WO2022195703A1 - Manipulator system and method for driving manipulator - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J3/00—Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
Definitions
- the present invention relates to a manipulator system and a manipulator driving method.
- a manipulator system includes a movable part that can be driven to bend or bend at an insertion part inserted in a hollow organ. The user can operate the movable section from the operating section arranged outside the body.
- Patent Literature 1 describes a manipulator system having an operation unit with a touch pad.
- a manipulator system described in Patent Document 1 drives a bending portion to bend based on an operation input to a touch pad.
- a manipulator system includes a manipulator having a bendable or bendable movable portion, a driving device for bending or bending the movable portion, a driving device connected to the driving device so as to be communicable, and the movable and an operation device having a touch pad that receives an operation input for bending or bending a portion, wherein the driving device drives the movable portion to reach a target position associated with the position touched on the touch pad. Move the tip of the movable part toward the moving part.
- the shape of the movable part can be easily changed to a desired shape by operating the touch pad.
- FIG. 1 is an overall view of an electric endoscope system according to a first embodiment
- FIG. FIG. 2 is a diagram showing an endoscope and an operating device of the electric endoscope system used by an operator; It is a figure which shows the insertion part of the same endoscope. It is a figure which shows a part of bending part (movable part) of the same endoscope as sectional drawing.
- FIG. 5 is an enlarged view of the node ring of the bending portion in the region E shown in FIG. 4;
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the curved portion taken along line C1-C1 of FIGS.
- FIG. 4 is a diagram showing the first up-and-down bending wire attaching/detaching portion before being attached to the same driving device; It is a figure which shows the said 1st up-and-down bending wire attachment/detachment part with which the same drive was mounted
- FIG. 4 is a control flowchart of a drive controller of the same control device; It is a figure explaining the example of coordinate conversion. It is a figure explaining the operation example of a touch pad.
- FIG. 10 is a diagram showing another method of calculating three-dimensional coordinates of a target position; It is a figure which shows the other driving mode of the same bending part. It is a perspective view which shows the modification of the same touch pad.
- 9 is a control flowchart of a drive controller in a control device for an electric endoscope system according to a second embodiment; It is a figure which shows drag operation with respect to a touch pad.
- FIG. 9 is a control flowchart of a drive controller in a control device for an electric endoscope system according to a third embodiment
- FIG. 10 is a diagram showing a modification of the correspondence between the direction of the touch pad and the bending direction of the bending portion
- FIG. 1 is an overall view of an electric endoscope system 1000 according to this embodiment.
- the electric endoscope system 1000 is an example of a manipulator system. Although an example in which the electric endoscope system 1000 includes an endoscope is shown, the electric endoscope system 1000 may include a manipulator instead of the endoscope. Moreover, although an example in which the bending portion of the endoscope is driven is shown, a movable portion that bends or bends may be driven.
- the electric endoscope system 1000 is a medical system for observing and treating the inside of the patient P lying on the operating table T, as shown in FIG.
- the electric endoscope system 1000 includes an endoscope 100 , a driving device 200 , an operating device 300 , a treatment instrument 400 , an image control device 500 and a display device 900 .
- the endoscope 100 is a device that is inserted into the lumen of the patient P to observe and treat the affected area.
- the endoscope 100 is detachable from the driving device 200 .
- An internal path 101 is formed inside the endoscope 100 .
- the side inserted into the lumen of the patient P is called the “distal side (A1)”
- the side attached to the driving device 200 is called the “base end side (A2)”.
- the driving device 200 is detachably connected to the endoscope 100 and the operating device 300 .
- the driving device 200 electrically drives the endoscope 100 by driving a built-in motor based on an operation input to the operating device 300 .
- the drive device 200 drives a built-in pump or the like based on an operation input to the operation device 300 to cause the endoscope 100 to perform air supply and suction.
- the operation device 300 is detachably connected to the driving device 200 via an operation cable 301.
- the operation device 300 may be capable of communicating with the driving device 200 by wireless communication instead of wired communication.
- the operator S can electrically drive the endoscope 100 by operating the operating device 300 .
- the treatment instrument 400 is a device that is inserted through the internal path 101 of the endoscope 100 and inserted into the lumen of the patient P to treat the affected area.
- the treatment instrument 400 is inserted into the internal path 101 of the endoscope 100 through the forceps opening 126 .
- the image control device 500 is detachably connected to the endoscope 100 and acquires captured images from the endoscope 100 .
- the image control device 500 causes the display device 900 to display captured images acquired from the endoscope 100 and GUI images and CG images for the purpose of providing information to the operator.
- the driving device 200 and the image control device 500 constitute a control device 600 that controls the electric endoscope system 1000 .
- Controller 600 may further include peripherals such as a video printer.
- the driving device 200 and the video control device 500 may be an integrated device.
- the display device 900 is a device capable of displaying images such as an LCD.
- a display device 900 is connected to the video control device 500 via a display cable 901 .
- FIG. 2 is a diagram showing the endoscope 100 and the operating device 300 used by the operator S.
- the operator S operates the endoscope 100 inserted into the lumen from the anus of the patient P with the right hand R, and operates the operation device 300 with the left hand. Operate with L. Since the endoscope 100 and the operating device 300 are separated, the operator S can operate the endoscope 100 and the operating device 300 independently without being affected by each other.
- the endoscope 100 includes an insertion section 110, a connecting section 120, an extracorporeal flexible section 140, an attachment/detachment section 150, a bending wire 160 (see FIG. 6), and an internal object 170 (see FIG. 6). See) and
- the insertion section 110, the connecting section 120, the extracorporeal soft section 140, and the detachable section 150 are connected in order from the distal end side.
- the connection part 120 can connect the extension channel tube 130 .
- FIG. 3 is a diagram showing the insertion section 110 of the endoscope 100. As shown in FIG. An internal path 101 extending along the longitudinal direction A of the endoscope 100 from the distal end of the insertion section 110 to the proximal end of the detachable section 150 is formed inside the endoscope 100 . Bent wire 160 and internals 170 are inserted into internal passageway 101 .
- the built-in object 170 has a channel tube 171, an air supply/suction tube 172 (see FIG. 10), an imaging cable 173, and a light guide 174.
- the insertion section 110 is an elongated elongated member that can be inserted into a lumen.
- the insertion portion 110 has a distal end portion 111 , a bending portion (movable portion) 112 and an intracorporeal soft portion 119 .
- the distal end portion 111, the bending portion 112, and the internal soft portion 119 are connected in order from the distal end side.
- the distal end portion 111 has an opening portion 111a, an illumination portion 111b, and an imaging portion 111c.
- the opening 111 a is an opening that communicates with the channel tube 171 .
- a treatment section 410 such as grasping forceps provided at the distal end of the treatment instrument 400 through which the channel tube 171 is inserted protrudes from the opening 111a.
- the illumination unit 111b is connected to a light guide 174 that guides illumination light, and emits illumination light that illuminates the imaging target.
- the imaging unit 111c includes an imaging element such as a CMOS, and images an object to be imaged.
- the imaging signal is sent to the video control device 500 via the imaging cable 173 .
- FIG. 4 is a diagram showing a part of the bending portion (movable portion) 112 as a cross-sectional view.
- the bending portion 112 has a plurality of joint rings (also referred to as bending pieces) 115, a distal end portion 116 connected to the distal ends of the plurality of joint rings 115, and an outer sheath 118 (see FIG. 3).
- the multiple node rings 115 and the distal end portion 116 are connected in the longitudinal direction A inside the outer sheath 118 .
- the shape and number of the node rings 115 included in the bending portion 112 are not limited to the shape and number of the node rings 115 shown in FIG.
- FIG. 5 is an enlarged view of node ring 115 in region E shown in FIG.
- the node ring 115 is a short cylindrical member made of metal.
- the plurality of node rings 115 are connected so that the internal spaces of adjacent node rings 115 are continuous spaces.
- the node ring 115 has a first node ring 115a on the distal side and a second node ring 115b on the proximal side.
- the first articulation ring 115a and the second articulation ring 115b are connected by a first pivot pin 115p so as to be rotatable in the vertical direction (also referred to as "UD direction") perpendicular to the longitudinal direction A.
- the second node ring 115b of the node ring 115 on the distal side and the first node ring 115a of the node ring 115 on the proximal side are rotated by the second pivot pin 115q in the longitudinal direction A and It is connected so as to be rotatable in the left-right direction (also referred to as “LR direction”) perpendicular to the UD direction.
- LR direction left-right direction
- the first joint ring 115a and the second joint ring 115b are alternately connected by the first turning pin 115p and the second turning pin 115q, and the bending portion 112 can be bent in a desired direction.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the curved portion 112 taken along line C1-C1 of FIGS. 4 and 5.
- FIG. An upper wire guide 115u and a lower wire guide 115d are formed on the inner peripheral surface of the second node ring 115b.
- the upper wire guide 115u and the lower wire guide 115d are arranged on both sides in the UD direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
- a left wire guide 115l and a right wire guide 115r are formed on the inner peripheral surface of the first node ring 115a.
- the left wire guide 115l and the right wire guide 115r are arranged on both sides in the LR direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
- Through holes through which the bending wire 160 is inserted are formed along the longitudinal direction A in the upper wire guide 115u, the lower wire guide 115d, the left wire guide 115l, and the right wire guide 115r.
- a bending wire 160 is a wire that bends the bending portion 112 .
- a bending wire 160 extends through the internal path 101 to the detachable portion 150 . 4 and 6, the bending wire 160 has an upper bending wire 161u, a lower bending wire 161d, a left bending wire 161l, a right bending wire 161r, and four wire sheaths 161s.
- the upper bending wire 161u, the lower bending wire 161d, the left bending wire 161l, and the right bending wire 161r each pass through a wire sheath 161s.
- a distal end of the wire sheath 161 s is attached to the node ring 115 at the proximal end of the bending portion 112 .
- the wire sheath 161 s extends to the detachable portion 150 .
- the upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d are wires for bending the bending portion 112 in the UD direction.
- the upper bending wire 161u passes through the upper wire guide 115u.
- the lower bending wire 161d is inserted through the lower wire guide 115d.
- the tips of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d are fixed to the distal end portion 116 of the bending portion 112, as shown in FIG.
- the tips of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d fixed to the tip portion 116 are arranged on both sides in the UD direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
- the left bending wire 161l and the right bending wire 161r are wires for bending the bending portion 112 in the LR direction.
- the left bending wire 161l passes through the left wire guide 115l.
- the right bending wire 161r passes through the right wire guide 115r.
- the distal ends of the left bending wire 161l and the right bending wire 161r are fixed to the distal end portion 116 of the bending portion 112, as shown in FIG.
- the tips of the left bending wire 161l and the right bending wire 161r fixed to the tip portion 116 are arranged on both sides in the LR direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
- the bending portion 112 can be bent in a desired direction by pulling or relaxing the bending wires 160 (the upper bending wire 161u, the lower bending wire 161d, the left bending wire 161l, and the right bending wire 161r).
- a bending wire 160 , a channel tube 171 , an imaging cable 173 and a light guide 174 are inserted through the internal path 101 formed inside the bending portion 112 .
- the internal soft part 119 is an elongated flexible tubular member.
- a bending wire 160 , a channel tube 171 , an imaging cable 173 , and a light guide 174 are inserted through the internal path 101 formed in the internal soft part 119 .
- the connecting portion 120 is a member that connects the internal soft portion 119 and the extracorporeal soft portion 140 of the insertion portion 110, as shown in FIG.
- the connecting portion 120 includes a forceps opening 126 that is an insertion opening into which the treatment instrument 400 is inserted.
- the extracorporeal soft section 140 is an elongate tubular member.
- a bending wire 160, an imaging cable 173, a light guide 174, and an air supply/suction tube 172 (see FIG. 10) are inserted through an internal path 101 formed inside the extracorporeal soft section 140.
- the detachable section 150 includes a first detachable section 1501 attached to the driving device 200 and a second detachable section 1502 attached to the video control device 500, as shown in FIG. Note that the first detachable portion 1501 and the second detachable portion 1502 may be an integral detachable portion.
- the internal path 101 formed inside the extracorporeal soft section 140 branches into a first detachable section 1501 and a second detachable section 1502 .
- the bending wire 160 and the air supply/suction tube 172 are inserted through the first detachable portion 1501 .
- the imaging cable 173 and the light guide 174 are inserted through the second detachable portion 1502 .
- FIG. 7 is a diagram showing the first attaching/detaching portion 1501 before being attached to the driving device 200.
- the first attaching/detaching portion 1501 has a vertical bending wire attaching/detaching portion 151 and a horizontal bending wire attaching/detaching portion 152 .
- the up/down bending wire attachment/detachment part 151 is a mechanism that detachably connects wires (up bending wire 161 u and down bending wire 161 d) for bending the bending part 112 in the UD direction to the driving device 200 .
- the left/right bending wire attachment/detachment part 152 is a mechanism for detachably connecting the wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) for bending the bending part 112 in the LR direction to the driving device 200 .
- the horizontal bending wire attaching/detaching part 152 has the same structure as the vertical bending wire attaching/detaching part 151, so illustration and description thereof are omitted.
- FIG. 8 is a diagram showing the vertical bending wire attachment/detachment portion 151 before being attached to the driving device 200.
- FIG. FIG. 9 is a diagram showing the vertical bending wire attachment/detachment portion 151 attached to the driving device 200.
- the vertical bending wire attaching/detaching section 151 has a support member 155 , a rotating drum 156 and a tension sensor 159 .
- the support member 155 supports the rotating drum 156 .
- the support member 155 has an attachment/detachment detection dog 155a exposed on the base end side of the up/down bending wire attaching/detaching portion 151, and a plurality of bend pulleys 155p.
- the bend pulley 155p changes the conveying direction of the upper bending wire 161u inserted through the extracorporeal soft section 140 and guides the upper bending wire 161u to the rotating drum 156.
- the bend pulley 155p changes the conveying direction of the lower bending wire 161d inserted through the extracorporeal soft section 140 and guides the lower bending wire 161d to the rotating drum 156. As shown in FIG.
- the rotating drum 156 is supported by the supporting member 155 so as to be rotatable around a drum rotating shaft 156r extending along the longitudinal direction A.
- the rotating drum 156 has a take-up pulley 156a and a coupling portion 156c.
- the take-up pulley 156a pulls or feeds the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d by rotating around the drum rotation shaft 156r.
- the winding pulley 156a rotates clockwise when viewed from the distal side to the proximal side, the upper bending wire 161u is wound around the winding pulley 156a and pulled, and the lower bending wire 161d is pulled from the winding pulley 156a. sent out.
- the take-up pulley 156a rotates counterclockwise, the upper bending wire 161u is sent out from the take-up pulley 156a, and the lower bending wire 161d is wound around the take-up pulley 156a and pulled.
- the coupling portion 156c is a disk member that rotates about the drum rotation shaft 156r.
- the coupling portion 156c is fixed to the base end of the take-up pulley 156a and rotates together with the take-up pulley 156a.
- the coupling portion 156 c is exposed on the base end side of the vertically bending wire attaching/detaching portion 151 .
- Two fitting projections 156d are formed on the base end side surface of the coupling portion 156c.
- the two fitting protrusions 156d are formed on both sides of the drum rotating shaft 156r.
- the tension sensor 159 detects the tension of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d. A detection result of the tension sensor 159 is acquired by the drive controller 260 .
- FIG. 10 is a functional block diagram of drive device 200. As shown in FIG.
- the drive device 200 includes an adapter 210 , an operation reception section 220 , an air supply/suction drive section 230 , a wire drive section 250 and a drive controller 260 .
- the adapter 210 has a first adapter 211 and a second adapter 212, as shown in FIG.
- the first adapter 211 is an adapter to which the operation cable 301 is detachably connected.
- the second adapter 212 is an adapter to which the first attachment/detachment section 1501 of the endoscope 100 is detachably connected.
- the operation reception unit 220 receives operation input from the operation device 300 via the operation cable 301 .
- the operation reception unit 220 has a known wireless reception module.
- the air supply/suction drive unit 230 is connected to the air supply/suction tube 172 inserted into the internal path 101 of the endoscope 100 .
- the air supply/suction drive unit 230 includes a pump and the like, and supplies air to the air supply/suction tube 172 . Also, the air supply/suction driving section 230 sucks air from the air supply/suction tube 172 .
- the wire driving section 250 drives the bending wire 160 by coupling with the vertical bending wire attaching/detaching section 151 and the horizontal bending wire attaching/detaching section 152 .
- the wire driving section 250 has a vertical bending wire driving section 251 and a horizontal bending wire driving section 252, as shown in FIG.
- the vertical bending wire driving section 251 is a mechanism that is coupled with the vertical bending wire attaching/detaching section 151 to drive the wires (the upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d) that bend the bending section 112 in the UD direction.
- the left/right bending wire driving section 252 is a mechanism that is coupled with the left/right bending wire attaching/detaching section 152 to drive the wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) that bend the bending section 112 in the LR direction.
- the left-right bending wire drive unit 252 has the same structure as the up-down bending wire drive unit 251, so illustration and description thereof will be omitted.
- the vertical bending wire driving section 251 has a supporting member 255, a bending wire driving section 256A, an engaging member 258, and an attachment/detachment sensor 259, as shown in FIG.
- the bending wire driving section 256A is coupled with the rotating drum 156 of the vertical bending wire attaching/detaching section 151 to drive the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d.
- the bending wire driving portion 256A has a shaft 256a, a motor portion 256b, a coupled portion 256c, a torque sensor 256e, and an elastic member 256s.
- the shaft 256a is supported by a support member 255 so as to be rotatable around a shaft rotation axis 256r and to be advanced and retracted in the longitudinal direction A.
- the shaft rotation axis 256r coincides with the drum rotation axis 156r.
- the motor unit 256b has a motor such as a DC motor, a motor driver that drives the motor, and a motor encoder.
- the motor rotates the shaft 256a around the shaft rotation axis 256r.
- the motor drivers are controlled by drive controller 260 .
- the coupled portion 256c is a disc member that rotates around a shaft rotation axis 256r.
- the coupled portion 256c is fixed to the tip of the shaft 256a and rotates integrally with the shaft 256a. As shown in FIG. 8 , the coupled portion 256 c is exposed at the distal end side of the vertical bending wire driving portion 251 .
- Two fitting recesses 256d are formed on the front end side surface of the coupled portion 256c.
- the two fitting recesses 256d are formed on both sides of the shaft rotation axis 256r.
- the fitting convex portion 156d and the fitting concave portion 256d are fitted to couple the coupling portion 156c and the coupled portion 256c.
- the rotation of the shaft 256a by the motor portion 256b is transmitted to the rotating drum 156.
- the shaft 256a rotates clockwise when viewed from the distal side to the proximal side, the upward bending wire 161u is pulled and the downward bending wire 161d is sent out.
- the shaft 256a counterclockwise the upper bending wire 161u is delivered and the lower bending wire 161d is pulled.
- the torque sensor 256e detects the rotational torque of the shaft 256a about the shaft rotation axis 256r. A detection result of the torque sensor 256 e is acquired by the drive controller 260 .
- the elastic member 256s is, for example, a compression spring, and has a distal end in contact with the coupled portion 256c and a proximal end in contact with the support member 255 .
- the elastic member 256s urges the coupled portion 256c toward the tip side (A1). As shown in FIG. 9, when the coupling portion 156c is attached, the coupled portion 256c moves to the proximal end side (A2) together with the shaft 256a.
- the attachment/detachment sensor 259 detects attachment/detachment of the up/down bending wire attaching/detaching portion 151 to/from the up/down bending wire driving portion 251 by detecting engagement and disengagement with the attachment/detachment detection dog 155a. .
- the detection result of the attachment/detachment sensor 259 is acquired by the drive controller 260 .
- the drive controller 260 controls the drive device 200 as a whole.
- the drive controller 260 acquires the operation input received by the operation reception unit 220 .
- Drive controller 260 controls air supply/suction drive section 230 and wire drive section 250 based on the acquired operation input. Note that the drive controller 260 may perform other processes such as image processing and image recognition processing.
- the drive controller 260 is a program-executable computer including a processor, a memory, a storage section capable of storing programs and data, and an input/output control section.
- the functions of the drive controller 260 are implemented by the processor executing a program. At least some functions of the drive controller 260 may be realized by dedicated logic circuits.
- the drive controller 260 desirably has high computational performance in order to control the plurality of motors that drive the plurality of bending wires 160 with high accuracy.
