机械手操作系统的制作方法

专利名称：机械手操作系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一边观察体腔内的患部一边进行手术的体腔内部用 机械手操作系统。
背景技术：
近年来，例如在外科领域中取代手术医生进行手术的体腔内部用机 械手操作系统已被公知。机械手操作系统具有内窥镜和处置器具，通过 手术医生的远程操作使处置器具前端的握持钳子等动作，从而观察体腔 内的患部。通常，与处置器具前端连接的弯曲部和内窥镜的弯曲部具有 多关节结构。这种机械手操作系统利用致动器使各个关节部动作，从而 使处置器具前端容易接近体腔内的目标部位。此时，例如CCD等摄像部拍摄患部的摄像图像。该摄像图像作为观 察图像显示在监视器等显示部上。手术医生一边目视观察图像一边操作 例如操纵杆等操作部。处置器具被远程操作与手术医生对操作部的操作 (输入)量对应的动作(弯曲)量，从而患部被处置器具的握持钳子等 处置。例如，日本特开平8 — 187246号公报公开了一种体腔内手术用机械 手装置，在每次操作时，使处置器具和被检体以容易观察的速度在观察 画面内移动，从而提高手上技术的操作性。并且，例如日本特开平8 — 11071号公报公开了一种机械手的控制装 置，对应于操作者的操作量和操作方向，即使照相机的焦距或从照相机 到从动机械手控制点的距离或者照相机的状态变化，从动机械手控制点 在TV监视器上的移动速度也总是设定的值。并且，例如日本特开平8 — 3096S0号公报公开了一种机械手控制系 统，在任意改变图像输入装置的变焦比时，能够使能动臂的指尖的运动和可视监视器上的从动臂的指尖的影像运动之间的大小比率总是保持恒 定。
但是，在摄像部具有像面弯曲时，摄像图像和观察图像也将具有像 面弯曲。该情况时，例如在观察图像(监视器)的中央部和周缘部，例 如在放大状态的观察图像和非放大状态的观察图像中，手术医生对操作 部的操作量相同，由此即使处置器具前端的实际移动距离(移动速度、 移动量)相同，但在观察画面上处置器具前端相对操作量的移动距离看 起来不同。
具体地讲，例如在观察图像的中心部看起来处置器具前端动作较小， 但在周缘部看起来处置器具前端动作较大。换言之，处置器具前端的移 动距离在监视器上被显示成为在观察图像的中心部较小、在观察图像的 周缘部较大。
并且，例如在放大状态的观察图像中看起来处置器具前端动作较大， 但在非放大状态的观察图像中看起来处置器具前端动作较小。换言之， 处置器具前端的移动距离在监视器上被显示成为在放大状态的观察图像 中较大、在非放大状态的观察图像中较小。
由此，即使是相同的操作量，但处置器具前端在监视器上的移动距 离看起来不同，所以手术医生有可能觉得操作不协调。因此，要求手术 医生能够熟练操作，这给手术医生造成负担。

发明内容
本发明提供一种机械手操作系统，调整与手术医生对操作部的操作 量对应的、处置器具前端在显示部上的移动距离，由此能够抑制针对手 术医生的操作负担。
本发明提供一种机械手操作系统，具备处置器具前端移动控制部， 其包括内窥镜用处置器具和弯曲驱动部和弯曲操作部，所述内窥镜用处 置器具具有能够在所期望的方向弯曲的弯曲部、和具有与所述弯曲部直 接或间接连接并处置患部的处置器具的前端部，所述弯曲驱动部驱动所 述弯曲部弯曲，所述弯曲操作部操作所述弯曲驱动部而对所述弯曲部进行弯曲操作；摄像机构，其具有与所述内窥镜用处置器具分体的摄像部， 该摄像部包括具有像面弯曲的光学系统，利用所述光学系统拍摄所述前 端部和所述弯曲部；观察机构，其具有显示部，该显示部把由所述摄像 部拍摄的具有所述像面弯曲的摄像图像作为观察图像进行显示；检测机 构，其具有检测部，该检测部检测由所述摄像部拍摄的、显示在所述显 示部上的所述前端部的配置位置；像面弯曲信息获取机构，其具有获取 所述摄像图像的像面弯曲信息的像面弯曲信息获取部；以及调整机构， 其具有调整部，该调整部根据由所述检测部检测的所述配置位置和由所
述像面弯曲信息获取部获取的所述像面弯曲信息，调整所述弯曲操作部 的操作量与所述弯曲驱动部的驱动量之比。
并且，本发明提供一种机械手操作系统，具备处置器具前端移动 控制部，其包括内窥镜用处置器具和弯曲驱动部和弯曲操作部和检测部， 所述内窥镜用处置器具具有能够在所期望的方向弯曲的弯曲部、和具有 与所述弯曲部直接或间接连接并处置患部的处置器具的前端部，所述弯 曲驱动部驱动所述弯曲部弯曲，所述弯曲操作部操作所述弯曲驱动部而 对所述弯曲部进行弯曲操作，所述检测部检测所述前端部的配置位置； 摄像机构，其具有与所述内窥镜用处置器具分体的摄像部，该摄像部包 括具有像面弯曲的光学系统，利用所述光学系统拍摄所述前端部和所述 弯曲部；计算机构，其具有计算部，该计算部根据由所述检测部检测的 所述配置位置，计算从所述摄像部的前端到所述前端部的相对距离；观 察机构，其具有显示部，该显示部把由所述摄像部拍摄的具有所述像面
弯曲的摄像图像作为观察图像进行显示；像面弯曲信息获取机构，其具 有获取所述摄像图像的像面弯曲信息的像面弯曲信息获取部；以及调整 机构，其具有调整部，该调整部根据由所述计算部计算的所述相对距离 和由所述像面弯曲信息获取部获取的所述像面弯曲信息，调整所述弯曲 操作部的操作量与所述弯曲驱动部的驱动量之比。
本发明的优点将在随后的说明中进行阐述，而一部分根据本说明将 变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的优点可以通过此 后具体指出的手段和组合而实现并获得。
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并入到说明书中且构成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施 方式，并与上面给出的一般描述和下面给出的对实施方式的详细描述一 起用于解释本发明的原理。
图1是表示本发明涉及的机械手操作系统的简要结构的图。
图2是表示前端硬性部的内部结构的简要结构图。
图3A是表示显示具有像面弯曲的摄像图像的监视器的图。 图3B是表示光学系统的视野范围的图。
图4是表示监视器的图，所述监视器显示拍摄从前端开口部突出的 内窥镜用处置器具时得到的具有像面弯曲的摄像图像。
图5是简要表示包括内窥镜用处置器具的处置器具前端移动控制装 置的立体图。
图6是表示内窥镜用处置器具的插入部中的前端部和弯曲部的立体图。
图7A是从上方观看图6中的A—A向视线表示的水平面中沿着插入
部的长轴方向纵切弯曲部的剖面时的剖面图。
图7B是从左侧观看图6中的B—B向视线表示的垂直面中沿着插入
部的长轴方向纵切弯曲部的剖面时的剖面图。
图8A是表示前端部配置在监视器的中央部的状态的图。
图8B是表示前端部配置在监视器的中央部周边的状态的图。
图8C是表示前端部配置在监视器的周缘部的状态的图。
图9A是表示将周缘部中的移动距离显示得比中央部中的移动距离
长的监视器的图。
图9B是表示将周缘部中的移动距离显示得与中央部中的移动距离 相同的监视器的图。
图IO是表示第1实施方式的动作的流程图。 图11是表示使用标识时的动作的流程图。 图12是说明第2实施方式的WD的图。图13是表示第2实施方式的动作的流程图。
图14A是表示机械手操作系统的其他方式的简要图。
图14B是表示机械手操作系统的其他方式的简要图。
具体实施例方式
以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。 参照图1 图10说明第1实施方式。
图1是表示本实施方式的机械手操作系统1的简要结构的图。本实 施方式的机械手操作系统1具有可以在所期望的方向弯曲的内窥镜2; 内窥镜2的周边装置(装置主体)3;在内窥镜2中插通并处置患部的机
械手型电动式内窥镜用处置器具200;以及远程操作内窥镜用处置器具
200的处置器具前端移动控制装置300。
在内窥镜2设有插入患者的体腔内部等的细长插入部10;与插入
部10的末端连接，用来操作插入部10的操作部30。
在操作部30设有手术医生握持的握持部31;使插入部10的后述 弯曲部12弯曲的弯曲操作手柄32。
在握持部31上连接着通用线缆33的末端部。在该通用线缆33的前 端连接着与周边装置3连接的连接器部34。
并且，在操作部30设有吸引按钮35、送气送水按钮36、内窥镜摄 影用各种按钮37、以及处置器具插入部38。在处置器具插入部38设有 后述的处置器具插通通道39的插入口 40。在该处置器具插通通道39中 插通着内窥镜用处置器具200。
