WO2013054907A1 - 湾曲動作システム - Google Patents

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WO2013054907A1
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bending
displacement
amount
bending portion
wire
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PCT/JP2012/076495
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French (fr)
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良 東條
潤 羽根
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Olympus Corp
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Olympus Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions [3D]
    • F16H21/54—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions [3D] for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/009—Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B1/005—Flexible endoscopes
    • A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
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    • A61B1/0057—Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00—Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01—Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105—Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0133—Tip steering devices
    • A61M25/0147—Tip steering devices with movable mechanical means, e.g. pull wires

Definitions

  • the present invention relates to a bending operation system.
  • some apparatuses having a tubular portion such as an endoscope or a manipulator have a bending portion that can be bent.
  • Some endoscopes and manipulators having such an operable bending portion are configured such that a wire is connected to the bending portion and the bending portion is bent by pulling the wire.
  • two wires connected at one end are provided in the vicinity of a curved portion, and the other end is fixed by a drum of an operation unit.
  • a technique related to an endoscope in which these two wires are displaced to bend a bending portion is disclosed.
  • the displacement of the wire for driving the bending portion is acquired by an encoder or the like, and operation support information such as the bending amount of the bending portion is calculated based on the displacement.
  • the wire displacement and the bending amount of the bending portion may not have a one-to-one correspondence. In that case, if the bending amount is obtained from the wire displacement based on a function in which the wire displacement and the bending amount of the bending portion have a one-to-one correspondence, the obtained bending amount may be different from the actual bending amount.
  • an object of the present invention is to provide a bending operation system capable of calculating accurate operation support information while downsizing the tubular portion.
  • a bending operation system includes a tubular portion having an elongated shape, a bending portion that can be bent within a predetermined movable range, and one end of the bending portion included in the tubular portion.
  • a first linear member that transmits power to bend the bending portion in the first direction by being connected to the portion and displaced in the longitudinal direction; and one end connected to the tubular portion and displaced in the longitudinal direction.
  • a second linear member that transmits power to bend the bending portion in a second direction opposite to the first direction, the first linear member, and the second linear shape.
  • a drive unit that displaces the member, a first displacement detection unit that acquires the displacement of the first linear member as a first displacement, and a displacement of the second linear member is acquired as a second displacement And the first displacement detector based on the state of the second displacement detector and the bending portion.
  • the operation support information is calculated using one or both of the first displacement and the second displacement based on the state of the bending portion, the operation support with high accuracy while reducing the size of the tubular portion.
  • a bending motion system capable of calculating information can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the bending operation system according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the relationship between the bending amount of the bending portion and the displacement of the first wire.
  • FIG. 2B is a schematic diagram for explaining the relationship between the bending amount of the bending portion and the displacement of the second wire.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system according to the first embodiment, particularly a configuration example of a displacement detection unit, and shows a state where the bending unit is bent in a positive bending direction. It is.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the bending operation system according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the relationship between the bending amount of the bending portion and the displacement of the first wire.
  • FIG. 2B is a schematic diagram for explaining the relationship between the bending amount of the bending portion and the displacement of the second wire.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system according to the first embodiment, particularly a configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where the bending unit is straight.
  • FIG. 3C is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system according to the first embodiment, particularly a configuration example of the displacement detection unit, and shows a state where the bending unit is bent in a negative bending direction. It is.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the relationship between the bending amount of the bending portion and the detection range of the displacement detection portion.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining another example of the relationship between the bending amount of the bending portion and the detection range of the displacement detection portion.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining another example of the relationship between the bending amount of the bending portion and the detection range of the displacement detection portion.
  • FIG. 6A is a diagram for describing a configuration example of the bending operation system, in particular, another configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where the bending unit is bent in the positive bending direction.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system, in particular, another configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where the bending unit is straight.
  • FIG. 6A is a diagram for describing a configuration example of the bending operation system, in particular, another configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where the bending unit is bent in the positive bending direction.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system, in particular, another configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where
  • FIG. 6C is a diagram for explaining a configuration example of the bending operation system, in particular, another configuration example of the displacement detection unit, and is a diagram illustrating a state where the bending unit is bent in a negative bending direction.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing of the calculation unit in the bending motion system according to the first embodiment.
  • FIG. 8 illustrates an example of the relationship between the first temporary bending amount, the second temporary bending amount, and the bending amount determined by the calculation unit with respect to the actual bending amount of the bending portion when not according to the first embodiment. It is a schematic diagram for carrying out, and is an enlarged view near the origin.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of the relationship between the first temporary bending amount, the second temporary bending amount, and the bending amount determined by the calculation unit with respect to the actual bending amount of the bending portion according to the first embodiment. is there.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of the relationship between the first temporary bending amount, the second temporary bending amount, and the bending amount determined by the calculation unit with respect to the actual bending amount of the bending portion according to the first embodiment. There is an enlarged view near the origin.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of processing of the calculation unit in the bending motion system according to the modification of the first embodiment.
  • FIG. 12A is a flowchart illustrating an example of processing of a calculation unit in the bending motion system according to the second embodiment.
  • FIG. 12B is a flowchart illustrating an example of processing of the calculation unit in the bending motion system according to the second embodiment, and is a continuation of FIG. 12A.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of the relationship between the first temporary bending amount, the second temporary bending amount, and the bending amount determined by the calculation unit with respect to the actual bending amount of the bending portion according to the second embodiment. There is an enlarged view near the origin.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of the bending operation system according to the third embodiment.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a bending operation system 100 according to this embodiment.
  • the bending motion system 100 has an elongated tubular portion 110.
  • a curved portion 115 is provided in the vicinity of one end portion of the tubular portion 110. Further, the other end of the tubular portion 110 is connected to the grip portion 130.
  • a first wire 122 and a second wire 124 are inserted into the tubular portion 110. One end of each of the first wire 122 and the second wire 124 is connected to the vicinity of the bending portion 115. The other ends of the first wire 122 and the second wire 124 are connected to each other by a chain 126 in the grip portion 130.
  • a driving unit 132 is provided in the gripping unit 130.
  • the drive unit 132 includes a sprocket (not shown) and a knob for rotating the sprocket.
  • the sprocket teeth and the chain 126 are engaged with each other.
  • the knob rotates, the sprocket also rotates and power is transmitted to the chain 126.
  • the first wire 122 and the second wire 124 connected to the chain 126 are integrally displaced in the longitudinal direction, and one wire is pulled and the other wire is fed out. Since one end of the first wire 122 and the second wire 124 is connected to face the vicinity of the bending portion 115, the first wire 122 and the second wire 124 are displaced in the longitudinal direction.
  • the bending portion 115 is bent in the first direction and the second direction.
  • the first direction and the second direction are opposite directions.
  • the bending of the bending portion 115 is defined as 0 with the bending portion 115 being straight, and the upper side in FIG. And the lower side is defined as a negative bending direction.
  • the drive unit 132 is composed of a knob and a sprocket, and the knob is manually rotated by the user.
  • the present invention is not limited to this, and the drive unit 132 may be configured so that the sprocket is driven by a motor or an actuator.
  • the drive unit 132 may be configured to have other drive means such as an actuator for displacing the first wire 122 and the second wire 124.
  • the first wire 122 and the second wire 124 do not have to be connected by the chain 126, and the power of the actuator is configured to be transmitted to the first wire and the second wire. Just do it.
  • the first wire and the second wire may not be connected so that when one wire is pulled, the other wire can be freely displaced according to the bending of the bending portion 115. It only has to be configured.
  • a first displacement detector 136 for detecting the displacement in the longitudinal direction of the first wire 122 and a second displacement for detecting the displacement in the longitudinal direction of the second wire 124.
  • a detection unit 138 is provided.
  • the first displacement detection unit 136 and the second displacement detection unit 138 in the present embodiment are encoders, for example.
  • a first scale is fixed to the first wire 122
  • a second scale is fixed to the second wire 124.
  • the first displacement detector 136 detects the displacement of the first wire 122 by detecting the displacement of the first scale
  • the second displacement detector 138 detects the displacement of the second scale.
  • the displacement of the second wire 124 is detected.
  • the first displacement detector 136 and the second displacement detector 138 are connected to the calculator 140, respectively.
  • the calculation unit 140 calculates the shape of the bending unit 115 based on the outputs from the first displacement detection unit 136 and the second displacement detection unit 138.
  • the shape of the bending portion 115 is, for example, an angle formed by tangent lines at both ends of the bending portion 115, that is, an angle formed by a tangent line at the bending start position of the bending portion 115 and a tangent line at the bending end position (hereinafter referred to as a bending amount). Or the curvature of the curved portion 115.
  • the amount of bending will be described as an example of the shape of the bending portion 115.
  • the calculation unit 140 is provided outside the gripping unit 130, but the calculation unit 140 may be provided inside the gripping unit 130.
  • the calculation unit 140 outputs information related to the shape of the bending unit 115.
  • FIG. 2A shows the relationship between the displacement of the first wire 122 and the bending amount of the bending portion 115.
  • FIG. 2B shows the relationship between the displacement of the second wire 124 and the bending amount of the bending portion 115.
  • the displacement of the first wire 122 and the second wire 124 is positive in the direction in which the first wire 122 is pulled and negative in the direction in which the second wire 124 is pulled.
  • the bending amount of the bending portion 115 is larger when the second wire 124 is being pulled than when the first wire 122 is being pulled (the bending is The absolute value of the quantity is large).
  • the bending is The absolute value of the quantity is large.
  • the calculation unit 140 determines the bending amount of the bending portion 115 using both the displacement of the first wire 122 and the displacement of the second wire 124.
