专利名称：电动弯曲内窥镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过对输出绝对位置信号的弯曲动作指示部进行操作， 使弯曲部电动弯曲成与绝对位置信号对应的状态的电动弯曲内窥镜。
背景技术：
近年来，广泛应用如下的内窥镜通过在体腔内插入细长的插入部， 对体腔内的脏器进行观察，或根据需要使用插入到处置器具通道内的处 置器具进行各种治疗处置。
在该内窥镜中， 一般在前端部侧设有向上下/左右弯曲的弯曲部，通 过对连接在该弯曲部上的弯曲线进行牵引/松弛操作，使弯曲部向期望的 方向弯曲。
一般对所述弯曲线进行手动操作，但是近年来，例如像日本国特开
2003-245246号公报等公开的那样，也存在使用电动马达等弯曲动力单元 进行牵引操作的电动弯曲内窥镜。
在该电动弯曲内窥镜中，例如，通过作为设置在操作部上的弯曲动 作指示单元的、例如输出绝对位置的弯曲指示信号的操纵杆，使电动马 达旋转，通过该电动马达的旋转使滑轮旋转，牵引连接在该滑轮上的弯 曲线使弯曲部弯曲。
所述操纵杆通过倾倒操作来指示弯曲位置。g卩，操纵杆的倾倒方向 是希望使弯曲部弯曲的方向，操纵杆的倾倒角度是弯曲部的弯曲角度。 而且，操纵杆的倾倒角度是0度的直立状态时，所述弯曲部为非弯曲状 态(直线状态)。因此，手术医生能够借助保持操纵杆的手指的感觉，来 容易地掌握体腔内的弯曲部的弯曲状态。
但是，在现有的电动弯曲内窥镜中，作为弯曲控制部的进行马达控 制的伺服控制，通常使用微型计算机(例如CPU或MPU)，在该微型计
算机中，发挥对马达的响应速度进行控制的运算部的作用，但是，因为 在微型计算机中进行顺序处理，所以，当一部分处理功能停止时，所有 的功能停止，存在对弯曲操作产生障碍、检查整体变复杂的问题。
发明内容
本发明的电动弯曲内窥镜具有弯曲部，其设置在插入部上；弯曲 驱动单元，其具有使所述弯曲部弯曲动作的多个构成部件；弯曲动力单 元，其驱动所述弯曲驱动单元；弯曲状态检测单元，其通过探测所述弯 曲驱动单元的动作信息来检测所述弯曲部的弯曲状态信息；指示单元， 其输出使所述弯曲部弯曲的弯曲指示信息；以及弯曲动作控制单元，其 由独立的多个逻辑块构成，并进行控制以使所述指示单元的弯曲指示信 息和所述弯曲部的弯曲状态信息一致。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供即使弯曲控制 部的一部分功能产生问题也能够继续进行弯曲操作的电动弯曲内窥镜。
图1是示出本发明的实施例1的电动弯曲内窥镜装置的结构的结构图。
图2是示出图1的图像处理装置的前面板的结构的图。
图3是示出图1的弯曲控制部的结构的图。
图4是示出图1的弯曲控制部的控制部的结构的图。
图5是示出图4的FPGA的逻辑块的结构的图。
图6是示出图5的马达控制器的控制处理部的结构的图。
图7是示出图5的马达控制器的伺服异常检测部的结构的图。
图8是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第1说明图。
图9是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第2说明图。
图10是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第1变形例的说明图。
图11是说明图4的FPGA的配置(configuration)的变形例的说明
图。
图12是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第2变形例的说明图。
图13是说明构成图5的FPGA块异常监视部的逻辑要素块的第1说明图。
图14是说明构成图5的FPGA块异常监视部的逻辑要素块的第2说 明图。
图15是说明使用了图13的逻辑要素块的逻辑判定块的第1说明图。
图16是说明使用了图12的逻辑要素块的逻辑判定块的第2说明图。
图17是说明使用了图13的逻辑要素块的逻辑判定块的第3说明图。
图18是说明图5的FPGA中的处理迁移的图。
图19是说明图5的FPGA中的处理的流程图。
图20是说明图19的初始模式处理的流程图。
图21是说明图19的维护模式处理的流程图。
图22是说明图19的校准模式处理的流程图。
图23是说明图19的动作模式处理的流程图。
图24是说明图19的动作模式处理的时序图。
具体实施例方式
下面，参照附图叙述本发明的实施例。 (实施例1)