在插入口 40安装着可自由插拔的导管(伸缩管)50。导管(伸缩管) 50用于将内窥镜用处置器具200从内窥镜2的外部通过插入口 40引导到 处置器具插通通道39。
导管50与插入口 40连接，在内窥镜用处置器具200插入导管50时， 导管50将内窥镜用处置器具200引导到处置器具插通通道39。内窥镜用 处置器具200从导管50通过插入口 40插入处置器具插通通道39中。另 外，内窥镜用处置器具200在被按压操作到后述的插入部10的前端硬性部13侧后，从图1所示的处置器具插通通道39的前端开口部39a突出 (插入)到体腔内。
插入部10从操作部30侧起依次具有挠性管部(蛇管部)11、例如 可以在上下左右方向自由弯曲的弯曲部12、以及前端硬性部13。具体地 讲，挠性管部11为树脂制的具有空心形状的细长形状。操作部30与挠 性管部11的末端连接。挠性管部11的前端与弯曲部12的末端连接。弯 曲部12的前端与前端硬性部13的末端连接。
挠性管部11具有弹性和挠性，借助外力而弯曲。弯曲部12通过操 作弯曲操作手柄32，未图示的操作丝被牵引，从而在所期望的上下左右 方向弯曲。通过弯曲部12弯曲，前端硬性部13的位置和朝向改变，从 而所期望的观察对象物(患部和病变部位等)被捕捉到观察视野(或摄 像视野)内。
挠性管部11和弯曲部12被未图示的外套管覆盖。
在前端硬性部13的前端面13a设有前述处置器具插通通道39的 前端开口部39a;包含于摄像机构80中的作为摄像机构80的前端的观察 窗14;包含于照射机81中的照明窗15;未图示的送气送水用喷嘴等。
在前端硬性部13如图2所示，在观察窗14的后方固定着与内窥镜 用处置器具200分体的摄像部17，其包含于摄像机构80中，用于拍摄图 3A所示的患部等的摄像图像70。摄像部17包括具有所期望的像面弯曲 的物镜18a等的光学系统18、 CCD等摄像元件19、连接电路基板20等。 物镜18a、摄像元件19和连接电路基板20从观察窗14起依次配置。摄 像部17利用光学系统18等拍摄如图4所示从前端开口部39a突出的后 述弯曲部211和前端部212。
光学系统18具有像面弯曲，所以所拍摄的摄像图像70具有像面弯曲。
在连接电路基板20上连接着摄像元件19的信号线等电线21 。 另外，物镜18a可以配置多个，并且至少一部分可以沿轴方向移动。
因此，摄像元件19能够在使患部的像的焦点成像于摄像元件19上的状
态下拍摄患部的像(具有像面弯曲的摄像图像70)。并且，也可以固定取代摄像元件19的未图示的成像光纤(image guide fiber)的前端部，使内窥镜2不限于电子示波器而成为光纤示波器。
并且，在前端硬性部13如图2所示，在照明窗15的后方固定着包 含于照射机构81中的光导纤维(light guide fiber) 16的前端部。照明窗 15是向后述摄像部17的摄像范围照射内窥镜用照明光的照射部。内窥镜 用照明光由后述光源装置51生成。
光导纤维16、电线21、光纤示波器的未图示的成像光纤、处置器具 插通通道39、未图示的送气管、和未图示的送水管等的前端如图2所示， 被固定在前端硬性部13上。并且，光导纤维16、电线21、光纤示波器 的未图示的成像光纤、未图示的送气管、和未图示的送水管的末端，通 过弯曲部12和挠性管部11和操作部30和通用线缆33与周边装置3连 接。处置器具插通通道39的末端通过弯曲部12和挠性管部11和操作部 30 (处置器具插入部38)与插入口40连接。
在本实施方式中，假设如图1所示在一个处置器具插通通道39中插 通有两个内窥镜用处置器具200。但是，也可以向一个处置器具插通通道 39中插入一个或多个内窥镜用处置器具200。并且，还可以设置多个处 置器具插通通道39，在各个处置器具插通通道39中插通内窥镜用处置器 具200。
周边装置3具有光源装置51，其包含于照射机构81中，用于生 成内窥镜用照明光；图像处理装置52，其包含于像面弯曲信息获取机构 82中，用于对利用摄像部17拍摄到的摄像图像70进行各种图像处理； 图像显示装置53，其包含于观察机构83中，具有作为显示部的监视器 53a，显示图像和图像数据(由摄像部17拍摄并由图像处理装置52图像 处理后的图像)和装置状态及操作指示状态等；控制装置54，进行机械 手操作系统1的整体控制和运算处理等；具有键盘等的输入装置55;带 吸引泵的废液箱装置56和送水箱57等。
光源装置51在其前表面具有与连接器部34连接的连接口 51a、和显 示光源装置51的动作状态的显示部51b。
图像处理装置52在其前表面具有与连接电线60的一端60a连接的连接器座52a。在连接电线60的另一端60b设有带盖连接部60c。在带 盖连接部60c上可自由插拔地连接着连接器部34的未图示的电连接部。
图像处理装置52是像面弯曲信息获取部，根据光学系统18的像面 弯曲信息，获取由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄像图像70的像面 弯曲信息。
光学系统18的像面弯曲信息是指摄像图像70的像面弯曲信息，如 图3A所示，是指表示从监视器53a (摄像图像70)的中央部53b通过监 视器53a的中央部周边53c朝向监视器53a的周缘部53d弯曲到何种程度 的信息。
监视器53a如图3A所示，把由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄 像图像70显示为观察图像。摄像部17中的物镜18a具有像面弯曲，所 以摄像图像70具有像面弯曲。因此，从中央部53b通过中央部周边53c 朝向周缘部53d大幅弯曲。中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d 的范围如图3B所示，受光学系统18的视野范围影响。
并且，摄像部17在拍摄从前端开口部39a突出的后述弯曲部211和 前端部212时，如图4所示，监视器53a也显示弯曲部211和前端部212。
在控制装置54设有存储部54a，预先存储光学系统18的光学特性(例 如物镜18a的倍率)、与对应该光学特性的光学系统18的像面弯曲信息 之间的组合。例如，在内窥镜2通过连接器部34与周边装置3 (例如图 像处理装置52)连接时，光学系统18的光学特性被输入控制装置54。 连接内窥镜2和周边装置3，是指连接包含于摄像机构80中的例如摄像 部17和包含于像面弯曲信息获取机构82中的例如图像处理装置52。
控制装置54根据存储在存储部54a中的组合，识别与所输入的光学 系统18的光学特性对应的光学系统18的像面弯曲信息，并输出给图像 处理装置52。由此，图像处理装置52如上所述，根据所输入的光学系统 18的像面弯曲信息，获取由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄像图像 70的像面弯曲信息。
另外，像面弯曲信息的获取不限于上述情况。例如，也可以向输入 装置55输入光学系统18的像面弯曲信息。更加具体地讲，向输入装置55输入物镜18a的倍率这种光学系统18的光学特性等，从而输入像面弯 曲信息。所输入的像面弯曲信息存储在存储部54a等中。控制装置54与 上述同样地输出给图像处理装置52。图像处理装置52根据由输入装置 55输入的像面弯曲信息，获取由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄像图 像70的像面弯曲信息。并且，希望向输入装置55输入后述的操作量与 弯曲量之比。
摄像机构80具有观察窗14和摄像部17 (光学系统18、摄像元件 19、连接电路基板20)，与内窥镜用处置器具200是分体的。由摄像部 17拍摄的摄像图像70 (摄像信号)通过通用线缆33和连接电线60被送 至图像处理装置52。
照射机构81具有作为照射部的照明窗15、光导纤维16和光源装置51。
像面弯曲信息获取机构82具有作为像面弯曲信息获取部的图像处 理装置52。图像处理装置52对摄像图像70进行图像处理，并转换为影 像图像(观察图像)。
观察机构83具有包括监视器53a的图像显示装置53。图像显示装置 53在监视器53a上显示由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄像图像70， 作为观察图像。
下面，说明本实施方式的内窥镜用处置器具200。