  • the calculating unit 140 determines the bending amount of the bending portion 115 based on the displacement of the second wire 124, and the bending amount of the bending portion 115 is When negative, the bending amount of the bending portion 115 is determined based on the displacement of the first wire 122.
  • 3A, 3B, and 3C show configuration examples related to the first displacement detection unit 136 and the second displacement detection unit 138 of the present embodiment.
  • 3A schematically illustrates a state in which the bending portion 115 is curved in the positive bending direction
  • FIG. 3B schematically illustrates a state in which the bending portion 115 is straight
  • FIG. 3C illustrates that the bending portion 115 is negatively curved.
  • the state which is curving in a direction is shown typically.
  • a first scale 137 that is an encoder scale for the first displacement detector 136 is fixed to the first wire 122, and a second displacement detection is performed on the second wire 124.
  • a second scale 139 that is an encoder scale for the portion 138 is fixed.
  • the first scale 137 and the second scale 139 are arranged to be biased toward the chain 126 with respect to the first displacement detector 136 and the second displacement detector, respectively. That is, as shown in FIG. 3A, when the first wire 122 is pulled and the bending portion 115 is bent in the positive bending direction, the second scale 139 moves at a position facing the second displacement detection portion 138. To do. Therefore, the second displacement detector 138 measures the displacement of the second wire 124 when the first wire 122 is mainly pulled and the bending portion 115 is bent in the positive bending direction. Further, as shown in FIG.
  • the first displacement detector 136 measures the displacement of the first wire 122 when the second wire 124 is mainly pulled and the bending portion 115 is bent in the negative bending direction.
  • FIG. 4 shows the relationship of the detection range by the first displacement detector 136 and the first scale 137 with respect to the bending amount of the bending portion 115, and the second displacement detector 138 and the second scale with respect to the bending amount of the bending portion 115.
  • 139 shows the relationship of the detection range by 139.
  • the first displacement detection unit 136 and the first scale 137 include the entire range of the negative bending direction of the bending unit 115 and a first threshold value described later in the positive bending direction from the state in which the bending unit 115 is not bent. A bending amount in a range including a is detected.
  • the second displacement detection unit 138 and the second scale 139 have the entire range of the bending portion 115 in the positive bending direction and the second bending direction described later from the state in which the bending portion 115 is not bent.
  • the bending amount in the range including the threshold value b is detected.
  • the first threshold value a is a> 0, and the second threshold value b is b ⁇ 0.
  • the detection range by the first displacement detection unit 136 and the first scale 137 and the detection range by the second displacement detection unit 138 and the second scale 139 partially overlap.
  • the detection range by the first displacement detection unit 136 and the first scale 137 and the detection range by the second displacement detection unit 138 and the second scale 139 are set so as not to overlap. You can also Further, as shown in FIG. 5B, the detection range by the first displacement detection unit 136 and the first scale 137 and the detection range by the second displacement detection unit 138 and the second scale 139 are both curved portions 115. It is also possible to use the entire curved range. In this case, the arrangement of the first scale 137 and the second scale 139 is as shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C.
  • the first scale 137 and the second scale 139 may interfere with other components.
  • the long first scale 137 and the second scale 139 may not be arranged. Therefore, as described with reference to FIGS. 3A, 3B, 3C, and 4, the detection range by the first displacement detector 136 and the first scale 137, the second displacement detector 138, and the second By adjusting the detection range by the scale 139, the first scale 137 and the second scale 139 can be shortened, and the arrangement thereof becomes easy. As a result, the degree of freedom in designing the bending operation system 100 is improved.
  • the user operates the driving unit 132 to grip the grip 130 and bend the bending portion 115 of the tubular portion 110 by a desired angle. That is, the user rotates the knob of the drive unit 132.
  • the sprocket is rotated by rotating the knob, the chain 126 meshing with the sprocket is displaced.
  • the first wire 122 and the second wire 124 are displaced.
  • the bending portion 115 of the tubular portion 110 is bent.
  • the first scale 137 fixed to the first wire 122 and the second scale 139 fixed to the second wire 124 are displaced.
  • the first displacement detection unit 136 converts the displacement of the first scale 137 into an electric signal and outputs it to the calculation unit 140.
  • the displacement of the first scale 137 that is, the displacement of the first wire 122 is defined as a first displacement Enc1.
  • the second displacement detector 138 converts the displacement of the second scale 139 into an electrical signal and outputs the electrical signal to the calculator 140.
  • the displacement of the second scale 139, that is, the displacement of the second wire 124 is referred to as a second displacement Enc2.
  • step S1 the calculation unit 140 acquires the first displacement Enc1 from the first displacement detection unit 136, and acquires the second displacement Enc2 from the second displacement detection unit 138.
  • step S ⁇ b> 2 the calculation unit 140 calculates a first temporary bending amount ⁇ 1 that is a temporary value of the bending amount of the bending portion 115 from the following equation (1) based on the first displacement Enc1.
  • ⁇ 1 ⁇ 1 ⁇ Enc1 (1)
  • the calculation unit 140 calculates the second temporary bending amount ⁇ 2 that is a temporary value of the bending amount of the bending portion 115 from the following equation (2) based on the second displacement Enc2.
  • ⁇ 2 ⁇ 2 ⁇ Enc2 (2)
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are predetermined constants.
  • the constant ⁇ 1 is determined in advance based on the relationship between the displacement of the first wire 122 and the bending amount of the bending portion 115 when the bending portion 115 is bent in the negative bending direction.
  • the constant ⁇ 2 is determined based on the relationship between the displacement of the second wire 124 and the bending amount of the bending portion 115 when the bending portion 115 is bent in the positive bending direction in advance. deep. Since constant ⁇ 1 and constant ⁇ 2 are generally substantially equal, one of constant ⁇ 1 and constant ⁇ 2 may be obtained and the value may be used as both constant ⁇ 1 and constant ⁇ 2.
  • the relationship between the bending amount of the bending portion 115 and the first temporary bending amount ⁇ 1 or the second temporary bending amount ⁇ 2 is a simple proportional relationship. Any expression such as a higher-order expression may be used as long as the expression expresses these relationships sufficiently well.
  • the relationship between the displacement of the second wire 124 and the bending amount of the bending portion 115 when the portion 115 is bent in the positive bending direction may be obtained in advance, and these relationships may be prepared as a table.
  • the calculating unit 140 based on the table, from a first displacement Enc1 determining a first temporary bending amount theta 1, determines a second temporary bending amount theta 2 from the second displacement Enc2.
  • the first temporary bending amount ⁇ 1 when bending in the negative bending direction, the first temporary bending amount ⁇ 1 is obtained, and when bending in the positive bending direction, the second temporary bending amount ⁇ 2 is obtained as the final bending.
  • the method of setting the amount is such that when the actual bending amount of the bending portion 115 is 0 (straight), the first temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount ⁇ 2 coincide with each other or there is no problem in use. The difference is sufficient. However, as shown in FIG. 8, when the actual bending amount of the bending portion 115 is 0, the first temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount are simultaneously generated due to the structures of the tubular portion 110 and the grip portion 130.
  • the bending amount not necessarily a bending amount theta 2 and becomes zero, there may be a slight deviation occurs.
  • the selection of the first temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount ⁇ 2 is changed as a final bending amount on the condition that the bending amount is simply 0 or more, the bending amount The value of the amount may be skipped, or the change may be opposite to the actual bending direction. Therefore, the user feels uncomfortable with the change in the calculated amount of bending with respect to the amount of rotation of the operation knob. Therefore, the following algorithm is used to perform calculation so that the calculated amount of bending does not skip or a change opposite to the actual bending direction does not occur.
  • Calculator 140 in step S4 on the basis of the temporary bending amount theta 2 of the first temporary bending amount theta 1 and the second, using a conversion equation selected in step S3, determines the bending amount of the bending portion 115. That is, as shown in Table 1, when ⁇ 1 ⁇ a and ⁇ 2 ⁇ a, or when b ⁇ 1 ⁇ a and ⁇ 2 ⁇ a, the second temporary bending amount ⁇ 2 is set to the bending portion 115. The amount of bending.
  • the first The weighted average using the temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount ⁇ 2 is defined as the bending amount of the bending portion 115.
  • the first temporary bending amount ⁇ 1 is set as the bending amount of the bending portion 115.
  • the following expression (3) is used as an expression for obtaining a weighted average representing the bending amount ⁇ of the bending portion 115.
  • ⁇ f ( ⁇ 1 , ⁇ 2 ) ⁇ ⁇ 1 + (1 ⁇ f ( ⁇ 1 , ⁇ 2 )) ⁇ ⁇ 2 (3)
  • the following formula (4) can be used.
  • the first provisional bending amount ⁇ 1 and the second provisional bending amount ⁇ 2 are used for the function related to the weight, but the same applies even if the first displacement Enc1 and the second displacement Enc2 are used. It is.
  • the above formula (3) is represented by the following formula (5), for example.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the first temporary bending amount ⁇ 1 , the second temporary bending amount ⁇ 2 , and the bending amount of the bending portion 115 determined by the calculation unit 140 with respect to the actual bending amount of the bending portion 115. And shown in FIG. FIG. 10 is a part of an enlarged view near the origin of FIG.
  • the alternate long and short dash line indicates the first temporary bending amount ⁇ 1
  • the broken line indicates the second temporary bending amount ⁇ 2
  • the solid line indicates the bending amount of the bending portion 115 determined by the calculation unit 140.
  • the completely coincident lines are actually drawn slightly shifted for easy viewing.
  • the calculation unit 140 bends the first temporary bending amount ⁇ 1 based on the output of the first displacement detection unit 136 when the bending unit 115 is generally bent in the negative bending direction.
