JPWO2016098577A1 - 内視鏡システム - Google Patents

Abstract

内視鏡システム（１）は、操作部（２）と、長尺部と、撮像部（２２）と、制御部（２５）と、表示部（２４）と、回転操作入力部（４）と、制御部（２５）に与えられた回転量に対応して撮像部（２２）における撮像視野を光軸を中心として回転させる回転連結部（２３）とを備え、撮像部（２２）により撮像され回転連結部（２３）によって撮像視野が回転された状態とされた映像を制御部（２５）が表示部（２４）へ出力する。

Description

本発明は、内視鏡システムに関する。
本願は、２０１４年１２月１９日に、日本に出願された特願２０１４−２５７１９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

観察や処置の対象となる体内の部位を撮像する内視鏡システムが知られている。たとえば特許文献１，２には、挿入部の先端近傍を能動的に湾曲可能とする技術が開示されている。

内視鏡システムを用いて観察を行う場合、撮像される観察対象物の映像を回転させる場合がある。観察対象物の映像を回転させる技術として、たとえば特許文献３は、撮像素子が取り付けられた可撓性の管状部材を内部に有する挿入部を備えた電子内視鏡を開示している。特許文献３に開示された電子内視鏡の管状部材を回転させると、内視鏡の挿入部が屈曲状態であっても撮像部の素子を回転させることができる。

特許第５５８３８６０号公報 特開２０１２−２９８２２号公報 特許第３８３１２７３号公報

内視鏡の挿入部に対して撮像部を回転させると、挿入部と撮像部との位置関係が変わるので、撮像部の視野における上下左右と、挿入部における上下左右とが一致しない場合が生じる。特許文献３に開示された技術では、内視鏡の挿入部を湾曲させたり、挿入部から処置具を突出させて撮像部による映像を見ながら処置具を使用したりする場合に、撮像部の視野における上下左右と挿入部における上下左右との関係が撮像部の回転に応じて変化してしまうので、内視鏡を使用する操作者にとって直感的な操作が困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、観察対象物の映像を回転させても直感的な操作感が維持される内視鏡システムを提供することである。

本発明の一態様は、操作部と、前記操作部に連結された長尺部と、前記長尺部の遠位部分に配され観察対象物の映像を撮像する撮像部と、前記撮像部から前記映像を取得する制御部と、前記制御部に接続され前記撮像部が撮像した前記映像を表示する表示部と、操作者により把持可能で前記長尺部に対する相対回転が可能となるように前記操作部に設けられ前記相対回転の量を前記撮像部の光軸を中心とした前記映像に対する前記撮像部の回転量として前記制御部に出力する回転操作入力部と、前記制御部に与えられた前記回転量に対応して前記撮像部における撮像視野を前記光軸を中心として回転させる視野回転部と、を備え、前記撮像部により撮像され前記視野回転部によって撮像視野が回転された状態とされた映像を前記制御部が前記表示部へ出力する内視鏡システムである。

上記態様の内視鏡システムは、前記長尺部の遠位端に連結され湾曲動作可能な能動湾曲部と、前記回転操作入力部に配され前記能動湾曲部の湾曲量を前記制御部に出力する湾曲操作入力部と、をさらに備えていてもよく、前記能動湾曲部の遠位端に前記撮像部が連結され、前記湾曲操作入力部から与えられる湾曲量を前記回転量に対応して前記制御部が変更することにより、前記湾曲操作入力部に対する入力の方向から前記回転量だけずれて前記撮像視野の回転を相殺する方向に前記能動湾曲部の湾曲方向を前記制御部が指定してもよい。

上記態様の内視鏡システムは、前記長尺部に対する前記回転操作入力部の相対回転が可能となる状態と不能となる状態とを切り替える切替部をさらに備えていてもよい。

上記態様の内視鏡システムは、前記長尺部を保持する支持アームと、前記長尺部の長手軸線を回転中心として前記長尺部が前記支持アームに対して回転することを規制するために前記支持アームに設けられたストッパ部と、前記ストッパ部によって前記支持アームに前記長尺部を固定するモードと前記固定が解除されたモードとを切り替えるために前記ストッパ部に接続されたモード変更入力部と、をさらに備えていてもよい。

湾曲操作入力部は、前記湾曲量を変化させるための操作が入力され前記能動湾曲部の湾曲量を前記制御部に出力する入力装置と、前記回転量に対応して生じる前記入力装置に対する入力の方向からのずれを前記入力装置にフィードバックするフィードバック機構とをさらに備えていてもよい。