- the drive controller 260 may further have a configuration other than the processor, memory, storage section, and input/output control section.
- the drive controller 260 may further include an image calculation section that performs part or all of image processing and image recognition processing.
- the drive controller 260 can perform specific image processing and image recognition processing at high speed.
- the image calculation section may be mounted in a separate hardware device connected via a communication line.
- FIG. 11 is a perspective view of the operating device 300.
- the operation device 300 is a device to which an operation for driving the endoscope 100 is input. The input operation input is transmitted to the driving device 200 via the operation cable 301 .
- the operation device 300 may be capable of communicating with the driving device 200 by wireless communication instead of wired communication.
- the operation device 300 includes an operation unit main body 310 , a touch pad 380 , an air supply button 350 and a suction button 351 .
- the operation unit main body 310 is formed in a substantially cylindrical shape that can be held by the operator S with the left hand L.
- the operation section main body 310 has a flat touch pad support section 314 that supports the touch pad 380 .
- An operation cable 301 is connected to the longitudinal end of the operation unit main body 310 .
- the direction perpendicular to the touch pad 380 supported by the touch pad support portion 314 is defined as the “forward and backward direction”, and the direction in which the touch pad 380 is provided with respect to the touch pad support portion 314 is defined as the “forward direction”. FR”.
- the opposite direction is defined as "rear RR".
- the longitudinal direction of the operation portion main body 310 is defined as the “vertical direction”, and the direction in which the operation cable 301 is attached to the operation portion main body 310 is defined as the “downward LWR”.
- the opposite direction is defined as "Upward UPR”.
- the right direction toward the rear RR is defined as "right RH”.
- the opposite direction is defined as "left LH”.
- a direction toward the right RH or the left LH is defined as a “left-right direction”.
- FIG. 12 is a perspective view of the operating device 300 operated with the left hand L of the operator S.
- the touchpad supporter 314 supports the touchpad 380 .
- the touch pad support portion 314 is formed in a flat plate shape and provided to extend upward UPR and rightward RH from the operation portion main body 310 .
- the touch pad 380 is supported at a position where it can be easily operated with the thumb of the left hand L of the operator S holding the operation unit main body 310 .
- the touch pad 380 is a pointing device for inputting operations on the bending portion 112 and the like.
- the touch pad 380 has a rectangular input area, and the long side direction of the input area substantially coincides with the vertical direction, and the short side direction of the input area substantially coincides with the horizontal direction.
- the touch pad 380 outputs two-dimensional coordinates of the touch pad 380 corresponding to the touched position in response to an operation input by touching the touch pad 380 .
- the touch pad 380 is, for example, a resistive touch pad or a capacitive touch pad. It is desirable that the touch pad 380 be capable of detecting the degree of pressing force and touches at multiple points.
- Touchpad 380 also includes a touch panel with liquid crystal.
- a slightly raised convex undulating portion 380a is formed at the reference point P0 of the touch pad 380 (for example, the center of the touch pad 380).
- the operator S can recognize the reference point P0 of the touch pad 380 without visual confirmation by touching the undulating portion 380a with the thumb.
- the undulating portion 380a may have any shape as long as it is recognizable by touch, and may be formed in a concave shape, for example.
- the air supply button 350 is attached to the rear RR of the operation unit main body 310, and is operated by the index finger and middle finger of the left hand L as shown in FIG. When the air supply button 350 is pushed, air is supplied from the opening 111 a of the distal end portion 111 of the endoscope 100 . Operation of the air supply button 350 is transmitted to the driving device 200 .
- the suction button 351 is attached to the rear RR of the operation unit main body 310, and is operated by the index finger and middle finger of the left hand L as shown in FIG. When the suction button 351 is pushed, suction is performed from the opening 111 a of the distal end portion 111 of the endoscope 100 . Operation of the suction button 351 is transmitted to the driving device 200 .
- the drive controller 260 of the drive device 200 acquires the operation input transmitted by the operation device 300 and controls the air supply/suction drive section 230 and wire drive section 250 .
- FIG. 13 is a functional block diagram of the video control device 500. As shown in FIG. The image control device 500 controls the electric endoscope system 1000 .
- the video control device 500 includes a third adapter 510 , an imaging processing section 520 , a light source section 530 and a main controller 560 .
- the third adapter 510 is an adapter to which the second detachable section 1502 of the endoscope 100 is detachably connected.
- the imaging processing unit 520 converts an imaging signal acquired from the imaging unit 111c of the distal end portion 111 via the imaging cable 173 into a captured image.
- the light source unit 530 generates illumination light that irradiates the object to be imaged.
- the illumination light generated by the light source section 530 is guided to the illumination section 111b of the distal end section 111 via the light guide 174 .
- FIG. 14 is a functional block diagram of the main controller 560.
- the main controller 560 is a program-executable computer having a processor 561, a memory 562, and the like.
- the functions of the main controller 560 are implemented by the processor 561 executing programs. At least part of the functions of the main controller 560 may be realized by a dedicated logic circuit.
- the main controller 560 has a processor 561 , a program-readable memory 562 , a storage section 563 , and an input/output control section 564 .
- the storage unit 563 is a non-volatile recording medium that stores the above-described programs and necessary data.
- the storage unit 563 is composed of, for example, a ROM, a hard disk, or the like.
- a program recorded in the storage unit 563 is read into the memory 562 and executed by the processor 561 .
- the input/output control unit 564 is connected to the imaging processing unit 520, the light source unit 530, the driving device 200, the display device 900, the input device (not shown), and the network device (not shown). Under the control of the processor 561, the input/output control unit 564 transmits and receives data and control signals to and from connected devices.
- the main controller 560 can perform image processing on the captured image acquired by the imaging processing section 520 .
- the main controller 560 can generate GUI images and CG images for the purpose of providing information to the operator S.
- the main controller 560 can display captured images, GUI images, and CG images on the display device 900 .
- the main controller 560 is not limited to an integrated hardware device.
- the main controller 560 may be configured by separating a part of it as a separate hardware device and then connecting the separated hardware device with a communication line.
- the main controller 560 may be a cloud system that connects separated storage units 563 via communication lines.
- the main controller 560 may further have a configuration other than the processor 561, memory 562, storage section 563, and input/output control section 564 shown in FIG.
- the main controller 560 may further have an image calculation unit that performs part or all of the image processing and image recognition processing that the processor 561 has performed.
- the main controller 560 can execute specific image processing and image recognition processing at high speed.
- the image calculation section may be mounted in a separate hardware device connected via a communication line.
- step S100 the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S100).
- step S110 the drive controller 260 (primarily a processor) then executes step S110.
- Step S110 Determining start of bending drive>
- the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the touch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending section 112 . If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 next carries out step S120.
- Step S120 Calculate Target Position>
- the drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 corresponding to the touched position T1.
- the drive controller 260 transforms the acquired two-dimensional coordinates of the touch pad 380 into three-dimensional coordinates around the curved portion 112 .
- Drive controller 260 implements the coordinate transformations described above using known coordinate transformation methods.
- FIG. 16 is a diagram illustrating an example of coordinate conversion.
- Drive controller 260 transforms the two-dimensional coordinates of position T1 into three-dimensional coordinates on curved surface BS.
- the curved surface BS is a curved surface that indicates a position where the distal end portion 111 provided at the distal end of the curved portion 112 can be arranged by curving the curved portion 112 .
- the curved surface BS is substantially hemispherical.
- the input range TR1 of the touch pad 380 is associated with the driving range DR1 on the curved surface BS.
- Input range TR2 of touch pad 380 is associated with drive range DR2 on curved surface BS.
- Input range TR2 is wider than input range TR1, and drive range DR2 is wider than drive range DR1.
- the outline of the driving range DR2 is associated with the position of the distal end portion 111 when the bending angle of the bending portion 112 is maximum.
- the operator S can bend the bending portion 112 until the bending angle of the bending portion 112 reaches the maximum by the operation of touching the contour of the input range TR2.
- the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is constant.
- the upward UPR of the touch pad 380 is associated with the upward direction (U direction) of the curved portion 112 in the UD direction.
- the lower LWR of the touch pad 380 is associated with the downward direction (D direction) of the curved portion 112 in the UD direction.
- the left LH of the touch pad 380 is associated with the left direction (L direction) of the bending portion 112 in the LR direction.
- the right RH of the touch pad 380 is associated with the right direction (R direction) in the LR direction of the bending portion 112 .
- the reference point P0 of the touch pad 380 provided with the undulating portion 380a is associated with the position D0 of the tip portion 111 when the curved portion 112 is in the initial shape.
- the initial shape of the curved portion 112 is a non-curved linear shape as shown in FIG.
- FIG. 17A and 17B are diagrams for explaining an operation example of the touch pad 380.
- the drive controller 260 may adjust the above associations by a pinch-zoom operation or the like.
- the operator S can enlarge the input range TR1 of the touch pad 380 associated with the drive range DR1 on the curved surface BS, for example.
- the operator S can finely specify the position in the drive range DR1.
- the operator S can reduce the enlarged input range TR1 to return it to its original size.
- the drive controller 260 stores the calculated three-dimensional coordinates in the memory as the three-dimensional coordinates of the "target position D1". Drive controller 260 then performs step S130.
- Step S130 Bending portion drive>
- the drive controller 260 drives the bending portion 112 to move the distal end portion 111 toward the target position D1 by a predetermined distance or for a predetermined period.
- the drive controller 260 records, for example, a wire pulling amount and a wire pulling time necessary for the tip portion 111 to reach each target position D1 in a memory or the like, and refers to this to control the tip portion 111. Control.
- Drive controller 260 then performs step S140.
- the drive controller 260 may adjust the speed at which the bending portion 112 moves based on the degree of pressing force.
- the drive controller 260 increases the speed at which the bending portion 112 moves, for example, as the pressing force increases. As a result, since the speed can be changed in the middle of the operation input, safe operation according to the treatment situation is possible.
- Step S140 End determination>
- the drive controller 260 determines whether the distal end portion 111 has reached the target position D1 in step S130. If the distal end portion 111 has not reached the target position D1, the drive controller 260 re-executes step S110.
- the drive controller 260 records, in memory or the like, the amount of wire pulling when the distal end portion 111 reaches each target position D1, for example. When the amount of pulling of the wire has reached the amount corresponding to the target position D1, it is determined that the distal end portion 111 has reached the target position D1.
- Step S110 Determining continuation of bending drive>
- the drive controller 260 confirms an operation input to the touch pad 380 and determines whether to continue the bending drive of the bending section 112 . If there is no operation input to touch pad 380, drive controller 260 does not perform step S120. That is, if there is no operation input to the touch pad 380 before the distal end portion 111 reaches the target position D1, the drive controller 260 does not continue the bending drive.
- the thumb is released from the touch pad 380, the driving of the bending section 112 stops, so the operator S can safely operate the bending section 112 according to the treatment situation.
- Step S120 Calculate Target Position>
- the drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the touchpad 380 corresponding to the touched position. If the obtained two-dimensional coordinates of the touch pad 380 have not changed since the previous step S120, the drive controller 260 can omit the processing of calculating the three-dimensional coordinates of the target position.
- the drive controller 260 recognizes that the target position has changed in the middle, and converts the three-dimensional coordinates of the new "target position D2". Calculated by That is, the drive controller 260 changes the target position in the middle even if the distal end portion 111 has not reached the target position D1. Drive controller 260 stores the three-dimensional coordinates of target position D2 in memory.
- the latest target position is the target position D1 if the target position has not been changed in the middle, and is the target position D2 if the target position has been changed in the middle.
- Step S130 Bending portion drive>
- the drive controller 260 drives the bending section 112 to move the tip section 111 toward the latest target position by a predetermined distance or for a predetermined period.
- Drive controller 260 then performs step S140.
- Step S140 Drive controller 260 determines whether tip portion 111 has reached the latest target position in step S140. If tip 111 has reached the latest target position, drive controller 260 next executes step S150.
- Step S150 The drive controller 260 determines whether to continue to control the bending drive of the bending section 112 in step S150. If continuing to control the bending drive of the bending portion 112, the drive controller 260 then performs step S110. If the bending drive of the bending portion 112 is not controlled, the drive controller 260 next executes step S160 to end the control flow shown in FIG.
- a part or all of the control flowchart of the drive controller 260 described above may be implemented by the main controller 560 .
- the electric endoscope system 1000 it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 . Since the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 are associated with the three-dimensional coordinates around the bending section 112, the operator S can use the touch pad 380 to change the shape of the bending section 112 to a desired shape. It is easy to grasp the operation input of
- the operator S can easily restore the bending portion 112 to its initial shape by touching the reference point P0 of the touch pad 380 provided with the undulating portion 380a.
- the initial shape of the curved portion 112 is linear in this embodiment, the initial shape of the curved portion 112 can be set to any shape.
- the drive controller 260 may set, as the initial shape, the curved shape of the bending portion 112 that disposes the distal end portion 111 at a position facing the affected area in order to treat the affected area.
- the drive controller 260 executes an initialization step of setting an arbitrary shape as an initial shape when an initialization switch (not shown) is pressed. Note that the initialization step may be executed at any timing.
- the operator S can operate while grasping how much the bending portion 112 is bent. For example, it is possible to perform an operation while grasping how much more bending is possible than the bending limit. As a result, there are problems such as the operation assuming that the endoscope can still bend, but it stops halfway due to the bending limit, and the remaining bendable amount is unknown, so it is not possible to judge whether the treatment is possible with the current posture of the endoscope. can be prevented.
- the operating device 300 has a touch pad 380 for inputting operations.
- the touch pad 380 of the operation device 300 may be a touch panel having a display such as a liquid crystal panel.
- the touch panel may display the reference point P0 as an icon instead of the undulating portion 380a of the reference point P0.
- the touch panel may display, as an icon, a line indicating the vertical and horizontal directions, a representative position P described later, or an input range TR.
- the touch panel may display the bending section CG of the endoscope so that bending behavior can be confirmed as a tutorial.
- the touchpad 380 has a planar input area.
- the input area of touchpad 380 may be curved.
- An input area having a curved surface shape is associated with the curved surface BS. Therefore, the operator S can more intuitively specify the target position of the distal end portion 111 .
- FIG. 18 is a diagram showing another method of calculating the three-dimensional coordinates of the target position.
- the drive controller 260 stores a plurality of representative positions P (P1, P2, P3, etc.) of the touch pad 380 and corresponding positions C (C1, C2, C3, etc.) of the distal end portion 111 corresponding to the plurality of representative positions P, respectively. , are associated in advance.
- the drive controller 260 identifies a corresponding position C corresponding to the representative position P close to the touched position.
- the drive controller 260 sets the corresponding corresponding position C or the vicinity of the corresponding corresponding position C as the target position.
- the drive controller 260 can reduce the arithmetic processing required for coordinate conversion, although the accuracy of specifying the target position is reduced.
- the drive controller 260 drives the bending section 112 using the 3D coordinates of the target position calculated from the 2D coordinates of the touch pad 380 .
- the driving mode of the bending portion 112 is not limited to this.
- 19A and 19B are diagrams showing another driving mode of the bending portion 112.
- the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 may be associated with the amount of pulling of the bending wire 160 .
- the drive controller 260 drives the bending section 112 based on the amount of pulling of the bending wire 160 calculated from the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 .
- the coordinate values in the vertical direction of the touch pad 380 are associated with the amount of pulling of the bending wires (the upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d) that bend the bending portion 112 in the UD direction.
- the coordinate values in the left-right direction of the touch pad 380 are associated with the amounts of traction of the bending wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) that bend the bending portion 112 in the LR direction.
- the reference point P0 of the touch pad 380 is associated with zero pulling amount of the bending wire 160 . Therefore, by touching the reference point P0 of the touch pad 380, the operator S can easily return the curved portion 112 to the straight shape.
- FIG. 20 is a perspective view showing a touch pad 380B that is a modification of touch pad 380. As shown in FIG. The undulating portion 380a is not provided at the reference point P0 of the touch pad 380B. If the user can recognize the reference point P0, the undulating portion 380a is not essential.
- the electric endoscope system 1000B has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
- the electric endoscope system 1000B differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
- step S210 description will be made along the control flowchart of the drive controller 260 of the control device 600 shown in FIG.
- the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S200).
- drive controller 260 (primarily a processor) executes step S210.
- Step S210 Determining Start of Bending Drive>
- the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the touch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending portion 112 , as in step S ⁇ b>110 of the first embodiment. If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 then performs step S220.
- Step S220 Determination of operation input mode>
- Drive controller 260 determines the operation input mode based on the manner of operation input to touch pad 380 in step S ⁇ b>210 .
- the drive controller 260 has a “position input mode” and a “difference input mode” as operation input modes.
- the position input mode is an operation input mode in which operation input is performed by the method shown in the first embodiment.
- Drive controller 260 operating in the position input mode moves tip 111 to the target position associated with the position touched on touch pad 380 .
- the difference input mode is an operation input mode in which an operation input is performed regarding the amount of change (difference) from the position where the tip portion 111 is arranged.
- Drive controller 260 operating in differential input mode moves tip 111 according to the direction and amount of movement of the thumb along touchpad 380 .
- step S210 If the operation input mode acquired in step S210 is a touch operation, the drive controller 260 sets the operation input mode to the position input mode, and then executes step S120.
- the processing after step S120 is the same as in the first embodiment.
- FIG. 22 is a diagram showing a drag operation on touch pad 380. As shown in FIG. If the mode of operation input acquired in step S210 is an operation of tracing the touch pad 380, such as a drag operation, the drive controller 260 sets the operation input mode to the differential input mode, and then executes step S230.
- the operation input mode may be switched by operating a button provided on the operation device 300 or the like. In that case, the drive controller 260 does not need to switch the operation input mode based on the mode of operation input.
- Step S230 Calculate vector>
- Drive controller 260 calculates the direction and amount of movement of the thumb along touch pad 380 in step S230.
- the direction in which the thumb is moved along the touch pad 380 is called "operation direction F”.
- Drive controller 260 then performs step S240.
- the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is constant.
- the vertical direction of the touch pad 380 corresponds to the vertical direction (UD direction) of the curved portion 112 .
- the left-right direction of the touch pad 380 corresponds to the left-right direction (LR direction) of the curved portion 112 .
- Step S240 Bending portion drive>
- the drive controller 260 drives the bending section 112 to bend the bending section 112 in the bending direction associated with the operation direction F in step S240.
- Drive controller 260 moves tip 111 a distance corresponding to the amount of movement of the thumb moved along touch pad 380 .
- Drive controller 260 then performs step S150.
- the processing after step S150 is the same as in the first embodiment.
- the amount of movement of the tip portion 111 with respect to the amount of movement of the thumb is determined, for example, so that the ratio of the amount of movement of the thumb to the input range TR1 of the touch pad 380 and the ratio of the amount of bending to the drive range DR1 are the same.
- the electric endoscope system 1000B it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 . It is possible to switch between the position input mode and the difference input mode depending on the mode of operation input to the touch pad 380 . For example, after performing rough positioning of the distal end portion 111 in the position input mode, the operator S can perform fine positioning of the distal end portion 111 in the differential input mode.
- the electric endoscope system 1000C has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
- the electric endoscope system 1000C differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
- the main controller 560 can acquire the orientation of the distal end portion 111 .
- the main controller 560 may acquire the orientation of the distal end portion 111 using a sensor such as an acceleration sensor provided at the distal end portion 111 .
- the main controller 560 may detect the posture of the distal end portion 111 based on the shape of the insertion portion 110 acquired by a magnetic sensor or the like.
- the main controller 560 performs image processing on the captured image acquired by the imaging processing unit 520 according to the orientation of the distal end portion 111 . Specifically, the main controller 560 determines the direction of gravity G in the captured image from the orientation of the distal end portion 111 . The main controller 560 rotates the captured image by image processing so that the direction of gravity G faces downward in the image displayed on the display device 900 . The captured image that has undergone rotation processing is displayed on the display device 900 as a display image. Since the direction of gravity G matches the downward direction in the display image of the display device 900, the operator S can easily grasp the target displayed in the display image.
- step S300 the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S300).
- step S310 the drive controller 260 (primarily a processor) then performs step S310.
- Step S310 Determining Start of Bending Drive>
- the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the touch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending portion 112 , as in step S ⁇ b>110 of the first embodiment. If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 next performs step S315.