如图1和图5和图6所示，处置患部的内窥镜用处置器具200具有 多关节弯曲机构。内窥镜用处置器具200具有插入体腔内的插入部202、 和与插入部202连接的驱动单元203。驱动单元203是弯曲驱动部，使插 入部202沿内窥镜2的插入方向进退移动，驱动插入部202中的弯曲部 211弯曲。在驱动单元203设有用于操作后述握持钳子213的处置器具操 作部201。
如图1所示，插入部202通过导管50、插入口 40和处置器具插通 通道39，从前端开口部39a突出(插入)到体腔内。插入部202如图5 和图6所示，具有位于跟前(末端)侧的挠性管部(软性部)210、与挠 性管部210的前端连接的弯曲部211、以及与弯曲部211的前端直接或间接连接的前端部212。
挠性管部210具有弹性和挠性，借助外力而弯曲。 弯曲部211具有多关节弯曲机构，在上下左右所期望的方向弯曲。 前端部212具有处置患部等的处置器具主体部(处置器具)即握持 钳子213。握持钳子213具有后述借助操作丝234按照图5和图6所示上 下开闭的握持部件213a、 213b。操作丝234插通到插入部202内。在前 端部212上，不限于握持钳子213，例如也可以设置高频刀或高频凝固器 等处置器具。
下面，参照图5和图6具体说明弯曲部211。弯曲部211具有节圈 221、节圈222、节圈223和节圈224。节圈221、节圈222、节圈223和 节圈224相连接，从而构成弯曲部211。另外，所连接的节圈数量不限于 4个，只要至少有两个即可。节圈22K节圈222、节圈223和节圈224 利用环状部件形成，沿插入部202的长轴方向同轴并列配置成一列。节 圈221、节圈222、节圈223和节圈224中相邻的节圈彼此连接并可以自 由转动。由此，构成多关节弯曲机构。
图7A是从上方观看图6中的A—A向视线表示的水平面中沿着插入 部202的长轴方向纵切弯曲部211的剖面时的剖面图。图7B是从左侧观 看图6中的B—B向视线表示的垂直面中沿着插入部202的长轴方向纵切 弯曲部211的剖面时的剖面图。有关弯曲部211的上下左右的朝向与图6 所示的标识相同。
节圈221和节圈222相连接并可以以第1转动轴部225为中心转动， 通过第1转动轴部225连接着自由转动。第1转动轴部225的轴方向与 插入部202的长轴方向正交，而且被配置为沿着图6所示的上下方向的 朝向。因此，节圈221和节圈222在图6中从跟前(末端)侧观看向左
右方向相对自由转动。
节圈222和节圈223相连接并可以以第2转动轴部226为中心转动， 通过第2转动轴部226连接着自由转动。第2转动轴部226的轴方向与 插入部202的长轴方向正交，而且被配置为沿着图6所示的左右方向的 朝向。因此，节圈222和节圈223在图6中从跟前(末端)侧观看向上
16下方向相对自由转动。
节圈223和节圈224相连接并可以以第3转动轴部227为中心转动， 通过第3转动轴部227连接着自由转动。第3转动轴部227的轴方向与 插入部202的长轴方向正交，而且被配置为沿着图6所示的上下方向的 朝向。因此，节圈223和节圈224在图6中从跟前(末端)侧观看向左 右方向相对自由转动。
艮口，第1转动轴部225构成使节圈221和节圈222向左右方向相对 转动的关节。第2转动轴部226构成使节圈222和节圈223向上下方向 相对转动的关节。第3转动轴部227构成使节圈223和节圈224向左右 方向相对转动的关节。
在本实施方式中，第1转动轴部225、第2转动轴部226、和第3转 动轴部227的轴方向交替错开90。。 g卩，节圈221、 222和节圈223、 224 向左右方向转动。节圈222、 223向上下方向转动。另外，转动轴部225、 226、 227的轴方向与弯曲部211的中心轴(长轴)L (参照图6和图7A 和图7B)正交。该中心轴L与插入部202的长轴一致。
如图7A和图7B所示，在节圈221、 222、 223、 224设有从各自的 端缘突出的舌片状连接部230。在连接部230相互重合时，转动轴部225、 226、 227贯穿相重合的部分。g卩，转动轴部225、 226、 227是铆钉状的 轴部件。
这样构成的多关节弯曲机构被柔软的外护套(未图示)覆盖。由此 构成弯曲部211。
如图7A和图7B所示，在插入部202内插通着与节圈221连接的第 1组非伸縮性的一对操作丝231 (231a、 231b)、与节圈222连接的第2 组非伸縮性的一对操作丝232 (232a、 232b)、和与节圈223连接的第3 组非伸縮性的一对操作丝233 (233a、 233b)。
操作丝231a、 231b如图7A所示，在弯曲部211内中间隔着中心轴 L左右对称配置。操作丝231a、 231b的前端向节圈221内区域延伸，并 与节圈221连接。
节圈221的中心轴的方向与中心轴L的方向大致一致。在通过节圈221的中心轴的方向和第1转动轴部225的轴方向双方的一个平面中，把 节圈221的右半侧作为右侧部位，把节圈221的左半侧作为左侧部位。
上述操作丝231a的前端与节圈221的右侧部位连接。并且，操作丝 231b的前端与节圈221的左侧部位连接。在操作丝231a按照图7A所示 被向末端(跟前)侧牵引时，节圈221以第1转动轴部225为中心朝向 右侧转动。并且，在操作丝231b被向末端侧牵引时，节圈221以第l转 动轴部225为中心朝向左侧转动。这样，操作丝231使节圈221转动。
操作丝232a、 232b如图7B所示，在弯曲部211内中间隔着中心轴 L上下对称配置。操作丝232a、 232b的前端向节圈222内区域延伸，并 与节圈222连接。
节圈222的中心轴的方向与中心轴L的方向大致一致。在通过节圈 222的中心轴的方向和第2转动轴部226的轴方向双方的一个平面中，把 节圈222的上半侧作为上侧部位，把节圈222的下半侧作为下侧部位。
上述操作丝232a的前端与节圈222的上侧部位连接。并且，操作丝 232b的前端与节圈222的下侧部位连接。在操作丝232a按照图7B所示 被向末端(跟前)侧牵引时，节圈222以第2转动轴部226为中心朝向 上侧转动。并且，在操作丝232b按照图7B所示被向末端侧牵引时，节 圈222以第2转动轴部226为中心朝向下侧转动。这样，操作丝232使 节圈222转动。
操作丝233a、 233b如图7A所示，在弯曲部211内中间隔着中心轴 L左右对称配置。操作丝233a、 233b的前端向节圈223内区域延伸，并 与节圈223连接。
节圈223的中心轴的方向与中心轴L的方向大致一致。在通过节圈 223的中心轴的方向和第3转动轴部227的轴方向双方的一个平面中，把 节圈223的右半侧作为右侧部位，把节圈223的左半侧作为左侧部位。
上述操作丝233a的前端与节圈223的右侧部位连接。并且，操作丝 233b的前端与节圈223的左侧部位连接。在操作丝233a按照图7A所示 被向末端(跟前)侧牵引时，节圈223以第3转动轴部227为中心朝向 右侧转动。并且，在操作丝233b按照图7A所示被向末端侧牵引时，节圈223以第3转动轴部227为中心朝向左侧转动。这样，操作丝233使 节圈223转动。
如上所述，在节圈221、 222、 223分别连接着对应的一对操作丝231、 232、 233。在弯曲部211中，在适当选择一对操作丝231、 232、 233进 行拉伸操作时，节圈221、 222、 223独立转动。
由此形成多关节机构，弯曲部211构成为能够分别在上下左右四个 方向弯曲。
另外，操作丝231、 232、 233的前端与节圈221、 222、 223连接的
机构，可以采用各种方法，例如进行钎焊固定。
如图7A所示，在节圈221的末端部，在节圈221的右侧部位和左侧 部位形成有朝向节圈221的内侧突出的抬起片235。操作丝231a的前端 插入右侧部位的抬起片235中，并钎焊固定在该抬起片235上。并且， 操作丝231b的前端插入左侧部位的抬起片235中，并钎焊固定在该抬起 片235上。
并且，如图7B所示，在节圈222的末端部，在节圈222的上侧部位 和下侧部位形成有朝向节圈222的内侧突出的抬起片235。操作丝232a 的前端插入上侧部位的抬起片235中，并钎焊固定在该抬起片235上。 并且，操作丝232b的前端插入下侧部位的抬起片235中，并钎焊固定在 该抬起片235上。
并且，如图7A所示，在节圈223的末端部周围，在节圈223的右侧 部位和左侧部位形成有朝向节圈223的内侧突出的抬起片235。操作丝 233a的前端插入右侧部位的抬起片235中，并钎焊固定在该抬起片235 上。并且，操作丝233b的前端插入左侧部位的抬起片235中，并钎焊固 定在该抬起片235上。