前記回転操作入力部から与えられた前記回転量に対応して前記視野回転部が前記撮像部を前記長尺部に対して回転させてもよい。

本発明によれば、観察対象物の映像を回転させても直感的な操作感が維持される。

本発明の第１実施形態の内視鏡システムの全体図である。 同内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。 同内視鏡システムのブロック図である。 同内視鏡システムの作用を説明するための図である。 同内視鏡システムによって撮像された映像を見ながら同内視鏡システムを操作する一例を示す模式図である。 同内視鏡システムによって撮像された映像を見ながら同内視鏡システムを操作する一例を示す模式図である。 同内視鏡システムによって撮像された映像を見ながら同内視鏡システムを操作する一例を示す模式図である。 同内視鏡システムによって撮像された映像を見ながら同内視鏡システムを操作する一例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態の内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。 同内視鏡システムの作用を説明するための図である。 本発明の第３実施形態の内視鏡システムの一部を示す模式図である。 本発明の第４実施形態の内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。 同内視鏡システムの作用を説明するための図である。 本発明の第５実施形態の内視鏡システムの一部を示す模式図である。 同内視鏡システムの入力装置及びフィードバック機構の構成を説明するための模式図である。 同内視鏡システムのブロック図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の内視鏡システムの全体図である。図２は、内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。図３は、内視鏡システムのブロック図である。図４は、内視鏡システムの作用を説明するための図である。図５Ａ，図５Ｂ，図６Ａ，及び図６Ｂは、内視鏡システムによって撮像された映像を見ながら内視鏡システムを操作する一例を示す模式図である。

図１及び図３に示すように、内視鏡システム１は、操作部２と、駆動部１７と、長尺部２０と、能動湾曲部２１と、撮像部２２と、表示部２４と、制御部２５とを備えている。

操作部２は、長尺部２０の近位端に配されている。内視鏡システム１を使用する操作者は、操作部２を手に持ち、撮像部２２及び能動湾曲部２１を動作させる。
操作部２は、ベース部３と、回転操作入力部４と、湾曲操作入力部１０とを備えている。

図１及び図２に示すように、ベース部３は、長尺部２０の近位端が固定された筒状部材である。ベース部３の内部には、回転操作入力部４のうち、後述する回転筒部５の一部が挿入されている。さらに、ベース部３には、後述する回転量検出部６の一部をなすマーカー７が固定されている。

回転操作入力部４は、撮像部２２を能動湾曲部２１に対して相対回転させるための操作が入力される入力部である。
回転操作入力部４は、回転筒部５と、回転量検出部６とを備えている。

回転筒部５は、操作者により把持可能な筒状部材である。回転筒部５は、長尺部２０に対する相対回転が可能となるように、ベース部３に連結されている。回転筒部５の内部には、後述するアングルワイヤＷが挿入されている。回転筒部５の近位端は、駆動部１７に接続されている。なお、本実施形態では、回転筒部５の近位端に駆動部１７が取り付けられていてもよい。また、本実施形態では、回転筒部５に対してトルクワイヤを用いて遠隔で駆動力を伝達し、この駆動力をアングルワイヤＷに伝達してもよい。

回転量検出部６は、長尺部２０に対する回転筒部５の相対回転の量を制御部２５に出力する。回転量検出部６として、公知のロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、加速度センサなどが採用されてよい。本実施形態では、回転量検出部６は、ベース部３に配されたマーカー７と、このマーカー７の位置を基準としたベース部３に対する回転筒部５の回転量を検出するセンサ８とを備えている。

湾曲操作入力部１０は、入力装置１１を備えている。
入力装置１１は、能動湾曲部２１の湾曲量を変化させるための操作が入力されることにより、能動湾曲部２１の湾曲量を制御部２５に出力する。湾曲操作入力部１０の入力装置１１は、回転操作入力部４に配された移動体１２と、移動体１２の移動量を検出するエンコーダ１６とを備えている。

本実施形態の移動体１２は、回転操作入力部４から突出されたジョイスティック１３である。
ジョイスティック１３は、能動湾曲部２１における湾曲可能方向に対応して、中立位置から傾倒可能となっている。ジョイスティック１３は、回転筒部５の中心線Ａ１（図４参照）方向を上下とし、回転筒部５の周方向Ａ２（図５Ｂ参照）を左右とするように上下左右が割り当てられている。
回転筒部５の中心線Ａ１方向にジョイスティック１３を傾倒させると、撮像部２２における所定の上下方向（すなわち撮像部２２により撮像される映像の上下方向）に能動湾曲部２１を湾曲させることができる。
回転筒部５の周方向Ａ２にジョイスティック１３を傾倒させると、撮像部２２における上記の上下方向に対して直交する左右方向（すなわち撮像部２２により撮像される映像の左右方向）に能動湾曲部２１を湾曲させることができる。

図２及び図３に示すエンコーダ１６は、湾曲操作入力部１０のジョイスティック１３の移動量又は位置を検出して制御部２５に出力する。すなわち、エンコーダ１６は、移動体１２に対して入力された能動湾曲部２１の湾曲量（制御目標値）を制御部２５に出力する。

駆動部１７は、制御部２５に電気的に接続されている。駆動部１７は、制御部２５による制御の下で、能動湾曲部２１を湾曲形状に変形させたり直線状にしたりする。本実施形態では、駆動部１７は、後述するアングルワイヤＷ（図２参照）を牽引する複数のアクチュエータ（不図示）を備えている。

長尺部２０は、操作部２に連結されている。長尺部２０は、能動湾曲部２１を湾曲変形させるための後述するアングルワイヤＷや、撮像部２２に対する信号線等が内部に配された硬性の管である。