图1 图24涉及本发明的实施例1，图1是示出电动弯曲内窥镜装 置的结构的结构图，图2是示出图1的图像处理装置的前面板的结构的 图，图3是示出图1的弯曲控制部的结构的图，图4是示出图1的弯曲 控制部的控制部的结构的图，图5是示出图4的FPGA的逻辑块的结构 的图，图6是示出图5的马达控制器的控制处理部的结构的图，图7是 示出图5的马达控制器的伺服异常检测部的结构的图，图8是说明图5 的马达控制器中的伺服控制的第1说明图，图9是说明图5的马达控制 器中的伺服控制的第2说明图，图10是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第1变形例的说明图，图11是说明图4的FPGA的配置的变形例 的说明图，图12是说明图5的马达控制器中的伺服控制的第2变形例的 说明图，图13是说明构成图5的FPGA块异常监视部的逻辑要素块的第 1说明图，图14是说明构成图5的FPGA块异常监视部的逻辑要素块的 第2说明图，图15是说明使用了图13的逻辑要素块的逻辑判定块的第1 说明图，图16是说明使用了图13的逻辑要素块的逻辑判定块的第2说 明图，图17是说明使用了图13的逻辑要素块的逻辑判定块的第3说明 图，图18是说明图5的FPGA中的处理迁移的图，图19是说明图5的 FPGA中的处理的流程图，图20是说明图19的初始模式处理的流程图， 图21是说明图19的维护模式处理的流程图，图22是说明图19的校准 模式处理的流程图，图23是说明图19的动作模式处理的流程图，图24 是说明图19的动作模式处理的时序图。
如图1所示，本实施例的电动弯曲内窥镜装置1主要具有电动弯 曲内窥镜(以下简称为内窥镜)2，其在内窥镜插入部(以下简称为插入 部)9的前端硬性部内内置有例如摄像元件(未图示)，通过电动牵引构 成弯曲驱动单元的弯曲线(后述)来使插入部9的弯曲部11弯曲动作； 作为指示单元的远程控制操作部(以下简称为遥控操作部)7，其进行所 述弯曲部ll的驱动操作等；图像处理装置4，其将经由通用连接缆12传 送的图像信号生成为影像信号；光源装置3，其经由内置于通用连接缆 12中的光导纤维束(未图示)对未图示的照明光学系统提供照明光；作 为显示装置的监视器6，其输出由所述图像处理装置4生成的影像信号并 显示内窥镜图像；以及进行送气、送水管路和抽吸的泵单元14。
光源装置3、图像处理装置4和泵单元14搭载在手推车15上，泵 单元14装卸自如地设置有流量控制盒14a，该流量控制盒14a具有送气、 送水管路和抽吸的流量调整机构。并且，从手推车15上设有用于保持/ 固定内窥镜2的内窥镜固定臂13，在内窥镜固定臂13的前端装卸自如地 保持/固定有内窥镜2的基端把持部10。
在内窥镜2的基端把持部10上，配置有可以连接来自流量控制盒 14a的抽吸管的钳子栓10a,并且，连接有通用连接缆12和来自流量控
制盒14a的送气送水管。在所述插入部9内的未图示的例如送气管路、 送水管路、抽吸管路上，连接有送气送水管等和抽吸管。
并且，在基端把持部10内，内置有对用于电动弯曲驱动弯曲部11 的马达等进行控制的弯曲控制部10b，遥控操作部7经由电缆7a与该弯 曲控制部10b连接。另外，遥控操作部7也可以经由电缆7a与图像处理 装置4连接，也可以经由通用连接缆12与该弯曲控制部10b连接。
虽然没有图示，但是，遥控操作部7具有镜体(scope)开关，该镜 体开关包括作为对弯曲部11进行电动弯曲操作的操作输入器件的例如 操纵杆、送气、送水和抽吸的操作输入开关；以及图像处理装置4的冻 结、释放等的遥控开关。作为弯曲状态检测单元和弯曲动作控制单元的 图像处理装置4可以与泵单元14连接，如图2所示，图像处理装置4的 前面板4a构成为具有以下等部分电源开关20;初始化按钮23，其具 有指示电动弯曲内窥镜装置1的初始化并告知初始化完成的LED功能； 校准LED部24，其告知弯曲部11的电动弯曲的校准；泵单元14的送气、 送水和抽吸的操作输入开关组25;可检查LED26,其告知电动弯曲内窥 镜装置1的可检査状态；以及管路连接显示部27，其显示送气管路、送 水管路、抽吸管路的连接状态。
如图3所示，在所述插入部9内，贯穿有从所述弯曲控制部10b延 伸并弯曲操作所述弯曲部11的上下用的所述弯曲线33和未图示的左右 用的弯曲线。另外，在以下的说明中，说明上下用的弯曲线33的相关结 构，对于与该上下用的弯曲线33结构相同的左右用的弯曲线的相关结构， 为了简便，不作图示并省略说明。