并且，操作丝231插通到导套241中，操作丝232插通到导套242 中，操作丝233插通到导套243中，这些操作丝被独立地引导至驱动单 元203。导套241、 242、 243具有挠性，例如利用密绕线圈或树脂套管等 具有弹性的护套状弹性部件形成。导套241、 242、 243的内孔是引导操 作丝231、 232、 233的行进方向的引导部件。导套的前端不与自身引导的操作丝连接的节圈连接，而与相比该节
圈配置在末端侧的节圈连接。例如，导套241a、 241b的前端与节圈222 连接。导套242a、 242b的前端与节圈223连接。
具体地讲，各个导套的前端被固定在设于各个节圈的引导丝上。另 外，导套241、 242、 243也可以使用未图示的连接管头等连接部件间接 固定在引导丝上。
导套241、 242、 243的末端也可以与弯曲部211的末端部(挠性管 部210的前端部)连接。
连接有导套的前端的节圈不是该导套引导的操作丝连接的节圈，而 是相比该操作丝连接的节圈配置在末端侧的节圈。因此，从导套的前端 突出的操作丝的前端，与相比导套的前端连接的节圈配置在前端的节圈 连接。即，操作丝被插通导入导套内一直到达相比连接的节圈配置在末 端侧的节圈。因此，由导套引导的操作丝不直接接触其他操作丝和导套 等内置物，可以避免干扰。
另外，如图6所示，节圈224是配置在弯曲部211的最末端的节圈。 即，节圈224可以视为弯曲部211的末端部。在挠性管部210的前端部 设有连接管头等连接部件245。节圈224与连接部件245连接。并且，节 圈224也可以相对连接部件245自由转动地与其连接。该情况时，连接 部件245被视为弯曲部211的末端部。
如图5所示，在驱动单元203设有弯曲部操作机构和处置部操作机构。
弯曲部操作机构具有分别拉伸操作操作丝231、 232、 233的驱动电 机251、 252、 253。
并且，处置部操作机构具有拉伸操作操作丝234的驱动电机254。
操作丝231、 232、 233对应作为转动操作对象的节圈221、 222、 223 而转动操作。操作丝234用于操作握持钳子213。
在驱动电机251、 252、 253、 254的驱动轴分别安装着皮带轮255。 各个驱动轴可以通过未图示的减速机与各个皮带轮255连接。在各个皮 带轮255上架设着操作丝231、 232、 233、 234。并且，驱动电机251、252、 253、 254分别独立驱动，在皮带轮255转动时，架设在皮带轮255 上的操作丝231、 232、 233、 234被拉伸操作。
弯曲部操作机构和处置部操作机构采用了利用皮带轮255的传递机 构，但是例如也可以是利用齿轮或齿条的齿轮机构等。并且，弯曲部操 作机构和处置部操作机构也可以采用取代驱动电机251、 252、 253、 254
的其他形式的驱动致动器。
如图1和图5所示，驱动单元203通过电线257与处置器具控制部 258连接。在处置器具控制部258上通过电线259连接着作为操作输入装 置的弯曲操作部204。并且，在处置器具控制部258上设有图5所示的电 力供给用电源线290、和图1所示的与周边装置(例如光源装置51和图 像处理装置52等)连接的连接电线291。
弯曲操作部204具有例如操纵杆(操作输入装置)205，例如通过手 术医生的操作来指示内窥镜用处置器具200的位置和状态。该操纵杆205 具有分三段连接的3个操纵杆开关205a、 205b、 205c。操纵杆开关205a、 205b、 205c安装在操作盒206上。
另外，图5表示相对一个内窥镜用处置器具200的驱动单元203和 处置器具控制部258和弯曲操作部204。并且，本实施方式如图l所示， 向一个处置器具插通通道39插通两个内窥镜用处置器具200。因此，针 对两个内窥镜用处置器具200分别配置驱动单元203和处置器具控制部 258和弯曲操作部204，但在图l中为了简化图示，驱动单元203和处置 器具控制部258和弯曲操作部204只示出一个。
如图1所示，在处置器具控制部258设有功能控制输入部258a， 输入从操纵杆205输出的指示和用于控制操纵杆205的功能的条件等； 电机驱动器(处置器具驱动控制部)258b，驱动控制驱动电机251、 252、 253;电机单元通信部258c，通过电线257与驱动单元203连接，并与驱 动单元203之间进行通信。
在有选择地操作操纵杆开关205a、 205b、 205c时，处置器具控制部 258根据手术医生进行的操纵杆205的操作，向电机驱动器258b发送使 之驱动驱动电机251、 252、 253的控制信号，使驱动电机251、 252、 253旋转。即，根据操纵杆205的操作，驱动电机251、 252、 253独立驱动。 由此，操作丝231、 232、 233分别由转动的皮带轮255拉伸操作，节圈 221、 222、 223分别独立地向上下左右方向转动，各个关节部弯曲。艮P， 弯曲部211弯曲。
这样，弯曲操作部204是操作驱动单元203，并操作弯曲部211弯曲 的操作输入装置。
处置器具前端移动控制装置300如图1和图5所示，包括具有弯 曲部211和前端部212的内窥镜用处置器具200;驱动单元(弯曲驱动部) 203;处置器具操作部201;以及弯曲操作部(操作输入装置)204。并且， 处置器具前端移动控制装置300也可以具有处置器具控制部258。处置器 具前端移动控制装置300根据基于操纵杆205的操作的动作，可以操作 前端部212向所期望的位置移动。即，处置器具前端移动控制装置300 构成机械手(能动从动)型电动式内窥镜用处置器具200。另外，在设定 了使内窥镜用处置器具200动作的控制后，在手术医生等操作了操纵杆 205的情况下，操纵杆205的操作指示优先。
另外，在驱动电机251、 252、 253安装着图5所示的测试各个驱动 电机的转速的编码器251a、 252a、 253a。编码器251a、 252a、 253a生成 对应各个驱动电机的转速的信号，并发送给电机驱动器258b，进行针对 驱动电机251、 252、 253的反馈控制。
在上述的处置器具控制部258设有检测部258d，检测通过电机驱动 器258b由编码器251a、 252a、 253a生成的信号，并根据所检测的信号检 测前端部212 (握持钳子213)的配置位置。处置器具控制部258成为具 有检测部258d的检测机构。
具体地讲，检测部258d根据信号检测(计算)节圈221、 222、 223 的转动角度、即各个关节部的弯曲角度。检测部258d根据所检测的弯曲 角度检测前端部212的配置位置。例如，如图1所示，弯曲部211和握 持钳子213从前端开口部39a突出，如图4所示，在弯曲部211和握持 钳子213显示在监视器53a (摄像图像70)上时，检测部258d检测前端 部212在监视器53a上的配置位置。并且，在处置器具控制部258设有调整部258e,根据由检测部258d 检测的前端部212的配置位置、和通过连接电线291由像面弯曲信息获 取部即图像处理装置52获取的像面弯曲信息，调整手术医生等进行的操 纵杆205的操作量与弯曲部211的弯曲量之比(以下称为操作量与弯曲 量之比)，控制驱动单元203。简单说明如下，调整部258e根据前端部 212的配置位置和由图像处理装置52获取的像面弯曲信息，调整操作量 与弯曲量之比，控制驱动单元203。处置器具控制部258成为具有调整部 258e的调整机构。
弯曲部211的弯曲量是指驱动单元203 (驱动电机251、 252、 253) 的驱动量，即前端部212 (握持钳子213)和弯曲部211在监视器53a上 的移动距离(移动速度、移动(动作)量)。以下，把前端部212和弯曲 部211的移动距离称为移动距离。
在检测部258d检测到前端部212按照图8A所示配置在中央部53b 上、由图像处理装置52获取了像面弯曲信息后，调整部258e把操作量 与弯曲量之比调整为例如1: 1，控制驱动单元203 (驱动电机251、 252、 253)。
并且，在检测部258d检测到前端部212按照图8B所示配置在中央 部周边53c上、由图像处理装置52获取了像面弯曲信息后，调整部258e 把操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/3，控制驱动单元203。