能動湾曲部２１は、長尺部２０の遠位端に連結されている。能動湾曲部２１は、アングルワイヤＷによって駆動部１７と接続されている。能動湾曲部２１は、駆動部１７がアングルワイヤＷを牽引する力によって能動的に湾曲動作可能である。能動湾曲部２１の構成は特に限定されない。たとえば、能動湾曲部２１は、筒状をなす複数の湾曲コマが互いに揺動可能に連結されることで全体として湾曲変形可能な筒状をなしている。この場合、上記のアングルワイヤＷは、複数の湾曲コマのうちの最も遠位側に位置する湾曲コマに連結される。

撮像部２２は、図１に示すように、長尺部２０の遠位部分、本実施形態では能動湾曲部２１の遠位端２１ａ、に配されている。
図１及び図３に示すように、撮像部２２は、イメージセンサ２２ａ、撮像光学系２２ｂ、及びスリップリング２２ｃと、撮像部２２と能動湾曲部２１とを回転可能に連結する回転連結部２３とを備えている。撮像部２２のイメージセンサ２２ａ、撮像光学系２２ｂの構成には、観察対象物の映像を撮像することができる公知の構成が適宜選択されてよい。
スリップリング２２ｃは、撮像部２２の内部に配されている。撮像部２２はスリップリング２２ｃを介して制御部２５に電気的に接続されているので、撮像部２２は回転連結部２３によって自在に回転可能である。

回転連結部２３（図３参照）は、能動湾曲部２１の遠位端２１ａに撮像部２２を接続する。さらに回転連結部２３は、制御部２５に電気的に接続されている。回転連結部２３は、制御部２５からの制御に従って、撮像部２２の光軸Ｌ１（図１参照）を回転中心として、能動湾曲部２１に対して撮像部２２を回転させる。撮像部２２を能動湾曲部２１に対して回転させるために、例えば操作部２の近傍に不図示のアクチュエータが設けられていてもよい。このアクチュエータの位置は特に限定されない。回転連結部２３は、撮像部２２を能動湾曲部２１に対して回転させることによって、撮像部２２の撮像視野を撮像部２２の光軸Ｌ１を回転中心として回転させる視野回転部として機能する。回転連結部２３が制御部２５の制御の下に撮像部２２を回転させる量は、回転操作入力部４から制御部２５に与えられた回転量に対応している。

表示部２４は、制御部２５に接続されている。表示部２４は、撮像部２２が撮像した映像を表示する。表示部２４の構成は特に限定されない。

図１及び図３に示すように、制御部２５は、駆動部１７、撮像部２２、及び表示部２４と電気的に接続されている。図３に示すように、制御部２５は、駆動量計算部２６と、パラメータ変更部２７と、映像処理部２８とを備えている。

駆動量計算部２６は、湾曲操作入力部１０に対して入力される移動体１２の移動位置の情報が与えられることにより、駆動部１７に対して所定の駆動信号を出力する。

パラメータ変更部２７は、回転操作入力部４におけるベース部３に対する回転筒部５の回転量に対応する所定のパラメータを有するテーブルと、駆動量計算部２６にこのパラメータを引き渡す出力部とを備えている。さらに、パラメータ変更部２７は、回転量検出部６から制御部２５に与えられる相対回転の量の情報を受け取り、撮像部２２の光軸Ｌ１を中心とした映像に対する撮像部２２の回転量として利用する。パラメータ変更部２７は、回転操作入力部４に対して入力があった場合に、駆動量計算部２６にパラメータを引き渡す。パラメータ変更部２７は、湾曲操作入力部１０から駆動量計算部２６に与えられる湾曲量を、回転操作入力部４における回転量に対応して上記のパラメータを用いて変更する。

このように、本実施形態の制御部２５は、湾曲操作入力部１０から与えられる湾曲量を、回転操作入力部４における回転量に対応して変更することにより、湾曲操作入力部１０に対する入力の方向から、撮像視野の回転を相殺する方向となるように、能動湾曲部２１の新たな湾曲方向を指定する。制御部２５により指定された新たな湾曲方向は、駆動部１７を駆動させる信号に変換されて、駆動部１７へと出力される。

映像処理部２８は、撮像部２２により撮像された映像を表示部２４へ出力する。本実施形態では、撮像部２２から映像処理部２８へ出力される映像は、視野回転部として機能する回転連結部２３によって、撮像視野が回転された状態とされている。

本実施形態の内視鏡システム１の動作について説明する。
本実施形態の内視鏡システム１は、図４に示すように、患者の体壁１０１に形成された小切開部分を通じて患者の体内に導入される。なお、患者の体内への内視鏡システム１の導入経路は、体壁１０１の小切開部分を介する経路であっても、口等の自然開口を経由する経路であってもよい。

たとえば患者の体内に観察対象物１０２（病変部位等）がある場合、操作者は、撮像部２２の撮像視野内に観察対象物１０２が入るように、内視鏡システム１の長尺部２０を移動させる。内視鏡システム１の長尺部２０の移動には、長尺部２０の長手軸線Ｘ１方向への進退や、体壁１０１に形成された小切開部分を支点Ｐとして長尺部２０を揺動させるピボット操作等がある。