所述弯曲线33的两端部例如连接固定在未图示的链条上，该链条啮 合配置在构成弯曲驱动单元的转动自如的上下用的链轮部34上。因此， 通过使所述链轮部34向预定方向旋转，来牵引操作固定在所述链条上的 弯曲线33，使所述弯曲部ll向预定方向弯曲动作。
所述链轮部34例如配设在弯曲控制部10b内。该链轮部34中，例 如具有由三相马达构成的作为上下用的弯曲动力单元的弯曲马达30的 驱动力所驱动的多个齿轮31、 32;和作为驱动力传递切断复原单元的例
如形成/解除齿轮彼此的啮合状态的离合器机构部36。而且，通过所述离 合器机构部36，成为不对所述弯曲线33施加张力的状态，由此，弯曲部 11由于外力而成为自由弯曲的弯曲自由状态。
另外，弯曲驱动单元由齿轮31、 32、弯曲线33、链轮部34和离合 器机构部36等构成。
通过将作为状态切换单元的切换操作杆10c (参照图1)切换操作到 驱动力传递切断位置(以下记载为弯曲自由指示位置)或驱动力传递复 原位置(以下记载为角度操作指示位置)，所述离合器机构部36被在如 下的状态之间切换所述离合器机构部36为切断状态的驱动力传递切断 状态、和离合器机构部36为连接状态的驱动力传递复原状态。
艮P，通过对所述切换操作杆10c进行切换操作，将该离合器机构部 36机械地切换为切断状态或连接状态，由此，能够使所述弯曲马达30和 所述链轮部34可逆地连接/分离。
所述链轮部34的旋转量由作为弯曲角度检测单元的电位计35检测。 另外，符号30a是检测所述弯曲马达30的旋转量的编码器。并且，符号 38是测量弯曲马达30的温度的热敏电阻。弯曲状态检测单元由电位计 35或编码器30a构成。
在弯曲控制部10b的控制部37上，连接有遥控操作部7、编码器30a、 电位计35、离合器机构部36和热敏电阻38。
如图4所示，弯曲控制部10b设有连接有经由通用连接缆12的电 源电缆(未图示)的电源连接器50;和连接有遥控操作部7的电缆7a的 操作部连接器51 。电源连接器50连接在控制部37内的控制用电源部52 和驱动用电源部53上。控制用电源部52经由DC/DC转换器54向各部 提供控制用电力。并且，驱动用电源部53向马达驱动器55提供生成三 相正弦波电力用的驱动电力。
操作部连接器51与作为弯曲控制部10b内的弯曲动作控制单元的 FPGA(现场可编程门阵列)56连接。该FPGA56根据存储在EEPROM 59 中的数据进行配置，将内部单元构筑为期望的逻辑块。编码器30a、电位 计35、离合器机构部36和热敏电阻38连接在FPGA 56上，并由FPGA 56
控制。并且，FPGA56对马达驱动器55提供生成三相正弦波电力用的数 据，由此，马达驱动器55向弯曲马达30提供三相正弦波电力。
当内部单元产生一定以上的预定异常时，FPGA56输出将WDT (监 视定时器)57清零的WDT-CR信号。根据该WDT-CR，从WDT 57向 FPGA56输出复位信号，FPGA56被复位。当FPGA 56被输入复位信号 时，起动复位IC58，由EEPROM59进行重新配置，重构内部单元的逻 辑块。
如图5所示，FPGA 56的逻辑块包括串行通信单元100、串行通 信控制部101、 EEPROM控制器102、异常信号处理部103、 LED控制器 104、运转模式控制器105、 DPRAM 106、离合器信号输入部107、夹具 基板输入输出部108、 RAM 109、马达控制器110、马达驱动波形生成部 111、 RL (左右)马达电流F/B部112、 UD (上下)马达电流F/B部113、 电位计控制部114、热敏电阻控制部115、 RL编码器控制部116、 UD编 码器控制部117和FPGA块异常监视部118。并且，马达控制器110构成 为具有测量处理部200、控制处理部201、伺服异常检测部202和伺服接 通/断开控制部203的各逻辑块。
另外，在图5中，实线示出通常的控制和数据信号流，虚线示出逻 辑块异常信号、伺服异常信号或通信异常信号流。
串行通信单元100通过例如LVDS等与遥控操作部7进行串行通信， 串行通信控制部IOI控制串行通信单元IOO,并且，与马达控制器110进 行相互通信，在DPRAM 106中存储从马达控制器110接收到的数据。
EEPROM控制器102按照存储在EEPROM 59中的程序，执行FPGA 56的配置。
异常信号处理部103监视弯曲马达30的电源电压异常和过电流，将 监视结果输出到运转模式控制器105。