并且，在检测部258d检测到前端部212按照图8C所示配置在周缘 部53d上、由图像处理装置52获取了像面弯曲信息后，调整部258e把 操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/5，控制驱动单元203。
一般，即使操作弯曲部211的操纵杆205的操作量相同，由于摄像 部17的像面弯曲，监视器53a上的移动距离(移动速度、移动(动作) 量)在中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d也显示为不同。
具体地讲，在相同操作量时，在监视器53a上，周缘部53d的移动 距离显示得比中央部53b的移动距离短(移动速度快，移动量小)。艮P， 即使操作量相同，监视器53a (中央部53b和中央部周边53c和周缘部 53d)上的相对操作量的移动距离也显示为不同。例如图9A所示，周缘
23部53d的移动距离Ll显示得比中央部53b的移动距离L2短。换言之， 在操作量相同时，虽然相对操作量的移动距离相同，但是相对操作量的 显示量因为像面弯曲而不同。
但是，在按照上面所述调整操作量与弯曲量之比，使中央部53b和 中央部周边53c和周缘部53d的操作量相同的情况下，在监视器53a上 显示图3A所示的具有像面弯曲的摄像图像70作为观察图像，在监视器 53a上，相对操作量的移动距离在中央部53b和中央部周边53c和周缘部 53d被调整显示。
具体地讲，在操作量相同时，通过上述调整，例如周缘部53d的移 动距离小于中央部53b的移动距离。因此，在操作量相同时，显示具有 像面弯曲的摄像图像70的监视器53a (中央部53b和中央部周边53c和 周缘部53d)上的移动速度显示为相同。例如图9B所示，可以观察到周 缘部53d的移动速度vl与中央部53b的移动速度v2相同。换言之，在 操作量相同时，相对操作量的移动距离被调整，相对操作速度的画面上 的移动速度因为像面弯曲而相同。
另外，在本实施方式中，监视器53a的区域如图3A和图3B所示被 预先划分为中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d这三个区域。但 是，不限于此，该数量没有限定。这些区域可以利用输入装置55随意调 整。并且，对应区域数量，利用输入装置55调整操作量与弯曲量之比。
另外，操作量与弯曲量之比不限于上述情况，如上所述，例如可以 通过利用输入装置55预先输入所期望的值来设定。即，输入装置55成 为预先将操作量与弯曲量之比设定为所期望的值的设定部。
下面，参照图IO所示的流程图说明本实施方式的动作方法。
内窥镜2通过通用线缆33与周边装置3连接(步骤l)。
导管50与插入口 40连接，内窥镜用处置器具200从导管50通过插 入口 40插入处置器具插通通道39内(步骤2)。
在内窥镜2被插入体腔内、内窥镜用处置器具200被按压操作到前 端硬性部13侧后，内窥镜用处置器具200按照图1所示从前端开口部39a 突出(插入)到体腔内(步骤3)。体腔内的摄像部17的摄像范围被照明窗15等照射机构81照射光， 并被观察窗14和摄像部17等摄像机构80拍摄。由此，在作为观察机构 83的监视器53a上显示体腔内的摄像图像70作为观察图像，并且如图4 所示，显示从前端开口部39a突出的弯曲部211和握持钳子213。 g卩，监 视器53a如图4所示，显示拍摄从前端开口部39a突出的弯曲部211和握 持钳子213时的、具有像面弯曲的摄像图像70 (步骤4)。
并且，在步骤l中内窥镜2与周边装置3连接后，光学系统18的光 学特性被输入控制装置54。控制装置54根据存储在存储部54a中的组合， 识别对应所输入的光学特性的光学系统18的像面弯曲信息，将像面弯曲 信息输出给图像处理装置52。图像处理装置52根据所输入的该像面弯曲 信息，获取由摄像部17拍摄的具有像面弯曲的摄像图像70的像面弯曲 信息(步骤5)。
另外，图像处理装置52也可以根据由输入装置55输入的像面弯曲 信息，获取像面弯曲信息。
利用输入装置55输入监视器53a中的区域，利用输入装置55调整 (输入)操作量与弯曲量之比(步骤6)。在此，如上所述，监视器53a 中的区域被划分为中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d这三个区 域。各个区域的操作量与弯曲量之比被调整为使中央部53b为1: 1，使 中央部周边53c为l: 1/3，使周缘部53d为l: 1/5 (步骤7)。
并且，步骤6、 7的动作可以在步骤1 步骤4之间的任一步骤时进 行，也可以预先设定。
在步骤7的状态下，弯曲部12由弯曲操作手柄32操作而向所期望 的上下左右方向弯曲。即，操作内窥镜2 (步骤8)。
然后，在操纵杆205被操作时，驱动电机251、 252、 253对应操纵 杆205独立驱动。由此，操作丝231、 232、 233由转动的皮带轮255拉 伸操作，节圈221、 222、 233分别独立地向上下左右方向转动。S卩，各 个关节部弯曲，弯曲部211弯曲。
这样，机械手(能动从动)型电动式内窥镜用处置器具200由弯曲 操作部204的操纵杆205操作，由驱动单元203驱动(步骤9)。在内窥镜用处置器具200驱动时，如上所述，驱动电机251、 252、 253驱动。此时，由编码器251a、 252a、 253a生成对应各个驱动电机的 转速的信号。检测部258d通过电机驱动器258b检测该信号，根据信号 检测各个关节部的弯曲角度(节圈221、222、 233的转动角度)(步骤10)。
另外，检测部258d根据所检测的弯曲角度，检测前端部212的配置 位置(步骤ll)。另外，如图4和图8A、 8B、 8C所示，在监视器53a(摄 像图像70)上显示弯曲部211和握持钳子213。由此，所检测的前端部 212的配置位置成为显示在监视器53a上的配置位置。
由此，调整部258e根据由检测部258d检测的前端部212的配置位 置、和由作为像面弯曲信息获取部的图像处理装置52获取的像面弯曲信 息，调整操作量与弯曲量之比(步骤12)。
例如图8A所示，在前端部212配置在中央部53b时，调整部258e 将操作量与弯曲量之比调整为例如1: l。
并且，例如图8B所示，在前端部212配置在中央部周边53c时，调 整部258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/3。
并且，例如图8C所示，在前端部212配置在周缘部53d时，调整部 258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/5。
在调整部258e调整操作量与弯曲量之比后，调整部258e控制驱动 电机251、 252、 253的驱动。因此，在中央部53b和中央部周边53c和 周缘部53d中，相对相同操作量的弯曲部211和前端部212的移动距离 被调整(步骤B)。
具体地讲，如果是相同的操作量，例如周缘部53d的移动距离小于 中央部53b的移动距离。
并且，在监视器53a上，弯曲部211和前端部212的移动距离被调 整显示。即，在操作量相同时，相对操作量的移动距离被调整，相对操 作量的显示量因为像面弯曲而相同。例如，在中央部53b和中央部周边 53c和周缘部53d中，在显示具有像面弯曲的摄像图像70的监视器53a 上，如图9B所示，对于相同操作量，在监视器53a上显示移动相同移动 距离的弯曲部211和前端部212 (步骤14)。在该状态下操作处置器具操作部201后，驱动电机254驱动。由此， 操作丝234由转动的皮带轮255拉伸操作。因此，握持钳子213被操作， 患部被处置(步骤15)，动作结束。
另外，在步骤15之后，与步骤9相同，内窥镜用处置器具200再次 由操纵杆205操作，并由驱动电机251、 252、 253驱动，重复步骤10 步骤14的动作。即，在内窥镜用处置器具200由操纵杆205操作、并由 驱动电机251、 252、 253驱动的状态下，操作量与弯曲量之比始终被调 整，驱动电机251、 252、 253的驱动由调整部258e控制。
这样，本实施方式在利用操纵杆205远程操作具有多关节机构的内 窥镜用处置器具200的机械手操作系统1中，使图像处理装置52获取像 面弯曲信息(步骤5)，使检测部258d从编码器251a、 252a、 253a检测 前端部212的配置位置(步骤ll)。并且，本实施方式根据前端部212的 配置位置和像面弯曲信息，调整操作量与弯曲量之比(步骤12)，调整针 对相同操作量的弯曲部211和前端部212的移动距离(步骤13)，针对相 同操作量，在监视器53a上显示移动相同移动距离的弯曲部211和前端 部212 (步骤14)。