必要に応じて、操作者は、湾曲操作入力部１０のジョイスティック１３を操作して、能動湾曲部２１を湾曲させてもよい。能動湾曲部２１は、ジョイスティック１３を用いて湾曲変形されることにより、撮像部２２の撮像視野の方向を、長尺部２０の長手軸線Ｘ１に対して傾斜する方向へ向けることができる。

撮像部２２の撮像視野の方向が長尺部２０の長手軸線Ｘ１に対して傾斜する方向へ向けられているときには、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心として長尺部２０を回転させると、撮像部２２は長尺部２０の長手軸線Ｘ１を旋回中心として旋回動作する。従って、撮像部２２の撮像視野の方向が長尺部２０の長手軸線Ｘ１に対して傾斜する方向へ向けられているときには、撮像部２２の撮像視野内にある観察対象物１０２の向きを変えて撮像するためには、能動湾曲部２１の長手軸線Ｙ１、又は能動湾曲部２１の長手軸線Ｙ１に平行な線を回転中心として、撮像部２２を回転させる。

本実施形態では、撮像部２２は、回転筒部５の中心線Ａ１を回転中心として回転筒部５をベース部３に対して回転させることにより、制御部２５及び駆動部１７の作用により、能動湾曲部２１の遠位端２１ａで能動湾曲部２１に対して回転する。撮像部２２の回転中心は、撮像部２２の光軸Ｌ１である。

本発明に必須ではないが、表示部２４は、その表示領域の中央に撮像部２２の光軸Ｌ１が位置するように、撮像部２２が撮像した映像を表示する。このため、表示部２４の表示領域の中央に最も観察したい部分を位置させておくと、撮像部２２を回転させたときにこの最も観察したい部位が撮像視野からはみ出にくい。

次に、撮像部２２の撮像視野内に観察対象物１０２がある状態で観察対象物１０２に対して内視鏡システム１を相対移動させる場合における内視鏡システム１の作用について説明する。

本実施形態の内視鏡システム１では、撮像部２２が能動湾曲部２１の遠位端２１ａにおいて能動湾曲部２１に対して回転する動作は、ベース部３に対して操作者が回転筒部５を回転させる動作により、制御部２５による制御の下で行われる。このとき、ベース部３に対する回転筒部５の回転は、能動湾曲部２１に対する撮像部２２の回転と連動しており、各々の回転角度は互いに等しい。

従って、患者の腹壁を通じて長尺部２０を体内に挿入して本実施形態の内視鏡システム１を利用する際に、図４，図５Ａ，図５Ｂ，図６Ａ，及び図６Ｂに示すように、患者の腹壁を支点Ｐにして長尺部２０をピボット動作させる場合、回転筒部５における座標系と、映像の座標系は常に一致している。

たとえば、回転筒部５の座標系における上Ｕ１、下Ｄ１、左Ｌ１、右Ｒ１は、映像１００における上Ｕ２、下Ｄ２、左Ｌ２、右Ｒ２と、撮像部２２の回転状態に依らず一致している。従って、たとえば回転筒部５を上Ｕ１へと移動させると、腹壁を支点として撮像部２２は映像における下Ｄ２側を映す。このような動作は、腹壁を支点とするピボット動作として直感的である。回転筒部５の座標系における下Ｄ１、左Ｌ１、右Ｒ１についても、同様に、腹壁を支点とするピボット動作として直感的な撮像部２２の移動が行われる。

次に、本実施形態の内視鏡システム１では、患者の腹壁を通じて長尺部２０を体内に挿入して内視鏡システム１を利用する際に、体外における上下左右（鉛直，水平）と、映像における上下左右は一致していない。しかしながら、回転筒部５の中心線Ａ１方向（図４参照）を上下とし、回転筒部５の周方向Ａ２（図５Ｂ及び図６Ｂ参照）を左右とするジョイスティック１３の動作は、常に、映像１００における上下左右と一致している。

このため、回転筒部５を把持してベース部３に対して回転筒部５を回転させる操作を行った操作者にとって、撮像部２２が撮像した映像を見ながら湾曲操作入力部１０に対して行う操作は、回転筒部５の回転状態に依らず、回転筒部５の中心線Ａ１方向を上下湾曲とし、回転筒部５の周方向Ａ２を左右湾曲とする操作となる。

以上に説明したように、内視鏡システム１は、観察対象物の映像における上下左右と回転筒部５における上下左右の関係が常に一致していることにより、観察対象物の映像が映し出された表示部２４を見て作業を行う操作者にとって最も直感的な位置関係で内視鏡システム１の能動湾曲部２１の操作及び長尺部２０のピボット操作をすることができる。
その結果、本実施形態の内視鏡システム１は、観察対象物の映像を回転させても直感的な操作感が維持される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下に開示される各実施形態では、上記の第１実施形態に開示された構成要素と同様の構成要素には第１実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略される。図７は、本実施形態の内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。図８は、内視鏡システムの作用を説明するための図である。

図７及び図８に示す本実施形態の内視鏡システム１Ａは、第１実施形態に開示されたベース部３と回転筒部５とが相対回転可能な状態と、ベース部３と回転筒部５とが連結されて相対回転不能な状態とを切り替えて使用することができる点で上記第１実施形態と異なっている。