离合器信号输入部107从离合器机构部36输入表示驱动力传递切断 状态或驱动力传递复原状态的状态信号，输出到运转模式控制器105。
夹具基板输入输出部108与用于进行调试处理的夹具基板(未图示) 进行数据收发。并且，LED控制器104控制夹具基板的LED。
运转模式控制器105从离合器机构部36向马达控制器110输出与驱 动力传递切断状态或驱动力传递复原状态、夹具基板的连接状态对应的 运转模式。另外，从串行通信控制部101向运转模式控制器105输入通 信异常信号，并且，从马达控制器110向运转模式控制器105输入伺服
异常信号，向马达控制器iio输出基于这些异常信号的运转模式。
马达驱动波形生成部111经由马达控制器110读出存储在ROM 109 中的正弦波数据，生成三相正弦波数据，将该三相正弦波数据输出到RL (左右)马达驱动器和UD (上下)马达驱动器55。
RL (左右)马达电流F/B部112通过RL (左右)马达将U相电流 值和V相电流值转换为数字信号并输出到马达控制器llO。同样地，UD (上下)马达电流F/B部113通过UD (上下)马达30将U相电流值和 V相电流值转换为数字信号并输出到马达控制器110。
电位计控制部114将连接在RL (左右)链轮部和UD (上下)链轮 部34上的电位计35的位置信息转换为数字信号，并输出到马达控制器 110。
热敏电阻控制部115将由设置在RL (左右)马达和UD (上下)马 达30上的热敏电阻38所测量的温度数据转换为数字信号，并输出到马 达控制器110。
RL编码器控制部116和UD编码器控制部117将设置在RL (左右) 马达和UD (上下)马达30上的编码器30a的计数值输出到马达控制器 110。
而且，马达控制器110通过测量处理部200、控制处理部201、伺服 异常检测部202和伺服接通/断开控制部203，根据运转模式，对RL(左 右)马达和UD (上下)马达30进行伺服控制。
并且，对FPGA块异常监视部118输入上述各逻辑块的逻辑块异常 信号、伺服异常信号或通信异常信号，根据这些异常信号，向马达控制 器110输出TRG信号，并且，向WDT57输出WDT-CR。
这里，如图6所示，马达控制器110的控制处理部201构成为具有 位置控制块201a、速度控制块201b和转矩控制块201c。并且，如图7
所示，伺服异常检测部202构成为具有位置偏差异常判定块202a、旋 转方向异常检测块202b、异常速度检测块202c和过负荷异常检测块 202d。
接着，使用图8说明马达控制器110中的伺服控制。位置控制块201a 对来自遥控操作部7的位置指令值和编码器30a的输出值进行比较，在 位置偏差超过预定值的情况下，位置偏差异常判定块202a输出伺服异常 信号。
并且，速度控制块201b对位置控制块201a的输出和编码器30a的 输出值的微分值(由微分电路211执行)进行比较。旋转方向异常检测 块202b根据位置控制块201a的输出和编码器30a的输出值的微分值， 检测到旋转方向的异常时，输出伺服异常信号。并且，异常速度检测块 202c根据编码器30a的输出值的微分值，检测到速度异常时，输出伺服 异常信号。
进而，转矩控制块201c对速度控制块201b的输出和马达驱动器55 的电流值进行比较，来控制马达驱动器55。过负荷异常检测块202d根据 速度控制块201b的输出，监视弯曲马达30的负荷状态，判断为过负荷 状态时，输出伺服异常信号。
使用图9说明控制环出现异常时的动作例。为了简便，这里省略F/B (反馈)结构。
例如，说明在速度控制块201b中出现速度异常时的内容。示出将位 置控制指令值直接切换到电流控制部(转矩控制块201c)的情况，如图 中X所示，在速度控制块201b不能动作的情况下，关于从后述的异常判 断部生成的信号，经由TRG，通过切换SW (开关部210a、幵关部210b 和开关部210c)，直接将位置控制指令值输入到电流控制中(图中的虚线 箭头所示的数据流)。
此时，由于没有速度控制块201b，预先设定的环增益的常数也不同， 所以，重新设定没有速度控制块201b的状态下的增益设定值(预先设定 为不存在速度控制的状态)。
具体而言，在将速度控制增益设定值设定为"Sp" (Sp>0)的情况
下，在对切换SW进行切换时，不存在速度控制块201b时的增益设定值 成为"1"，由此可知，闭环特性变化。
因此，按照开环增益如Sp—1那样地下降的量，通过不切换其他控 制部例如开关部210a而切换开关部210b和开关部210c，从电路系统中 仅去除速度控制块201b，利用位置控制块201a提高增益，由此，能够使 闭环特性尽可能地相同。