  • the second temporary bending amount ⁇ 2 based on the output of the second displacement detection unit 138 is used as the bending amount of the bending portion 115.
  • the bending average of the bending portion 115 is calculated by calculating a weighted average based on the first temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount ⁇ 2. Amount.
  • step S5 the calculation unit 140 outputs the determined bending amount of the bending portion 115.
  • the bending operation system 100 and other devices may display a figure or a graph representing the determined bending amount value or bending amount on a display or the like and present it to the user, for example. Further, based on the output bending amount, the bending operation system 100 and other devices may use the output bending amount for arbitrary control.
  • step S ⁇ b> 6 the calculation unit 140 determines whether or not the end of the bending amount calculation process is instructed. If no termination instruction has been given, the process returns to step S1. On the other hand, if an end instruction is given, the series of processing ends.
  • the bending amount of the bending portion 115 can be determined with high accuracy by determining the bending amount of the bending portion 115 as described above. That is, when the bending amount of the bending portion 115 is calculated using only one of the first displacement Enc1 of the first wire 122 and the second displacement Enc2 of the second wire 124, for example, it is derived from hysteresis. There is a possibility that the bending amount cannot be calculated because the bending amount and the displacement of the first wire 122 or the second wire 124 do not correspond to each other, or an error included in the calculated bending amount may increase. .
  • the amount of bending of the bending portion 115 can be determined with high accuracy by using both the first displacement Enc1 and the second displacement Enc2. By detecting the amount of bending with high accuracy, for example, the operability of the bending portion 115 by the user can be improved, or the quality of control of the system can be improved.
  • the weighted average of the temporary bending amount of the first theta 1 and based on the second and temporary bending amount theta 2 the by calculating can be coupled temporary bending amount of the 1 theta 1 and the deviation between the second temporary bending amount theta 2 smoothly. That is, for example, when the first temporary bending amount ⁇ 1 is simply negative, the first temporary bending amount ⁇ 1 is used as the bending amount of the bending portion 115, and when the first temporary bending amount ⁇ 1 is positive, the first temporary bending amount ⁇ 1 is the first amount.
  • the actual bending amount of the bending portion 115 and the bending amount determined by the calculation unit 140 have a relationship as shown in FIG. Become.
  • the calculation is performed even though the actual amount of bending continuously increases.
  • the value of the amount of curvature determined by the portion 140 may decrease discontinuously, that is, a discontinuous reverse phenomenon may occur.
  • Such discontinuity and the reversal phenomenon of the change in the amount of bending give the user a sense of incongruity when the amount of bending is presented to the user, for example.
  • the bending amount determined by the calculation unit 140 is smoothly and continuously changed as described above, so that the user does not feel uncomfortable.
  • the first temporary bending amount ⁇ 1 and the second temporary bending amount ⁇ 2 coincide with each other, or in use. If only varying degrees no problem does not exist, for example, when the bending amount is negative the bending amount of the first temporary bending amount theta 1 the bending portion 115, temporary bending amount of the second when the bending amount is positive theta 2 It is also possible to use a method for determining the amount of bending so that is the amount of bending of the bending portion 115. In this case, as shown in FIG.
  • the first scale 137 has a length capable of measuring only a range in which the bending amount is negative
  • the second scale 139 has a length capable of measuring only a range in which the bending amount is negative. It may be designed to do. As a result, the first scale 137 and the second scale 139 can be further shortened, and the degree of freedom in designing the bending operation system 100 is further improved.
  • the above formulas (3) to (7) described in the present embodiment are merely examples, and other functions may be used.
  • it includes between the first threshold value a and the second threshold value b, which well represents the relationship between the first temporary bending amount ⁇ 1 or the second temporary bending amount ⁇ 2 and the actual bending amount of the bending portion 115. It is conceivable to use other consecutive functions.
  • the first displacement detection unit 136 and the second displacement detection unit 138 are arranged in the gripping unit 130, thereby reducing the size of the distal end side of the tubular unit 110 in which the bending unit 115 is arranged, while reducing the first side.
  • the displacement of the first wire 122 and the second wire 124 can be detected.
  • positioned can implement
  • the first scale 137 and the second scale 139 are required for the calculation unit 140 to determine the bending amount.
  • the first wire 122 and the second wire 124 are arranged only in the moving range. Accordingly, the first scale 137 and the second scale 139 can be shortened, and the degree of freedom in designing the bending operation system 100 is improved.
  • the first wire 122 and the second wire 124 are connected by a chain 126, and the first wire 122 and the second wire 124 are integrally displaced in the longitudinal direction. In this way, it is not necessary to drive the first wire 122 and the second wire 124 separately.
  • the first wire 122 and the second wire 124 can be displaced by simply rotating the sprocket meshed with the chain 126 using the knob, that is, the bending portion 115 can be bent.
  • the user drives by a motor or the like instead of rotating the knob, it is not necessary to provide a motor for each of the first wire 122 and the second wire 124, and only one motor is provided for the sprocket. A system can be realized.
  • the tubular portion 110 functions as a tubular portion having an elongated shape.
  • the bending portion 115 can be bent within a predetermined movable range and functions as a bending portion included in the tubular portion.
  • the first wire 122 is connected to the tubular portion at one end and functions as a first linear member that transmits power for bending the bending portion in the first direction by being displaced in the longitudinal direction.
  • the second wire 124 has one end connected to the tubular portion and is displaced in the longitudinal direction, whereby the second wire 124 transmits power for bending the bending portion in a second direction that is opposite to the first direction. Functions as a linear member.
  • the drive unit 132 functions as a drive unit that displaces the first linear member and the second linear member.
  • the first displacement detector 136 functions as a first displacement detector that acquires the displacement of the first linear member as the first displacement.
  • the second displacement detector 138 functions as a second displacement detector that acquires the displacement of the second linear member as the second displacement.
  • the calculation unit 140 functions as a calculation unit that calculates the operation support information using one or both of the first displacement and the second displacement based on the state of the bending portion.
  • the amount of bending functions as operation support information. For example, a position where the curved portion is straight functions as a reference position.
  • the first threshold value a functions as a first bending threshold value that represents a state in which the bending portion is bent by a predetermined amount in the first direction from the reference position.
  • the second threshold value b is the second threshold value b from the reference position. It functions as a second bending threshold value that represents a state of bending a predetermined amount in the direction of 2.
  • the chain 126 functions as a connecting member that connects the other end of the first linear member and the other end of the second linear member.
  • the first wire 122 and the second wire 124 are exemplified as the linear members, but the present invention is not limited thereto.
  • the material is not limited to metal, and may be a resin or other polymer compound, and may be a linear member that transmits power by moving in the longitudinal direction.
  • an encoder is used as an example of the displacement detection unit, but the present invention is not limited to this. As long as the displacement between the first wire 122 and the second wire 124 can be detected, any detector may be used.
  • the tubular portion 110 is in a straight state as a reference position.
  • the calculation unit 140 outputs the bending amount of the bending unit 115.
  • the calculation unit 140 outputs the drive amount of the drive unit 132.
  • the drive amount is an operation amount of the knob operated by the user.
  • the first displacement Enc1 of the first wire 122 and the driving amount of the knob are similar to the relationship between the first displacement Enc1 and the bending amount of the bending portion 115 in the case of the first embodiment.
  • the relationship is acquired in advance.
  • the relationship between the second displacement Enc2 of the second wire 124 and the driving amount of the knob is acquired in advance.
  • the calculation unit 140 can obtain the knob driving amount based on the first displacement Enc1 and the second displacement Enc2 using these relationships.
  • step S21 the calculation unit 140 acquires the first displacement Enc1 from the first displacement detection unit 136 and acquires the second displacement Enc2 from the second displacement detection unit 138.
  • step S22 the calculation unit 140 uses the relationship between the first displacement Enc1 and the knob driving amount based on the first displacement, and the first temporary driving amount D1 that is the temporary driving amount of the knob. Is calculated. Further, the calculation unit 140 uses the relationship between the second displacement Enc2 and the knob driving amount described above based on the second displacement Enc2, and the second temporary driving amount D2 that is a temporary driving amount of the knob. Is calculated.
  • step S23 the calculation unit 140 refers to the following table 2 similar to that shown in, for example, Table 1 based on the first temporary drive amount D1 and the second temporary drive amount D2, in the first embodiment. As in the case of, the conversion formula is selected.
  • step S24 the calculation unit 140 determines the drive amount D of the drive unit 132 based on the first temporary drive amount D1 and the second temporary drive amount D2. For example, when the first temporary drive amount D1 appropriately represents the drive amount D, the first temporary drive amount D1 is the drive amount D, and the second temporary drive amount D2 appropriately represents the drive amount D. In this case, the second temporary drive amount D2 is set as the drive amount D, and the weighted average of the first temporary drive amount D1 and the second temporary drive amount D2 is set as the drive amount D under the condition between them.
  • step S25 the calculation unit 140 outputs the determined drive amount D.
  • step S ⁇ b> 26 the calculation unit 140 determines whether an instruction to end the process has been input. If no end instruction has been input, the process returns to step S21. If an end instruction has been input, the process is terminated.
  • the driving amount D of the driving unit 132 is output from the calculation unit 140.
  • the driving amount D By presenting the driving amount D to the user, for example, the user's operation can be supported, or the driving amount D can be used for system control. Further, based on the first temporary drive amount D1 and the second temporary drive amount D2, a highly accurate drive amount can be calculated by using a value closer to the actual drive amount or taking a weighted average. It can be carried out.
  • the user rotates the knob of the drive unit 132.
  • the drive unit 132 may include an actuator or a motor.
  • the drive amount functions as operation support information.
  • various types of information can be applied to the operation support information.