本実施形態の内視鏡システム１Ａでは、第１実施形態に開示された操作部２が、ベース部３と回転筒部５と相対回転状態を切り替えるための切替部３０をさらに備えている。

切替部３０は、スイッチ３１と、スイッチ３１を回転筒部５に連結する連結軸３８と、ベース部３に配された被係合部３５とを備えている。

スイッチ３１は、支点部３２と、揺動体部３３と、リリースボタン部３６とを備えている。

支点部３２は、連結軸３８を挿通可能な貫通孔を有し、スイッチ３１の端部に配されている。支点部３２における貫通孔の中心線は、スイッチ３１の揺動中心となっている。

揺動体部３３は、支点部３２を端部として延びる棒状部である。揺動体部３３は、ベース部３に対する接触部３４を有する。また、揺動体部３３は、回転筒部５の外面に接触可能な不図示の付勢部材を有している。リリースボタン部３６が押されていないときには、ベース部３に対する接触部３４が、ベース部３の被係合部３５に当接可能である。

ベース部３に対する接触部３４は、ベース部３の被係合部３５に対して摩擦により係合することにより、あるいはベース部３の被係合部３５に対して凹凸により噛み合うことにより、スイッチ３１部を介して、回転筒部５とベース部３とを連結する。接触部３４が被係合部３５に接している状態では、ベース部３に対する回転筒部５の相対回転は規制されている。

リリースボタン部３６は、スイッチ３１に設けられた接触部３４をベース部３から離間させるために操作者が押すことができるボタンである。揺動体部３３を付勢する付勢部材の付勢力に抗してリリースボタン部３６が押されると、スイッチ３１は支点部３２を支点として揺動する。支点部３２を支点としてスイッチ３１が揺動すると、スイッチ３１に設けられた接触部３４が、ベース部３の被係合部３５から離間する。
リリースボタン部３６は、ベース部３と回転筒部５との境界部分に配されている。また、リリースボタン部３６は、回転筒部５における遠位部分に配されている。このため、回転筒部５を把持して操作する操作者にとって押しやすい位置にリリースボタン部３６がある。

本実施形態の内視鏡システム１Ａによれば、切替部３０は、長尺部２０に対する回転操作入力部４の相対回転が可能となる状態と、長尺部２０に対する回転操作入力部４の相対回転が不能となる状態とをスイッチ３１の動作により切り替える。

本実施形態では、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心として長尺部２０を回転させるときには、長尺部２０に対する回転操作入力部４の相対回転を不能として回転操作入力部４を用いて長尺部２０を回転させることができる。長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心として長尺部２０を回転させる操作は、長尺部２０の遠位部分に配された撮像部２２を長尺部２０の中心線を旋回中心として旋回させる際に行われる。

さらに、本実施形態では、回転筒部５をベース部３に対して回転させることで撮像部２２を回転させるときには、長尺部２０に対する回転操作入力部４の相対回転を可能として回転操作入力部４を用いて撮像部２２を回転させることができる。

このため、本実施形態では、長尺部２０の回転と撮像部２２の回転とを、いずれも回転筒部５を把持した状態で行うことができる。このため、長尺部２０の回転と撮像部２２の回転とを切り替える際の持ち替えが不要である。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本実施形態の内視鏡システムの一部を示す模式図である。

図９に示すように、本実施形態の内視鏡システム１Ｂは、長尺部２０を保持する支持アーム４０をさらに備えている点で上記第１実施形態と異なっている。

支持アーム４０は、基部４１と、可動部４２と、連結部４３とを備えている。

基部４１は、床や机等に固定される部分である。
可動部４２は、基部４１に対して移動可能に連結された複数の関節を備えている。本実施形態では、可動部４２は、手動で基部４１に対して動作するものであってもよいし、１つ以上の関節が電動であってもよい。１つ以上の関節が電動である場合、可動部４２は、たとえば制御部２５の制御の下で動作するものであってもよい。

連結部４３は、保持部４４と、ストッパ部４５と、モード変更入力部４６とを備えている。

保持部４４は、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心として長尺部２０が支持アーム４０に対して回転することができるように長尺部２０を保持する。たとえば、保持部４４は、長尺部２０の外周面に倣って長尺部２０を覆う窪みを備えている。

ストッパ部４５は、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心として長尺部２０が支持アーム４０に対して回転することを規制する。ストッパ部４５の構成は特に限定されない。たとえば、ストッパ部４５は、長尺部２０の外面に接触することで長尺部２０を固定状態とする一対のパッドと、一対のパッドを動作させて長尺部２０の固定及びその解除を切り替えるアクチュエータとを備えている。