但是，通常在速度控制块201b中插入动态滤波器，在没有速度控制 块201b的情况下，仅成为静态增益。由此，动态特性没有变更。在希望 使动态特性也相同的情况下，使用图10或图11所示的结构即可。
在图10中，示出在FPGA 56的容量有富余的情况下，切换为预先 并列配置在FPGA56的单元上的速度控制块的例子。
在图10的例子中，采取以下方式配置两个相同的构成要素，使用 切换SW (开关部210a、开关部210b、开关部210c、开关部210d、开关 部210e和开关部210f)，在产生异常的情况下，切换各控制块之间的数 据流的方式，并且构成为，根据由异常判断部生成的TRG对切换SW进 行切换。
在图11的例子中，示出如下的结构例预先准备两个存储了FPGA56 的配置用程序的EEPROM 59，来对应在FPGA 56的内部的一部分产生错 误的情况。
在图11的结构中，从FPGA 56经由错误状态线向选择判断部220 输出信号，进行FPGA码的重新配置。构成为在FPGA56中重新设定第 1 EEPROM 59的程序数据和另外准备的第2 EEPROM 59的程序数据(设 定为对应异常时对策的程序数据)的哪一个。
并且，与通过第1 EEPROM 59的程序数据实施了几次配置无关，在 产生异常的情况下，可以利用选择判断部220进行如下的FPGA配置顺 序(configuration sequence)处理通过存储了设定为对应异常时对策的 程序数据的第2EEPROM59实施配置。这可以通过如下结构来实现在 选择判断部220中预先准备异常产生计数器，在产生了例如三次异常的 情况下对切换SW221进行切换。
接着，作为在F/B (反馈)系统出现异常时的例子，使用图12说明 编码器30a产生错误的对策例。
在正常动作时，F/B系统的数据使用来自编码器30a的信息。这里， 在编码器30a产生不良情况时，构成为，对切换SW222的数据路径进行 切换，使用电位计35的数据进行位置控制F/B。通常，电位计35的数据 可靠度比编码器30a差(线性、噪声等)，所以，电位计35也可以构成 为，仅在检测绝对位置所需要的校准时利用，而在异常时暂停动作。
接着，说明在F/B系统异常时，还在电位计35中产生错误的情况。 在电位计35中产生异常的情况下，产生与校准顺序的兼顾。电位计35 是唯一的绝对位置检测单元，在离合器机构部36的离合器断开的情况下， 内窥镜弯曲位置与遥控操作部7的位置可能产生错位。因此，在对离合 器机构部36产生离合器断开指令的情况下，实际上不进行离合器断开动 作，或者，在进行离合器断开动作的情况下，在监视器6上显示断开电 源的消息。并且，在内窥镜2侧存在限制最大可动范围的机械止动件(未 图示)，所以，当然可以作为相对位置控制动作进行动作，以便即使在遥 控操作部7的操纵杆的位置与弯曲位置错开的状态下，也可以动作。
图13示出与本实施例的各块异常、状态检测有关的基本逻辑结构块 250。并且，图14的结构示出在检测出即使一个任意异常的情况下也通 过WDT-CR进行复位的结构(用于通常的CPU等的处理的结构)。
将图13的基本逻辑结构块250作为一个单位，如图16所示，通过 组合几个这些基本逻辑结构块250，可以构成基于逻辑与、逻辑或的组合 的期望的异常处理检测部251。
艮口，如图13所示，基本逻辑结构块250由NAND部、NOR部和切 换部构成，所以，可以构成布尔代数运算要素的基本逻辑。通过重叠该 基本逻辑结构块250，可以构成各种逻辑式。
虽然在现有的执行已确定顺序的CPU中难以实现，但是，本实施例 的重要结构要件是FPGA 56，所以，能够像电路那样进行配置布线等， 因此，能够容易地实现。
并且，输入由切换设定信号、输入1、输入2构成，输出由1个输 出构成。根据该结构，能够构成更基本的基本逻辑结构块。例如，如果
是1个输入1个输出，则像电路那样连接输入1即可，因为使用AND或 OR的某一个逻辑，所以只要固定切换设定信号即可。
图17示出组合了所述基本逻辑结构块250 (1) (n)的异常处理 检测部251的应用例。通过如下那样构成针对FPGA 56内的各块监视信 号的判断部，在F/B系统出现异常的情况下(电位计35、编码器30a产 生错误时)，也可以切换为正常的位置检测单元。