  • the displacement itself of the first wire 122 and the second wire 124 can be the operation support information, and the first wire 122 of the wire such as the shape of the bending portion 115, the traction force of the wire, and the stress applied to the bending portion 115.
  • the value calculated based on the displacement of the second wire 124 functions as operation support information.
  • the calculation unit 140 determines the bending amount of the bending portion 115 based on the combination of the value of the first temporary bending amount ⁇ 1 and the value of the second temporary bending amount ⁇ 2. Yes. On the other hand, in the present embodiment, the calculation unit 140 selects either the value of the first temporary bending amount ⁇ 1 or the second temporary bending amount ⁇ 2 as the bending amount of the bending portion 115. .
  • the calculation unit 140 changes the first bending amount based on the first temporary bending amount ⁇ 1 to the first determining state based on the second temporary bending amount ⁇ 2 .
  • difference temporary bending amount theta 1 and the second temporary bending amount theta 2 is a condition to be a predetermined value or less.
  • step S ⁇ b> 31 the calculation unit 140 acquires the first displacement Enc1 from the first displacement detection unit 136 and acquires the second displacement Enc2 from the second displacement detection unit 138.
  • step S32 the first calculating the temporary bending amount theta 1 based on the first displacement Enc1, a second for calculating the temporary bending amount theta 2 based on the second displacement Enc2.
  • step S33 the calculation unit 140 determines whether or not the first temporary bending amount ⁇ 1 is smaller than zero. When the first temporary bending amount theta 1 is less than 0, the process proceeds to step S34.
  • step S ⁇ b> 34 the calculation unit 140 determines the first temporary bending amount ⁇ 1 as the bending amount of the bending portion 115.
  • Step calculator 140 step S35 substitutes 1 into the variable FLAG representing whether the current amount of curvature of the decision is based on a second temporary bending amount theta 2 or based on the first temporary bending amount theta 1. Thereafter, the process proceeds to step S38.
  • step S33 if there is no first temporary bending amount theta 1 is less than 0, the process proceeds to step S36.
  • step S ⁇ b> 36 the calculation unit 140 determines the second temporary bending amount ⁇ 2 as the bending amount of the bending portion 115.
  • step S37 the calculation unit 140 assigns 2 to the variable FLAG. Thereafter, the process proceeds to step S38.
  • step S ⁇ b> 38 the calculation unit 140 outputs the determined bending amount of the bending portion 115.
  • step S39 the calculation unit 140 acquires the first displacement Enc1 from the first displacement detection unit 136, and acquires the second displacement Enc2 from the second displacement detection unit 138.
  • step S40 the first calculating the temporary bending amount theta 1 based on the first displacement Enc1, a second for calculating the temporary bending amount theta 2 based on the second displacement Enc2.
  • Step S41 140 a first provisional bending amount theta 1 and the second temporary bending amount theta 2, the first temporary bending amount theta 1 and the second temporary bending amount theta 2 which acquired this time acquired previously And calculating whether the bending amount of the bending portion 115 is increasing or decreasing, that is, whether the bending portion 115 is bending in the positive bending direction or in the negative bending direction. To do.
  • Step S42 140 a first temporary bending amount theta 1 is less than the larger first threshold value a than the second threshold value b, and the second temporary bending amount theta 2 first larger than the second threshold value b It is determined whether or not the threshold value is smaller than 1.
  • the process proceeds to step S43.
  • the process proceeds to step S50.
  • Step calculating unit 140 in S45 determines the bending amount of the bending portion 115 to the second temporary bending amount theta 2.
  • step S46 the calculation unit 140 substitutes 2 for the variable FLAG. Thereafter, the process proceeds to step 55.
  • step S48 the condition for determination in step S47 is satisfied
  • step S50 the condition for determination in step S48
  • step S49 the calculation unit 140 substitutes 1 for the variable FLAG. Thereafter, the process proceeds to step 55.
  • step S50 the calculation unit 140 determines whether or not the variable FLAG is 1. If the variable FLAG is 1, i.e., when the bending amount of the bending portion 115 has first and temporary bending amount theta 1, the process proceeds to step S51. Calculator 140 in step S51 determines the bending amount of the bending portion 115 to the first temporary bending amount theta 1. In step S52, the calculation unit 140 substitutes 1 for the variable FLAG. Thereafter, the process proceeds to step 55.
  • step S50 i.e., the variable FLAG is when a and bending amount of the bending portion 115 a 2 is a second temporary bending amount theta 2
  • the process proceeds to step S53.
  • Step calculating unit 140 in and S53 it determines the bending amount of the bending portion 115 to the second temporary bending amount theta 2.
  • step S54 the calculation unit 140 substitutes 2 for the variable FLAG. Thereafter, the process proceeds to step 55.
  • step S55 the calculation unit 140 outputs the determined bending amount of the bending portion 115.
  • step S56 the calculation unit 140 determines whether an instruction to end the process is input. If no end instruction has been input, the process returns to step S39, and if an end instruction has been input, the process ends.
  • the relationship between the first temporary bending amount ⁇ 1 , the second temporary bending amount ⁇ 2 and the bending amount of the bending portion 115 determined by the calculation unit 140 with respect to the actual bending amount of the bending portion 115 is expressed.
  • the schematic diagram is as shown in FIG. FIG. 13 shows an example when the amount of bending changes from a negative direction to a positive direction.
  • the first temporary bending amount theta 1 is less than the larger first threshold value a than the second threshold value b, and the second temporary bending amount theta 2 first larger than the second threshold value b 1 smaller than the threshold value a (Yes in step S42), the difference between the first temporary bending amount theta 1 and the second temporary bending amount theta 2 is smaller than the predetermined set value (Yes in step S43), the amount of curvature increases and has, and when the current bending amount has become a temporary bending amount theta 1 of the first (Yes in step S44), the amount of curvature, the the state determined based on the first temporary bending amount theta 1 2 is changed to a state determined based on the temporary bending amount ⁇ 2 of 2 .
  • the first temporary bending amount ⁇ 1 is larger than the second threshold value b and smaller than the first threshold value a
  • the second temporary bending amount ⁇ 2 is larger than the second threshold value b and larger than the first threshold value a.
  • the discontinuity of the bending amount determined by the calculation unit 140 can be set small enough to be ignored according to the set value in step S43.
  • the operability of the bending portion 115 by the user can be improved, and the quality of control of the system can be improved.
  • a third embodiment will be described.
  • differences from the first embodiment will be described, and the same portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the bending operation can be performed in two directions in which the bending portion 115 is orthogonal. That is, it can bend in the first and second directions, and further bend in the third and fourth directions, which are directions orthogonal to the first and second directions.
  • the first and second directions are opposite directions
  • the third and fourth directions are opposite directions.
  • the bending portion 115 can be bent not only in two orthogonal directions but also in all directions by a combination of bending operations in two orthogonal directions. However, it can be bent only in two orthogonal bending directions. In the third embodiment, the bending operation can be performed in two orthogonal directions, but the two directions may not be orthogonal.
  • FIG. 14 shows an outline of a configuration example of the bending operation system 200 according to the present embodiment.
  • the bending operation system 200 includes the following in addition to the bending operation system 100 according to the first embodiment. That is, the curves in the third and fourth directions orthogonal to the curves in the first and second directions curved by the first wire 122 and the second wire 124 are provided.
  • the bending operation system 200 includes a third wire 222 and a fourth wire 224 for bending the bending portion 115 in the second direction.
  • the third wire 222 and the fourth wire 224 the first wire 122 and the second wire 124 are connected by a chain 126 (hereinafter, this chain is referred to as the first chain 126).
  • the second chain 226 meshes with a second sprocket provided in the drive unit 132, and the second sprocket is connected to the second knob.
  • the second knob of the drive unit 132 When the user rotates the second knob of the drive unit 132, the second sprocket is rotated, and the second chain 226 is displaced.
  • the third wire 222 and the fourth wire 224 With the displacement of the second chain 226, the third wire 222 and the fourth wire 224 are displaced, and the bending portion 115 is bent in the third or fourth direction.
  • the third wire 222, the fourth wire 224, and the second chain 226 correspond to the first wire 122, the second wire 124, and the first chain 126, respectively, and are similar to them.
  • the bending operation system 200 includes a third displacement detector 236 for detecting the displacement of the third wire 222.
  • the third displacement detector 236 is an encoder, for example, and an encoder scale (not shown) is fixed to the third wire 222.
  • the third displacement detector 236 outputs data relating to the displacement of the third wire 222 to the calculator 140.
  • the bending motion system 200 includes a fourth displacement detector 238 for detecting the displacement of the fourth wire 224.
  • the fourth displacement detector 238 is, for example, an encoder, and an encoder scale (not shown) is fixed to the fourth wire 224.
  • the fourth displacement detector 238 outputs data related to the displacement of the fourth wire 224 to the calculator 140.
  • the third displacement detector 236 and the fourth displacement detector 238 correspond to the first displacement detector 136 and the second displacement detector 138, respectively, and function in the same manner.
  • the calculation unit 140 calculates the amount of bending in the third and fourth directions in the same manner as in the first embodiment described with reference to FIGS. 7 to 10. Calculation is based on the output of the displacement detector 238. According to the present embodiment, the bending of the bending portion 115 and the determination of the bending amount function in the same manner as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
  • the bending portion 115 is freely bent in the first and second directions and the third and fourth directions, so that the bending portion 115 is bent in any direction with respect to directions other than the twist with respect to the bending portion 115.
  • the portion 115 can be curved.
  • the third wire 222 has one end connected to the tubular portion and is displaced in the longitudinal direction, whereby the bending portion is bent in a third direction different from the first direction and the second direction. It functions as a third linear member that transmits the power to be moved.