由此，本实施方式在操作量相同时，可以在监视器53a上的某个部 位(例如中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d)调整显示弯曲部 211和前端部212的移动距离。即，本实施方式在操纵杆205的操作量相 同时，通过调整针对该操作量的监视器53a (观察画面上)上的弯曲部 211和前端部212的移动距离，可以使监视器53a上的弯曲部211和前端 部212的移动距离在某个部位显示为相同(可以使显示具有像面弯曲的 摄像图像70的监视器53a上的显示量相同)。
因此，本实施方式可以防止手术医生对操作的不协调感，不要求手 术医生对操作的熟练程度，可以抑制手术医生的操作负担。
并且，本实施方式在使弯曲部211和前端部212例如从中央部53b 移动到周缘部53d时，也能够使相对操作量的弯曲部211和前端部212 的移动距离相同。因此，本实施方式在患部显示在例如周缘部53d时， 不需要使弯曲部12弯曲(操作内窥镜2)，在周缘部53d也容易操作弯曲部211和前端部212，所以能够抑制手术医生的操作负担。
并且，本实施方式将光学系统18的光学特性与对应该光学特性的像 面弯曲信息之间的组合存储在存储部54a中。因此，本实施方式在将内 窥镜2与周边装置3连接时，可以快速获取像面弯曲信息。
并且，本实施方式可以利用输入装置55将操作量与弯曲量之比调整 为所期望的值，所以能够提供适合于手术医生的机械手操作系统1。
另外，本实施方式为了检测前端部212的配置位置，采用了编码器 251a、 252a、 253a，但不限于此。例如，也可以采用测试驱动电机251、 252、 253的驱动前与驱动后的电位差的电位差表(电位表)、或配置在前 端部212的例如LED等的标识。
另外，在采用标识时，如图11所示，步骤IO被删除。在步骤11中， 摄像机构80成为根据标识检测前端部212的配置位置的检测部。由摄像 机构80检测的标识的配置位置被发送给调整部258e。由此进行步骤12。
下面，参照图1和图12和图13说明本发明涉及的第2实施方式。 对与前述第1实施方式相同的部位赋予相同符号，并省略具体说明。
在本实施方式中，如图12所示，把内窥镜2的前端与从前端开口部 39a突出的内窥镜用处置器具200的前端之间的相对距离称为工作距离 (Working Distance ，以下称为WD )。
另外，内窥镜2的前端是指摄像机构80的前端即观察窗14，表示 配置有观察窗14的前端面13a。内窥镜用处置器具200的前端是指前端 部212 (握持钳子213)。
第1实施方式说明了中央部53b和中央部周边53c和周缘部53d的 相对操作量的移动距离。本实施方式说明放大状态的观察图像和非放大 状态的观察图像中的相对操作量的移动距离。放大状态的观察图像和非 放大状态的观察图像显示在监视器53a上。
在本实施方式的控制装置54设有计算部54b，其根据由检测部258d 检测的前端部212的配置位置计算WD。控制装置54成为具有计算部54b 的计算机构。
计算部54b也可以是使用内窥镜用照明光的例如测距传感器等。上述WD也是从前端开口部39a突出的弯曲部211和前端部212的突出量。 因此，计算部54b也兼作测定突出量的测定部。
并且，本实施方式的控制装置54具有摄像倍率调整部54c，根据由 计算部54b计算的WD调整摄像部17的摄像倍率。控制装置54成为具 有摄像倍率调整部54c的摄像倍率调整机构。
摄像倍率调整部54c根据WD使物镜18a沿轴方向移动，调整摄像 倍率。由此监视器53a上的显示倍率被调整。因此，在监视器53a上显 示放大状态的观察图像或非放大状态的观察图像。放大状态例如是指WD 例如小于25mm的情况，非放大状态是指WD例如在25mm以上的情况。
并且，在本实施方式的光源装置51设有光量调整部51c，其根据由 计算部54b计算的WD，调整由光源装置51生成并通过照射部即照明窗 15照射到摄像部17的摄像范围内的内窥镜用照明光的光量。光源装置 51成为具有光量调整部51c的光量调整机构。
另外，光量调整部51c也可以根据由摄像倍率调整部54c对应WD 调整后的所述摄像倍率，调整内窥镜用照明光的光量。
在WD例如小于15mm时，摄像倍率调整部54c例如不改变摄像倍 率(例如l倍)，光量调整部51c例如不改变内窥镜用照明光的光量。
在WD例如为大于等于15mm且小于25mm时，摄像倍率调整部54c 将摄像倍率调整为例如最小倍率(例如1.2倍)，光量调整部51c例如将 内窥镜用照明光的光量调整为最小。
在WD例如为大于等于25mm且小于35mm时，摄像倍率调整部54c 将摄像倍率调整为例如中等倍率(例如1.4倍)，光量调整部51c例如将 内窥镜用照明光的光量调整为中等。
在WD例如为大于等于35mm时，摄像倍率调整部54c将摄像倍率 调整为例如最大倍率(例如1.6倍)，光量调整部51c例如将内窥镜用照 明光的光量调整为最大。
本实施方式的检测部258d与第1实施方式相同，检测前端部212的 配置位置。另外，检测部258d包含于处置器具前端移动控制装置300中。
调整部258e根据由计算部54b计算的WD (突出量)和由像面弯曲
29信息获取部即图像处理装置52获取的像面弯曲信息，调整操作量与弯曲 量之比，控制驱动单元203。另外，本实施方式的调整部258e也可以根 据由摄像倍率调整部54c调整的摄像倍率，再调整操作量与弯曲量之比。
在计算部54b计算WD例如为小于15mm、图像处理装置52获取像 面弯曲信息后，调整部258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1，控 制驱动单元203 (驱动电机251、 252、 253)。
在计算部54b计算WD例如为大于等于15mm且小于25mm、图像 处理装置52获取像面弯曲信息后，调整部258e将操作量与弯曲量之比 调整为例如l: 1/2，控制驱动单元203。
在计算部54b计算WD例如为大于等于25mm且小于35mm、图像 处理装置52获取像面弯曲信息后，调整部258e将操作量与弯曲量之比 调整为例如l: 1/3，控制驱动单元203。
在计算部54b计算WD例如为大于等于35mm、图像处理装置52获 取像面弯曲信息后，调整部258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/4，控制驱动单元203。
按照上面所述调整操作量与弯曲量之比，在操作量相同时，具有像 面弯曲的摄像图像70被显示在监视器53a上作为放大状态的观察图像或 非放大状态的观察图像，在监视器53a上，相对操作量的移动距离被调 整显示。
具体地讲，例如在操作量相同时，通过上述调整，例如非放大状态 的观察图像中的移动距离小于放大状态的观察图像中的移动距离。因此， 在操作量相同时，显示放大状态的观察图像或非放大状态的观察图像(具 有像面弯曲的摄像图像70)的监视器53a上的移动距离显示为相同。例 如，放大状态的观察图像中的移动距离被显示为与非放大状态的观察图 像中的移动距离相同。换言之，在操作量相同时，相对操作量的移动距 离被调整，在放大状态和非放大状态下，相对操作量的显示量因为像面 弯曲而相同。
另外，在本实施方式中，WD被预先划分为小于15mm、大于等于 15mm且小于25mm、大于等于25mm且小于35mm、大于等于35mm这四种情况。但是，不限于此，该区域和区域中的数值没有限定。这些区
域和数值可以利用输入装置55调整为所期望的值。并且，根据区域的数 量，利用输入装置55调整操作量与弯曲量之比。另外，由摄像倍率调整 部54c调整的摄像倍率和由光量调整部51c调整的内窥镜用照明光的光 量，也可以根据区域的数量和数值，利用输入装置55进行调整。
另外，操作量与弯曲量之比不限于上述情况，如上所述，例如可以 通过利用输入装置55输入所期望的值来进行调整。即，输入装置55成 为可以将操作量与弯曲量之比、区域和区域中的数值、摄像倍率、以及 光量调整为所期望的值的输入部。
下面，参照图13的流程图说明本实施方式的动作方法。
步骤1 步骤11的动作与第1实施方式相同，所以省略说明。
计算部54b计算WD (步骤21)。
根据由计算部54b计算的WD，摄像倍率调整部54c调整摄像倍率， 光量调整部51c调整内窥镜用照明光的光量(步骤22)。