モード変更入力部４６は、ストッパ部４５により長尺部２０の固定とその解除を操作部２において行うために操作部２に設けられた押しボタン４７を備えている。

操作部２に設けられた押しボタン４７は、ストッパ部４５によって支持アーム４０に長尺部２０を固定するモードと、支持アーム４０への長尺部２０の固定が解除されたモードとを切り替えるために、ストッパ部４５に接続されている。たとえば、操作部２に設けられた押しボタン４７が一度押されると上記のアクチュエータが長尺部２０を固定状態とし、操作部２に設けられた押しボタン４７がもう一度押されると上記のアクチュエータが長尺部２０の固定が解除される。たとえば、本実施形態では、押しボタン４７は、制御部２５を介してストッパ部４５のアクチュエータに電気的に接続される。

押しボタン４７の位置は、操作部２のうち回転筒部５あるいはスイッチ３１に近い位置であることが好ましい。操作部２のうち回転筒部５あるいはスイッチ３１に近い位置に押しボタン４７があると、回転筒部５を用いた操作時に押しボタン４７を操作しやすい。

本実施形態の内視鏡システム１Ｂによれば、支持アーム４０により長尺部２０が支えられている。支持アーム４０の保持部４４に長尺部２０が固定状態とされていると、ベース部３を操作者が支えなくても、ベース部３に対して回転筒部５を容易に回転させることができる。また、支持アーム４０の保持部４４に対する長尺部２０の固定とその解除は押しボタン４７により容易に操作できる。

なお、押しボタン４７は、内視鏡システム１Ｂの操作者が長尺部２０の回転と撮像部２２の回転とを切り替えて操作をする際に操作者が押しボタン４７を押しやすい位置にあれば、操作部２が設けられていることは必須ではない。たとえば押しボタン４７はフットスイッチとして床面に配されていてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図１０は、本実施形態の内視鏡システムの操作部の一部を示す断面図である。図１１は、内視鏡システムの作用を説明するための図である。

図１０に示すように、本実施形態の内視鏡システム１Ｃは、上記第３実施形態に開示されたモード変更入力部４６が、上記第２実施形態に開示されたリリースボタン部３６に対する操作と連動して動作する点で、上記第３実施形態と異なっている。

本実施形態の内視鏡システム１Ｃでは、第２実施形態に開示された切替部３０が、操作部２のスイッチ３１によって切替操作されるモード変更入力部４６Ｃをさらに備えている。本実施形態では、上記第３実施形態に開示された押しボタン４７は内視鏡システム１Ｃに設けられていない。

本実施形態のモード変更入力部４６Ｃは、支持アーム４０に対して制御部２５を介して電気的に接続された接点部４８を備えている。

本実施形態では、操作部２のスイッチ３１の揺動体部３３は、ベース部３に対する接触部３４と反対側の面の一部に、接点部４８に対する押圧部３７をさらに備えている。

図１１に示すように、本実施形態の内視鏡システム１Ｃでは、押圧部３７が接点部４８を押すと、ストッパ部４５が長尺部２０を保持部４４に対して固定状態とする。本実施形態の内視鏡システム１Ｃでは、接点部４８から押圧部３７が離間すると、ストッパ部４５による長尺部２０の保持部４４に対する固定状態は解除される。

本実施形態の内視鏡システム１Ｃによれば、リリースボタン部３６を押すことで、ベース部３に対する回転筒部５の回転が可能となり、且つ、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心とした保持部４４に対する長尺部２０の回転が起こらないように、ストッパ部４５が長尺部２０を固定する。このため、リリースボタン部３６が押されている時には、ベース部３に対して回転筒部５を容易に回転させることができる。

本実施形態の内視鏡システム１Ｃによれば、リリースボタン部３６が押されていない状態では、ベース部３に対する回転筒部５の回転が不能となり、且つ、長尺部２０の長手軸線Ｘ１を回転中心とした保持部４４に対する長尺部２０の回転は自在である。

このように、本実施形態で、支持アーム４０に長尺部２０が保持された状態において、回転筒部５をベース部３に対して回転させることによる撮像部２２の回転と、回転筒部５をベース部３とともに回転させることによる長尺部２０の回転とを容易に切り替えて行うことができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図１２は、本実施形態の内視鏡システムの一部を示す模式図である。図１３は、内視鏡システムの入力装置及びフィードバック機構の構成を説明するための模式図である。図１４は、内視鏡システムのブロック図である。

図１２及び図１４に示すように、本実施形態の内視鏡システム１Ｄでは、第１実施形態に開示された湾曲操作入力部１０が、上記第１実施形態に開示された移動体１２を移動させるための位置補正機構５１をさらに備えている。

位置補正機構５１は、移動体１２に連結されている。位置補正機構５１は、後述するフィードバック回路２９による制御の下で移動体１２を移動させる不図示のアクチュエータを有する。位置補正機構５１は、本実施形態の移動体１２である第一レバー１４と第二レバー１５をと独立して移動させることができる。

本実施形態の湾曲操作入力部１０の入力装置１１は、回転操作入力部４に配された移動体１２として、第１実施形態のジョイスティック１３に代えて、第一レバー１４及び第二レバー１５を備えている。

第一レバー１４は、能動湾曲部２１の長手軸線Ｙ１に対して直交する直線Ｙ２方向（たとえば上下方向）に能動湾曲部２１を湾曲させるためのレバーである。本実施形態では、第一レバー１４は、表示部２４に表示される映像における上下方向に能動湾曲部２１を湾曲させる。