- Step S315 Gravitational Direction G of Tip Part 111 Acquired>
- the drive controller 260 acquires the direction of gravity G of the distal end portion 111 from the main controller 560 in step S310.
- Drive controller 260 then performs step S320.
- Step S320 Calculate Target Position>
- the drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 corresponding to the touched position T1.
- the drive controller 260 transforms the acquired two-dimensional coordinates of the touch pad 380 into three-dimensional coordinates around the curved portion 112 .
- the drive controller 260 changes the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 according to the posture change of the distal end portion 111 . Specifically, the drive controller 260 associates the gravity direction G of the distal end portion 111 with the lower LWR of the touch pad 380 .
- FIG. 24 is a diagram showing a modification of the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112.
- the curved portion 112 is greatly curved and the U direction of the curved portion 112 matches the gravity direction G.
- the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is changed.
- the upward UPR of the touch pad 380 is associated with the downward direction (D direction) of the curved portion 112 in the UD direction.
- the lower LWR of the touch pad 380 is associated with the upward direction (U direction) of the curved portion 112 in the UD direction.
- the left LH of the touch pad 380 is associated with the right direction (R direction) in the LR direction of the bending portion 112 .
- the right RH of the touch pad 380 is associated with the left direction (L direction) of the bending portion 112 in the LR direction.
- the direction of gravity G matches the downward direction in the display image, and the operator S can intuitively operate the touch pad 380 while looking at the display screen.
- the direction of the touch pad 380 associated with the direction of gravity G of the tip portion 111 is not limited to the lower LWR of the touch pad.
- the drive controller 260 may associate the direction of gravity G of the distal end portion 111 with an arbitrary direction of the touch pad 380 .
- the drive controller 260 performs step S130 after step S320.
- the processing after step S130 is the same as in the first embodiment.
- the electric endoscope system 1000C it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 .
- the operator S can intuitively bend the bending portion 112 using the touch pad 380 . can.
- the bending portion 112 is simply bent. However, the mode of the curved portion 112 is not limited to this.
- the bending portion 112 may bend in multiple steps.
- the drive controller 260 may calculate the target position using the curved surface BS that matches the curved aspect of the curved portion 112 .
- the program in each embodiment may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium may be read into a computer system and executed.
- the “computer system” includes hardware such as an OS and peripheral devices.
- the term "computer-readable recording medium” refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems.
- “computer-readable recording medium” means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
- the program may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case.
- the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
- the present invention can be applied to a manipulator system for observing and treating the inside of a hollow organ.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Abstract
The present invention provides a manipulator system and a method for driving a manipulator with which the shape of a movable part can be easily changed into a desired shape by operation input to a touchpad. This manipulator system is provided with: a manipulator provided with a movable part capable of being warped or bent; a driving device that warps or bends the movable part; and an operation device (300) that is connected communicably with the driving device and has a touchpad (380) for receiving operation input to warp or bend the movable part, wherein the driving device drives the movable part to move the distal end of the movable part to a target position (D1), which corresponds to a position (T1) touched on the touchpad.
Description
本発明は、マニピュレータシステムおよびマニピュレータ駆動方法に関する。
The present invention relates to a manipulator system and a manipulator driving method.
従来、消化管などの管腔器官内の観察や処置を実施するマニピュレータシステムが使用されている。マニピュレータシステムは、管腔器官内の挿入される挿入部において湾曲あるいは屈曲駆動可能な可動部を備える。使用者は、体外に配置された操作部から可動部を操作できる。
Conventionally, manipulator systems have been used to observe and treat the inside of hollow organs such as the digestive tract. A manipulator system includes a movable part that can be driven to bend or bend at an insertion part inserted in a hollow organ. The user can operate the movable section from the operating section arranged outside the body.
特許文献1には、タッチパッドを有する操作部を備えたマニピュレータシステムが記載されている。特許文献1に記載されたマニピュレータシステムは、タッチパッドに対する操作入力に基づいて湾曲部を湾曲駆動する。
Patent Literature 1 describes a manipulator system having an operation unit with a touch pad. A manipulator system described in Patent Document 1 drives a bending portion to bend based on an operation input to a touch pad.
しかしながら、特許文献1に記載されたマニピュレータシステムは、可動部の形状を所望の形状に変化させるために必要な操作入力を使用者が把握しにくい場合がある。例えば、使用者は、可動部の形状を湾曲形状から直線形状に変化させるために必要な操作入力を把握しにくい。
However, in the manipulator system described in Patent Document 1, it may be difficult for the user to grasp the operation input required to change the shape of the movable part to a desired shape. For example, it is difficult for the user to grasp the operation input required to change the shape of the movable portion from the curved shape to the linear shape.
上記事情を踏まえ、本発明は、タッチパッドへの操作入力により、可動部の形状を所望の形状に容易に変化させることができるマニピュレータシステムおよびマニピュレータ駆動方法を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a manipulator system and a manipulator driving method that can easily change the shape of a movable part to a desired shape by operating a touch pad.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係るマニピュレータシステムは、湾曲あるいは屈曲可能な可動部を備えたマニピュレータと、前記可動部を湾曲あるいは屈曲する駆動装置と、前記駆動装置と通信可能に接続され、前記可動部を湾曲あるいは屈曲する操作入力を受けるタッチパッドを有する操作装置と、を備え、前記駆動装置は、前記可動部を駆動させて、前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた目標位置に向かって前記可動部の先端を移動させる。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
A manipulator system according to a first aspect of the present invention includes a manipulator having a bendable or bendable movable portion, a driving device for bending or bending the movable portion, a driving device connected to the driving device so as to be communicable, and the movable and an operation device having a touch pad that receives an operation input for bending or bending a portion, wherein the driving device drives the movable portion to reach a target position associated with the position touched on the touch pad. Move the tip of the movable part toward the moving part.
本発明の第一の態様に係るマニピュレータシステムは、湾曲あるいは屈曲可能な可動部を備えたマニピュレータと、前記可動部を湾曲あるいは屈曲する駆動装置と、前記駆動装置と通信可能に接続され、前記可動部を湾曲あるいは屈曲する操作入力を受けるタッチパッドを有する操作装置と、を備え、前記駆動装置は、前記可動部を駆動させて、前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた目標位置に向かって前記可動部の先端を移動させる。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
A manipulator system according to a first aspect of the present invention includes a manipulator having a bendable or bendable movable portion, a driving device for bending or bending the movable portion, a driving device connected to the driving device so as to be communicable, and the movable and an operation device having a touch pad that receives an operation input for bending or bending a portion, wherein the driving device drives the movable portion to reach a target position associated with the position touched on the touch pad. Move the tip of the movable part toward the moving part.
本発明のマニピュレータシステムおよびマニピュレータ駆動方法によれば、タッチパッドへの操作入力により、可動部の形状を所望の形状に容易に変化させることができる。
According to the manipulator system and the manipulator driving method of the present invention, the shape of the movable part can be easily changed to a desired shape by operating the touch pad.
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態に係る電動内視鏡システム1000について、図1から図19を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000の全体図である。電動内視鏡システム1000は、マニピュレータシステムの一例である。なお、電動内視鏡システム1000が内視鏡を備える例を示すが、電動内視鏡システム1000は内視鏡の代わりにマニピュレータを備えてもよい。また、内視鏡の湾曲部が駆動される例を示すが、湾曲あるいは屈曲する可動部が駆動されてもよい。 (First embodiment)
An electric endoscope system 1000 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19. FIG. FIG. 1 is an overall view of an electric endoscope system 1000 according to this embodiment. The electric endoscope system 1000 is an example of a manipulator system. Although an example in which the electric endoscope system 1000 includes an endoscope is shown, the electric endoscope system 1000 may include a manipulator instead of the endoscope. Moreover, although an example in which the bending portion of the endoscope is driven is shown, a movable portion that bends or bends may be driven.
本発明の第一実施形態に係る電動内視鏡システム1000について、図1から図19を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る電動内視鏡システム1000の全体図である。電動内視鏡システム1000は、マニピュレータシステムの一例である。なお、電動内視鏡システム1000が内視鏡を備える例を示すが、電動内視鏡システム1000は内視鏡の代わりにマニピュレータを備えてもよい。また、内視鏡の湾曲部が駆動される例を示すが、湾曲あるいは屈曲する可動部が駆動されてもよい。 (First embodiment)
An electric endoscope system 1000 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19. FIG. FIG. 1 is an overall view of an electric endoscope system 1000 according to this embodiment. The electric endoscope system 1000 is an example of a manipulator system. Although an example in which the electric endoscope system 1000 includes an endoscope is shown, the electric endoscope system 1000 may include a manipulator instead of the endoscope. Moreover, although an example in which the bending portion of the endoscope is driven is shown, a movable portion that bends or bends may be driven.
[電動内視鏡システム1000]
電動内視鏡システム1000は、図1に示すように、手術台Tに横たわる患者Pの体内を観察および処置する医療システムである。電動内視鏡システム1000は、内視鏡100と、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。 [Electric endoscope system 1000]
The electric endoscope system 1000 is a medical system for observing and treating the inside of the patient P lying on the operating table T, as shown in FIG. The electric endoscope system 1000 includes anendoscope 100 , a driving device 200 , an operating device 300 , a treatment instrument 400 , an image control device 500 and a display device 900 .
電動内視鏡システム1000は、図1に示すように、手術台Tに横たわる患者Pの体内を観察および処置する医療システムである。電動内視鏡システム1000は、内視鏡100と、駆動装置200と、操作装置300と、処置具400と、映像制御装置500と、表示装置900と、を備える。 [Electric endoscope system 1000]
The electric endoscope system 1000 is a medical system for observing and treating the inside of the patient P lying on the operating table T, as shown in FIG. The electric endoscope system 1000 includes an
内視鏡100は、患者Pの管腔内に挿入して患部を観察および処置する装置である。内視鏡100は、駆動装置200と着脱自在である。内視鏡100の内部には内部経路101が形成されている。以降の説明において、内視鏡100において、患者Pの管腔内に挿入される側を「先端側(A1)」、駆動装置200に装着される側を「基端側(A2)」という。
The endoscope 100 is a device that is inserted into the lumen of the patient P to observe and treat the affected area. The endoscope 100 is detachable from the driving device 200 . An internal path 101 is formed inside the endoscope 100 . In the following description, in the endoscope 100, the side inserted into the lumen of the patient P is called the "distal side (A1)", and the side attached to the driving device 200 is called the "base end side (A2)".
駆動装置200は、内視鏡100および操作装置300と着脱自在に接続される。駆動装置200は、操作装置300に入力された操作に基づき、内蔵するモータを駆動して内視鏡100を電動駆動する。また、駆動装置200は、操作装置300に入力された操作に基づき、内蔵するポンプ等を駆動して内視鏡100に送気吸引を実施させる。
The driving device 200 is detachably connected to the endoscope 100 and the operating device 300 . The driving device 200 electrically drives the endoscope 100 by driving a built-in motor based on an operation input to the operating device 300 . In addition, the drive device 200 drives a built-in pump or the like based on an operation input to the operation device 300 to cause the endoscope 100 to perform air supply and suction.
操作装置300は、操作ケーブル301を経由して駆動装置200と着脱自在に接続される。操作装置300は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置200と通信可能であってもよい。術者Sは、操作装置300を操作することにより、内視鏡100を電動駆動できる。
The operation device 300 is detachably connected to the driving device 200 via an operation cable 301. The operation device 300 may be capable of communicating with the driving device 200 by wireless communication instead of wired communication. The operator S can electrically drive the endoscope 100 by operating the operating device 300 .
処置具400は、内視鏡100の内部経路101を挿通して患者Pの管腔内に挿入して患部を処置する装置である。図1において、処置具400は、鉗子口126から内視鏡100の内部経路101に挿入されている。
The treatment instrument 400 is a device that is inserted through the internal path 101 of the endoscope 100 and inserted into the lumen of the patient P to treat the affected area. In FIG. 1 , the treatment instrument 400 is inserted into the internal path 101 of the endoscope 100 through the forceps opening 126 .
映像制御装置500は、内視鏡100と着脱自在に接続されており、内視鏡100から撮像画像を取得する。映像制御装置500は、内視鏡100から取得した撮像画像や操作者に対する情報提供を目的とするGUI画像やCG画像を表示装置900に表示させる。
The image control device 500 is detachably connected to the endoscope 100 and acquires captured images from the endoscope 100 . The image control device 500 causes the display device 900 to display captured images acquired from the endoscope 100 and GUI images and CG images for the purpose of providing information to the operator.
駆動装置200と映像制御装置500とは、電動内視鏡システム1000を制御する制御装置600を構成する。制御装置600は、ビデオプリンタなどの周辺機器をさらに備えてもよい。駆動装置200と映像制御装置500とは、一体の装置であってもよい。
The driving device 200 and the image control device 500 constitute a control device 600 that controls the electric endoscope system 1000 . Controller 600 may further include peripherals such as a video printer. The driving device 200 and the video control device 500 may be an integrated device.
表示装置900は、LCDなどの画像を表示可能な装置である。表示装置900は、表示ケーブル901を経由して映像制御装置500に接続されている。
The display device 900 is a device capable of displaying images such as an LCD. A display device 900 is connected to the video control device 500 via a display cable 901 .
図2は、術者Sによって使用される内視鏡100と操作装置300を示す図である。
術者Sは、例えば、表示装置900に表示された撮像画像を観察しながら、患者Pの肛門から管腔内に挿入させた内視鏡100を右手Rで操作しながら、操作装置300を左手Lで操作する。内視鏡100と操作装置300とが分離しているため、術者Sは内視鏡100と操作装置300とを互いに影響を受けることなく独立して操作できる。 FIG. 2 is a diagram showing theendoscope 100 and the operating device 300 used by the operator S. As shown in FIG.
For example, while observing the captured image displayed on thedisplay device 900, the operator S operates the endoscope 100 inserted into the lumen from the anus of the patient P with the right hand R, and operates the operation device 300 with the left hand. Operate with L. Since the endoscope 100 and the operating device 300 are separated, the operator S can operate the endoscope 100 and the operating device 300 independently without being affected by each other.
術者Sは、例えば、表示装置900に表示された撮像画像を観察しながら、患者Pの肛門から管腔内に挿入させた内視鏡100を右手Rで操作しながら、操作装置300を左手Lで操作する。内視鏡100と操作装置300とが分離しているため、術者Sは内視鏡100と操作装置300とを互いに影響を受けることなく独立して操作できる。 FIG. 2 is a diagram showing the
For example, while observing the captured image displayed on the
[内視鏡100]
内視鏡100は、図1に示すように、挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160(図6参照)と、内蔵物170(図6参照)と、を備える。挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、は先端側から順に接続されている。連結部120は、延長チャンネルチューブ130を接続できる。 [Endoscope 100]
As shown in FIG. 1, theendoscope 100 includes an insertion section 110, a connecting section 120, an extracorporeal flexible section 140, an attachment/detachment section 150, a bending wire 160 (see FIG. 6), and an internal object 170 (see FIG. 6). See) and The insertion section 110, the connecting section 120, the extracorporeal soft section 140, and the detachable section 150 are connected in order from the distal end side. The connection part 120 can connect the extension channel tube 130 .
内視鏡100は、図1に示すように、挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、湾曲ワイヤ160(図6参照)と、内蔵物170(図6参照)と、を備える。挿入部110と、連結部120と、体外軟性部140と、着脱部150と、は先端側から順に接続されている。連結部120は、延長チャンネルチューブ130を接続できる。 [Endoscope 100]
As shown in FIG. 1, the
図3は、内視鏡100の挿入部110を示す図である。
内視鏡100の内部には、挿入部110の先端から着脱部150の基端まで内視鏡100の長手方向Aに沿って延びる内部経路101が形成されている。湾曲ワイヤ160および内蔵物170は、内部経路101に挿入されている。 FIG. 3 is a diagram showing theinsertion section 110 of the endoscope 100. As shown in FIG.
Aninternal path 101 extending along the longitudinal direction A of the endoscope 100 from the distal end of the insertion section 110 to the proximal end of the detachable section 150 is formed inside the endoscope 100 . Bent wire 160 and internals 170 are inserted into internal passageway 101 .
内視鏡100の内部には、挿入部110の先端から着脱部150の基端まで内視鏡100の長手方向Aに沿って延びる内部経路101が形成されている。湾曲ワイヤ160および内蔵物170は、内部経路101に挿入されている。 FIG. 3 is a diagram showing the
An
内蔵物170は、チャンネルチューブ171と、送気吸引チューブ172(図10参照)と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、を有する。
The built-in object 170 has a channel tube 171, an air supply/suction tube 172 (see FIG. 10), an imaging cable 173, and a light guide 174.
[挿入部110]
挿入部110は、管腔内に挿入可能な細長な長尺部材である。挿入部110は、先端部111と、湾曲部(可動部)112と、体内軟性部119と、を有する。先端部111と、湾曲部112と、体内軟性部119と、は先端側から順に接続されている。 [Insert part 110]
Theinsertion section 110 is an elongated elongated member that can be inserted into a lumen. The insertion portion 110 has a distal end portion 111 , a bending portion (movable portion) 112 and an intracorporeal soft portion 119 . The distal end portion 111, the bending portion 112, and the internal soft portion 119 are connected in order from the distal end side.
挿入部110は、管腔内に挿入可能な細長な長尺部材である。挿入部110は、先端部111と、湾曲部(可動部)112と、体内軟性部119と、を有する。先端部111と、湾曲部112と、体内軟性部119と、は先端側から順に接続されている。 [Insert part 110]
The
先端部111は、図3に示すように、開口部111aと、照明部111bと、撮像部111cと、を有する。開口部111aは、チャンネルチューブ171と連通する開口である。図3に示すように、チャンネルチューブ171を挿通する処置具400の先端に設けられた把持鉗子などの処置部410が開口部111aから突没する。
As shown in FIG. 3, the distal end portion 111 has an opening portion 111a, an illumination portion 111b, and an imaging portion 111c. The opening 111 a is an opening that communicates with the channel tube 171 . As shown in FIG. 3, a treatment section 410 such as grasping forceps provided at the distal end of the treatment instrument 400 through which the channel tube 171 is inserted protrudes from the opening 111a.
照明部111bは、照明光を導光するライトガイド174と接続されており、撮像対象を照明する照明光を出射する。撮像部111cは、CMOS等の撮像素子を備えており、撮像対象を撮像する。撮像信号は、撮像ケーブル173を経由して映像制御装置500に送られる。
The illumination unit 111b is connected to a light guide 174 that guides illumination light, and emits illumination light that illuminates the imaging target. The imaging unit 111c includes an imaging element such as a CMOS, and images an object to be imaged. The imaging signal is sent to the video control device 500 via the imaging cable 173 .
図4は、湾曲部(可動部)112の一部を断面図として示す図である。
湾曲部112は、複数の節輪(湾曲駒ともいう)115と、複数の節輪115の先端に連結された先端部116と、アウターシース118(図3参照)と、を有する。複数の節輪115および先端部116は、アウターシース118の内部において長手方向Aに連結されている。なお、湾曲部112が有する節輪115の形状および数は、図4に示す節輪115の形状および数に限定されない。 FIG. 4 is a diagram showing a part of the bending portion (movable portion) 112 as a cross-sectional view.
The bendingportion 112 has a plurality of joint rings (also referred to as bending pieces) 115, a distal end portion 116 connected to the distal ends of the plurality of joint rings 115, and an outer sheath 118 (see FIG. 3). The multiple node rings 115 and the distal end portion 116 are connected in the longitudinal direction A inside the outer sheath 118 . Note that the shape and number of the node rings 115 included in the bending portion 112 are not limited to the shape and number of the node rings 115 shown in FIG.
湾曲部112は、複数の節輪(湾曲駒ともいう)115と、複数の節輪115の先端に連結された先端部116と、アウターシース118(図3参照)と、を有する。複数の節輪115および先端部116は、アウターシース118の内部において長手方向Aに連結されている。なお、湾曲部112が有する節輪115の形状および数は、図4に示す節輪115の形状および数に限定されない。 FIG. 4 is a diagram showing a part of the bending portion (movable portion) 112 as a cross-sectional view.
The bending
図5は、図4に示す領域Eにおける節輪115の拡大図である。
節輪115は、金属で形成された短筒状の部材である。複数の節輪115は、隣り合う節輪115の内部空間が連続する空間となるように連結されている。 FIG. 5 is an enlarged view ofnode ring 115 in region E shown in FIG.