另外，在步骤22中，光量调整部51c也可以根据上述摄像倍率调整
内窥镜用照明光的光量。
在步骤21中WD例如小于15mm时，在步骤22中，摄像倍率例如
不变，例如内窥镜用照明光的光量也不变。
在步骤21中WD例如为大于等于15mm且小于25mm时，在步骤 22中，摄像倍率例如被调整为最小倍率，并且内窥镜用照明光的光量例 如被调整为最小。
在步骤21中WD例如为大于等于25mm且小于35mm时，在步骤 22中，摄像倍率例如被调整为中等倍率，并且内窥镜用照明光的光量例 如被调整为中等。
在步骤21中WD例如为35mm时，在步骤22中，摄像倍率例如被 调整为最大倍率，并且内窥镜用照明光的光量例如被调整为最大。
这样，在监视器53a上，根据WD调整显示倍率，显示放大状态的 观察图像或非放大状态的观察图像。
然后，调整部258e根据计算部54b计算的WD和由像面弯曲信息获取部即图像处理装置52获取的像面弯曲信息，调整操作量与弯曲量之比 (步骤23)。
在步骤21中WD例如小于15mm时，在步骤23中，调整部258e
将操作量与弯曲量之比调整为例如l: 1。
在步骤21中WD例如为大于等于15mm且小于25mm时，在步骤 23中，调整部258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/2。
在步骤21中WD例如为大于等于25mm且小于35mm时，在步骤 23中，调整部258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/3。
在步骤21中WD例如为大于等于35mm时，在步骤23中，调整部 258e将操作量与弯曲量之比调整为例如1: 1/4。
在本实施方式的步骤23中，根据WD即突出量，调整操作量与弯曲 量之比。
另外，在步骤22中，还可以使用由摄像倍率调整部54c调整的摄像 倍率，在步骤23中调整操作量与弯曲量之比。
在步骤23中调整部258e调整操作量与弯曲量之比后，驱动电机251 、 252、 253由调整部258e控制。因此，在放大状态和非放大状态下，针对 相同操作量的弯曲部211和前端部212的移动距离被调整(步骤24)。
具体地讲，如果是相同的操作量，则例如非放大状态的观察图像中 的移动距离小于放大状态的观察图像中的移动距离。
并且，在监视器53a上，弯曲部211和前端部212的移动距离被调 整显示。即，在操作量相同时，相对操作量的移动距离被调整，相对操 作量的显示量因为像面弯曲而相同。例如，在放大状态和非放大状态下， 在显示具有像面弯曲的摄像图像70的监视器53a上，针对相同的操作量， 在监视器53a上显示移动相同移动距离的弯曲部211和前端部212 (步骤 25)。
在步骤25之后，进行步骤15的动作。
另外，在步骤15之后，与步骤9相同，内窥镜用处置器具200再次 由操纵杆205操作，并由驱动电机251、 252、 253驱动，重复步骤10 步骤11和步骤21 步骤25的动作。gp，内窥镜用处置器具200由操纵杆205操作，在WD变化的状态下，始终计算WD，调整摄像倍率，调 整操作量与弯曲量之比，驱动电机251、 252、 253由调整部258e控制。
这样，本实施方式使图像处理装置52获取像面弯曲信息(步骤5)， 使检测部258d从编码器251a、252a、253a检测前端部212的配置位置(歩 骤ll)。然后，本实施方式使计算部54b根据前端部212的配置位置计算 WD (步骤21)，使摄像倍率调整部54c根据WD调整摄像部17的摄像 倍率，使监视器53a根据WD显示放大状态的图像和非放大状态的图像 (步骤22)。并且，本实施方式使光量调整部51c根据WD调整内窥镜用 照明光的光量(步骤22)。并且，本实施方式根据WD和像面弯曲信息， 调整操作量与弯曲量之比(步骤23)，在放大状态和非放大状态下，调整 相对相同操作量的弯曲部211和前端部212的移动距离(步骤24)。并且， 本实施方式在放大状态和非放大状态下，针对相同的操作量，在监视器 53a上显示移动相同移动距离的弯曲部211和前端部212 (步骤25)。
由此，本实施方式在根据WD显示放大状态的图像和非放大状态的 图像的监视器53a上，如果操作量相同，则可以与第1实施方式相同地 调整显示弯曲部211和前端部212的移动距离。因此，本实施方式对于 放大状态的图像和非放大状态的图像，也能够防止手术医生对操作的不 协调感，不要求手术医生对操作的熟练程度，可以抑制手术医生的操作 负担。
并且，本实施方式可以与第1实施方式相同，不使弯曲部12弯曲(操 作内窥镜2)，即可根据WD调整摄像倍率，所以能够在监视器53a上显 示放大图像和非放大图像。本实施方式可以同时调整内窥镜用照明光的 光量，可以调整相对操作量的移动距离。因此，本实施方式在显示放大 状态的图像和非放大状态的图像的状态下，如果操作量相同，则可以在 监视器上显示相同的移动距离，可以防止手术医生对操作的不协调感， 不要求手术医生对操作的熟练程度，可以抑制手术医生的操作负担。
并且，本实施方式可以利用输入装置55调整WD的区域和区域中的 数值、摄像倍率、内窥镜用照明光的光量、以及操作量与弯曲量之比。 因此，本实施方式可以提供适合于内窥镜的视场角和手术医生的机械手操作系统l。
另外，本实施方式的机械手操作系统1使弯曲部211和前端部212
从前端开口部39a突出，但不必限定于该形状。
.例如，图14A所示的机械手操作系统1不向内窥镜2 (处置器具插 通通道39)插通内窥镜用处置器具200，而是插通到设于插入部IO外侧 的外置通道310中，使弯曲部211和前端部212从外置通道310突出。 外置通道310通过固定器具311与挠性管部11固定。
并且，图14B所示的机械手操作系统1将具有硬性插入部202的内 窥镜用处置器具200、和具有摄像部17即TV照相机320的硬性镜321， 分别利用不同的气针(卜口 、7力一)322插入体腔323内。内窥镜用处置 器具200的中端由支撑部324支撑，末端与驱动单元203连接。硬性镜 321虽然没有图示，但与上述实施方式相同地与周边装置3连接。
这样，本实施方式也可以不使弯曲部211和前端部212从与观察窗 14相同平面的前端开口部39a突出，而分体设置摄像部17、弯曲部211 禾口前端部2i2。即，作为弯曲咅卩2ii和前端部212的突出口的前端开口咅P 39a与包含于摄像机构80中的观察窗14例如即使不按照图1所示设在同 一平面上，本实施方式也可以通过计算部54b计算WD。因此，本实施 方式可以获得上述效果，可以适用于各种类型的机械手操作系统1。
本领域技术人员容易发现附加优点和变型例。因此，本发明在其更 宽广的方面不限于这里示出和描述的具体细节和代表性实施方式。从而， 在不背离由所附的权利要求及其等同物限定的总的创造性概念的精神和 范围的情况下，可以作出各种变型例。
权利要求
1.一种机械手操作系统(1)，所述机械手操作系统(1)具备处置器具前端移动控制部(300)，其包括内窥镜用处置器具(200)和弯曲驱动部(203)和弯曲操作部(204)，所述内窥镜用处置器具(200)具有能够在所期望的方向弯曲的弯曲部(211)、和具有与所述弯曲部(211)直接或间接连接并处置患部的处置器具(213)的前端部(212)，所述弯曲驱动部(203)驱动所述弯曲部(211)弯曲，所述弯曲操作部(204)操作所述弯曲驱动部(203)而对所述弯曲部(211)进行弯曲操作；摄像机构(80)，其具有与所述内窥镜用处置器具(200)分体的摄像部(17)，该摄像部(17)包括具有像面弯曲的光学系统(18)，利用所述光学系统(18)拍摄所述前端部(212)和所述弯曲部(211)；观察机构(83)，其具有显示部(53a)，该显示部(53a)把由所述摄像部(17)拍摄的具有所述像面弯曲的摄像图像(70)作为观察图像进行显示；检测机构(258)，其具有检测部(258d)，该检测部(258d)检测由所述摄像部(17)拍摄的、显示在所述显示部(53a)上的所述前端部(212)的配置位置；像面弯曲信息获取机构(82)，其具有获取所述摄像图像(70)的像面弯曲信息的像面弯曲信息获取部(52)；以及调整机构(258)，其具有调整部(258e)，该调整部(258e)根据由所述检测部(258d)检测的所述配置位置和由所述像面弯曲信息获取部(52)获取的所述像面弯曲信息，调整所述弯曲操作部(204)的操作量与所述弯曲驱动部(203)的驱动量之比。