第二レバー１５は、能動湾曲部２１の長手軸線Ｙ１と上記の直線Ｙ２との両方に対して直交する直線Ｙ３方向（たとえば左右方向）に能動湾曲部２１を湾曲させるためのレバーである。本実施形態では、第二レバー１５は、表示部２４に表示される映像における左右方向に能動湾曲部２１を湾曲させる。

本実施形態のエンコーダ１６は、湾曲操作入力部１０の第一レバー１４及び第二レバー１５の移動量又は位置を検出して制御部２５に出力する。すなわち、エンコーダ１６は、第一レバー１４と第二レバー１５との各々に対して入力された能動湾曲部２１の湾曲量（制御目標値）を制御部２５に出力する。

さらに、本実施形態では、上記第１実施形態に開示された制御部２５が、第１実施形態に開示された駆動量計算部２６，パラメータ変更部２７，及び映像処理部２８に加えてフィードバック回路２９をさらに備えている。

図１４に示すように、フィードバック回路２９は、回転操作入力部４の回転筒部５のベース部３に対する回転量に対応して生じる映像上の位置関係の変化に対応して、映像上における上下と第一レバー１４の位置とを関連付けし、映像上における左右と第二レバー１５の位置とを関連付ける。さらに、フィードバック回路２９は、能動湾曲部２１の湾曲状態が映像における上下左右に基づいて示されるように、位置補正機構５１を動作させて第一レバー１４と第二レバー１５とを移動させる。

簡単な具体例を挙げると、本実施形態においてたとえば入力装置１１の第一レバー１４を用いて能動湾曲部２１を上方向（表示部２４に表示された映像の上下方向における上方向である）に湾曲させている場合には、第一レバー１４は中立位置から移動した位置にあり、第二レバーは中立位置にある。

能動湾曲部２１の湾曲状態を変化させずに撮像部２２をその光軸Ｌ１を回転中心として９０度回転させると、能動湾曲部２１の絶対的な位置は変化していないが、撮像部２２に対する能動湾曲部２１の相対的な位置関係が９０度変化するので、表示部２４に表示された映像における上下左右を基準として見ると能動湾曲部２１は左右方向に湾曲していることとなる。

このとき、本実施形態では、フィードバック回路２９は、ベース部３に対して回転筒部５が９０度回転していることから撮像部２２の９０度の回転を認識し、第一レバー１４を中立位置に戻し第二レバーを中立位置から移動させる。これにより、入力装置１１における移動体１２の位置は、能動湾曲部２１が上方向に向いていることを示す位置から、能動湾曲部２１が左右方向に向いていることを示す位置に変化する。

本実施形態では、位置補正機構５１とフィードバック回路２９とによって、映像における上下左右を基準とした能動湾曲部２１の湾曲状態を示すように移動体１２に対してフィードバックを行うフィードバック機構５０が構成されている。
フィードバック機構５０は、回転操作入力部４に対する回転の入力があったときに移動体１２に対してフィードバックを行う。

本実施形態の内視鏡システム１Ｄによれば、回転操作入力部４の回転量に対応して生じる入力装置１１に対する入力の方向からのずれを、フィードバック機構５０が入力装置１１にフィードバックすることにより、映像上の上下左右と移動体１２の上下左右との関係が、回転操作入力部４に対する入力があっても維持される。このため、本実施形態の内視鏡システム１Ｄによれば、映像上の上下左右に基づいて入力装置１１を直感的に操作することができる。

以上、本発明の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。

たとえば、上記第１実施形態及び第５実施形態に開示された移動体１２に代えて、能動湾曲部２１の湾曲量を出力するためのタッチパネルを有していてもよい。この場合、第５実施形態に開示されたフィードバック機構５０が、タッチパネルに対する表示状態を変更することによってフィードバックを行うことで、上記第５実施形態と同様の効果を奏する。

また、上記の各実施形態では、撮像部２２を能動湾曲部２１に対して回転させることによって観察対象物の映像を回転させる例が開示されているが、観察対象物の映像の回転は、撮像部２２の回転によらず、撮像部２２によって撮像された映像に対する画像処理によってもよい。この場合、撮像部２２を能動湾曲部２１に対して物理的に回転動作させる必要がなく、上記実施形態に開示された回転連結部２３やスリップリング２２ｃが不要となる。

たとえば、上記第１実施形態において、回転連結部２３やスリップリング２２ｃを備えず、映像処理部２８が視野回転部となって撮像部２２からの画像を座標変換等により回転させて表示部２４に出力してもよい。

また、上記第１実施形態に開示された内視鏡システム１における支点Ｐを揺動中心としたピボット操作については、能動湾曲部２１が内視鏡システム１に設けられていなくても同様の効果を奏する。一例として、たとえば、能動的に湾曲するのではなく所定の湾曲形状をなして湾曲されたチューブの遠位端に対して撮像部が回転する構成を挙げることができる。

また、上記実施形態では撮像部が制御部に電気的に接続されている例が開示されているが、撮像部と制御部との接続態様は、有線接続や、無線接続など、映像信号の伝送が可能であれば限定されない。