Thenode ring 115 is a short cylindrical member made of metal. The plurality of node rings 115 are connected so that the internal spaces of adjacent node rings 115 are continuous spaces.
節輪115は、金属で形成された短筒状の部材である。複数の節輪115は、隣り合う節輪115の内部空間が連続する空間となるように連結されている。 FIG. 5 is an enlarged view of
The
節輪115は、先端側の第一節輪115aと、基端側の第二節輪115bと、を有する。第一節輪115aと第二節輪115bとは、第一回動ピン115pによって、長手方向Aに対して垂直な上下方向(「UD方向」ともいう)に回動可能に連結されている。
The node ring 115 has a first node ring 115a on the distal side and a second node ring 115b on the proximal side. The first articulation ring 115a and the second articulation ring 115b are connected by a first pivot pin 115p so as to be rotatable in the vertical direction (also referred to as "UD direction") perpendicular to the longitudinal direction A.
隣り合う節輪115においては、先端側の節輪115における第二節輪115bと、基端側の節輪115における第一節輪115aとが、第二回動ピン115qによって、長手方向AおよびUD方向に対して垂直な左右方向(「LR方向」ともいう)に回動可能に連結されている。
In the neighboring node rings 115, the second node ring 115b of the node ring 115 on the distal side and the first node ring 115a of the node ring 115 on the proximal side are rotated by the second pivot pin 115q in the longitudinal direction A and It is connected so as to be rotatable in the left-right direction (also referred to as “LR direction”) perpendicular to the UD direction.
第一節輪115aと第二節輪115bとが第一回動ピン115pと第二回動ピン115qによって交互に連結されており、湾曲部112は所望の方向に湾曲自在である。
The first joint ring 115a and the second joint ring 115b are alternately connected by the first turning pin 115p and the second turning pin 115q, and the bending portion 112 can be bent in a desired direction.
図6は、図4および図5のC1-C1線に沿う湾曲部112の断面図である。
第二節輪115bの内周面には、上ワイヤガイド115uと、下ワイヤガイド115dと、が形成されている。上ワイヤガイド115uと下ワイヤガイド115dとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。第一節輪115aの内周面には、左ワイヤガイド115lと、右ワイヤガイド115rと、が形成されている。左ワイヤガイド115lと右ワイヤガイド115rとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view of thecurved portion 112 taken along line C1-C1 of FIGS. 4 and 5. FIG.
Anupper wire guide 115u and a lower wire guide 115d are formed on the inner peripheral surface of the second node ring 115b. The upper wire guide 115u and the lower wire guide 115d are arranged on both sides in the UD direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween. A left wire guide 115l and a right wire guide 115r are formed on the inner peripheral surface of the first node ring 115a. The left wire guide 115l and the right wire guide 115r are arranged on both sides in the LR direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
第二節輪115bの内周面には、上ワイヤガイド115uと、下ワイヤガイド115dと、が形成されている。上ワイヤガイド115uと下ワイヤガイド115dとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。第一節輪115aの内周面には、左ワイヤガイド115lと、右ワイヤガイド115rと、が形成されている。左ワイヤガイド115lと右ワイヤガイド115rとは、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the
An
上ワイヤガイド115uと、下ワイヤガイド115dと、左ワイヤガイド115lと、右ワイヤガイド115rとには、湾曲ワイヤ160が挿通する貫通孔が長手方向Aに沿って形成されている。
Through holes through which the bending wire 160 is inserted are formed along the longitudinal direction A in the upper wire guide 115u, the lower wire guide 115d, the left wire guide 115l, and the right wire guide 115r.
湾曲ワイヤ160は、湾曲部112を曲げるワイヤである。湾曲ワイヤ160は、内部経路101を通って着脱部150まで延びている。湾曲ワイヤ160は、図4および図6に示すように、上湾曲ワイヤ161uと、下湾曲ワイヤ161dと、左湾曲ワイヤ161lと、右湾曲ワイヤ161rと、4本のワイヤシース161sと、を有する。
A bending wire 160 is a wire that bends the bending portion 112 . A bending wire 160 extends through the internal path 101 to the detachable portion 150 . 4 and 6, the bending wire 160 has an upper bending wire 161u, a lower bending wire 161d, a left bending wire 161l, a right bending wire 161r, and four wire sheaths 161s.
上湾曲ワイヤ161uと、下湾曲ワイヤ161dと、左湾曲ワイヤ161lと、右湾曲ワイヤ161rとは、図4に示すように、それぞれワイヤシース161sを挿通している。ワイヤシース161sの先端は、湾曲部112の基端の節輪115に取り付けられている。ワイヤシース161sは、着脱部150まで延びている。
As shown in FIG. 4, the upper bending wire 161u, the lower bending wire 161d, the left bending wire 161l, and the right bending wire 161r each pass through a wire sheath 161s. A distal end of the wire sheath 161 s is attached to the node ring 115 at the proximal end of the bending portion 112 . The wire sheath 161 s extends to the detachable portion 150 .
上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dは、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤである。上湾曲ワイヤ161uは、上ワイヤガイド115uを挿通している。下湾曲ワイヤ161dは、下ワイヤガイド115dを挿通している。
The upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d are wires for bending the bending portion 112 in the UD direction. The upper bending wire 161u passes through the upper wire guide 115u. The lower bending wire 161d is inserted through the lower wire guide 115d.
上湾曲ワイヤ161uと下湾曲ワイヤ161dの先端は、図4に示すように、湾曲部112の先端の先端部116に固定されている。先端部116に固定された上湾曲ワイヤ161uと下湾曲ワイヤ161dの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでUD方向の両側に配置されている。
The tips of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d are fixed to the distal end portion 116 of the bending portion 112, as shown in FIG. The tips of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d fixed to the tip portion 116 are arranged on both sides in the UD direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161rは、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤである。左湾曲ワイヤ161lは、左ワイヤガイド115lを挿通している。右湾曲ワイヤ161rは、右ワイヤガイド115rを挿通している。
The left bending wire 161l and the right bending wire 161r are wires for bending the bending portion 112 in the LR direction. The left bending wire 161l passes through the left wire guide 115l. The right bending wire 161r passes through the right wire guide 115r.
左湾曲ワイヤ161lと右湾曲ワイヤ161rの先端は、図4に示すように、湾曲部112の先端部116に固定されている。先端部116に固定された左湾曲ワイヤ161lと右湾曲ワイヤ161rの先端は、長手方向Aの中心軸Oを挟んでLR方向の両側に配置されている。
The distal ends of the left bending wire 161l and the right bending wire 161r are fixed to the distal end portion 116 of the bending portion 112, as shown in FIG. The tips of the left bending wire 161l and the right bending wire 161r fixed to the tip portion 116 are arranged on both sides in the LR direction with the central axis O in the longitudinal direction A interposed therebetween.
湾曲部112は、湾曲ワイヤ160(上湾曲ワイヤ161u,下湾曲ワイヤ161d,左湾曲ワイヤ161l,右湾曲ワイヤ161r)をそれぞれ牽引または弛緩することによって、所望の方向に湾曲自在である。
The bending portion 112 can be bent in a desired direction by pulling or relaxing the bending wires 160 (the upper bending wire 161u, the lower bending wire 161d, the left bending wire 161l, and the right bending wire 161r).
図6に示すように、湾曲部112の内部に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、チャンネルチューブ171と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174とが挿通している。
As shown in FIG. 6 , a bending wire 160 , a channel tube 171 , an imaging cable 173 and a light guide 174 are inserted through the internal path 101 formed inside the bending portion 112 .
体内軟性部119は、長尺で可撓性を有する管状部材である。体内軟性部119に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、チャンネルチューブ171と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174とが挿通している。
The internal soft part 119 is an elongated flexible tubular member. A bending wire 160 , a channel tube 171 , an imaging cable 173 , and a light guide 174 are inserted through the internal path 101 formed in the internal soft part 119 .
[連結部120]
連結部120は、図1に示すように、挿入部110の体内軟性部119と体外軟性部140とを連結する部材である。連結部120は、処置具400を挿入する挿入口である鉗子口126を備える。 [Connecting part 120]
The connectingportion 120 is a member that connects the internal soft portion 119 and the extracorporeal soft portion 140 of the insertion portion 110, as shown in FIG. The connecting portion 120 includes a forceps opening 126 that is an insertion opening into which the treatment instrument 400 is inserted.
連結部120は、図1に示すように、挿入部110の体内軟性部119と体外軟性部140とを連結する部材である。連結部120は、処置具400を挿入する挿入口である鉗子口126を備える。 [Connecting part 120]
The connecting
[体外軟性部140]
体外軟性部140は、長尺な管状部材である。体外軟性部140の内部に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気吸引チューブ172(図10参照)とが挿通している。 [Extracorporeal soft part 140]
The extracorporealsoft section 140 is an elongate tubular member. A bending wire 160, an imaging cable 173, a light guide 174, and an air supply/suction tube 172 (see FIG. 10) are inserted through an internal path 101 formed inside the extracorporeal soft section 140. FIG.
体外軟性部140は、長尺な管状部材である。体外軟性部140の内部に形成された内部経路101には、湾曲ワイヤ160と、撮像ケーブル173と、ライトガイド174と、送気吸引チューブ172(図10参照)とが挿通している。 [Extracorporeal soft part 140]
The extracorporeal
[着脱部150]
着脱部150は、図1に示すように、駆動装置200に装着される第一着脱部1501と、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を備える。なお、第一着脱部1501と第二着脱部1502とは、一体の着脱部であってもよい。 [Detachable part 150]
Thedetachable section 150 includes a first detachable section 1501 attached to the driving device 200 and a second detachable section 1502 attached to the video control device 500, as shown in FIG. Note that the first detachable portion 1501 and the second detachable portion 1502 may be an integral detachable portion.
着脱部150は、図1に示すように、駆動装置200に装着される第一着脱部1501と、映像制御装置500に装着される第二着脱部1502と、を備える。なお、第一着脱部1501と第二着脱部1502とは、一体の着脱部であってもよい。 [Detachable part 150]
The
体外軟性部140の内部に形成された内部経路101は、第一着脱部1501と第二着脱部1502に分岐する。湾曲ワイヤ160および送気吸引チューブ172は、第一着脱部1501を挿通する。撮像ケーブル173およびライトガイド174は、第二着脱部1502を挿通する。
The internal path 101 formed inside the extracorporeal soft section 140 branches into a first detachable section 1501 and a second detachable section 1502 . The bending wire 160 and the air supply/suction tube 172 are inserted through the first detachable portion 1501 . The imaging cable 173 and the light guide 174 are inserted through the second detachable portion 1502 .
図7は、駆動装置200に装着前の第一着脱部1501を示す図である。
第一着脱部1501は、上下湾曲ワイヤ着脱部151と、左右湾曲ワイヤ着脱部152と、を有する。 FIG. 7 is a diagram showing the first attaching/detachingportion 1501 before being attached to the driving device 200. FIG.
The first attaching/detachingportion 1501 has a vertical bending wire attaching/detaching portion 151 and a horizontal bending wire attaching/detaching portion 152 .
第一着脱部1501は、上下湾曲ワイヤ着脱部151と、左右湾曲ワイヤ着脱部152と、を有する。 FIG. 7 is a diagram showing the first attaching/detaching
The first attaching/detaching
上下湾曲ワイヤ着脱部151は、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
The up/down bending wire attachment/detachment part 151 is a mechanism that detachably connects wires (up bending wire 161 u and down bending wire 161 d) for bending the bending part 112 in the UD direction to the driving device 200 .
左右湾曲ワイヤ着脱部152は、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動装置200に着脱自在に連結する機構である。
The left/right bending wire attachment/detachment part 152 is a mechanism for detachably connecting the wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) for bending the bending part 112 in the LR direction to the driving device 200 .
左右湾曲ワイヤ着脱部152は、上下湾曲ワイヤ着脱部151と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
The horizontal bending wire attaching/detaching part 152 has the same structure as the vertical bending wire attaching/detaching part 151, so illustration and description thereof are omitted.
図8は、駆動装置200に装着前の上下湾曲ワイヤ着脱部151を示す図である。図9は、駆動装置200に装着された上下湾曲ワイヤ着脱部151を示す図である。上下湾曲ワイヤ着脱部151は、支持部材155と、回転ドラム156と、張力センサ159と、を有する。
FIG. 8 is a diagram showing the vertical bending wire attachment/detachment portion 151 before being attached to the driving device 200. FIG. FIG. 9 is a diagram showing the vertical bending wire attachment/detachment portion 151 attached to the driving device 200. As shown in FIG. The vertical bending wire attaching/detaching section 151 has a support member 155 , a rotating drum 156 and a tension sensor 159 .
支持部材155は、回転ドラム156を支持する。支持部材155は、上下湾曲ワイヤ着脱部151の基端側に露出する着脱検知用ドグ155aと、複数のベンドプーリ155pと、を有する。
The support member 155 supports the rotating drum 156 . The support member 155 has an attachment/detachment detection dog 155a exposed on the base end side of the up/down bending wire attaching/detaching portion 151, and a plurality of bend pulleys 155p.
ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する上湾曲ワイヤ161uの搬送方向を変更して、上湾曲ワイヤ161uを回転ドラム156まで案内する。また、ベンドプーリ155pは、体外軟性部140を挿通する下湾曲ワイヤ161dの搬送方向を変更して、下湾曲ワイヤ161dを回転ドラム156まで案内する。
The bend pulley 155p changes the conveying direction of the upper bending wire 161u inserted through the extracorporeal soft section 140 and guides the upper bending wire 161u to the rotating drum 156. In addition, the bend pulley 155p changes the conveying direction of the lower bending wire 161d inserted through the extracorporeal soft section 140 and guides the lower bending wire 161d to the rotating drum 156. As shown in FIG.
回転ドラム156は、長手方向Aに沿って延びるドラム回転軸156rを中心に回動可能に支持部材155に支持されている。回転ドラム156は、巻取プーリ156aと、カップリング部156cと、を有する。
The rotating drum 156 is supported by the supporting member 155 so as to be rotatable around a drum rotating shaft 156r extending along the longitudinal direction A. The rotating drum 156 has a take-up pulley 156a and a coupling portion 156c.
巻取プーリ156aは、ドラム回転軸156rを中心に回動することにより上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dを牽引または送出する。先端側から基端側に向かって見て巻取プーリ156aが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは巻取プーリ156aに巻き付けられて牽引され、下湾曲ワイヤ161dは巻取プーリ156aから送り出される。逆に、巻取プーリ156aが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは巻取プーリ156aから送り出され、下湾曲ワイヤ161dは巻取プーリ156aに巻き付けられて牽引される。
The take-up pulley 156a pulls or feeds the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d by rotating around the drum rotation shaft 156r. As the winding pulley 156a rotates clockwise when viewed from the distal side to the proximal side, the upper bending wire 161u is wound around the winding pulley 156a and pulled, and the lower bending wire 161d is pulled from the winding pulley 156a. sent out. Conversely, when the take-up pulley 156a rotates counterclockwise, the upper bending wire 161u is sent out from the take-up pulley 156a, and the lower bending wire 161d is wound around the take-up pulley 156a and pulled.
カップリング部156cは、ドラム回転軸156rを中心に回動する円板部材である。カップリング部156cは、巻取プーリ156aの基端に固定されており、巻取プーリ156aと一体に回動する。カップリング部156cは、上下湾曲ワイヤ着脱部151の基端側に露出している。カップリング部156cの基端側の面には、二個の嵌合凸部156dが形成されている。二個の嵌合凸部156dは、ドラム回転軸156rを挟んで両側に形成されている。
The coupling portion 156c is a disk member that rotates about the drum rotation shaft 156r. The coupling portion 156c is fixed to the base end of the take-up pulley 156a and rotates together with the take-up pulley 156a. The coupling portion 156 c is exposed on the base end side of the vertically bending wire attaching/detaching portion 151 . Two fitting projections 156d are formed on the base end side surface of the coupling portion 156c. The two fitting protrusions 156d are formed on both sides of the drum rotating shaft 156r.
張力センサ159は、上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dの張力を検出する。張力センサ159の検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
The tension sensor 159 detects the tension of the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d. A detection result of the tension sensor 159 is acquired by the drive controller 260 .
[駆動装置200]
図10は、駆動装置200の機能ブロック図である。
駆動装置200は、アダプタ210と、操作受信部220と、送気吸引駆動部230と、ワイヤ駆動部250と、駆動コントローラ260と、を備える。 [Driving device 200]
FIG. 10 is a functional block diagram ofdrive device 200. As shown in FIG.
Thedrive device 200 includes an adapter 210 , an operation reception section 220 , an air supply/suction drive section 230 , a wire drive section 250 and a drive controller 260 .
図10は、駆動装置200の機能ブロック図である。
駆動装置200は、アダプタ210と、操作受信部220と、送気吸引駆動部230と、ワイヤ駆動部250と、駆動コントローラ260と、を備える。 [Driving device 200]
FIG. 10 is a functional block diagram of
The
アダプタ210は、図7に示すように、第一アダプタ211と、第二アダプタ212と、を有する。第一アダプタ211は、操作ケーブル301が着脱可能に接続されるアダプタである。第二アダプタ212は、内視鏡100の第一着脱部1501が着脱可能に接続されるアダプタである。
The adapter 210 has a first adapter 211 and a second adapter 212, as shown in FIG. The first adapter 211 is an adapter to which the operation cable 301 is detachably connected. The second adapter 212 is an adapter to which the first attachment/detachment section 1501 of the endoscope 100 is detachably connected.
操作受信部220は、操作ケーブル301を経由して操作装置300から操作入力を受信する。操作装置300と駆動装置200とが有線通信ではなく無線通信により通信を行う場合、操作受信部220は公知の無線受信用モジュールを有する。
The operation reception unit 220 receives operation input from the operation device 300 via the operation cable 301 . When the operation device 300 and the drive device 200 communicate with each other not by wired communication but by wireless communication, the operation reception unit 220 has a known wireless reception module.
送気吸引駆動部230は、内視鏡100の内部経路101に挿入された送気吸引チューブ172と接続される。送気吸引駆動部230は、ポンプ等を備えており、送気吸引チューブ172に空気を送気する。また、送気吸引駆動部230は、送気吸引チューブ172から空気を吸引する。
The air supply/suction drive unit 230 is connected to the air supply/suction tube 172 inserted into the internal path 101 of the endoscope 100 . The air supply/suction drive unit 230 includes a pump and the like, and supplies air to the air supply/suction tube 172 . Also, the air supply/suction driving section 230 sucks air from the air supply/suction tube 172 .
ワイヤ駆動部250は、上下湾曲ワイヤ着脱部151および左右湾曲ワイヤ着脱部152とカップリングして湾曲ワイヤ160を駆動する。
The wire driving section 250 drives the bending wire 160 by coupling with the vertical bending wire attaching/detaching section 151 and the horizontal bending wire attaching/detaching section 152 .
ワイヤ駆動部250は、図7に示すように、上下湾曲ワイヤ駆動部251と、左右湾曲ワイヤ駆動部252と、を有する。
The wire driving section 250 has a vertical bending wire driving section 251 and a horizontal bending wire driving section 252, as shown in FIG.
上下湾曲ワイヤ駆動部251は、上下湾曲ワイヤ着脱部151とカップリングして、湾曲部112をUD方向に曲げるワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)を駆動する機構である。
The vertical bending wire driving section 251 is a mechanism that is coupled with the vertical bending wire attaching/detaching section 151 to drive the wires (the upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d) that bend the bending section 112 in the UD direction.
左右湾曲ワイヤ駆動部252は、左右湾曲ワイヤ着脱部152とカップリングして、湾曲部112をLR方向に曲げるワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)を駆動する機構である。
The left/right bending wire driving section 252 is a mechanism that is coupled with the left/right bending wire attaching/detaching section 152 to drive the wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) that bend the bending section 112 in the LR direction.
左右湾曲ワイヤ駆動部252は、上下湾曲ワイヤ駆動部251と同等の構造であるため、図示および説明を省略する。
The left-right bending wire drive unit 252 has the same structure as the up-down bending wire drive unit 251, so illustration and description thereof will be omitted.
上下湾曲ワイヤ駆動部251は、図8に示すように、支持部材255と、湾曲ワイヤ駆動部256Aと、係合部材258と、着脱センサ259と、を有する。
The vertical bending wire driving section 251 has a supporting member 255, a bending wire driving section 256A, an engaging member 258, and an attachment/detachment sensor 259, as shown in FIG.
