１において判定部１２は、指示入力装置６１がエネルギ出力装置６２に対してエネルギ出力の指示がされたか、つまりエネルギ出力指示がＯＮか否かの判定を行う。
出力指示がＯＮの場合には、ステップＳ２２に示すように判定部１２は、センサ１１Ｂからのセンサ値を取得する（なお、出力指示がＯＦＦからＯＮにされた最初の時には、エネルギ出力がされる前にセンサ値を取得するようにしても良い）。
このセンサ値の取得により、次のステップＳ２３において判定部１２は、そのセンサ値に対する妥当性（、つまりエラーの有無）を判定を実施する。

そして、次のステップＳ２４において、判定部１２の判定結果に応じて制御部１０Ｂは、能動機構７Ｂを駆動する駆動信号を生成し、能動機構７Ｂを制御する。
具体的には、つまり妥当と判定した場合にはステップＳ２５に示すように制御部１０Ｂは、センサ値を用いて能動機構７Ｂを駆動する駆動信号を生成（制御）する。一方、判定部１２がエラーありと判定して置換信号を出力した場合には、ステップＳ２６に示すように制御部１０Ｂは、その置換信号をセンサ値として、能動機構７Ｂを駆動する駆動信号を生成する。
一方、ステップＳ２１において、出力指示がＯＮでない場合、つまり出力指示がＯＦＦの場合には、ステップＳ２７に示すように判定部１２は、センサ１１Ｂからセンサ値の取得を行う。

そしてこのステップＳ２７の処理の後、ステップＳ２５に移り、取得したこのセンサ値を用いて駆動信号を生成する。
このように出力指示がＯＦＦの場合には、取得したセンサ値に対して妥当性の判断を行わないで、取得したセンサ値を用いて駆動信号を生成する。
本実施形態においては、図１１に示すように処理を行うことにより、エネルギ出力装置６２からエネルギが出力されない場合において、センサ値の妥当性の判定と、妥当性の判定によりエラーと判定した場合の処理とを省くことにより、応答性が低下することを防止できる。
その他は第１の実施形態と同様の効果を有する。

なお、本実施形態では出力指示のＯＮ、ＯＦＦに応じてセンサ値の妥当性の判定を行うか否かを自動的に決定する決定手段を設けているが、センサ値の妥当性の判定を行うか否かを使用者が図示しない入力装置等から選択できるようにしても良い。
また、図１１の動作例として、処置具３の能動機構７Ｂを駆動制御する場合に対して説明したが、内視鏡２の能動機構７Ａに対しても同様の駆動制御を行うようにすることもできる。
また、例えば図８（図９の場合にも同様に適用できる）構成のように、判定部１２Ａがロータリエンコーダ３８ａ，３８ｂからＡ／Ｄ変換回路４３Ａを介してセンサ値を取り込む場合、ロータリエンコーダ３８ａ，３８ｂの出力信号をセンサ値として、そのパルス状信号の周期或いは周波数が所定の範囲に有るか否かにより、センサ値が妥当であるか否かの判定を行うようにしても良い。

このため、例えば図１２に示すようにセンサ値をＡ／Ｄ変換回路４３ＡによりＡ／Ｄ変換した値を周波数分析部７１（或いは通過帯域がそれぞれ異なる複数のフィルタからなるフィルタ部）を通して判定部１２Ａに入力し、周波数分析部７１等により分析された判定部１２Ａへの入力信号の周波数帯域が所定の周波数帯域に有るか否かにより、センサ値が妥当であるか否かを判定するようにしても良い。
例えばエネルギ出力装置等を使用する場合には、そのエネルギの周波数は、ロータリエンコーダ３８ａ，３８ｂの回転により出力されるパルス状信号よりも高くなる場合が多い。
そのような場合において、周波数分析部７１等により分析された入力信号の周波数帯域が（センサ値の周波数帯域として妥当とみなすことができる）所定の周波数帯域よりも高域側に有る場合にはエネルギ出力装置６２からのノイズが混入して妥当なセンサ値でない、エラーであると判定するようにしても良い。
このようにセンサの検出信号の周波数分析などからセンサ値が妥当であるか否かを判定するようにしても良い。そして、エラーと判定した場合には、上述したようにエラーと判定した直前のセンサ値を用いて駆動制御すれば良い。
なお、センサ値をＡ／Ｄ変換回路４３Ａを介することなく取り込む場合にも適用しても良い。
また、上述した実施形態等を部分的に組み合わせて構成される実施形態も本発明に属する。

回動自在の関節をモータ等の駆動部により電気的に駆動し、駆動された状態をセンサにより検出して指示入力された目標とする角度にフィードバック制御する。

本発明の第１の実施形態を備えた内視鏡処置システムの全体構成を示すブロック図。 第１の実施形態を備えた内視鏡処置システムの動作の処理内容を示すフローチャート。 一定の出力で能動機構を構成するモータを回転させた場合の角度と、センサにより取得された角度のセンサ値の例を示す図。 一定の出力で能動機構を構成するモータを回転させた場合の角速度と、センサにより取得されたセンサ値から算出された角速度の例を示す図。 一定の出力で能動機構を構成するモータを回転させた場合の角加速度と、センサにより取得されたセンサ値から算出された角加速度の例を示す図。 エラーと判定した場合の処理内容を示すフローチャート。 変形例におけるエラーと判定した場合の動作の説明図。 図１における内視鏡を含む周辺装置の具体的な構成例を示す構成図。 図１における処置具及びその制御装置の具体的な構成例を示す構成図。 本発明の第２の実施形態を備えた内視鏡処置システムの全体構成を示すブロック図。 第２の実施形態におけるエネルギ出力に係るの処理内容を示すフローチャート。 センサ値の出力が所定の周波数帯域に有るか否かで妥当性の判定を行う部分の構成図。