例如，通常，电动弯曲控制在控制针对遥控操作部7的操纵杆的倾 倒角的位置的弯曲位置的位置控制下进行动作，但是，根据位置控制块 201a的异常产生，也可以没有位置控制环，而执行速度控制环的伺服控 制。换言之，可以根据操纵杆的倾倒角来执行对弯曲动作速度进行控制 的动作。详细内容虽然没有图示，但是，通过进行预先配置在FPGA 56 内的布线的切换等的动作，可以实现从各条件判断的作用。
上述说明了异常时的切换状态，但是，图15示出通过组合基本逻辑 结构块250来切换异常检测电平的判断结构例。如上所述，由固定了切 换设定信号的结构进行各块异常、状态的检测，但是，通过将第1模块 (错误电平变更判断逻辑模块)的切换设定信号与来自其他的第2模块 (异常状态产生判断逻辑模块)的输出连接起来，也能够任意地切换错 误电平。
说明这样构成的本实施例的作用。在本实施例中，如图18所示，当 接通电源时，首先执行初始模式处理。然后，在初始模式处理后，转移 到模式切换处理。
在该模式切换处理中，例如在离合器切断时或初始模式处理结束时 的弯曲动作开始指令断开时，转移到校准模式，重新连接离合器使操作 指令值和镜体位置一致，或者，当弯曲动作幵始指令接通时，返回模式 切换处理。
并且，在模式切换处理中，当选择运转模式时，成为运转模式，伺 服接通，当指示运转模式结束时，返回模式切换处理。
这里，所谓运转模式，是根据遥控操作部7的操作指令进行电动弯
曲操作的模式，所谓维护模式，是对参数的设定(读写)、状态监视等进
行基于连接在专用的夹具或后述的个人计算机上的HMI模式的远程操作 等的模式。
进而，在模式切换处理中，当选择维护模式时，成为维护模式，伺 服接通，当指示维护模式结束时，返回模式切换处理。
并且，在模式切换处理中，当产生停止要因时，成为异常停止模式， 伺服断开。
使用图19的流程图详细说明上述内容。当接通电源时，在步骤Sl 中，通过EEPROM控制器102执行FPGA 56的配置。接着，在步骤S2 中，执行初始模式处理(后述)，在步骤S3中，等待初始模式处理的结 束。
当初始模式处理结束后，在步骤S4中，由运转模式控制器105产生 校准请求。然后，在步骤S5中，由运转模式控制器105判断是否产生了 维护模式处理请求。在产生了维护模式处理请求的情况下，在步骤S6中， 执行维护模式处理(后述)，返回步骤S5。
在没有维护模式处理请求的情况下，在步骤S7中，运转模式控制器 105判断是否从维护模式处理回到模式切换处理。然后，在回到模式切换 处理的情况下，在步骤S8中，由运转模式控制器105产生校准请求，返 回步骤S5。
在没有回到模式切换处理的情况下，在步骤S9中，运转模式控制器 105判断校准请求是否有效，在校准请求有效的情况下，在步骤S10中， 运转模式控制器105执行校准处理，在步骤Sll中，判断校准处理是否 正常结束。在校准处理没有正常结束的情况下，返回步骤S5，在校准处 理正常结束的情况下，在步骤S12中，解除校准请求，返回步骤S5。
在步骤S9中，当判断为校准请求无效的情况下，在步骤S13中，运 转模式控制器105判断弯曲动作开始指令是否断开。当判断为弯曲动作 开始指令断开时，在步骤S14中，由运转模式控制器105产生校准请求， 返回步骤S5。
当判断为弯曲动作开始指令没有断开时，在步骤S15中，运转模式
控制器105判断离合器连接是否断开。如果离合器连接断开，则进入步 骤S14，如果离合器连接接通，则在步骤S16中，执行运转模式处理(后 述)，返回步骤S5。
接着，使用图20的流程图说明初始模式处理。在步骤S21中，首先 起动WDT57。然后，在步骤S22中，各逻辑块对内部变量进行初始化， 在步骤S23中，RL (左右)马达电流F/B部112、 UD (上下)马达电流 F/B部113、电位计控制部114、热敏电阻控制部115分别开始数据的抽 样。
然后，在步骤S24中，由串行通信单元100、串行通信控制部101 开始通信，在步骤S25中，判断外部硬件是否正常，在异常的情况下， 在步骤S26中，执行异常停止模式处理。
当判断为外部硬件正常时，在步骤S27中，马达控制器110判断马 达电流的偏置是否正常，在马达电流的偏置异常的情况下，在步骤S26 中，执行异常停止模式处理。
然后，当判断为马达电流的偏置正常时，在步骤S28中，马达控制 器110检测马达30的转子位置，在步骤S29中，读入DPRAM106内的 参数。
接着，在步骤S30中，马达控制器IIO判断所读入的参数值是否都 为"0"，在参数值不都为"0"的情况下，直接结束处理，在参数值都为 "0"的情况下，在步骤S31中，马达控制器110将参数的缺省值写入 DPRAM106，结束处理。