  • the fourth wire 224 has a first end connected to the tubular portion and is displaced in the longitudinal direction to transmit power for bending the bending portion in a fourth direction that is opposite to the third direction. It functions as a linear member.
  • the third displacement detector 236 functions as a third displacement detector that acquires the displacement of the third linear member as the third displacement.
  • the fourth displacement detector 238 functions as a fourth displacement detector that acquires the displacement of the fourth linear member as the fourth displacement.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of problems to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained. The configuration in which this component is deleted can also be extracted as an invention.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

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Abstract

　湾曲動作システム（１００）は、湾曲部（１１５）を有する管状部（１１０）と、前記湾曲部を湾曲させる第１の線状部材（１２２）及び第２の線状部材（１２４）と、前記第１の線状部材及び前記第２の線状部材を変位させる駆動部（１３２）とを含む。湾曲動作システムは、前記第１の線状部材の変位を第１の変位として取得する第１の変位検出部（１３６）と、前記第２の線状部材の変位を第２の変位として取得する第２の変位検出部（１３８）と、前記湾曲部の状態に基づいて前記第１の変位と前記第２の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出する算出部（１４０）とをさらに含む。

Description

湾曲動作システム
　本発明は、湾曲動作システムに関する。
　例えば内視鏡やマニピュレータ等の管状部を備えた装置には、湾曲操作が可能な湾曲部を有するものがある。このような操作可能な湾曲部を持つ内視鏡やマニピュレータには、湾曲部にワイヤが接続されており、そのワイヤを牽引することで湾曲部が湾曲するように構成されているものがある。例えば日本国特開昭６１－０８７５３０号公報には、湾曲部の近傍に一方の端部が接続された２本のワイヤが設けられており、他方の端部が固定された操作部のドラムによってこの２本のワイヤを変位させ湾曲部を湾曲させる内視鏡に係る技術が開示されている。
　日本国特開昭６１－０８７５３０号公報に開示されているような内視鏡やマニピュレータにおいて、操作性を向上させるための操作支援情報を取得することが考えられる。例えば、湾曲部の形状を示す湾曲量や操作部の操作量を操作支援情報として取得することが考えられる。
　操作支援情報を取得するために、例えば湾曲部に角度センサ等を設置して、湾曲部の湾曲量を計測する手法がある。しかしながら、湾曲部に配置する角度センサやその角度センサのための配線により、湾曲部は大きくなる。例えばこの湾曲部を備えた管状部が狭い管等に挿入されることが想定される場合、湾曲部の小型化が要求される。これに対して湾曲部に角度センサ等を配置することは、管状部の小型化の支障となる。
　一方、湾曲部を駆動するためのワイヤの変位をエンコーダ等で取得し、その変位に基づいて例えば湾曲部の湾曲量といった操作支援情報を算出することが考えられる。しかしながら、ワイヤの変位と例えば湾曲部の湾曲量とが１対１の対応関係を有しないことがある。その場合、ワイヤの変位と湾曲部の湾曲量とが１対１に対応する関数に基づいて、ワイヤの変位から湾曲量を求めると、求まる湾曲量が実際の湾曲量と異なる恐れがある。
　そこで本発明は、管状部を小型化しつつ、精度のよい操作支援情報を算出することができる湾曲動作システムを提供することを目的とする。
　前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、湾曲動作システムは、細長形状を有する管状部と、所定の可動範囲で湾曲でき、前記管状部に含まれる湾曲部と、一端が前記管状部に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部を第１の方向に湾曲させる動力を伝達する第１の線状部材と、一端が前記管状部に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部を前記第１の方向と逆方向である第２の方向に湾曲させる動力を伝達する第２の線状部材と、前記第１の線状部材と前記第２の線状部材とを変位させる駆動部と、前記第１の線状部材の変位を第１の変位として取得する第１の変位検出部と、前記第２の線状部材の変位を第２の変位として取得する第２の変位検出部と、前記湾曲部の状態に基づいて前記第１の変位と前記第２の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出する算出部と、を具備することを特徴とする。
　本発明によれば、湾曲部の状態に基づいて第１の変位と第２の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出するので、管状部を小型化しつつ精度のよい操作支援情報を算出することができる湾曲動作システムを提供できる。
図１は、第１の実施形態に係る湾曲動作システムの構成例を示すブロック図である。 図２Ａは、湾曲部の湾曲量と第１のワイヤの変位との関係を説明するための模式図である。 図２Ｂは、湾曲部の湾曲量と第２のワイヤの変位との関係を説明するための模式図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の構成例を説明するための図であり、湾曲部が正の湾曲方向に湾曲している状態を示す図である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係る湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の構成例を説明するための図であり、湾曲部が真直である状態を示す図である。 図３Ｃは、第１の実施形態に係る湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の構成例を説明するための図であり、湾曲部が負の湾曲方向に湾曲している状態を示す図である。 図４は、湾曲部の湾曲量と変位検出部の検出範囲との関係の一例を説明するための図である。 図５Ａは、湾曲部の湾曲量と変位検出部の検出範囲との関係の別の例を説明するための図である。 図５Ｂは、湾曲部の湾曲量と変位検出部の検出範囲との関係の別の例を説明するための図である。 図６Ａは、湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の別の構成例を説明するための図であり、湾曲部が正の湾曲方向に湾曲している状態を示す図である。 図６Ｂは、湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の別の構成例を説明するための図であり、湾曲部が真直である状態を示す図である。 図６Ｃは、湾曲動作システムの構成例、特に変位検出部の別の構成例を説明するための図であり、湾曲部が負の湾曲方向に湾曲している状態を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る湾曲動作システムにおける算出部の処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施形態によらない場合の湾曲部の実際の湾曲量に対する第１の仮湾曲量、第２の仮湾曲量、及び算出部が決定した湾曲量の関係の一例を説明するための模式図であり、原点付近の拡大図である。 図９は、第１の実施形態に係る湾曲部の実際の湾曲量に対する第１の仮湾曲量、第２の仮湾曲量、及び算出部が決定した湾曲量の関係の一例を示す模式図である。 図１０は、第１の実施形態に係る湾曲部の実際の湾曲量に対する第１の仮湾曲量、第２の仮湾曲量、及び算出部が決定した湾曲量の関係の一例を示す模式図であり、原点付近の拡大図である。 図１１は、第１の実施形態の変形例に係る湾曲動作システムにおける算出部の処理の一例を示すフローチャートである。 図１２Ａは、第２の実施形態に係る湾曲動作システムにおける算出部の処理の一例を示すフローチャートである。 図１２Ｂは、第２の実施形態に係る湾曲動作システムにおける算出部の処理の一例を示すフローチャートであり、図１２Ａの続きである。 図１３は、第２の実施形態に係る湾曲部の実際の湾曲量に対する第１の仮湾曲量、第２の仮湾曲量、及び算出部が決定した湾曲量の関係の一例を示す模式図であり、原点付近の拡大図である。 図１４は、第３の実施形態に係る湾曲動作システムの構成例を示すブロック図である。
　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１に本実施形態に係る湾曲動作システム１００の構成例を示す。湾曲動作システム１００は、細長い管状部１１０を有する。管状部１１０の一方の端部の近傍には、湾曲部１１５が設けられている。また、管状部１１０の他方の端部は、把持部１３０に接続されている。管状部１１０の内部には、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とが挿通されている。第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４との一端は、それぞれ湾曲部１１５の近傍に接続されている。第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４との他端は、把持部１３０内において、互いにチェーン１２６で連結されている。
　把持部１３０内には、駆動部１３２が設けられている。駆動部１３２は、図示しないスプロケットと、スプロケットを回転させるためのノブとを有する。スプロケットの歯とチェーン１２６とは噛み合っている。ノブが回転するとスプロケットも回転し、チェーン１２６に動力が伝達される。その結果、チェーン１２６に連結されている第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とは、一体として長手方向に変位し、一方のワイヤが牽引され他方のワイヤが繰り出される。第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４との一端は湾曲部１１５の近傍に対向して接続されているので、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とが長手方向に変位することで、湾曲部１１５は第１の方向と、第２の方向に湾曲する。第１の方向と第２の方向は逆方向であり、ここでは説明のため、湾曲部１１５の湾曲を、湾曲部１１５が真直の状態を基準位置として０と定義し、図１における上側を正の湾曲方向と、下側を負の湾曲方向と定義する。第１のワイヤ１２２を牽引したとき湾曲部１１５は正の方向に湾曲し、第２のワイヤ１２４を牽引したとき湾曲部１１５は負の方向に湾曲する。