符号の説明

１…内視鏡処置システム、２…（能動）内視鏡、３…（能動）処置具、４…光源装置、５…表示用プロセッサ、６…表示装置、７Ａ…（内視鏡用）能動機構、７Ｂ…（処置具用）能動機構、８…制御装置、９Ａ…（内視鏡用）指示入力装置、９Ｂ…（処置具用）指示入力装置、１０Ａ…（内視鏡用）制御部、１０Ｂ…（処置具用）制御部、１１Ａ…（内視鏡用）センサ、１１Ｂ…（処置具用）センサ、１２…（センサ取得結果）判定部、１３…（能動機構特性）格納部、１３Ａ、１３Ｂ…モータ特性格納部、１４…（動作可能範囲）設定部、１５、１５Ａ、１５Ｂ…記憶部、１６、１６Ａ、１６Ｂ…置換部、１７，１７Ａ、１７Ｂ…算出部、２１…挿入部、２２…操作部、２４…先端部、２５、５５…湾曲部、３３…関節、３４ｕ，３４ｄ、３４ｌ、３４ｒ…ワイヤ、３５…モータユニット、３６ａ、３６ｂ、５８ａ〜５８ｃ…プーリ、３７ａ、３７ｂ、５９ａ〜５９ｃ…モータ、３８ａ、３８ｂ、６０ａ〜６０ｃ…（ロータリ）エンコーダ、４４Ａ、４４Ｂ…ジョイスティック、６２…エネルギ出力装置

Claims (6)

1. 回動自在の関節を備えた湾曲部と、
   前記関節を電気的に駆動する駆動部と、
   前記関節を回動させる指示入力を行う指示入力部と、
   前記指示入力に対応して前記駆動部を駆動信号で駆動すると共に制御する制御装置と、
   前記関節若しくは前記駆動部が駆動された動作状態の前記駆動部の回転変位量としての相対的な角度を経時的に検出して検出信号として出力するセンサと、
   前記駆動部を前記駆動信号で駆動した場合の前記駆動部の動作可能となる動作可能範囲を、前記検出信号の前記角度、前記角度の時間的変化の角速度、及び前記角速度の時間的変化の角加速度それぞれに対して設定する設定部と、
   前記センサにより検出された前記検出信号の前記角度、前記角速度、及び前記角加速度を含む前記駆動部の動作状態に対応する動作状態信号が前記角度、前記角速度、及び前記角加速度それぞれに対して設定された前記動作可能範囲内に有るか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内に有ると判定した場合には、前記制御装置は、前記検出信号を用いて前記駆動信号を制御することにより前記駆動部を駆動する動作を行い、
   前記判定部により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合には、前記制御装置は、前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合の検出信号を、前記動作状態信号が逸脱したと判定した時間直前で、前記動作可能範囲内に有ると判定した場合の検出信号に置換し、当該置換した検出信号を用いて前記駆動信号を制御することにより前記駆動部を駆動する動作を、前記判定部によって当該動作に対する前記動作状態信号が前記動作可能範囲内に有るか否かを判定しながら続行することを特徴とするマニピュレータ。
2. 前記センサは、前記駆動部を構成する回転駆動部が回転した場合の角度を検出するエンコーダにより構成され、前記判定部は、前記エンコーダから取得した前記角度と、該角度の情報から算出された前記角速度及び前記角加速度を前記動作状態信号として、該動作状態信号を形成する前記角度、前記角速度、及び前記角加速度それぞれが、前記設定部によって前記駆動部を含む動作パラメタから設定される前記角度、前記角速度、及び前記角加速度それぞれに対して設定された前記動作可能範囲内に有るか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のマニピュレータ。
3. 前記センサは、前記駆動部を構成する回転駆動部が回転した場合の前記角度を検出するエンコーダにより構成され、前記判定部は、さらに前記エンコーダにより検出された前記回転駆動部の前記角度に応じて出力されるパルス状信号が所定の周波数帯域内に有るか否かの判定により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内に有るか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のマニピュレータ。
4. 前記判定部により前記動作状態信号が前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合には、前記動作可能範囲内から逸脱したと判定した場合の前記センサの検出信号の値θ１を、前記動作状態信号が逸脱したと判定した時間直前で前記動作可能範囲内に有ると判定した場合の検出信号の値θ２に置換すると共に、この置換以後の前記センサの検出信号の値θ１を補正値θ１−θ２により補正して、前記駆動信号の制御に用いることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマニピュレータ。
5. 前記判定部における判定する動作の実行又は停止を、エネルギ出力装置が高周波電気エネルギを出力するＯＮ期間又は出力しないＯＦＦ期間の動作環境に応じて決定する決定部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマニピュレータ。
6. 前記湾曲部は、体内に挿入される細長で可撓性を有する挿入部に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマニピュレータ。

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