湾曲ワイヤ駆動部256Aは、上下湾曲ワイヤ着脱部151の回転ドラム156とカップリングして、上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161dを駆動する。湾曲ワイヤ駆動部256Aは、シャフト256aと、モータ部256bと、被カップリング部256cと、トルクセンサ256eと、弾性部材256sと、を有する。
The bending wire driving section 256A is coupled with the rotating drum 156 of the vertical bending wire attaching/detaching section 151 to drive the upper bending wire 161u and the lower bending wire 161d. The bending wire driving portion 256A has a shaft 256a, a motor portion 256b, a coupled portion 256c, a torque sensor 256e, and an elastic member 256s.
シャフト256aは、シャフト回転軸256rを中心に回動可能かつ長手方向Aに進退可能に支持部材255に支持されている。内視鏡100の第一着脱部1501が駆動装置200に装着されたとき、シャフト回転軸256rは、ドラム回転軸156rと一致する。
The shaft 256a is supported by a support member 255 so as to be rotatable around a shaft rotation axis 256r and to be advanced and retracted in the longitudinal direction A. When the first detachable portion 1501 of the endoscope 100 is attached to the driving device 200, the shaft rotation axis 256r coincides with the drum rotation axis 156r.
モータ部256bは、DCモータなどのモータと、モータを駆動するモータドライバと、モータエンコーダと、を有する。モータは、シャフト256aをシャフト回転軸256rを中心に回転させる。モータドライバは、駆動コントローラ260によって制御される。
The motor unit 256b has a motor such as a DC motor, a motor driver that drives the motor, and a motor encoder. The motor rotates the shaft 256a around the shaft rotation axis 256r. The motor drivers are controlled by drive controller 260 .
被カップリング部256cは、シャフト回転軸256rを中心に回動する円板部材である。被カップリング部256cは、シャフト256aの先端に固定されており、シャフト256aと一体に回動する。図8に示すように、被カップリング部256cは、上下湾曲ワイヤ駆動部251の先端側に露出している。被カップリング部256cの先端側の面には、二個の嵌合凹部256dが形成されている。二個の嵌合凹部256dは、シャフト回転軸256rを挟んで両側に形成されている。
The coupled portion 256c is a disc member that rotates around a shaft rotation axis 256r. The coupled portion 256c is fixed to the tip of the shaft 256a and rotates integrally with the shaft 256a. As shown in FIG. 8 , the coupled portion 256 c is exposed at the distal end side of the vertical bending wire driving portion 251 . Two fitting recesses 256d are formed on the front end side surface of the coupled portion 256c. The two fitting recesses 256d are formed on both sides of the shaft rotation axis 256r.
図9に示すように、嵌合凸部156dと嵌合凹部256dとが嵌合して、カップリング部156cと被カップリング部256cとがカップリングする。その結果、モータ部256bによるシャフト256aの回転が回転ドラム156に伝達される。先端側から基端側に向かって見てシャフト256aが時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは牽引され、下湾曲ワイヤ161dは送り出される。逆に、シャフト256aが反時計回りに回転することにより、上湾曲ワイヤ161uは送出され、下湾曲ワイヤ161dは牽引される。
As shown in FIG. 9, the fitting convex portion 156d and the fitting concave portion 256d are fitted to couple the coupling portion 156c and the coupled portion 256c. As a result, the rotation of the shaft 256a by the motor portion 256b is transmitted to the rotating drum 156. As shown in FIG. As the shaft 256a rotates clockwise when viewed from the distal side to the proximal side, the upward bending wire 161u is pulled and the downward bending wire 161d is sent out. Conversely, by rotating the shaft 256a counterclockwise, the upper bending wire 161u is delivered and the lower bending wire 161d is pulled.
トルクセンサ256eは、シャフト256aのシャフト回転軸256rを中心とした回転トルクを検出する。トルクセンサ256eの検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
The torque sensor 256e detects the rotational torque of the shaft 256a about the shaft rotation axis 256r. A detection result of the torque sensor 256 e is acquired by the drive controller 260 .
弾性部材256sは、例えば圧縮バネであり、先端部が被カップリング部256c、基端部が支持部材255に接触している。弾性部材256sは、被カップリング部256cを先端側(A1)に付勢する。図9に示すように、カップリング部156cが装着されると、被カップリング部256cは、シャフト256aとともに基端側(A2)に移動する。
The elastic member 256s is, for example, a compression spring, and has a distal end in contact with the coupled portion 256c and a proximal end in contact with the support member 255 . The elastic member 256s urges the coupled portion 256c toward the tip side (A1). As shown in FIG. 9, when the coupling portion 156c is attached, the coupled portion 256c moves to the proximal end side (A2) together with the shaft 256a.
着脱センサ259は、図9に示すように、着脱検知用ドグ155aとの係合および非係合を検出することにより、上下湾曲ワイヤ着脱部151の上下湾曲ワイヤ駆動部251への着脱を検出する。着脱センサ259の検出結果は、駆動コントローラ260によって取得される。
As shown in FIG. 9, the attachment/detachment sensor 259 detects attachment/detachment of the up/down bending wire attaching/detaching portion 151 to/from the up/down bending wire driving portion 251 by detecting engagement and disengagement with the attachment/detachment detection dog 155a. . The detection result of the attachment/detachment sensor 259 is acquired by the drive controller 260 .
駆動コントローラ260は、駆動装置200の全体を制御する。駆動コントローラ260は、操作受信部220が受信した操作入力を取得する。駆動コントローラ260は、取得した操作入力に基づいて、送気吸引駆動部230およびワイヤ駆動部250を制御する。なお、駆動コントローラ260は、画像処理や画像認識処理等の他の処理を実施してもよい。
The drive controller 260 controls the drive device 200 as a whole. The drive controller 260 acquires the operation input received by the operation reception unit 220 . Drive controller 260 controls air supply/suction drive section 230 and wire drive section 250 based on the acquired operation input. Note that the drive controller 260 may perform other processes such as image processing and image recognition processing.
駆動コントローラ260は、プロセッサと、メモリと、プログラムおよびデータを記憶可能な記憶部と、入出力制御部と、を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。駆動コントローラ260の機能は、プログラムをプロセッサが実行することにより実現される。駆動コントローラ260の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。
The drive controller 260 is a program-executable computer including a processor, a memory, a storage section capable of storing programs and data, and an input/output control section. The functions of the drive controller 260 are implemented by the processor executing a program. At least some functions of the drive controller 260 may be realized by dedicated logic circuits.
駆動コントローラ260は、複数の湾曲ワイヤ160を駆動する複数のモータを高精度に制御するため、高い演算性能を備えていることが望ましい。
The drive controller 260 desirably has high computational performance in order to control the plurality of motors that drive the plurality of bending wires 160 with high accuracy.
なお、駆動コントローラ260は、プロセッサ、メモリ、記憶部、および入出力制御部以外の構成をさらに有してもよい。例えば、駆動コントローラ260は、画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、駆動コントローラ260は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。
It should be noted that the drive controller 260 may further have a configuration other than the processor, memory, storage section, and input/output control section. For example, the drive controller 260 may further include an image calculation section that performs part or all of image processing and image recognition processing. By further including an image calculation unit, the drive controller 260 can perform specific image processing and image recognition processing at high speed. The image calculation section may be mounted in a separate hardware device connected via a communication line.
[操作装置300]
図11は、操作装置300の斜視図である。
操作装置300は、内視鏡100を駆動するための操作が入力される装置である。入力された操作入力は、操作ケーブル301を経由して駆動装置200に送信される。操作装置300は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置200と通信可能であってもよい。 [Operating device 300]
FIG. 11 is a perspective view of theoperating device 300. FIG.
Theoperation device 300 is a device to which an operation for driving the endoscope 100 is input. The input operation input is transmitted to the driving device 200 via the operation cable 301 . The operation device 300 may be capable of communicating with the driving device 200 by wireless communication instead of wired communication.
図11は、操作装置300の斜視図である。
操作装置300は、内視鏡100を駆動するための操作が入力される装置である。入力された操作入力は、操作ケーブル301を経由して駆動装置200に送信される。操作装置300は、有線通信ではなく無線通信により駆動装置200と通信可能であってもよい。 [Operating device 300]
FIG. 11 is a perspective view of the
The
操作装置300は、操作部本体310と、タッチパッド380と、送気ボタン350と、吸引ボタン351と、を備える。
The operation device 300 includes an operation unit main body 310 , a touch pad 380 , an air supply button 350 and a suction button 351 .
操作部本体310は、術者Sが左手Lで保持可能な略円筒形状に形成されている。操作部本体310は、タッチパッド380を支持する平板状のタッチパッド支持部314を有する。操作部本体310の長手方向の端部には、操作ケーブル301が接続されている。
The operation unit main body 310 is formed in a substantially cylindrical shape that can be held by the operator S with the left hand L. The operation section main body 310 has a flat touch pad support section 314 that supports the touch pad 380 . An operation cable 301 is connected to the longitudinal end of the operation unit main body 310 .
以降の説明において、タッチパッド支持部314が支持するタッチパッド380に対して垂直な方向を「前後方向」と定義し、タッチパッド支持部314に対してタッチパッド380が設けられた向きを「前方FR」と定義する。その反対向きを「後方RR」と定義する。また、操作部本体310の長手方向を「上下方向」と定義し、操作部本体310に対して操作ケーブル301が取り付けられた向きを「下方LWR」と定義する。その反対向きを「上方UPR」と定義する。後方RRに向かって右向きを「右方RH」と定義する。その反対向きを「左方LH」と定義する。右方RHまたは左方LHに向かう方向を「左右方向」と定義する。
In the following description, the direction perpendicular to the touch pad 380 supported by the touch pad support portion 314 is defined as the “forward and backward direction”, and the direction in which the touch pad 380 is provided with respect to the touch pad support portion 314 is defined as the “forward direction”. FR”. The opposite direction is defined as "rear RR". Further, the longitudinal direction of the operation portion main body 310 is defined as the “vertical direction”, and the direction in which the operation cable 301 is attached to the operation portion main body 310 is defined as the “downward LWR”. The opposite direction is defined as "Upward UPR". The right direction toward the rear RR is defined as "right RH". The opposite direction is defined as "left LH". A direction toward the right RH or the left LH is defined as a “left-right direction”.
図12は、術者Sの左手Lで操作される操作装置300の斜視図である。
タッチパッド支持部314は、タッチパッド380を支持する。タッチパッド支持部314は、平板状に形成されており、操作部本体310から上方UPRおよび右方RHに延出して設けられている。タッチパッド380は、操作部本体310を保持する術者Sの左手Lの親指で操作しやすい位置に支持されている。 FIG. 12 is a perspective view of theoperating device 300 operated with the left hand L of the operator S. FIG.
Thetouchpad supporter 314 supports the touchpad 380 . The touch pad support portion 314 is formed in a flat plate shape and provided to extend upward UPR and rightward RH from the operation portion main body 310 . The touch pad 380 is supported at a position where it can be easily operated with the thumb of the left hand L of the operator S holding the operation unit main body 310 .
タッチパッド支持部314は、タッチパッド380を支持する。タッチパッド支持部314は、平板状に形成されており、操作部本体310から上方UPRおよび右方RHに延出して設けられている。タッチパッド380は、操作部本体310を保持する術者Sの左手Lの親指で操作しやすい位置に支持されている。 FIG. 12 is a perspective view of the
The
タッチパッド380は、湾曲部112等に対する操作が入力されるポインティングデバイスである。タッチパッド380は、長方形状の入力領域を有しており、入力領域の長辺方向が上下方向、入力領域の短辺方向が左右方向に略一致している。
The touch pad 380 is a pointing device for inputting operations on the bending portion 112 and the like. The touch pad 380 has a rectangular input area, and the long side direction of the input area substantially coincides with the vertical direction, and the short side direction of the input area substantially coincides with the horizontal direction.
タッチパッド380は、タッチパッド380へのタッチによる操作入力に対して、タッチされた位置に対応するタッチパッド380の二次元座標を出力する。タッチパッド380は、例えば抵抗膜式タッチパッドや静電容量方式タッチパッドである。タッチパッド380は、押圧力の程度や複数点のタッチ検出が可能であることが望ましい。また、タッチパッド380は、液晶を備えたタッチパネルを含む。
The touch pad 380 outputs two-dimensional coordinates of the touch pad 380 corresponding to the touched position in response to an operation input by touching the touch pad 380 . The touch pad 380 is, for example, a resistive touch pad or a capacitive touch pad. It is desirable that the touch pad 380 be capable of detecting the degree of pressing force and touches at multiple points. Touchpad 380 also includes a touch panel with liquid crystal.
図11に示すように、タッチパッド380の基準点P0(例えば、タッチパッド380の中心)には、わずかに盛り上がった凸状の起伏部380aが形成されている。術者Sは、起伏部380aを親指で触れることにおり、目視確認せずにタッチパッド380の基準点P0を認識できる。起伏部380aは、触覚により認識可能な形状であればよく、例えば凹状に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 11, at the reference point P0 of the touch pad 380 (for example, the center of the touch pad 380), a slightly raised convex undulating portion 380a is formed. The operator S can recognize the reference point P0 of the touch pad 380 without visual confirmation by touching the undulating portion 380a with the thumb. The undulating portion 380a may have any shape as long as it is recognizable by touch, and may be formed in a concave shape, for example.
送気ボタン350は、操作部本体310の後方RRに取り付けられており、図12に示すように左手Lの人差し指や中指によって操作される。送気ボタン350が押し込まれると、内視鏡100の先端部111の開口部111aから送気が実施される。送気ボタン350の操作は、駆動装置200に送信される。
The air supply button 350 is attached to the rear RR of the operation unit main body 310, and is operated by the index finger and middle finger of the left hand L as shown in FIG. When the air supply button 350 is pushed, air is supplied from the opening 111 a of the distal end portion 111 of the endoscope 100 . Operation of the air supply button 350 is transmitted to the driving device 200 .
吸引ボタン351は、操作部本体310の後方RRに取り付けられており、図12に示すように左手Lの人差し指や中指によって操作される。吸引ボタン351が押し込まれると、内視鏡100の先端部111の開口部111aから吸引が実施される。吸引ボタン351の操作は、駆動装置200に送信される。
The suction button 351 is attached to the rear RR of the operation unit main body 310, and is operated by the index finger and middle finger of the left hand L as shown in FIG. When the suction button 351 is pushed, suction is performed from the opening 111 a of the distal end portion 111 of the endoscope 100 . Operation of the suction button 351 is transmitted to the driving device 200 .
駆動装置200の駆動コントローラ260は、操作装置300が送信した操作入力を取得して、送気吸引駆動部230およびワイヤ駆動部250を制御する。
The drive controller 260 of the drive device 200 acquires the operation input transmitted by the operation device 300 and controls the air supply/suction drive section 230 and wire drive section 250 .
[映像制御装置500]
図13は、映像制御装置500の機能ブロック図である。
映像制御装置500は、電動内視鏡システム1000を制御する。映像制御装置500は、第三アダプタ510と、撮像処理部520と、光源部530と、メインコントローラ560と、を備える。 [Video control device 500]
FIG. 13 is a functional block diagram of thevideo control device 500. As shown in FIG.
Theimage control device 500 controls the electric endoscope system 1000 . The video control device 500 includes a third adapter 510 , an imaging processing section 520 , a light source section 530 and a main controller 560 .
図13は、映像制御装置500の機能ブロック図である。
映像制御装置500は、電動内視鏡システム1000を制御する。映像制御装置500は、第三アダプタ510と、撮像処理部520と、光源部530と、メインコントローラ560と、を備える。 [Video control device 500]
FIG. 13 is a functional block diagram of the
The
第三アダプタ510は、内視鏡100の第二着脱部1502が着脱可能に接続されるアダプタである。
The third adapter 510 is an adapter to which the second detachable section 1502 of the endoscope 100 is detachably connected.
撮像処理部520は、撮像ケーブル173を経由して先端部111の撮像部111cから取得された撮像信号を撮像画像に変換する。
The imaging processing unit 520 converts an imaging signal acquired from the imaging unit 111c of the distal end portion 111 via the imaging cable 173 into a captured image.
光源部530は、撮像対象に照射される照明光を発生させる。光源部530が発生させた照明光は、ライトガイド174を経由して先端部111の照明部111bに導かれる。
The light source unit 530 generates illumination light that irradiates the object to be imaged. The illumination light generated by the light source section 530 is guided to the illumination section 111b of the distal end section 111 via the light guide 174 .
図14は、メインコントローラ560の機能ブロック図である。
メインコントローラ560は、プロセッサ561とメモリ562等を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。メインコントローラ560の機能はプログラムをプロセッサ561が実行することにより実現される。メインコントローラ560の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。 FIG. 14 is a functional block diagram of themain controller 560. As shown in FIG.
Themain controller 560 is a program-executable computer having a processor 561, a memory 562, and the like. The functions of the main controller 560 are implemented by the processor 561 executing programs. At least part of the functions of the main controller 560 may be realized by a dedicated logic circuit.
メインコントローラ560は、プロセッサ561とメモリ562等を備えたプログラム実行可能なコンピュータである。メインコントローラ560の機能はプログラムをプロセッサ561が実行することにより実現される。メインコントローラ560の少なくとも一部の機能は、専用の論理回路によって実現されていてもよい。 FIG. 14 is a functional block diagram of the
The
メインコントローラ560は、プロセッサ561と、プログラムを読み込み可能なメモリ562と、記憶部563と、入出力制御部564と、を有する。
The main controller 560 has a processor 561 , a program-readable memory 562 , a storage section 563 , and an input/output control section 564 .
記憶部563は、上述したプログラムや必要なデータを記憶する不揮発性の記録媒体である。記憶部563は、例えばROMやハードディスク等で構成される。記憶部563に記録されたプログラムは、メモリ562に読み込まれ、プロセッサ561によって実行される。
The storage unit 563 is a non-volatile recording medium that stores the above-described programs and necessary data. The storage unit 563 is composed of, for example, a ROM, a hard disk, or the like. A program recorded in the storage unit 563 is read into the memory 562 and executed by the processor 561 .
入出力制御部564は、撮像処理部520、光源部530、駆動装置200、表示装置900、入力装置(不図示)、およびネットワーク機器(不図示)と接続されている。入出力制御部564は、プロセッサ561の制御に基づき、接続される機器に対するデータの送受信や制御信号の送受信を実施する。
The input/output control unit 564 is connected to the imaging processing unit 520, the light source unit 530, the driving device 200, the display device 900, the input device (not shown), and the network device (not shown). Under the control of the processor 561, the input/output control unit 564 transmits and receives data and control signals to and from connected devices.
メインコントローラ560は、撮像処理部520が取得した撮像画像に対して画像処理を実施できる。メインコントローラ560は、術者Sに対する情報提供を目的とするGUI画像やCG画像を生成できる。メインコントローラ560は、撮像画像やGUI画像やCG画像を表示装置900に表示させることができる。
The main controller 560 can perform image processing on the captured image acquired by the imaging processing section 520 . The main controller 560 can generate GUI images and CG images for the purpose of providing information to the operator S. FIG. The main controller 560 can display captured images, GUI images, and CG images on the display device 900 .
メインコントローラ560は、一体となったハードウェア装置に限られない。例えば、メインコントローラ560は、一部が別体のハードウェア装置として分離した上で、分離したハードウェア装置を通信回線で接続することで構成してもよい。例えば、メインコントローラ560は、分離された記憶部563を通信回線で接続するクラウドシステムであってもよい。
The main controller 560 is not limited to an integrated hardware device. For example, the main controller 560 may be configured by separating a part of it as a separate hardware device and then connecting the separated hardware device with a communication line. For example, the main controller 560 may be a cloud system that connects separated storage units 563 via communication lines.
メインコントローラ560は、図14に示すプロセッサ561、メモリ562、記憶部563、および入出力制御部564以外の構成をさらに有してもよい。例えば、メインコントローラ560は、プロセッサ561が行っていた画像処理や画像認識処理の一部もしくは全部を行う画像演算部をさらに有してもよい。画像演算部をさらに有することで、メインコントローラ560は、特定の画像処理や画像認識処理を高速に実行できる。画像演算部は通信回線で接続される別体のハードウェア装置に搭載されていてもよい。
The main controller 560 may further have a configuration other than the processor 561, memory 562, storage section 563, and input/output control section 564 shown in FIG. For example, the main controller 560 may further have an image calculation unit that performs part or all of the image processing and image recognition processing that the processor 561 has performed. By further having an image calculation unit, the main controller 560 can execute specific image processing and image recognition processing at high speed. The image calculation section may be mounted in a separate hardware device connected via a communication line.