接着，使用图21的流程图说明维护模式处理。运转模式控制器105 和夹具(未图示)开始更新，在步骤S41中，运转模式控制器105判断 是否由夹具产生了伺服接通请求，在步骤S42中，如果存在伺服接通请 求，则接通伺服，返回步骤S41。
同样地，在步骤S41中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生 了伺服断开请求，在步骤S44中，如果存在伺服断开请求，则断开伺服， 返回步骤S41。
接着，在步骤S45中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了HMI模式(伺服状态的监视器监视模式)请求，在步骤S46中，如果存 在HMI模式请求，则执行HMI模式处理，返回步骤S41。
然后，在步骤S47中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第1维护请求，在步骤S48中，如果存在第1维护请求，则执行正弦波 输出模式处理，返回步骤S41。
接着，在步骤S49中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第2维护请求，在步骤S50中，如果存在第2维护请求，则执行转矩控 制模式处理，返回步骤S41。
并且，在步骤S51中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第3维护请求，在步骤S52中，如果存在第3维护请求，则执行速度控 制模式处理，返回步骤S41。
然后，在步骤S53中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第4维护请求，在步骤S54中，如果存在第4维护请求，则执行位置控 制模式处理，返回步骤S41。
接着，在步骤S55中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第5维护请求，在步骤S56中，如果存在第5维护请求，则执行模拟输 入位置控制模式处理，返回步骤S41。
并且，在步骤S57中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第6维护请求，在步骤S58中，如果存在第6维护请求，则执行镜体极 限调整模式处理，返回步骤S41。
接着，在步骤S59中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第7维护请求，在步骤S60中，如果存在第7维护请求，则执行一圈(lap) 动作模式处理，返回步骤S41。
这里，所谓一圈动作模式，是进行预先确定的弯曲动作、例如 RL—UD—RL等的顺序动作的模式。
接着，在步骤S61中，运转模式控制器105判断是否由夹具产生了 第8维护请求，在步骤S62中，如果存在第8维护请求，则执行校准调 整模式处理，返回步骤S41。
如上所述，关于电动弯曲动作所需要的各功能，可以进行独立的动
作确认。
接着，使用图22的流程图说明校准模式处理。在步骤S81中，运转 模式控制器105判断离合器连接是否断开，如果离合器连接断开，则在 步骤S82中断开伺服，进入步骤S83，如果离合器连接没有断开，则直接 进入步骤S83。
然后，在步骤S83中，运转模式控制器105判断离合器连接是否接 通，如果离合器连接接通，则进入步骤S84，如果离合器连接没有接通， 则返回步骤S81。
在步骤S84中，判断操作量和当前位置是否处于预定范围内，如果 处于预定范围内，则进入步骤S85，如果不处于预定范围内，则返回步骤 S81。
然后，在步骤S85中，判断弯曲动作开始指令是否接通，如果弯曲 动作开始指令接通，则结束处理，如果弯曲动作开始指令没有接通，则 返回步骤S81。
接着，使用图23的流程图并参照图24的时序图，说明动作模式处 理。在步骤S71中，首先使伺服接通，在步骤S72中，判断是否是转矩 控制周期事件期间，如果是转矩控制周期事件，则在步骤S73中，执行 转矩控制运算处理并返回步骤S72，如果不是转矩控制周期事件，则进入 步骤S74。
在步骤S74中，判断是否是位置、速度控制事件期间，如果是位置、 速度控制事件，则在步骤S75中，执行位置、速度控制运算处理并返回 步骤S72，如果不是位置、速度控制事件，则进入步骤S76。然后，在步 骤S76中，判断是否检测出伺服异常，在检测出伺服异常的情况下，在 步骤S77中，执行异常停止模式处理，在没有检测出伺服异常的情况下， 返回步骤S72。