　本実施形態では、駆動部１３２をノブとスプロケットとから構成されており、ユーザによってノブが手動で回転させられるものとしている。しかしながらこれに限らず、スプロケットはモータやアクチュエータによって駆動されるように駆動部１３２を構成してもよい。また、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とを変位させるアクチュエータ等、他の駆動手段を有する様に駆動部１３２を構成してもよい。この場合、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とはチェーン１２６で連結されていなくてもよく、アクチュエータの動力が第１のワイヤと第２のワイヤとに伝達されるように構成されていればよい。また、第１のワイヤと第２のワイヤとは、連結されていなくてもよく、一方のワイヤが牽引されているときに他方のワイヤが湾曲部１１５の湾曲に応じて自由に変位できるように構成されていればよい。
　把持部１３０内には、第１のワイヤ１２２の長手方向の変位を検出するための第１の変位検出部１３６と、第２のワイヤ１２４の長手方向の変位を検出するための第２の変位検出部１３８とが設けられている。本実施形態における第１の変位検出部１３６と第２の変位検出部１３８とは、例えばエンコーダである。後述するように、第１のワイヤ１２２には第１のスケールが固定されており、第２のワイヤ１２４には第２のスケールが固定されている。第１の変位検出部１３６は、第１のスケールの変位を検出することで第１のワイヤ１２２の変位を検出し、第２の変位検出部１３８は、第２のスケールの変位を検出することで第２のワイヤ１２４の変位を検出する。
　第１の変位検出部１３６と第２の変位検出部１３８とは、それぞれ算出部１４０に接続されている。算出部１４０は、第１の変位検出部１３６と第２の変位検出部１３８との出力に基づいて、湾曲部１１５の形状を算出する。ここで、湾曲部１１５の形状とは、例えば湾曲部１１５の両端における接線がなす角、すなわち、湾曲部１１５の湾曲開始位置における接線と湾曲終了位置における接線とがなす角（以下、湾曲量と称する）や、湾曲部１１５の曲率を意味する。本実施形態では、湾曲部１１５の形状として湾曲量を例に挙げて説明する。湾曲部の形状として、湾曲部１１５の曲率や、その他の形状を表す表現を用いても以下の説明は同様である。なお、図１に示す本実施形態に係る湾曲動作システム１００では、算出部１４０は把持部１３０の外部に設けられているが、算出部１４０は、把持部１３０の内部に設けられてもよい。算出部１４０は、湾曲部１１５の形状に係る情報を出力する。
　第１のワイヤ１２２の変位と、湾曲部１１５の湾曲量との関係を図２Ａに示す。また、第２のワイヤ１２４の変位と、湾曲部１１５の湾曲量との関係を図２Ｂに示す。ここで、第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の変位は、第１のワイヤ１２２が牽引される方向を正とし、第２のワイヤ１２４が牽引される方向を負とする。
　図２Ａに示すように、第１のワイヤ１２２の変位が正の場合において、駆動部１３２によって第１のワイヤ１２２が牽引されているとき、すなわち、第１のワイヤ１２２の変位が増加しているとき（変位の絶対値、すなわち、変位量が増加しているとき）と、第２のワイヤ１２４が牽引されているとき、すなわち、第１のワイヤ１２２の変位が減少しているとき（変位量が減少しているとき）とで第１のワイヤ１２２の変位と湾曲部１１５の湾曲量との関係が一致しない。すなわち、ヒステリシス現象が認められる。例えば、第１のワイヤ１２２の変位が同じでも、第１のワイヤ１２２が牽引されているときよりも第２のワイヤ１２４が牽引されているときの方が湾曲部１１５の湾曲量は大きい（湾曲量の絶対値は大きい）。一方、図２Ａに示すように、第１のワイヤ１２２の変位が負の場合において、このようなヒステリシスは認められない。
　同様に、図２Ｂに示すように、第２のワイヤ１２４の変位が負の場合において、駆動部１３２によって第２のワイヤ１２４が牽引されているとき、すなわち、第２のワイヤ１２４の変位が減少しているとき（変位量が増加しているとき）と、第１のワイヤ１２２が牽引されているとき、すなわち、第２のワイヤ１２４の変位が増加しているとき（変位量が減少しているとき）とで第２のワイヤ１２４の変位と湾曲部１１５の湾曲との関係が一致しない。すなわち、ヒステリシス現象が認められる。例えば、第２のワイヤ１２４の変位が同じでも、第２のワイヤ１２４が牽引されているときよりも第１のワイヤ１２２が牽引されているときの方が湾曲部１１５の湾曲量は小さい（湾曲量の絶対値は大きい）。一方、図２Ｂに示すように、第２のワイヤ１２４の変位が正の場合において、このようなヒステリシスは認められない。
　このように、第１のワイヤ１２２の変位又は第２のワイヤ１２４の変位の一方のみを用いて、湾曲部１１５の湾曲量を決定しようとすると、上記のヒステリシスによって、決定される湾曲量に誤差が生じ得る。そこで本実施形態では、算出部１４０は、第１のワイヤ１２２の変位と第２のワイヤ１２４の変位との両方を用いて湾曲部１１５の湾曲量を決定する。より具体的には、算出部１４０は、概して湾曲部１１５の湾曲量が正のとき、第２のワイヤ１２４の変位に基づいて湾曲部１１５の湾曲量を決定し、湾曲部１１５の湾曲量が負のとき、第１のワイヤ１２２の変位に基づいて湾曲部１１５の湾曲量を決定する。
　本実施形態の第１の変位検出部１３６と第２の変位検出部１３８とに係る構成例を図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示す。図３Ａは湾曲部１１５が正の湾曲方向に湾曲している状態を模式的に示し、図３Ｂは湾曲部１１５が真直である状態を模式的に示し、図３Ｃは湾曲部１１５が負の湾曲方向に湾曲している状態を模式的に示す。これら図に示すように、第１のワイヤ１２２には第１の変位検出部１３６用のエンコーダスケールである第１のスケール１３７が固定されており、第２のワイヤ１２４には第２の変位検出部１３８用のエンコーダスケールである第２のスケール１３９が固定されている。
　本実施形態では、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９は、第１の変位検出部１３６及び第２の変位検出部に対して、それぞれチェーン１２６側に偏って配置されている。すなわち、図３Ａに示すように、第１のワイヤ１２２が牽引されて湾曲部１１５が正の湾曲方向に湾曲するとき、第２のスケール１３９が第２の変位検出部１３８と対向する位置で移動する。したがって、第２の変位検出部１３８では、主に第１のワイヤ１２２が牽引されて湾曲部１１５が正の湾曲方向に湾曲するときの第２のワイヤ１２４の変位を計測する。また、図３Ｃに示すように、第２のワイヤ１２４が牽引されて湾曲部１１５が負の湾曲方向に湾曲するとき、第１のスケール１３７が第１の変位検出部１３６と対向する位置で移動する。したがって、第１の変位検出部１３６では、主に第２のワイヤ１２４が牽引されて湾曲部１１５が負の湾曲方向に湾曲するときの第１のワイヤ１２２の変位を計測する。
　図４に、湾曲部１１５の湾曲量に対する第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７による検出範囲の関係と、湾曲部１１５の湾曲量に対する第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９による検出範囲の関係とを示す。第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７は、湾曲部１１５の負の湾曲方向の全ての範囲と、湾曲部１１５が湾曲していない状態から正の湾曲方向の後述する第１の閾値ａを含む範囲とにおける湾曲量を検出する。一方、第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９は、湾曲部１１５の正の湾曲方向の全ての範囲と、湾曲部１１５が湾曲していない状態から負の湾曲方向の後述する第２の閾値ｂを含む範囲とにおける湾曲量を検出する。ここで、第１の閾値ａはａ＞０であり、第２の閾値ｂはｂ＜０である。以上のように、第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７による検出範囲と、第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９による検出範囲とは、一部重複する。
　なお、図５Ａに示すように、第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７による検出範囲と、第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９による検出範囲とが重複しないように設定することもできる。また、図５Ｂに示すように、第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７による検出範囲と、第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９による検出範囲とを、ともに湾曲部１１５の湾曲範囲の全てとすることもできる。この場合、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９の配置は、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示すようになる。
　把持部１３０内の第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の周辺のスペースは限られているので、場合によっては、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９が他の構成物と干渉し、長い第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９を配置できないことがあり得る。したがって、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図４を参照して説明したように、第１の変位検出部１３６及び第１のスケール１３７による検出範囲と、第２の変位検出部１３８及び第２のスケール１３９による検出範囲とを調整することで、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９を短くすることができ、その配置が容易となる。その結果、湾曲動作システム１００の設計の自由度が向上する。
　次に湾曲動作システム１００の動作を説明する。ユーザは、把持部１３０を把持して、管状部１１０の湾曲部１１５を所望の角度だけ湾曲させるために、駆動部１３２を操作する。すなわち、ユーザは駆動部１３２のノブを回転させる。このノブが回転することでスプロケットが回転すると、スプロケットと噛み合っているチェーン１２６が変位する。チェーン１２６の変位に伴って、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とが変位する。その結果、管状部１１０の湾曲部１１５が湾曲する。