また、上記実施形態では、操作部に駆動部が接続されている例が開示されているが、操作部の内部に駆動部が設けられ、制御部からの駆動信号が操作部内の駆動部へ出力されるようになっていてもよい。

また、上記各実施形態では長尺部２０が硬性である例が示されているが、長尺部２０がその一部あるいは全域に亘って可撓性を有していてもよい。

また、上記各実施形態に開示された能動湾曲部は、上下又は左右方向に限って湾曲が可能な一方向の湾曲構成であってもよい。

また、上述の各実施形態において示した構成要素及びそれらに対する設計変更として上記に開示された技術事項は、適宜に組み合わせて構成することが可能である。

本発明は、体内等を観察するための内視鏡システムに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 内視鏡システム
２ 操作部
３ ベース部
４ 回転操作入力部
５ 回転筒部
６ 回転量検出部
７ マーカー
８ センサ
１０ 湾曲操作入力部
１１ 入力装置
１２ 移動体
１３ ジョイスティック（移動体）
１４ 第一レバー（移動体）
１５ 第二レバー（移動体）
１６ エンコーダ
１７ 駆動部
２０ 長尺部
２１ 能動湾曲部
２２ 撮像部
２３ 回転連結部
２４ 表示部
２５ 制御部
２６ 駆動量計算部
２７ パラメータ変更部
２８ 映像処理部
２９ フィードバック回路
３０ 切替部
３１ スイッチ
３２ 支点部
３３ 揺動体部
３４ 接触部
３５ 被係合部
３６ リリースボタン部
３７ 押圧部
３８ 連結軸
４０ 支持アーム
４１ 基部
４２ 可動部
４３ 連結部
４４ 保持部
４５ ストッパ部
４６，４６Ｃ モード変更入力部
４７ ボタン
４８ 接点部
５０ フィードバック機構
５１ 位置補正機構

前記視野回転部は、前記撮像部に設けられて、前記回転操作入力部から与えられた前記回転量に対応して前記撮像部を前記長尺部に対して回転させる回転連結部であってもよい。
前記視野回転部は、前記回転操作入力部と前記長尺部の相対的な回転量を検出する回転量検出部を備えて、前記回転量検出部の検出結果に基づいて前記撮像部における撮像視野を前記光軸を中心として回転させてもよい。

Claims (6)

1. 操作部と、
   前記操作部に連結された長尺部と、
   前記長尺部の遠位部分に配され観察対象物の映像を撮像する撮像部と、
   前記撮像部から前記映像を取得する制御部と、
   前記制御部に接続され前記撮像部が撮像した前記映像を表示する表示部と、
   操作者により把持可能で前記長尺部に対する相対回転が可能となるように前記操作部に設けられ前記相対回転の量を前記撮像部の光軸を中心とした前記映像に対する前記撮像部の回転量として前記制御部に出力する回転操作入力部と、
   前記制御部に与えられた前記回転量に対応して前記撮像部における撮像視野を前記光軸を中心として回転させる視野回転部と、
   を備え、
   前記撮像部により撮像され前記視野回転部によって撮像視野が回転された状態とされた映像を前記制御部が前記表示部へ出力する
   内視鏡システム。
2. 請求項１に記載の内視鏡システムであって、
   前記長尺部の遠位端に連結され湾曲動作可能な能動湾曲部と、
   前記回転操作入力部に配され前記能動湾曲部の湾曲量を前記制御部に出力する湾曲操作入力部と、
   をさらに備え、
   前記能動湾曲部の遠位端に前記撮像部が連結され、
   前記湾曲操作入力部から与えられる湾曲量を前記回転量に対応して前記制御部が変更することにより、前記湾曲操作入力部に対する入力の方向から前記回転量だけずれて前記撮像視野の回転を相殺する方向に前記能動湾曲部の湾曲方向を前記制御部が指定する内視鏡システム。
3. 請求項１に記載の内視鏡システムであって、
   前記長尺部に対する前記回転操作入力部の相対回転が可能となる状態と不能となる状態とを切り替える切替部をさらに備える内視鏡システム。
4. 請求項１に記載の内視鏡システムであって、
   前記長尺部を保持する支持アームと、
   前記長尺部の長手軸線を回転中心として前記長尺部が前記支持アームに対して回転することを規制するために前記支持アームに設けられたストッパ部と、
   前記ストッパ部によって前記支持アームに前記長尺部を固定するモードと前記固定が解除されたモードとを切り替えるために前記ストッパ部に接続されたモード変更入力部と、
   をさらに備える内視鏡システム。
5. 請求項２に記載の内視鏡システムであって、
   湾曲操作入力部が、
   前記湾曲量を変化させるための操作が入力され前記能動湾曲部の湾曲量を前記制御部に出力する入力装置と、
   前記回転量に対応して生じる前記入力装置に対する入力の方向からのずれを前記入力装置にフィードバックするフィードバック機構と、
   をさらに備える内視鏡システム。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内視鏡システムであって、
   前記回転操作入力部から与えられた前記回転量に対応して前記視野回転部が前記撮像部を前記長尺部に対して回転させる内視鏡システム。

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