[電動内視鏡システム1000の動作]
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000の動作について説明する。以降、図15に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が起動されると、駆動コントローラ260は初期化を実施した後に制御を開始する(ステップS100)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ)はステップS110を実行する。 [Operation of the electric endoscope system 1000]
Next, the operation of the electric endoscope system 1000 of this embodiment will be described. Hereinafter, description will be made along the control flowchart of the drive controller 260 of thecontrol device 600 shown in FIG. When the control device 600 is activated, the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S100). Drive controller 260 (primarily a processor) then executes step S110.
次に、本実施形態の電動内視鏡システム1000の動作について説明する。以降、図15に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が起動されると、駆動コントローラ260は初期化を実施した後に制御を開始する(ステップS100)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ)はステップS110を実行する。 [Operation of the electric endoscope system 1000]
Next, the operation of the electric endoscope system 1000 of this embodiment will be described. Hereinafter, description will be made along the control flowchart of the drive controller 260 of the
<ステップS110:湾曲駆動の開始判定>
駆動コントローラ260は、ステップS110において、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS120を実施する。 <Step S110: Determining start of bending drive>
In step S<b>110 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to thetouch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending section 112 . If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 next carries out step S120.
駆動コントローラ260は、ステップS110において、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS120を実施する。 <Step S110: Determining start of bending drive>
In step S<b>110 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the
<ステップS120:目標位置を算出>
駆動コントローラ260は、タッチされた位置T1に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。駆動コントローラ260は、取得したタッチパッド380の二次元座標を、湾曲部112の周囲の三次元座標に変換する。駆動コントローラ260は、公知の座標変換方法を用いて上記の座標変換を実施する。 <Step S120: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of thetouch pad 380 corresponding to the touched position T1. The drive controller 260 transforms the acquired two-dimensional coordinates of the touch pad 380 into three-dimensional coordinates around the curved portion 112 . Drive controller 260 implements the coordinate transformations described above using known coordinate transformation methods.
駆動コントローラ260は、タッチされた位置T1に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。駆動コントローラ260は、取得したタッチパッド380の二次元座標を、湾曲部112の周囲の三次元座標に変換する。駆動コントローラ260は、公知の座標変換方法を用いて上記の座標変換を実施する。 <Step S120: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the
図16は、座標変換例を説明する図である。
駆動コントローラ260は、位置T1の二次元座標を、湾曲面BS上の三次元座標に変換する。湾曲面BSは、湾曲部112を湾曲させることにより、湾曲部112の先端に設けられた先端部111を配置可能な位置を示す曲面である。本実施形態において、湾曲面BSは略半球面である。図16に示す座標変換の例においては、タッチパッド380の入力範囲TR1は、湾曲面BS上の駆動範囲DR1に対応付けられる。タッチパッド380の入力範囲TR2は、湾曲面BS上の駆動範囲DR2に対応付けられる。入力範囲TR2は入力範囲TR1よりも広く、駆動範囲DR2は駆動範囲DR1よりも広い。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of coordinate conversion.
Drive controller 260 transforms the two-dimensional coordinates of position T1 into three-dimensional coordinates on curved surface BS. The curved surface BS is a curved surface that indicates a position where thedistal end portion 111 provided at the distal end of the curved portion 112 can be arranged by curving the curved portion 112 . In this embodiment, the curved surface BS is substantially hemispherical. In the coordinate transformation example shown in FIG. 16, the input range TR1 of the touch pad 380 is associated with the driving range DR1 on the curved surface BS. Input range TR2 of touch pad 380 is associated with drive range DR2 on curved surface BS. Input range TR2 is wider than input range TR1, and drive range DR2 is wider than drive range DR1.
駆動コントローラ260は、位置T1の二次元座標を、湾曲面BS上の三次元座標に変換する。湾曲面BSは、湾曲部112を湾曲させることにより、湾曲部112の先端に設けられた先端部111を配置可能な位置を示す曲面である。本実施形態において、湾曲面BSは略半球面である。図16に示す座標変換の例においては、タッチパッド380の入力範囲TR1は、湾曲面BS上の駆動範囲DR1に対応付けられる。タッチパッド380の入力範囲TR2は、湾曲面BS上の駆動範囲DR2に対応付けられる。入力範囲TR2は入力範囲TR1よりも広く、駆動範囲DR2は駆動範囲DR1よりも広い。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of coordinate conversion.
Drive controller 260 transforms the two-dimensional coordinates of position T1 into three-dimensional coordinates on curved surface BS. The curved surface BS is a curved surface that indicates a position where the
駆動範囲DR2の外郭は、湾曲部112の湾曲角度が最大であるときの先端部111の位置に対応付けられている。術者Sは、入力範囲TR2の外郭をタッチする操作により、湾曲部112の湾曲角度が最大となるまで湾曲部112を曲げることができる。
The outline of the driving range DR2 is associated with the position of the distal end portion 111 when the bending angle of the bending portion 112 is maximum. The operator S can bend the bending portion 112 until the bending angle of the bending portion 112 reaches the maximum by the operation of touching the contour of the input range TR2.
本実施形態において、タッチパッド380の方向と、湾曲部112の湾曲方向と、の対応付けは一定である。タッチパッド380の上方UPRは、湾曲部112のUD方向における上方向(U方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の下方LWRは、湾曲部112のUD方向における下方向(D方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の左方LHは、湾曲部112のLR方向における左方向(L方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の右方RHは、湾曲部112のLR方向における右方向(R方向)に対応付けられる。
In this embodiment, the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is constant. The upward UPR of the touch pad 380 is associated with the upward direction (U direction) of the curved portion 112 in the UD direction. Also, the lower LWR of the touch pad 380 is associated with the downward direction (D direction) of the curved portion 112 in the UD direction. Further, the left LH of the touch pad 380 is associated with the left direction (L direction) of the bending portion 112 in the LR direction. Further, the right RH of the touch pad 380 is associated with the right direction (R direction) in the LR direction of the bending portion 112 .
起伏部380aが設けられているタッチパッド380の基準点P0は、湾曲部112が初期形状であるときの先端部111の位置D0に対応付けられている。本実施形態において、湾曲部112の初期形状は、図16に示すように、湾曲していない直線形状である。
The reference point P0 of the touch pad 380 provided with the undulating portion 380a is associated with the position D0 of the tip portion 111 when the curved portion 112 is in the initial shape. In this embodiment, the initial shape of the curved portion 112 is a non-curved linear shape as shown in FIG.
図17は、タッチパッド380の操作例を説明する図である。
タッチパッド380が複数点のタッチを検出が可能である場合、駆動コントローラ260は、ピンチズーム操作等により上記の対応付けを調整してもよい。術者Sは、タッチパッド380においてピンチズーム操作を入力することにより、例えば湾曲面BS上の駆動範囲DR1に対応付けられるタッチパッド380の入力範囲TR1を拡大できる。術者Sは、拡大した入力範囲TR1をタッチすることにより、駆動範囲DR1における位置を細かく指定できる。術者Sは、拡大した入力範囲TR1を縮小して元の大きさに戻すことができる。 17A and 17B are diagrams for explaining an operation example of thetouch pad 380. FIG.
If thetouch pad 380 is capable of detecting touches at multiple points, the drive controller 260 may adjust the above associations by a pinch-zoom operation or the like. By inputting a pinch zoom operation on the touch pad 380, the operator S can enlarge the input range TR1 of the touch pad 380 associated with the drive range DR1 on the curved surface BS, for example. By touching the expanded input range TR1, the operator S can finely specify the position in the drive range DR1. The operator S can reduce the enlarged input range TR1 to return it to its original size.
タッチパッド380が複数点のタッチを検出が可能である場合、駆動コントローラ260は、ピンチズーム操作等により上記の対応付けを調整してもよい。術者Sは、タッチパッド380においてピンチズーム操作を入力することにより、例えば湾曲面BS上の駆動範囲DR1に対応付けられるタッチパッド380の入力範囲TR1を拡大できる。術者Sは、拡大した入力範囲TR1をタッチすることにより、駆動範囲DR1における位置を細かく指定できる。術者Sは、拡大した入力範囲TR1を縮小して元の大きさに戻すことができる。 17A and 17B are diagrams for explaining an operation example of the
If the
駆動コントローラ260は、算出した三次元座標を「目標位置D1」の三次元座標としてメモリに記憶する。駆動コントローラ260は、次にステップS130を実施する。
The drive controller 260 stores the calculated three-dimensional coordinates in the memory as the three-dimensional coordinates of the "target position D1". Drive controller 260 then performs step S130.
<ステップS130:湾曲部駆動>
駆動コントローラ260は、ステップS130において、湾曲部112を駆動して先端部111を目標位置D1に向けて所定距離または所定期間だけ移動させる。駆動コントローラ260は、例えば、例えば、各目標位置D1に先端部111が到達するのに必要なワイヤけん引量、ワイヤけん引時間などをメモリ等に記録しておき、これを参照して先端部111を制御する。駆動コントローラ260は、次にステップS140を実施する。 <Step S130: Bending portion drive>
In step S130, the drive controller 260 drives the bendingportion 112 to move the distal end portion 111 toward the target position D1 by a predetermined distance or for a predetermined period. The drive controller 260 records, for example, a wire pulling amount and a wire pulling time necessary for the tip portion 111 to reach each target position D1 in a memory or the like, and refers to this to control the tip portion 111. Control. Drive controller 260 then performs step S140.
駆動コントローラ260は、ステップS130において、湾曲部112を駆動して先端部111を目標位置D1に向けて所定距離または所定期間だけ移動させる。駆動コントローラ260は、例えば、例えば、各目標位置D1に先端部111が到達するのに必要なワイヤけん引量、ワイヤけん引時間などをメモリ等に記録しておき、これを参照して先端部111を制御する。駆動コントローラ260は、次にステップS140を実施する。 <Step S130: Bending portion drive>
In step S130, the drive controller 260 drives the bending
タッチパッド380が押圧力の程度を検出できるタッチパッドである場合、駆動コントローラ260は、押圧力の程度に基づいて、湾曲部112が移動する速度を調整してもよい。駆動コントローラ260は、例えば押圧力が高いほど湾曲部112が移動する速度を速くする。これにより、操作入力の途中で速度を変更できるため、処置状況に応じた安全な操作が可能である。
If the touchpad 380 is a touchpad that can detect the degree of pressing force, the drive controller 260 may adjust the speed at which the bending portion 112 moves based on the degree of pressing force. The drive controller 260 increases the speed at which the bending portion 112 moves, for example, as the pressing force increases. As a result, since the speed can be changed in the middle of the operation input, safe operation according to the treatment situation is possible.
<ステップS140:終了判定>
駆動コントローラ260は、ステップS130において、先端部111が目標位置D1に到達したかを判定する。先端部111が目標位置D1に未到達の場合、駆動コントローラ260は、ステップS110を再実行する。駆動コントローラ260は、例えば、各目標位置D1に先端部111が到達した際のワイヤけん引量をメモリ等に記録しておく。ワイヤの牽引量が目標位置D1に対応する量まで到達されていた場合、先端部111が目標位置D1に到達したと判定する。 <Step S140: End determination>
The drive controller 260 determines whether thedistal end portion 111 has reached the target position D1 in step S130. If the distal end portion 111 has not reached the target position D1, the drive controller 260 re-executes step S110. The drive controller 260 records, in memory or the like, the amount of wire pulling when the distal end portion 111 reaches each target position D1, for example. When the amount of pulling of the wire has reached the amount corresponding to the target position D1, it is determined that the distal end portion 111 has reached the target position D1.
駆動コントローラ260は、ステップS130において、先端部111が目標位置D1に到達したかを判定する。先端部111が目標位置D1に未到達の場合、駆動コントローラ260は、ステップS110を再実行する。駆動コントローラ260は、例えば、各目標位置D1に先端部111が到達した際のワイヤけん引量をメモリ等に記録しておく。ワイヤの牽引量が目標位置D1に対応する量まで到達されていた場合、先端部111が目標位置D1に到達したと判定する。 <Step S140: End determination>
The drive controller 260 determines whether the
<ステップS110:湾曲駆動の継続判定>
駆動コントローラ260は、ステップS110において、タッチパッド380に対する操作入力を確認し、湾曲部112の湾曲駆動の継続判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力がなくなっている場合、駆動コントローラ260は、ステップS120を実施しない。すなわち、先端部111が目標位置D1に到達する前にタッチパッド380に対する操作入力がなくなっている場合、駆動コントローラ260は湾曲駆動を継続しない。タッチパッド380から親指を離せば湾曲部112の駆動が停止するため、術者Sは処置状況にあわせて湾曲部112を安全に操作できる。 <Step S110: Determining continuation of bending drive>
In step S<b>110 , the drive controller 260 confirms an operation input to thetouch pad 380 and determines whether to continue the bending drive of the bending section 112 . If there is no operation input to touch pad 380, drive controller 260 does not perform step S120. That is, if there is no operation input to the touch pad 380 before the distal end portion 111 reaches the target position D1, the drive controller 260 does not continue the bending drive. When the thumb is released from the touch pad 380, the driving of the bending section 112 stops, so the operator S can safely operate the bending section 112 according to the treatment situation.
駆動コントローラ260は、ステップS110において、タッチパッド380に対する操作入力を確認し、湾曲部112の湾曲駆動の継続判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力がなくなっている場合、駆動コントローラ260は、ステップS120を実施しない。すなわち、先端部111が目標位置D1に到達する前にタッチパッド380に対する操作入力がなくなっている場合、駆動コントローラ260は湾曲駆動を継続しない。タッチパッド380から親指を離せば湾曲部112の駆動が停止するため、術者Sは処置状況にあわせて湾曲部112を安全に操作できる。 <Step S110: Determining continuation of bending drive>
In step S<b>110 , the drive controller 260 confirms an operation input to the
<ステップS120:目標位置を算出>
駆動コントローラ260は、タッチされた位置に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。取得したタッチパッド380の二次元座標が前回のステップS120から変化してない場合、駆動コントローラ260は目標位置の三次元座標の算出処理を省略できる。 <Step S120: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of thetouchpad 380 corresponding to the touched position. If the obtained two-dimensional coordinates of the touch pad 380 have not changed since the previous step S120, the drive controller 260 can omit the processing of calculating the three-dimensional coordinates of the target position.
駆動コントローラ260は、タッチされた位置に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。取得したタッチパッド380の二次元座標が前回のステップS120から変化してない場合、駆動コントローラ260は目標位置の三次元座標の算出処理を省略できる。 <Step S120: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the
タッチパッド380においてタッチされた位置が前回のステップS120から変化している場合、駆動コントローラ260は、目標位置が途中で変更されたと認識し、新たな「目標位置D2」の三次元座標を変換処理により算出する。すなわち、駆動コントローラ260は、先端部111が目標位置D1に到達していなくても、目標位置を途中で変更する。駆動コントローラ260は、目標位置D2の三次元座標をメモリに記憶する。
If the touched position on the touch pad 380 has changed from the previous step S120, the drive controller 260 recognizes that the target position has changed in the middle, and converts the three-dimensional coordinates of the new "target position D2". Calculated by That is, the drive controller 260 changes the target position in the middle even if the distal end portion 111 has not reached the target position D1. Drive controller 260 stores the three-dimensional coordinates of target position D2 in memory.
駆動コントローラ260は、最新の目標位置を確認した後、次にステップS130を実施する。最新の目標位置は、目標位置が途中で変更されてない場合は目標位置D1であり、目標位置が途中で変更された場合は目標位置D2である。
After confirming the latest target position, the drive controller 260 then executes step S130. The latest target position is the target position D1 if the target position has not been changed in the middle, and is the target position D2 if the target position has been changed in the middle.
<ステップS130:湾曲部駆動>
駆動コントローラ260は、ステップS130において、湾曲部112を駆動して先端部111を最新の目標位置に向けて所定距離または所定期間だけ移動させる。駆動コントローラ260は、次にステップS140を実施する。 <Step S130: Bending portion drive>
In step S130, the drive controller 260 drives thebending section 112 to move the tip section 111 toward the latest target position by a predetermined distance or for a predetermined period. Drive controller 260 then performs step S140.
駆動コントローラ260は、ステップS130において、湾曲部112を駆動して先端部111を最新の目標位置に向けて所定距離または所定期間だけ移動させる。駆動コントローラ260は、次にステップS140を実施する。 <Step S130: Bending portion drive>
In step S130, the drive controller 260 drives the
<ステップS140>
駆動コントローラ260は、ステップS140において、先端部111が最新の目標位置に到達したかを判定する。先端部111が最新の目標位置に到達した場合、駆動コントローラ260は、次にステップS150を実行する。 <Step S140>
Drive controller 260 determines whethertip portion 111 has reached the latest target position in step S140. If tip 111 has reached the latest target position, drive controller 260 next executes step S150.
駆動コントローラ260は、ステップS140において、先端部111が最新の目標位置に到達したかを判定する。先端部111が最新の目標位置に到達した場合、駆動コントローラ260は、次にステップS150を実行する。 <Step S140>
Drive controller 260 determines whether
<ステップS150>
駆動コントローラ260は、ステップS150において、湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御するかどうかを判定する。湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御する場合、駆動コントローラ260は、次にステップS110を実行する。湾曲部112の湾曲駆動を制御しない場合、駆動コントローラ260は、次にステップS160を実行して図15に示す制御フローを終了する。 <Step S150>
The drive controller 260 determines whether to continue to control the bending drive of thebending section 112 in step S150. If continuing to control the bending drive of the bending portion 112, the drive controller 260 then performs step S110. If the bending drive of the bending portion 112 is not controlled, the drive controller 260 next executes step S160 to end the control flow shown in FIG.
駆動コントローラ260は、ステップS150において、湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御するかどうかを判定する。湾曲部112の湾曲駆動を引き続き制御する場合、駆動コントローラ260は、次にステップS110を実行する。湾曲部112の湾曲駆動を制御しない場合、駆動コントローラ260は、次にステップS160を実行して図15に示す制御フローを終了する。 <Step S150>
The drive controller 260 determines whether to continue to control the bending drive of the
上述の駆動コントローラ260の制御フローチャートの一部または全部は、メインコントローラ560によって実施されてもよい。
A part or all of the control flowchart of the drive controller 260 described above may be implemented by the main controller 560 .
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000によれば、タッチパッド380への操作入力により、湾曲部112の形状を所望の形状に容易に変化させることができる。タッチパッド380の二次元座標が湾曲部112の周囲の三次元座標に対応付けられているため、術者Sは、湾曲部112の形状を所望の形状に変化させるために必要なタッチパッド380への操作入力を把握しやすい。
According to the electric endoscope system 1000 according to this embodiment, it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 . Since the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 are associated with the three-dimensional coordinates around the bending section 112, the operator S can use the touch pad 380 to change the shape of the bending section 112 to a desired shape. It is easy to grasp the operation input of
術者Sは、起伏部380aが設けられているタッチパッド380の基準点P0をタッチすることにより、湾曲部112を初期形状に容易に戻すことができる。本実施形態において湾曲部112の初期形状は直線形状であるが、湾曲部112の初期形状は任意の形状に設定できる。例えば、駆動コントローラ260は、患部の処置をするために患部と対向する位置に先端部111を配置する湾曲部112の湾曲形状を初期形状として設定してもよい。術者Sは、起伏部380aが設けられているタッチパッド380の基準点P0をタッチすることにより、先端部111を患部と対向する位置に容易に戻すことができる。例えば、駆動コントローラ260は、図示しない初期化スイッチが押されることにより、任意の形状を初期形状として設定する初期化ステップを実行する。なお初期化ステップは、どのタイミングで実行されても良い。
The operator S can easily restore the bending portion 112 to its initial shape by touching the reference point P0 of the touch pad 380 provided with the undulating portion 380a. Although the initial shape of the curved portion 112 is linear in this embodiment, the initial shape of the curved portion 112 can be set to any shape. For example, the drive controller 260 may set, as the initial shape, the curved shape of the bending portion 112 that disposes the distal end portion 111 at a position facing the affected area in order to treat the affected area. By touching the reference point P0 of the touch pad 380 provided with the undulating portion 380a, the operator S can easily return the distal end portion 111 to the position facing the affected area. For example, the drive controller 260 executes an initialization step of setting an arbitrary shape as an initial shape when an initialization switch (not shown) is pressed. Note that the initialization step may be executed at any timing.