　このとき、第１のワイヤ１２２に固定された第１のスケール１３７と、第２のワイヤ１２４に固定された第２のスケール１３９とは変位する。第１の変位検出部１３６は、第１のスケール１３７の変位を電気信号に変換して算出部１４０に出力する。ここで、第１のスケール１３７の変位、すなわち第１のワイヤ１２２の変位を、第１の変位Ｅｎｃ１とする。同様に、第２の変位検出部１３８は、第２のスケール１３９の変位を電気信号に変換して算出部１４０に出力する。ここで、第２のスケール１３９の変位、すなわち第２のワイヤ１２４の変位を、第２の変位Ｅｎｃ２とする。
　算出部１４０における処理を図７に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１において算出部１４０は、第１の変位検出部１３６から第１の変位Ｅｎｃ１を取得し、第２の変位検出部１３８から第２の変位Ｅｎｃ２を取得する。
　ステップＳ２において算出部１４０は、第１の変位Ｅｎｃ１に基づいて、下記式（１）より、湾曲部１１５の湾曲量の仮の値である第１の仮湾曲量θ１を算出する。　
　　θ１＝α１×Ｅｎｃ１　　　　（１）
同様に、算出部１４０は、第２の変位Ｅｎｃ２に基づいて、下記式（２）より、湾曲部１１５の湾曲量の仮の値である第２の仮湾曲量θ２を算出する。　
　　θ２＝α２×Ｅｎｃ２　　　　（２）
ここで、α１とα２とは所定の定数である。
　定数α１は、予め湾曲部１１５を負の湾曲方向に湾曲させたときの第１のワイヤ１２２の変位と湾曲部１１５の湾曲量との関係を求め、その関係に基づいて決定しておく。同様に、定数α２は、予め湾曲部１１５を正の湾曲方向に湾曲させたときの第２のワイヤ１２４の変位と湾曲部１１５の湾曲量との関係を求め、その関係に基づいて決定しておく。なお、定数α１と定数α２とは、一般にほぼ等しいので、定数α１と定数α２とのうち一方を求め、その値を定数α１及び定数α２の両方として用いてもよい。なお、上記式（１）及び（２）では、湾曲部１１５の湾曲量と第１の仮湾曲量θ１又は第２の仮湾曲量θ２との関係を単純な比例関係としているが、これに限らず、これらの関係を十分によく表す式であれば、高次の式等、どのような式を用いてもよい。
　また、上記式（１）及び（２）を用いる代わりに、湾曲部１１５を負の湾曲方向に湾曲させたときの第１のワイヤ１２２の変位と湾曲部１１５の湾曲量との関係と、湾曲部１１５を正の湾曲方向に湾曲させたときの第２のワイヤ１２４の変位と湾曲部１１５の湾曲量との関係を予め求めておき、これらの関係をテーブルとして用意しておいてもよい。この場合、算出部１４０は、そのテーブルに基づいて、第１の変位Ｅｎｃ１から第１の仮湾曲量θ１を決定し、第２の変位Ｅｎｃ２から第２の仮湾曲量θ２を決定する。
　ここで、負の湾曲方向に湾曲している際には第１の仮湾曲量θ１を、正の湾曲方向に湾曲している際には第２の仮湾曲量θ２を最終的な湾曲量とする方法は、湾曲部１１５の実際の湾曲量が０（真っ直ぐ）のときに、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とが一致、又は使用上問題ない範囲の差であればよい。しかしながら、図８に示す様に、湾曲部１１５の実際の湾曲量が０のときに、管状部１１０や把持部１３０の構造に起因して同時に第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とが０になるとは限らず、若干のずれが生じることがある。このとき、単純に湾曲量が０以上であるか否かを条件として第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２との選択を変えて最終的な湾曲量とすると、湾曲量の値が飛んでしまったり、実際の湾曲方向と逆の変化を示してしまったりする場合がある。そのため、ユーザにとって、操作ノブを回転した量に対して、算出された湾曲量の変化に違和感が生じる。そこで、次のアルゴリズムにより、算出した湾曲量の値が飛んだり、実際の湾曲方向と逆の変化が起きたりしない算出を行う。
　ステップＳ３において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１及び第２の仮湾曲量θ２に基づいて、下記表１に示す関係を参照して湾曲部１１５の湾曲量を算出するための変換式（値の処理方法）を選択する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ステップＳ４において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１及び第２の仮湾曲量θ２に基づいて、ステップＳ３で選択した変換式を用いて、湾曲部１１５の湾曲量を決定する。すなわち、表１に示すように、θ１≧ａかつθ２≧ａのとき、又は、ｂ＜θ１＜ａかつθ２≧ａのとき、第２の仮湾曲量θ２を湾曲部１１５の湾曲量とする。また、θ１＞ａかつｂ＜θ２＜ａのとき、ｂ＜θ１＜ａかつｂ＜θ２＜ａのとき、又は、ｂ＜θ１＜ａかつθ２＜ｂのとき、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とを用いた加重平均を湾曲部１１５の湾曲量とする。また、θ１≦ｂかつｂ＜θ２＜ａ、又は、θ１≦ｂかつθ２≦ｂのとき、第１の仮湾曲量θ１を湾曲部１１５の湾曲量とする。
　ここで、湾曲部１１５の湾曲量θを表す加重平均を求める式には、例えば次式（３）を用いる。　
　　θ＝ｆ（θ１，θ２）×θ１＋（１－ｆ（θ１，θ２））×θ２　　　　（３）
　上記式（３）の具体例として、下記式（４）を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上記の説明では、重みに係る関数に第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とを用いているが、第１の変位Ｅｎｃ１及び第２の変位Ｅｎｃ２を用いても同様である。その場合、上記式（３）は、例えば下記式（５）で表される。
　　θ＝ｆ(Enc1,Enc2)×θ１＋（１－ｆ(Enc1,Enc2)）×θ２　　　　（５）
　また、第１の変位Ｅｎｃ１と前記第２の変位Ｅｎｃ２とに係る関数を重みとする第１の変位Ｅｎｃ１と第２の変位Ｅｎｃ２との加重平均に基づいて湾曲量θを算出する方法として、下記式（６）及び（７）のように求めてもよい。すなわち、初めに第１の変位Ｅｎｃ１及び第２の変位Ｅｎｃ２の加重平均値Ｅｎｃを求め、加重平均値Ｅｎｃから関数ｈを用いて湾曲量θを求めてもよい。
　　Enc＝ｆ(Enc1,Enc2)×Enc1＋（１－ｆ(Enc1,Enc2)）×Enc2 　　（６）
　　θ＝ｈ(Enc)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（７）
　湾曲部１１５の実際の湾曲量に対する、第１の仮湾曲量θ１、第２の仮湾曲量θ２、及び算出部１４０が決定した湾曲部１１５の湾曲量の関係を表す模式図を図９及び図１０に示す。図１０は、図９の原点付近の拡大図の一部である。図９及び図１０において、一点鎖線は第１の仮湾曲量θ１を示し、破線は第２の仮湾曲量θ２を示し、実線は算出部１４０が決定した湾曲部１１５の湾曲量を示す。なお、図９及び図１０においては、実際には完全に一致する線も図の見易さのため、わずかにずらして描いてある。
　これら図に示すように、算出部１４０は、概して湾曲部１１５が負の湾曲方向に湾曲しているときは、第１の変位検出部１３６の出力に基づく第１の仮湾曲量θ１を湾曲部１１５の湾曲量とし、湾曲部１１５が正の湾曲方向に湾曲しているときは、第２の変位検出部１３８の出力に基づく第２の仮湾曲量θ２を、湾曲部１１５の湾曲量とし、第１の閾値ａと第２の閾値ｂとの間では、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とに基づく加重平均を算出することで湾曲部１１５の湾曲量としている。
　ステップＳ５において算出部１４０は、決定した湾曲部１１５の湾曲量を出力する。出力された湾曲量に基づいて、湾曲動作システム１００や他の装置は、例えば、決定した湾曲量の値や湾曲量を表す図やグラフをディスプレイ等に表示させ、ユーザに提示してもよい。また、出力された湾曲量に基づいて、湾曲動作システム１００や他の装置は、出力された湾曲量を任意の制御に用いてもよい。ステップＳ６において算出部１４０は、湾曲量の算出処理の終了が指示されているか否かを判定する。終了の指示がされていなければ、処理はステップＳ１に戻される。一方、終了の指示がなされていれば、一連の処理は終了する。
　本実施形態では、上述のように湾曲部１１５の湾曲量を決定することで、精度よく湾曲量を決定することができる。すなわち、第１のワイヤ１２２の第１の変位Ｅｎｃ１、又は第２のワイヤ１２４の第２の変位Ｅｎｃ２の何れか一方のみを用いて湾曲部１１５の湾曲量を算出すると、例えばヒステリシスに由来して湾曲量と第１のワイヤ１２２又は第２のワイヤ１２４の変位が１対１に対応せずに湾曲量が算出できなかったり、算出した湾曲量に含まれる誤差が大きくなったりすることがあり得る。これに対して本実施形態では、第１の変位Ｅｎｃ１と第２の変位Ｅｎｃ２との両方を用いることで、精度よく湾曲部１１５の湾曲量を決定することができる。精度のよい湾曲量の検出により、例えばユーザによる湾曲部１１５の操作性を向上させたり、システムの制御の質を向上させたりすることができる。
　また、湾曲部１１５の湾曲量が第１の閾値ａと第２の閾値ｂとの間にある状態において、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とに基づく加重平均を算出することで、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とのずれを滑らかにつなぐことができる。すなわち、例えば、単純に第１の仮湾曲量θ１が負のときは第１の仮湾曲量θ１を湾曲部１１５の湾曲量とし、第１の仮湾曲量θ１が正のときは第２の仮湾曲量θ２を湾曲部１１５の湾曲量とする場合を考えると、実際の湾曲部１１５の湾曲量と算出部１４０が決定する湾曲量とは、例えば図８に示すような関係になる。この場合、第１の仮湾曲量θ１を用いる場合と第２の仮湾曲量θ２を用いる場合との切り替え時に、例えば実際の湾曲量が連続的に増加しているにも関わらず、算出部１４０が決定する湾曲量の値が不連続に減少すること、すなわち不連続な逆転現象が起こり得る。このような不連続さや、湾曲量変化の逆転現象は、例えば湾曲量をユーザに提示する場合にはユーザに違和感を与えることになる。これに対して本実施形態では、上述のとおり算出部１４０が決定する湾曲量を滑らかに連続的に変化させるため、ユーザに違和感を与えない。
　なお、湾曲部１１５の実際の湾曲量が０のとき（湾曲部１１５が真直のとき）、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２とが一致する場合、又は使用上問題ない程度の差しか存在しない場合、例えば湾曲量が負のときは第１の仮湾曲量θ１を湾曲部１１５の湾曲量とし、湾曲量が正のときは第２の仮湾曲量θ２を湾曲部１１５の湾曲量とするような湾曲量の決定方法を用いることもできる。この場合、図５Ａに示したように、第１のスケール１３７を湾曲量が負となる範囲のみを計測できる長さとし、第２のスケール１３９を湾曲量が負となる範囲のみを計測できる長とするように設計してもよい。その結果、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９をさらに短縮化することができ、湾曲動作システム１００の設計の自由度がさらに向上する。