2. 根据权利要求1所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)具有输入所述光学系统(18)的像面弯曲信息的输入部(55)，所述像面弯曲信息获取部(52)根据从所述输入部(55)输入的所述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像图像(70)的所 述像面弯曲信息。
3. 根据权利要求1所述的机械手操作系统(1)，所述像面弯曲信息 获取部(52)在所述摄像机构(80)与所述像面弯曲信息获取机构(82) 连接时，根据所述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像 图像(70)的所述像面弯曲信息。
4. 根据权利要求1所述的机械手操作系统(1)，所述机械手操作系 统(1)具有预先设定所述调整部(258e)调整的所述操作量与所述驱动 量之所述比的设定部(55)。
5. —种机械手操作系统(1)，所述机械手操作系统(1)具备 处置器具前端移动控制部(300)，其包括内窥镜用处置器具(200)和弯曲驱动部(203)和弯曲操作部(204)和检测部(258d)，所述内窥 镜用处置器具(200)具有能够在所期望的方向弯曲的弯曲部(211)、和 具有与所述弯曲部(211)直接或间接连接并处置患部的处置器具(213) 的前端部(212)，所述弯曲驱动部(203)驱动所述弯曲部(211)弯曲， 所述弯曲操作部(204)操作所述弯曲驱动部(203)而对所述弯曲部(211 ) 进行弯曲操作，所述检测部(258d)检测所述前端部(212)的配置位置；摄像机构(80)，其具有与所述内窥镜用处置器具(200)分体的摄 像部(17)，该摄像部(17)包括具有像面弯曲的光学系统(18)，利用 所述光学系统(18)拍摄所述前端部(212)和所述弯曲部(211);计算机构(54),其具有计算部(54b)，该计算部(54b)根据由所 述检测部(258d)检测的所述配置位置，计算从所述摄像部(17)的前 端到所述前端部(212)的相对距离；观察机构(83)，其具有显示部(53a)，该显示部(53a)把由所述 摄像部(17)拍摄的具有所述像面弯曲的摄像图像(70)作为观察图像 进行显示；像面弯曲信息获取机构(82)，其具有获取所述摄像图像(70)的像 面弯曲信息的像面弯曲信息获取部(52);以及调整机构(258)，其具有调整部(258e)，该调整部(258e)根据由所述计算部(54b)计算的所述相对距离和由所述像面弯曲信息获取部 (52)获取的所述像面弯曲信息，调整所述弯曲操作部(204)的操作量 与所述弯曲驱动部(203)的驱动量之比。
6. 根据权利要求5所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)还具有内窥镜(2)，该内窥镜(2)在所述前端部(212)设有所述内窥镜用处置器具(200)插通的插通通道(39) 的前端开口部(39a)、和与所述前端开口部(39a)设置在相同平面上并 包含于所述摄像机构(80)中的观察窗(14)，所述计算部(54b)还兼作测定部，该测定部测定从前端开口部(39a) 突出的弯曲部(211)与前端部(212)的突出量，所述调整部(258e)根据所述突出量再次调整所述比。
7. 根据权利要求6所述的+几械手操作系统(i)， 所述机械手操作系统(1)具有输入所述光学系统(18)的像面弯曲信息的输入部(55)，所述像面弯曲信息获取部(52)根据从所述输入部(55)输入的所 述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像图像(70)的所 述像面弯曲信息。
8. 根据权利要求6所述的机械手操作系统(1)，所述像面弯曲信息 获取部(52)在所述摄像机构(80)与所述像面弯曲信息获取机构(82) 连接时，根据所述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像 图像(70)的所述像面弯曲信息。
9. 根据权利要求6所述的机械手操作系统(1)，所述机械手操作系 统(1)具有预先设定所述调整部(258e)调整的所述操作量与所述驱动 量之所述比的设定部(55)。
10. 根据权利要求5所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)具有摄像倍率调整机构(54)，该摄像倍率调整机构(54)包括摄像倍率调整部(54c)，该摄像倍率调整部(54c) 根据由所述计算部(54b)计算的所述相对距离调整所述摄像部(17)的 摄像倍率，所述调整部(258e)根据所述摄像倍率再次调整所述比。
11. 根据权利要求10所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)还具有-照射部(15)，其向所述摄像部(17)的摄像范围照射照明光；以及 光量调整机构(51)，其包括光量调整部(51c)，该光量调整部(51c)根据由所述计算部(54b)计算的所述相对距离，调整由所述照射部(15)照射的所述照明光的光量。
12. 根据权利要求10所述的机械手操作系统(1)，所述机械手操作系统(1)还具有-照射部(15)，其向所述摄像部(17)的摄像范围照射照明光；以及 光量调整机构(51)，其包括光量调整部(51c)，该光量调整部(51c)根据由所述摄像倍率调整部(54c)调整的所述摄像倍率，调整由所述照射部(15)照射的所述照明光的光量。
13. 根据权利要求10所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)具有输入所述光学系统(18)的像面弯曲信息的输入部(55)，所述像面弯曲信息获取部(52)根据从所述输入部(55)输入的所 述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像图像(70)的所 述像面弯曲信息。
14. 根据权利要求10所述的机械手操作系统(1)，所述像面弯曲信 息获取部(52)在所述摄像机构(80)与所述像面弯曲信息获取机构(82) 连接时，根据所述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像 图像(70)的所述像面弯曲信息。
15. 根据权利要求10所述的机械手操作系统(1)，所述机械手操作 系统(1)具有预先设定所述调整部(258e)调整的所述操作量与所述驱 动量之所述比的设定部(55)。
16. 根据权利要求5所述的机械手操作系统(1)， 所述机械手操作系统(1)具有输入所述光学系统(18)的像面弯曲信息的输入部(55)，所述像面弯曲信息获取部(52)根据从所述输入部(55)输入的所 述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像图像(70)的所 述像面弯曲信息。
17. 根据权利要求5所述的机械手操作系统(1)，所述像面弯曲信 息获取部(52)在所述摄像机构(80)与所述像面弯曲信息获取机构(82) 连接时，根据所述光学系统(18)的所述像面弯曲信息，获取所述摄像 图像(70)的所述像面弯曲信息。
18. 根据权利要求5所述的机械手操作系统(1)，所述机械手操作 系统(1)具有预先设定所述调整部(258e)调整的所述操作量与所述驱 动量之所述比的设定部(55)。
全文摘要
一种机械手操作系统(1)，具有处置器具前端移动控制部(300)，其包括具有弯曲部(211)和前端部(212)的内窥镜用处置器具(200)、弯曲驱动部(203)和弯曲操作部(204)。机械手操作系统(1)包括摄像机构(80)，具有进行拍摄的摄像部(17)，摄像部(17)包括具有像面弯曲的光学系统(18)；具有显示摄像图像(70)的显示部(53a)的观察机构(83)；具有检测所述前端部(212)的配置位置的检测部(258d)的检测机构(258)；具有获取摄像图像(70)的像面弯曲信息的像面弯曲信息获取部(52)的像面弯曲信息获取机构(82)；调整机构，具有调整部，根据配置位置和像面弯曲信息，调整弯曲操作部(204)的操作量与弯曲驱动部(203)的驱动量之比。
文档编号B25J7/00GK101513360SQ20081017411
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