如以上说明的那样，在本实施例中，通过FPGA将处理分散成逻辑 块来进行电动弯曲控制，所以，与现有这种使用了微型处理器的顺序控 制不同，即使一部分伺服系统产生异常，也不会使控制系统完全停止， 能够有效地选择伺服系统，所以，能够不使检査中断并提高操作性。
另外，将控制部37设置在内窥镜2的弯曲控制部10b中，但是不限 于此，也可以将控制部37设置在图像处理装置4内，也可以设置在分开 的控制器装置内。
本发明不限于上述实施例，在不改变本发明的主旨的范围内，可以 进行各种变更、改变等。
本申请是将2006年1月13日在日本国申请的日本特愿2006-006146 号为优先权主张的基础而进行申请的，上述公开内容被引用到本申请说 明书、权利要求范围中。
权利要求
1.一种电动弯曲内窥镜，其特征在于，该电动弯曲内窥镜具有弯曲部，其设置在插入部上；弯曲驱动单元，其具有使所述弯曲部弯曲动作的多个结构部件；弯曲动力单元，其驱动所述弯曲驱动单元；弯曲状态检测单元，其通过探测所述弯曲驱动单元的动作信息来检测所述弯曲部的弯曲状态信息；指示单元，其输出使所述弯曲部弯曲的弯曲指示信息；以及弯曲动作控制单元，其由独立的多个逻辑块构成，并进行控制以使所述指示单元的弯曲指示信息和所述弯曲部的弯曲状态信息一致。
2. 根据权利要求l所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于，所述逻辑块具有弯曲状态信息输入逻辑块，其取得所述弯曲状态检测单元检测到的所述弯曲状态信息；以及状态运算逻辑块，其对所述弯曲状态信息输入逻辑块取得的所述弯 曲状态信息和所述弯曲指示信息进行运算。
3. 根据权利要求1或2所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于，该电动弯曲内窥镜还具有块监视单元，该块监视单元监视构成所述 弯曲动作控制单元的所述逻辑块的控制状态。
4. 根据权利要求3所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于，该电动弯曲内窥镜还具有逻辑块选择单元，该逻辑块选择单元根据 所述块监视单元的监视结果，选择构成所述弯曲动作控制单元的所述逻 辑块。
5. 根据权利要求4所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于，所述块监视单元和所述逻辑块选择单元由所述逻辑块构成。
6. 根据权利要求1 5所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于， 所述弯曲状态信息包含所述弯曲部的弯曲位置信息， 所述状态运算逻辑块至少包含-位置信息运算逻辑块，其运算所述弯曲位置信息和所述弯曲指示信息之差，来计算位置偏差信息；速度信息运算逻辑块，其计算所述弯曲位置信息的时间变化率；以及位置信息运算逻辑块，其运算所述弯曲部的位置信息。
7. 根据权利要求1 6所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于， 所述逻辑块由具有可重构逻辑的功能的多个逻辑块构成。
8. 根据权利要求7所述的电动弯曲内窥镜，其特征在于， 所述弯曲动作控制单元由FPGA构成。
全文摘要
本发明提供电动弯曲内窥镜。在本发明中，FPGA(56)的逻辑块由以下部分构成串行通信单元(100)、串行通信控制部(101)、EEPROM控制器(102)、异常信号处理部(103)、LED控制器(104)、运转模式控制器(105)、DPRAM(106)、离合器信号输入部(107)、夹具基板输入输出部(108)、RAM(109)、马达控制器(110)、马达驱动波形生成部(111)、RL(左右)马达电流F/B部(112)、UD(上下)马达电流F/B部(113)、电位计控制部(114)、热敏电阻控制部(115)、RL编码器控制部(116)、UD编码器控制部(117)和FPGA块异常监视部(118)。通过这种结构，即使弯曲控制部的一部分功能产生问题，也能够继续进行弯曲操作。
文档编号A61B1/00GK101370421SQ20078000239
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月12日 优先权日2006年1月13日
发明者河合利昌 申请人:奥林巴斯医疗株式会社