また、術者Sは、湾曲部112がどの程度湾曲しているかを把握しながら操作することができる。例えば、湾曲限界まであとどの程度湾曲可能かを把握しながら操作をすることが可能である。これにより、まだ湾曲できるという想定で操作したが湾曲限界のため途中で止まってしまう、残りの湾曲可能量が不明なため現在の内視鏡の姿勢で処置が可能か判断できない、というような問題を防ぐことができる。
Also, the operator S can operate while grasping how much the bending portion 112 is bent. For example, it is possible to perform an operation while grasping how much more bending is possible than the bending limit. As a result, there are problems such as the operation assuming that the endoscope can still bend, but it stops halfway due to the bending limit, and the remaining bendable amount is unknown, so it is not possible to judge whether the treatment is possible with the current posture of the endoscope. can be prevented.
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
As described above, the first embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention. . Also, the constituent elements shown in the above-described embodiment and modifications can be combined as appropriate.
(変形例1-1)
上記実施形態において、操作装置300は操作を入力するタッチパッド380を有する。しかしながら、操作装置300の態様はこれに限定されない。操作装置300のタッチパッド380は、液晶パネルなどのディスプレイを備えたタッチパネルであってもよい。この場合、タッチパネルは、基準点P0の起伏部380aに代えて、基準点P0をアイコンで表示してもよい。また、タッチパネルは、上下左右方向、後述する代表位置P、または入力範囲TRを示す線をアイコンで表示してもよい。また、タッチパネルは、内視鏡湾曲部CGを表示し、チュートリアルとして湾曲の挙動が確認できるようになっていても良い。 (Modification 1-1)
In the above embodiment, the operatingdevice 300 has a touch pad 380 for inputting operations. However, the aspect of the operating device 300 is not limited to this. The touch pad 380 of the operation device 300 may be a touch panel having a display such as a liquid crystal panel. In this case, the touch panel may display the reference point P0 as an icon instead of the undulating portion 380a of the reference point P0. Further, the touch panel may display, as an icon, a line indicating the vertical and horizontal directions, a representative position P described later, or an input range TR. Also, the touch panel may display the bending section CG of the endoscope so that bending behavior can be confirmed as a tutorial.
上記実施形態において、操作装置300は操作を入力するタッチパッド380を有する。しかしながら、操作装置300の態様はこれに限定されない。操作装置300のタッチパッド380は、液晶パネルなどのディスプレイを備えたタッチパネルであってもよい。この場合、タッチパネルは、基準点P0の起伏部380aに代えて、基準点P0をアイコンで表示してもよい。また、タッチパネルは、上下左右方向、後述する代表位置P、または入力範囲TRを示す線をアイコンで表示してもよい。また、タッチパネルは、内視鏡湾曲部CGを表示し、チュートリアルとして湾曲の挙動が確認できるようになっていても良い。 (Modification 1-1)
In the above embodiment, the operating
(変形例1-2)
上記実施形態において、タッチパッド380は平面状の入力領域を有する。しかしながら、タッチパッド380の態様はこれに限定されない。タッチパッド380の入力領域は曲面形状であってもよい。曲面形状である入力領域は、湾曲面BSに対応付けられる。そのため、術者Sは、先端部111の目標位置をより直感的に指定できる。 (Modification 1-2)
In the above embodiments, thetouchpad 380 has a planar input area. However, the aspect of the touchpad 380 is not limited to this. The input area of touchpad 380 may be curved. An input area having a curved surface shape is associated with the curved surface BS. Therefore, the operator S can more intuitively specify the target position of the distal end portion 111 .
上記実施形態において、タッチパッド380は平面状の入力領域を有する。しかしながら、タッチパッド380の態様はこれに限定されない。タッチパッド380の入力領域は曲面形状であってもよい。曲面形状である入力領域は、湾曲面BSに対応付けられる。そのため、術者Sは、先端部111の目標位置をより直感的に指定できる。 (Modification 1-2)
In the above embodiments, the
(変形例1-3)
上記実施形態において、目標位置の三次元座標は、タッチパッド380の二次元座標から座標変換により算出される。しかしながら、目標位置の三次元座標の算出方法はこれに限定されない。図18は、目標位置の三次元座標の他の算出方法を示す図である。駆動コントローラ260は、タッチパッド380の複数の代表位置P(P1,P2,P3等)と、複数の代表位置Pのそれぞれに対応する先端部111の対応位置C(C1,C2,C3等)と、を予め対応付けておく。駆動コントローラ260は、タッチされた位置に近い代表位置Pに対応する対応位置Cを特定する。駆動コントローラ260は、対応する対応位置Cまたは対応する対応位置C付近を目標位置とする。駆動コントローラ260は、目標位置の特定に関する精度は低下するが、座標変換に必要な演算処理を削減できる。 (Modification 1-3)
In the above embodiment, the three-dimensional coordinates of the target position are calculated from the two-dimensional coordinates of thetouch pad 380 by coordinate conversion. However, the method of calculating the three-dimensional coordinates of the target position is not limited to this. FIG. 18 is a diagram showing another method of calculating the three-dimensional coordinates of the target position. The drive controller 260 stores a plurality of representative positions P (P1, P2, P3, etc.) of the touch pad 380 and corresponding positions C (C1, C2, C3, etc.) of the distal end portion 111 corresponding to the plurality of representative positions P, respectively. , are associated in advance. The drive controller 260 identifies a corresponding position C corresponding to the representative position P close to the touched position. The drive controller 260 sets the corresponding corresponding position C or the vicinity of the corresponding corresponding position C as the target position. The drive controller 260 can reduce the arithmetic processing required for coordinate conversion, although the accuracy of specifying the target position is reduced.
上記実施形態において、目標位置の三次元座標は、タッチパッド380の二次元座標から座標変換により算出される。しかしながら、目標位置の三次元座標の算出方法はこれに限定されない。図18は、目標位置の三次元座標の他の算出方法を示す図である。駆動コントローラ260は、タッチパッド380の複数の代表位置P(P1,P2,P3等)と、複数の代表位置Pのそれぞれに対応する先端部111の対応位置C(C1,C2,C3等)と、を予め対応付けておく。駆動コントローラ260は、タッチされた位置に近い代表位置Pに対応する対応位置Cを特定する。駆動コントローラ260は、対応する対応位置Cまたは対応する対応位置C付近を目標位置とする。駆動コントローラ260は、目標位置の特定に関する精度は低下するが、座標変換に必要な演算処理を削減できる。 (Modification 1-3)
In the above embodiment, the three-dimensional coordinates of the target position are calculated from the two-dimensional coordinates of the
(変形例1-4)
上記実施形態において、駆動コントローラ260は、タッチパッド380の二次元座標から算出された目標位置の三次元座標を用いて湾曲部112を駆動する。しかしながら、湾曲部112の駆動態様はこれに限定されない。図19は、湾曲部112の他の駆動態様を示す図である。タッチパッド380の二次元座標は、湾曲ワイヤ160の牽引量と対応付けられていてもよい。駆動コントローラ260は、タッチパッド380の二次元座標から算出された湾曲ワイヤ160の牽引量に基づいて湾曲部112を駆動する。 (Modification 1-4)
In the above embodiment, the drive controller 260 drives thebending section 112 using the 3D coordinates of the target position calculated from the 2D coordinates of the touch pad 380 . However, the driving mode of the bending portion 112 is not limited to this. 19A and 19B are diagrams showing another driving mode of the bending portion 112. FIG. The two-dimensional coordinates of the touch pad 380 may be associated with the amount of pulling of the bending wire 160 . The drive controller 260 drives the bending section 112 based on the amount of pulling of the bending wire 160 calculated from the two-dimensional coordinates of the touch pad 380 .
上記実施形態において、駆動コントローラ260は、タッチパッド380の二次元座標から算出された目標位置の三次元座標を用いて湾曲部112を駆動する。しかしながら、湾曲部112の駆動態様はこれに限定されない。図19は、湾曲部112の他の駆動態様を示す図である。タッチパッド380の二次元座標は、湾曲ワイヤ160の牽引量と対応付けられていてもよい。駆動コントローラ260は、タッチパッド380の二次元座標から算出された湾曲ワイヤ160の牽引量に基づいて湾曲部112を駆動する。 (Modification 1-4)
In the above embodiment, the drive controller 260 drives the
図19に示す例においては、タッチパッド380の上下方向における座標値が、湾曲部112をUD方向に曲げる湾曲ワイヤ(上湾曲ワイヤ161uおよび下湾曲ワイヤ161d)の牽引量に対応付けられている。また、タッチパッド380の左右方向における座標値が、湾曲部112をLR方向に曲げる湾曲ワイヤ(左湾曲ワイヤ161lおよび右湾曲ワイヤ161r)の牽引量に対応付けられている。また、タッチパッド380の基準点P0が湾曲ワイヤ160の牽引量ゼロに対応付けられている。そのため、術者Sは、タッチパッド380の基準点P0をタッチすることにより、湾曲部112を直線形状に容易に戻すことができる。
In the example shown in FIG. 19, the coordinate values in the vertical direction of the touch pad 380 are associated with the amount of pulling of the bending wires (the upward bending wire 161u and the downward bending wire 161d) that bend the bending portion 112 in the UD direction. Further, the coordinate values in the left-right direction of the touch pad 380 are associated with the amounts of traction of the bending wires (the left bending wire 161l and the right bending wire 161r) that bend the bending portion 112 in the LR direction. Also, the reference point P0 of the touch pad 380 is associated with zero pulling amount of the bending wire 160 . Therefore, by touching the reference point P0 of the touch pad 380, the operator S can easily return the curved portion 112 to the straight shape.
(変形例1-5)
上記実施形態において、タッチパッド380の基準点P0には起伏部380aが設けられている。図20は、タッチパッド380の変形例であるタッチパッド380Bを示す斜視図である。タッチパッド380Bの基準点P0には起伏部380aが設けられていない。使用者が基準点P0を認識できるのであれば、起伏部380aは必須ではない。 (Modification 1-5)
In the above embodiment, the reference point P0 of thetouch pad 380 is provided with the undulating portion 380a. FIG. 20 is a perspective view showing a touch pad 380B that is a modification of touch pad 380. As shown in FIG. The undulating portion 380a is not provided at the reference point P0 of the touch pad 380B. If the user can recognize the reference point P0, the undulating portion 380a is not essential.
上記実施形態において、タッチパッド380の基準点P0には起伏部380aが設けられている。図20は、タッチパッド380の変形例であるタッチパッド380Bを示す斜視図である。タッチパッド380Bの基準点P0には起伏部380aが設けられていない。使用者が基準点P0を認識できるのであれば、起伏部380aは必須ではない。 (Modification 1-5)
In the above embodiment, the reference point P0 of the
(第二実施形態)
本発明の第二実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bについて、図21から図22を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 (Second embodiment)
An electric endoscope system 1000B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 21 to 22. FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those already described, and redundant descriptions will be omitted.
本発明の第二実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bについて、図21から図22を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 (Second embodiment)
An electric endoscope system 1000B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 21 to 22. FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those already described, and redundant descriptions will be omitted.
[電動内視鏡システム1000B]
電動内視鏡システム1000Bは、図1に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と同様の構成を備える。電動内視鏡システム1000Bは、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と比較して動作のみが異なる。 [Electric endoscope system 1000B]
The electric endoscope system 1000B, as shown in FIG. 1, has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment. The electric endoscope system 1000B differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
電動内視鏡システム1000Bは、図1に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と同様の構成を備える。電動内視鏡システム1000Bは、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と比較して動作のみが異なる。 [Electric endoscope system 1000B]
The electric endoscope system 1000B, as shown in FIG. 1, has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment. The electric endoscope system 1000B differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
以降、図21に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が起動されると、駆動コントローラ260は初期化を実施した後に制御を開始する(ステップS200)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ)はステップS210を実行する。
Hereinafter, description will be made along the control flowchart of the drive controller 260 of the control device 600 shown in FIG. When the control device 600 is activated, the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S200). Next, drive controller 260 (primarily a processor) executes step S210.
<ステップS210:湾曲駆動の開始判定>
駆動コントローラ260は、ステップS210において、第一実施形態のステップS110と同様に、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS220を実施する。 <Step S210: Determining Start of Bending Drive>
In step S<b>210 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to thetouch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending portion 112 , as in step S<b>110 of the first embodiment. If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 then performs step S220.
駆動コントローラ260は、ステップS210において、第一実施形態のステップS110と同様に、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS220を実施する。 <Step S210: Determining Start of Bending Drive>
In step S<b>210 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the
<ステップS220:操作入力モードの判定>
駆動コントローラ260は、ステップS210において、タッチパッド380に対する操作入力の態様に基づいて操作入力モードを判定する。駆動コントローラ260は、操作入力モードとして、「位置入力モード」と「差分入力モード」とを備える。 <Step S220: Determination of operation input mode>
Drive controller 260 determines the operation input mode based on the manner of operation input totouch pad 380 in step S<b>210 . The drive controller 260 has a “position input mode” and a “difference input mode” as operation input modes.
駆動コントローラ260は、ステップS210において、タッチパッド380に対する操作入力の態様に基づいて操作入力モードを判定する。駆動コントローラ260は、操作入力モードとして、「位置入力モード」と「差分入力モード」とを備える。 <Step S220: Determination of operation input mode>
Drive controller 260 determines the operation input mode based on the manner of operation input to
位置入力モードは、第一実施形態において示した方法により操作入力を行う操作入力モードである。位置入力モードで動作する駆動コントローラ260は、タッチパッド380においてタッチされた位置に対応付けられた目標位置まで先端部111を移動させる。
The position input mode is an operation input mode in which operation input is performed by the method shown in the first embodiment. Drive controller 260 operating in the position input mode moves tip 111 to the target position associated with the position touched on touch pad 380 .
差分入力モードは、先端部111が配置された位置からの変化量(差分)について操作入力を行う操作入力モードである。差分入力モードで動作する駆動コントローラ260は、タッチパッド380に沿って親指を移動させた方向および移動量に応じて先端部111を移動させる。
The difference input mode is an operation input mode in which an operation input is performed regarding the amount of change (difference) from the position where the tip portion 111 is arranged. Drive controller 260 operating in differential input mode moves tip 111 according to the direction and amount of movement of the thumb along touchpad 380 .
駆動コントローラ260は、ステップS210にて取得した操作入力の態様がタッチ操作である場合、操作入力モードを位置入力モードに設定し、次にステップS120を実施する。ステップS120以降の処理は、第一実施形態と同様である。
If the operation input mode acquired in step S210 is a touch operation, the drive controller 260 sets the operation input mode to the position input mode, and then executes step S120. The processing after step S120 is the same as in the first embodiment.
図22は、タッチパッド380に対するドラッグ操作を示す図である。
駆動コントローラ260は、ステップS210にて取得した操作入力の態様がドラッグ操作などのタッチパッド380をなぞる操作である場合、操作入力モードを差分入力モードに設定し、次にステップS230を実施する。 FIG. 22 is a diagram showing a drag operation ontouch pad 380. As shown in FIG.
If the mode of operation input acquired in step S210 is an operation of tracing thetouch pad 380, such as a drag operation, the drive controller 260 sets the operation input mode to the differential input mode, and then executes step S230.
駆動コントローラ260は、ステップS210にて取得した操作入力の態様がドラッグ操作などのタッチパッド380をなぞる操作である場合、操作入力モードを差分入力モードに設定し、次にステップS230を実施する。 FIG. 22 is a diagram showing a drag operation on
If the mode of operation input acquired in step S210 is an operation of tracing the
なお、操作入力モードは、操作装置300等に設けられたボタンに対する操作により切り替えてもよい。その場合、駆動コントローラ260は、操作入力の態様に基づいて操作入力モードを切り替えなくてよい。
Note that the operation input mode may be switched by operating a button provided on the operation device 300 or the like. In that case, the drive controller 260 does not need to switch the operation input mode based on the mode of operation input.
<ステップS230:ベクトルを算出>
駆動コントローラ260は、ステップS230において、タッチパッド380に沿って親指を移動させた方向および移動量を算出する。タッチパッド380に沿って親指を移動させた方向を、「操作方向F」という。駆動コントローラ260は、次にステップS240を実施する。 <Step S230: Calculate vector>
Drive controller 260 calculates the direction and amount of movement of the thumb alongtouch pad 380 in step S230. The direction in which the thumb is moved along the touch pad 380 is called "operation direction F". Drive controller 260 then performs step S240.
駆動コントローラ260は、ステップS230において、タッチパッド380に沿って親指を移動させた方向および移動量を算出する。タッチパッド380に沿って親指を移動させた方向を、「操作方向F」という。駆動コントローラ260は、次にステップS240を実施する。 <Step S230: Calculate vector>
Drive controller 260 calculates the direction and amount of movement of the thumb along
第一実施形態と同様に、タッチパッド380の方向と、湾曲部112の湾曲方向と、の対応付けは一定である。タッチパッド380の上下方向は、湾曲部112の上下方向(UD方向)に対応付けられる。タッチパッド380の左右方向は、湾曲部112の左右方向(LR方向)に対応付けられる。
As in the first embodiment, the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is constant. The vertical direction of the touch pad 380 corresponds to the vertical direction (UD direction) of the curved portion 112 . The left-right direction of the touch pad 380 corresponds to the left-right direction (LR direction) of the curved portion 112 .
<ステップS240:湾曲部駆動>
駆動コントローラ260は、ステップS240において、湾曲部112を駆動して、操作方向Fに対応付けられた湾曲方向に湾曲部112を曲げる。駆動コントローラ260は、タッチパッド380に沿って移動させた親指の移動量に応じた距離だけ先端部111を移動させる。駆動コントローラ260は、次にステップS150を実施する。ステップS150以降の処理は、第一実施形態と同様である。親指の移動量に対する先端部111の移動量は、例えばタッチパッド380の入力範囲TR1に対する親指の移動量の比と、駆動範囲DR1に対する湾曲量の比とが同一になるように、決定する。 <Step S240: Bending portion drive>
The drive controller 260 drives thebending section 112 to bend the bending section 112 in the bending direction associated with the operation direction F in step S240. Drive controller 260 moves tip 111 a distance corresponding to the amount of movement of the thumb moved along touch pad 380 . Drive controller 260 then performs step S150. The processing after step S150 is the same as in the first embodiment. The amount of movement of the tip portion 111 with respect to the amount of movement of the thumb is determined, for example, so that the ratio of the amount of movement of the thumb to the input range TR1 of the touch pad 380 and the ratio of the amount of bending to the drive range DR1 are the same.
駆動コントローラ260は、ステップS240において、湾曲部112を駆動して、操作方向Fに対応付けられた湾曲方向に湾曲部112を曲げる。駆動コントローラ260は、タッチパッド380に沿って移動させた親指の移動量に応じた距離だけ先端部111を移動させる。駆動コントローラ260は、次にステップS150を実施する。ステップS150以降の処理は、第一実施形態と同様である。親指の移動量に対する先端部111の移動量は、例えばタッチパッド380の入力範囲TR1に対する親指の移動量の比と、駆動範囲DR1に対する湾曲量の比とが同一になるように、決定する。 <Step S240: Bending portion drive>
The drive controller 260 drives the
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Bによれば、タッチパッド380への操作入力により、湾曲部112の形状を所望の形状に容易に変化させることができる。タッチパッド380への操作入力の態様により、位置入力モードと差分入力モードとを切り替えることができる。術者Sは、例えば、位置入力モードにより先端部111の大まかな位置決めを実施したあと、差分入力モードにより先端部111の細かな位置決めを実施することができる。
According to the electric endoscope system 1000B according to the present embodiment, it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 . It is possible to switch between the position input mode and the difference input mode depending on the mode of operation input to the touch pad 380 . For example, after performing rough positioning of the distal end portion 111 in the position input mode, the operator S can perform fine positioning of the distal end portion 111 in the differential input mode.
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
As described above, the second embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are also included within the scope of the present invention. . Also, the constituent elements shown in the above-described embodiment and modifications can be combined as appropriate.
(第三実施形態)
本発明の第三実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cについて、図23から図24を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 (Third embodiment)
An electric endoscope system 1000C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 23 to 24. FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those already described, and redundant descriptions will be omitted.
本発明の第三実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cについて、図23から図24を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 (Third embodiment)
An electric endoscope system 1000C according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 23 to 24. FIG. In the following description, the same reference numerals are given to the same configurations as those already described, and redundant descriptions will be omitted.
[電動内視鏡システム1000C]
電動内視鏡システム1000Cは、図1に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と同様の構成を備える。電動内視鏡システム1000Cは、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と比較して動作のみが異なる。 [Electric endoscope system 1000C]
The electric endoscope system 1000C, as shown in FIG. 1, has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment. The electric endoscope system 1000C differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
電動内視鏡システム1000Cは、図1に示すように、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と同様の構成を備える。電動内視鏡システム1000Cは、第一実施形態の電動内視鏡システム1000と比較して動作のみが異なる。 [Electric endoscope system 1000C]
The electric endoscope system 1000C, as shown in FIG. 1, has the same configuration as the electric endoscope system 1000 of the first embodiment. The electric endoscope system 1000C differs only in operation from the electric endoscope system 1000 of the first embodiment.
本実施形態において、メインコントローラ560は、先端部111の姿勢を取得できる。例えば、メインコントローラ560は、先端部111に設けられた加速度センサなどのセンサにより先端部111の姿勢を取得してもよい。メインコントローラ560は、磁気センサなどにより取得した挿入部110の形状に基づいて先端部111の姿勢を検出してもよい。
In this embodiment, the main controller 560 can acquire the orientation of the distal end portion 111 . For example, the main controller 560 may acquire the orientation of the distal end portion 111 using a sensor such as an acceleration sensor provided at the distal end portion 111 . The main controller 560 may detect the posture of the distal end portion 111 based on the shape of the insertion portion 110 acquired by a magnetic sensor or the like.
メインコントローラ560は、先端部111の姿勢に応じて、撮像処理部520が取得した撮像画像に対して画像処理を実施する。具体的には、メインコントローラ560は、先端部111の姿勢から撮像画像における重力方向Gを判定する。メインコントローラ560は、重力方向Gが表示装置900の表示画像における下方向を向くように、画像処理により撮像画像を回転させる。回転処理された撮像画像は、表示装置900に表示画像として表示される。重力方向Gが表示装置900の表示画像における下方向と一致しているため、術者Sは、表示画像に映された対象を把握しやすい。
The main controller 560 performs image processing on the captured image acquired by the imaging processing unit 520 according to the orientation of the distal end portion 111 . Specifically, the main controller 560 determines the direction of gravity G in the captured image from the orientation of the distal end portion 111 . The main controller 560 rotates the captured image by image processing so that the direction of gravity G faces downward in the image displayed on the display device 900 . The captured image that has undergone rotation processing is displayed on the display device 900 as a display image. Since the direction of gravity G matches the downward direction in the display image of the display device 900, the operator S can easily grasp the target displayed in the display image.
以降、図23に示す制御装置600の駆動コントローラ260の制御フローチャートに沿って説明を行う。制御装置600が起動されると、駆動コントローラ260は初期化を実施した後に制御を開始する(ステップS300)。次に、駆動コントローラ260(主としてプロセッサ)はステップS310を実行する。
Hereinafter, description will be made along the control flowchart of the drive controller 260 of the control device 600 shown in FIG. When the control device 600 is activated, the drive controller 260 starts control after performing initialization (step S300). Drive controller 260 (primarily a processor) then performs step S310.
<ステップS310:湾曲駆動の開始判定>
駆動コントローラ260は、ステップS310において、第一実施形態のステップS110と同様に、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS315を実施する。 <Step S310: Determining Start of Bending Drive>
In step S<b>310 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to thetouch pad 380 and determines whether to start bending drive of the bending portion 112 , as in step S<b>110 of the first embodiment. If there is an operation input to the touch pad 380, the drive controller 260 next performs step S315.
駆動コントローラ260は、ステップS310において、第一実施形態のステップS110と同様に、タッチパッド380に対する操作入力を定期的に確認し、湾曲部112の湾曲駆動の開始判定を実施する。タッチパッド380に対する操作入力があった場合、駆動コントローラ260は次にステップS315を実施する。 <Step S310: Determining Start of Bending Drive>
In step S<b>310 , the drive controller 260 periodically confirms an operation input to the
<ステップS315:先端部111の重力方向Gを取得>
駆動コントローラ260は、ステップS310において、メインコントローラ560から先端部111の重力方向Gを取得する。駆動コントローラ260は次にステップS320を実施する。 <Step S315: Gravitational Direction G ofTip Part 111 Acquired>
The drive controller 260 acquires the direction of gravity G of thedistal end portion 111 from the main controller 560 in step S310. Drive controller 260 then performs step S320.
駆動コントローラ260は、ステップS310において、メインコントローラ560から先端部111の重力方向Gを取得する。駆動コントローラ260は次にステップS320を実施する。 <Step S315: Gravitational Direction G of
The drive controller 260 acquires the direction of gravity G of the
<ステップS320:目標位置を算出>
駆動コントローラ260は、タッチされた位置T1に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。駆動コントローラ260は、取得したタッチパッド380の二次元座標を、湾曲部112の周囲の三次元座標に変換する。 <Step S320: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of thetouch pad 380 corresponding to the touched position T1. The drive controller 260 transforms the acquired two-dimensional coordinates of the touch pad 380 into three-dimensional coordinates around the curved portion 112 .
駆動コントローラ260は、タッチされた位置T1に対応するタッチパッド380の二次元座標を取得する。駆動コントローラ260は、取得したタッチパッド380の二次元座標を、湾曲部112の周囲の三次元座標に変換する。 <Step S320: Calculate Target Position>
The drive controller 260 obtains the two-dimensional coordinates of the
本実施形態においては、駆動コントローラ260は、先端部111の姿勢変化に応じて、タッチパッド380の方向と湾曲部112の湾曲方向との対応付けを変更する。具体的には、駆動コントローラ260は、先端部111の重力方向Gを、タッチパッド380の下方LWRに対応付ける。
In this embodiment, the drive controller 260 changes the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 according to the posture change of the distal end portion 111 . Specifically, the drive controller 260 associates the gravity direction G of the distal end portion 111 with the lower LWR of the touch pad 380 .
図24は、タッチパッド380の方向と湾曲部112の湾曲方向との対応付けの変更例を示す図である。図24に示す例において、湾曲部112が大きく湾曲して、湾曲部112のU方向が重力方向Gと一致している。この場合、タッチパッド380の方向と、湾曲部112の湾曲方向と、の対応付けは変更される。タッチパッド380の上方UPRは、湾曲部112のUD方向における下方向(D方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の下方LWRは、湾曲部112のUD方向における上方向(U方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の左方LHは、湾曲部112のLR方向における右方向(R方向)に対応付けられる。また、タッチパッド380の右方RHは、湾曲部112のLR方向における左方向(L方向)に対応付けられる。上記の対応付けの変更により、術者Sはタッチパッド380により直感的に湾曲部112を曲げることができる。
FIG. 24 is a diagram showing a modification of the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 24, the curved portion 112 is greatly curved and the U direction of the curved portion 112 matches the gravity direction G. In the example shown in FIG. In this case, the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 is changed. The upward UPR of the touch pad 380 is associated with the downward direction (D direction) of the curved portion 112 in the UD direction. Also, the lower LWR of the touch pad 380 is associated with the upward direction (U direction) of the curved portion 112 in the UD direction. Further, the left LH of the touch pad 380 is associated with the right direction (R direction) in the LR direction of the bending portion 112 . Further, the right RH of the touch pad 380 is associated with the left direction (L direction) of the bending portion 112 in the LR direction. By changing the association described above, the operator S can intuitively bend the bending portion 112 using the touch pad 380 .
表示装置900に表示される表示画像においても、重力方向Gと表示画像における下方向とが一致しており、術者Sは、表示画面を見ながらタッチパッド380を直感的に操作できる。
Also in the display image displayed on the display device 900, the direction of gravity G matches the downward direction in the display image, and the operator S can intuitively operate the touch pad 380 while looking at the display screen.
なお、先端部111の重力方向Gを対応付けるタッチパッド380の方向は、タッチパッドの下方LWRに限定されない。術者Sによる操作装置300の持ち方に応じて、駆動コントローラ260は、先端部111の重力方向Gをタッチパッド380の任意の方向に対応付けてもよい。
It should be noted that the direction of the touch pad 380 associated with the direction of gravity G of the tip portion 111 is not limited to the lower LWR of the touch pad. Depending on how the operator S holds the operation device 300 , the drive controller 260 may associate the direction of gravity G of the distal end portion 111 with an arbitrary direction of the touch pad 380 .
駆動コントローラ260は、ステップS320の次にステップS130を実施する。ステップS130以降の処理は、第一実施形態と同じである。
The drive controller 260 performs step S130 after step S320. The processing after step S130 is the same as in the first embodiment.
本実施形態に係る電動内視鏡システム1000Cによれば、タッチパッド380への操作入力により、湾曲部112の形状を所望の形状に容易に変化させることができる。先端部111の姿勢変化に応じて、タッチパッド380の方向と湾曲部112の湾曲方向との対応付けを変更することで、術者Sはタッチパッド380により直感的に湾曲部112を曲げることができる。
According to the electric endoscope system 1000C according to this embodiment, it is possible to easily change the shape of the bending portion 112 to a desired shape by operating the touch pad 380 . By changing the correspondence between the direction of the touch pad 380 and the bending direction of the bending portion 112 according to the change in posture of the distal end portion 111 , the operator S can intuitively bend the bending portion 112 using the touch pad 380 . can.
以上、本発明の第三実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
As described above, the third embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention. . Also, the constituent elements shown in the above-described embodiment and modifications can be combined as appropriate.
(変形例3-1)
上記実施形態において、湾曲部112は単純湾曲する。しかしながら、湾曲部112の態様はこれに限定されない。湾曲部112は多段階に湾曲してもよい。駆動コントローラ260は、湾曲部112の湾曲態様にあわせた湾曲面BSにより目標位置を算出すればよい。 (Modification 3-1)
In the above embodiment, the bendingportion 112 is simply bent. However, the mode of the curved portion 112 is not limited to this. The bending portion 112 may bend in multiple steps. The drive controller 260 may calculate the target position using the curved surface BS that matches the curved aspect of the curved portion 112 .
上記実施形態において、湾曲部112は単純湾曲する。しかしながら、湾曲部112の態様はこれに限定されない。湾曲部112は多段階に湾曲してもよい。駆動コントローラ260は、湾曲部112の湾曲態様にあわせた湾曲面BSにより目標位置を算出すればよい。 (Modification 3-1)
In the above embodiment, the bending
各実施形態におけるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
The program in each embodiment may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium may be read into a computer system and executed. Note that the “computer system” includes hardware such as an OS and peripheral devices. The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case. Further, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.
本発明は、管腔器官内等を観察および処置するマニピュレータシステムに適用することができる。
The present invention can be applied to a manipulator system for observing and treating the inside of a hollow organ.
1000,1000B,1000C 電動内視鏡システム(マニピュレータシステム)
100 内視鏡(マニピュレータ)
110 挿入部
111 先端部
112 湾曲部(可動部)
119 体内軟性部
140 体外軟性部
150 着脱部
160 湾曲ワイヤ
200 駆動装置
300 操作装置
400 処置具
500 映像制御装置
600 制御装置
800 観察装置
900 表示装置 1000, 1000B, 1000C Electric endoscope system (manipulator system)
100 endoscope (manipulator)
110Insertion portion 111 Distal portion 112 Bending portion (movable portion)
119 Internalflexible section 140 External flexible section 150 Detachable section 160 Bending wire 200 Driving device 300 Operating device 400 Treatment tool 500 Image control device 600 Control device 800 Observation device 900 Display device
100 内視鏡(マニピュレータ)
110 挿入部
111 先端部
112 湾曲部(可動部)
119 体内軟性部
140 体外軟性部
150 着脱部
160 湾曲ワイヤ
200 駆動装置
300 操作装置
400 処置具
500 映像制御装置
600 制御装置
800 観察装置
900 表示装置 1000, 1000B, 1000C Electric endoscope system (manipulator system)
100 endoscope (manipulator)
110
119 Internal
Claims (18)
- 湾曲あるいは屈曲可能な可動部を備えたマニピュレータと、
前記可動部を湾曲あるいは屈曲する駆動装置と、
前記駆動装置と通信可能に接続され、前記可動部を湾曲あるいは屈曲する操作入力を受けるタッチパッドを有する操作装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記可動部を駆動させて、前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた目標位置に向かって前記可動部の先端を移動させる、
マニピュレータシステム。 a manipulator having a bendable or bendable movable part;
a driving device that bends or bends the movable portion;
an operating device having a touch pad communicatively connected to the driving device and receiving an operation input for bending or bending the movable portion;
with
The drive device drives the movable part to move the tip of the movable part toward a target position associated with the position touched on the touch pad.
manipulator system. - 前記タッチパッドは、前記可動部が所定の初期形状であるときの前記先端の位置に対応付けられた基準点を有する、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The touch pad has a reference point associated with the position of the tip when the movable part is in a predetermined initial shape,
A manipulator system according to claim 1. - 前記タッチパッドの二次元座標を、前記可動部の先端まわりの三次元座標に変換した位置を前記目標位置とする、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The target position is a position obtained by converting the two-dimensional coordinates of the touch pad into three-dimensional coordinates around the tip of the movable part.
A manipulator system according to claim 1. - 前記駆動装置は、前記可動部の前記先端が前記目標位置に到達するまでに、前記タッチパッドに対する前記操作入力がなくなっているとき、前記可動部の前記駆動を停止する、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The driving device stops the driving of the movable portion when the operation input to the touch pad is lost before the tip of the movable portion reaches the target position.
A manipulator system according to claim 1. - 前記駆動装置は、
前記タッチパッドの複数の代表位置と、前記可動部の前記先端の対応位置と、を予め対応付けておき、
前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に近い前記代表位置に対応する前記対応位置に基づいて前記目標位置を決定する、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The driving device
A plurality of representative positions of the touch pad and corresponding positions of the tip of the movable portion are associated in advance,
determining the target position based on the corresponding position corresponding to the representative position close to the touched position on the touch pad;
A manipulator system according to claim 1. - 前記駆動装置は、
前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた前記目標位置まで前記可動部の前記先端を移動させる位置入力モードに加えて、
前記タッチパッドに沿って指を移動させた方向および移動量に応じて前記可動部の前記先端を移動させる差分入力モードを備える、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The driving device
In addition to a position input mode for moving the tip of the movable part to the target position associated with the touched position on the touch pad,
A difference input mode for moving the tip of the movable part according to the direction and amount of movement of the finger along the touch pad,
A manipulator system according to claim 1. - 前記駆動装置は、前記タッチパッドに対する前記操作入力の態様に基づいて、前記位置入力モードと前記差分入力モードと切り替える、
請求項6に記載のマニピュレータシステム。 The drive device switches between the position input mode and the difference input mode based on the mode of the operation input to the touch pad.
7. A manipulator system according to claim 6. - 前記駆動装置は、前記可動部の前記先端の姿勢変化に応じて、前記タッチパッドの方向と、前記可動部の湾曲方向との対応付けを変更する、
請求項1に記載のマニピュレータシステム。 The driving device changes the correspondence between the direction of the touch pad and the bending direction of the movable portion according to a change in posture of the tip of the movable portion.
A manipulator system according to claim 1. - 前記駆動装置は、前記可動部の前記先端の姿勢変化に応じて、前記タッチパッドの所定の方向を、前記可動部に対する重力方向に対応付ける、
請求項8に記載のマニピュレータシステム。 The driving device associates a predetermined direction of the touch pad with a direction of gravity with respect to the movable portion according to a change in posture of the tip of the movable portion.
9. A manipulator system according to claim 8. - 湾曲あるいは屈曲する可動部を有するマニピュレータを制御する制御装置であって、
湾曲あるいは屈曲する可動部の操作入力が可能なタッチパッドより二次元座標を取得し、
前記二次元座標に対応付けられた目標位置に向かって前記可動部の先端を移動させる、
マニピュレータ制御装置。 A control device for controlling a manipulator having a movable part that bends or bends,
Acquire two-dimensional coordinates from a touch pad that allows operation input of movable parts that bend or bend,
moving the tip of the movable part toward a target position associated with the two-dimensional coordinates;
Manipulator control device. - 前記タッチパッドは、前記可動部が所定の初期形状であるときの前記先端の位置に対応付けられた基準点を有する、
請求項10に記載のマニピュレータ制御装置。 The touch pad has a reference point associated with the position of the tip when the movable part is in a predetermined initial shape,
11. A manipulator control device according to claim 10. - 前記タッチパッドの前記二次元座標を、前記可動部の前記先端まわりの三次元座標に変換した位置を前記目標位置とする、
請求項10に記載のマニピュレータ制御装置。 The target position is a position obtained by converting the two-dimensional coordinates of the touch pad into three-dimensional coordinates around the tip of the movable part,
11. A manipulator control device according to claim 10. - 前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた目標位置まで前記可動部の前記先端を移動させる位置入力モードと、前記タッチパッドに沿って指を移動させた方向および移動量に応じて前記可動部の前記先端を移動させる差分入力モードを出力可能であり、
前記タッチパッドに対する前記操作入力の態様に基づいて、前記位置入力モードと前記差分入力モードと切り替える、
請求項10に記載のマニピュレータ制御装置。 a position input mode for moving the tip of the movable part to a target position associated with a touched position on the touch pad; capable of outputting a differential input mode that moves the tip of the part,
Switching between the position input mode and the difference input mode based on the mode of the operation input to the touch pad;
11. A manipulator control device according to claim 10. - 湾曲あるいは屈曲する可動部を有するマニピュレータの駆動方法であって、
タッチパッドに入力された前記可動部の二次元座標を認識するステップと、
前記二次元座標に基づいて、前記可動部を前記可動部の先端まわりの三次元座標上で駆動するステップと、を含む、
マニピュレータ駆動方法。 A method for driving a manipulator having a movable part that curves or bends,
recognizing the two-dimensional coordinates of the movable part input to the touch pad;
and driving the movable part on the three-dimensional coordinates around the tip of the movable part based on the two-dimensional coordinates.
Manipulator drive method. - 前記二次元座標を、前記可動部回りの三次元座標に変換するステップを含む、
請求項14に記載のマニピュレータ駆動方法。 transforming the two-dimensional coordinates into three-dimensional coordinates around the movable part;
The manipulator driving method according to claim 14. - 前記タッチパッド上の任意の基準点を、任意の初期形状と対応させるステップを含む、
請求項14に記載のマニピュレータ駆動方法。 Corresponding any reference point on the touchpad with any initial shape;
The manipulator driving method according to claim 14. - 前記タッチパッドにおいてタッチされた位置に対応付けられた目標位置まで前記可動部の前記先端を移動させる位置入力モードを実行するステップに加えて、
前記タッチパッドに沿って指を移動させた方向および移動量に応じて前記可動部の前記先端を移動させる差分入力モードを実行するステップと、
前記タッチパッドに対する操作入力の態様に基づいて、前記位置入力モードと前記差分入力モードと切り替えるステップをさらに含む、
請求項14に記載のマニピュレータ駆動方法。 In addition to executing a position input mode for moving the tip of the movable part to a target position associated with the position touched on the touch pad,
executing a difference input mode in which the tip of the movable part is moved according to the direction and amount of movement of the finger along the touch pad;
further comprising switching between the positional input mode and the differential input mode based on a mode of operation input to the touchpad;
The manipulator driving method according to claim 14. - 前記可動部の前記先端の姿勢変化に応じて、前記タッチパッドの所定の方向を、前記可動部に対する重力方向に対応付けるステップをさらに含む、
請求項14に記載のマニピュレータ駆動方法。 further comprising a step of associating a predetermined direction of the touch pad with a direction of gravity with respect to the movable portion according to a change in posture of the tip of the movable portion;
The manipulator driving method according to claim 14.
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---|---|---|---|
PCT/JP2021/010537 WO2022195703A1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Manipulator system and method for driving manipulator |
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PCT/JP2021/010537 WO2022195703A1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Manipulator system and method for driving manipulator |
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2021
- 2021-03-16 WO PCT/JP2021/010537 patent/WO2022195703A1/en active Application Filing
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