　また、本実施形態で説明した上記式（３）乃至式（７）はもちろん一例であり、その他の関数でもよい。例えば第１の仮湾曲量θ１又は第２の仮湾曲量θ２と湾曲部１１５の実際の湾曲量との関係をよく表す、第１の閾値ａと第２の閾値ｂとの間を含む連続した他の関数を用いることが考えられる。
　本実施形態において、第１の変位検出部１３６及び第２の変位検出部１３８を把持部１３０に配置することによって、湾曲部１１５が配置された管状部１１０の先端側を小型化しつつ、第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の変位を検出することができる。このため、本実施形態の湾曲部１１５が配置された管状部１１０は、例えば体腔内や管空といった狭い空間へ挿入することができる管状部を実現できる。
　また、本実施形態では、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図４に示すように、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９を、算出部１４０が湾曲量を決定するために必要な第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の移動範囲のみに配置している。このことで、第１のスケール１３７及び第２のスケール１３９を短縮化することができ、湾曲動作システム１００の設計の自由度が向上する。
　本実施形態では、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とをチェーン１２６で連結し、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とを一体として長手方向に変位させている。このようにすることで、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とをそれぞれ別個に駆動させる必要がない。本実施形態では、ノブを用いてチェーン１２６と噛み合っているスプロケットを回転させるだけで第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とを変位させること、すなわち、湾曲部１１５を湾曲させることができる。また、ユーザがノブを回転させる代わりに、モータ等により駆動する場合も、第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４のそれぞれにモータを設ける必要が無く、スプロケットに１つのモータを設けるだけで本システムを実現することができる。
　このように、例えば管状部１１０は、細長形状を有する管状部として機能する。例えば湾曲部１１５は、所定の可動範囲で湾曲でき、管状部に含まれる湾曲部として機能する。例えば第１のワイヤ１２２は、一端が管状部に接続され、長手方向に変位させられることで湾曲部を第１の方向に湾曲させる動力を伝達する第１の線状部材として機能する。例えば第２のワイヤ１２４は、一端が管状部に接続され、長手方向に変位させられることで湾曲部を第１の方向と逆方向である第２の方向に湾曲させる動力を伝達する第２の線状部材として機能する。例えば駆動部１３２は、第１の線状部材と第２の線状部材とを変位させる駆動部として機能する。例えば第１の変位検出部１３６は、第１の線状部材の変位を第１の変位として取得する第１の変位検出部として機能する。例えば第２の変位検出部１３８は、第２の線状部材の変位を第２の変位として取得する第２の変位検出部として機能する。例えば算出部１４０は、湾曲部の状態に基づいて第１の変位と第２の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出する算出部として機能する。例えば湾曲量は、操作支援情報として機能する。例えば湾曲部が真直の状態の位置は、基準位置として機能する。例えば第１の閾値ａは、湾曲部が基準位置から第１の方向に所定量湾曲した状態を表す第１の湾曲閾値として機能し、例えば第２の閾値ｂは、湾曲部が基準位置から第２の方向に所定量湾曲した状態を表す第２の湾曲閾値として機能する。例えばチェーン１２６は、第１の線状部材の他端と第２の線状部材の他端とを連結する連結部材として機能する。
　本実施形態では、線状部材として第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４を例に挙げたが、これに限らない。材質は金属に限らず樹脂その他の高分子化合物でもよく、線状の部材であり長手方向に移動して動力を伝達するものであればよい。また、本実施形態では、変位検出部としてエンコーダを例に挙げたが、これに限らない。第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４との変位を検出できれば、どのような検出器を用いてもよい。
　本実施形態では、管状部１１０が真直の状態を基準位置としているが、基準位置に対して湾曲部１１５の実際の湾曲量及び第１のワイヤ１２２の変位の関係と、湾曲部１１５の実際の湾曲量及び第２のワイヤ１２４の変位の関係とが対称となっていれば、基準位置は管状部１１０が湾曲した状態としても、上記と同様に構成できる。
　［第１の実施形態の変形例］
　第１の実施形態の変形例について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、算出部１４０は、湾曲部１１５の湾曲量を出力している。これに対して本変形例では、算出部１４０は、駆動部１３２の駆動量を出力する。ここで、本変形例において駆動量とは、ユーザが操作したノブの操作量である。
　本変形例では、第１の実施形態の場合における第１の変位Ｅｎｃ１と湾曲部１１５の湾曲量との関係と同様に、第１のワイヤ１２２の第１の変位Ｅｎｃ１とノブの駆動量との関係を予め取得しておく。同様に、第２のワイヤ１２４の第２の変位Ｅｎｃ２とノブの駆動量との関係を予め取得しておく。算出部１４０は、これらの関係を利用して、第１の変位Ｅｎｃ１及び第２の変位Ｅｎｃ２に基づいてノブの駆動量を求めることができる。
　本変形例における算出部１４０の処理の一例を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１において算出部１４０は、第１の変位検出部１３６から第１の変位Ｅｎｃ１を取得し、第２の変位検出部１３８から第２の変位Ｅｎｃ２を取得する。ステップＳ２２において算出部１４０は、第１の変位に基づいて、上述の第１の変位Ｅｎｃ１とノブの駆動量との関係を用いて、ノブの仮の駆動量である第１の仮駆動量Ｄ１を算出する。また、算出部１４０は、第２の変位Ｅｎｃ２に基づいて、上述の第２の変位Ｅｎｃ２とノブの駆動量との関係を用いて、ノブの仮の駆動量である第２の仮駆動量Ｄ２を算出する。
　ステップＳ２３において算出部１４０は、第１の仮駆動量Ｄ１及び第２の仮駆動量Ｄ２に基づいて、例えば表１に示したものと同様の下記表２を参照して、第１の実施形態の場合と同様に、変換式を選択する。
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　ステップＳ２４において算出部１４０は、第１の仮駆動量Ｄ１及び第２の仮駆動量Ｄ２に基づいて、駆動部１３２の駆動量Ｄを決定する。例えば、第１の仮駆動量Ｄ１が駆動量Ｄを適切に表す場合には、第１の仮駆動量Ｄ１を駆動量Ｄとし、第２の仮駆動量Ｄ２が駆動量Ｄを適切に表す場合には、第２の仮駆動量Ｄ２を駆動量Ｄとし、それらの間の条件においては、第１の仮駆動量Ｄ１と第２の仮駆動量Ｄ２との加重平均を駆動量Ｄとする。
　ステップＳ２５において算出部１４０は、決定した駆動量Ｄを出力する。ステップＳ２６において算出部１４０は、処理の終了の指示が入力されたか否かを判定する。終了の指示が入力されていなければ処理はステップＳ２１に戻され、終了の指示が入力されていれば処理は終了させられる。
　本変形例によれば、算出部１４０から駆動部１３２の駆動量Ｄが出力される。この駆動量Ｄを例えばユーザに提示することで、ユーザの操作を支援したり、この駆動量Ｄをシステムの制御に用いたりすることができる。また、第１の仮駆動量Ｄ１と第２の仮駆動量Ｄ２とに基づいて、より現実の駆動量に近い値を用いたり加重平均を取ったりすることにより、精度の高い駆動量の算出を行うことができる。なお、本実施形態では、ユーザが駆動部１３２のノブを回転させる構成としたが、駆動部１３２は、アクチュエータやモータを含む構成としてもよい。
　このように、例えば駆動量は、操作支援情報として機能する。第１の実施形態と本変形例とのように、操作支援情報には種々の情報を該当させることができる。例えば第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の変位そのものも操作支援情報になり得るし、湾曲部１１５の形状やワイヤの牽引力や、湾曲部１１５に掛かる応力など、ワイヤの第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４の変位に基づいて算出される値は、操作支援情報として機能する。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１の値と第２の仮湾曲量θ２の値との組み合わせに基づいて、湾曲部１１５の湾曲量を決定している。これに対して本実施形態では、算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１の値と第２の仮湾曲量θ２とのうち何れか一方を、湾曲部１１５の湾曲量として選択する。本実施形態では、算出部１４０は、湾曲量を第１の仮湾曲量θ１に基づいて決定する状態から第２の仮湾曲量θ２に基づいて決定する状態に変更する際に、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２との差が所定値以下となることを条件としている。
　本実施形態に係る算出部１４０の処理の一例を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。ステップＳ３１において算出部１４０は、第１の変位検出部１３６から第１の変位Ｅｎｃ１を取得し、第２の変位検出部１３８から第２の変位Ｅｎｃ２を取得する。ステップＳ３２において算出部１４０は、第１の変位Ｅｎｃ１に基づいて第１の仮湾曲量θ１を算出し、第２の変位Ｅｎｃ２に基づいて第２の仮湾曲量θ２を算出する。
　ステップＳ３３において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１が０より小さいか否かを判定する。第１の仮湾曲量θ１が０より小さいとき、処理はステップＳ３４に移される。ステップＳ３４において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１を湾曲部１１５の湾曲量として決定する。ステップＳ３５において算出部１４０は、現在の湾曲量の決定が第１の仮湾曲量θ１に基づくか第２の仮湾曲量θ２に基づくかを表す変数ＦＬＡＧに１を代入する。その後、処理は、ステップＳ３８に移される。一方、ステップＳ３３における判定において、第１の仮湾曲量θ１が０より小さくなければ、処理はステップＳ３６に移される。ステップＳ３６において算出部１４０は、第２の仮湾曲量θ２を湾曲部１１５の湾曲量として決定する。ステップＳ３７において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧに２を代入する。その後、処理はステップＳ３８に移される。ステップＳ３８において算出部１４０は、決定した湾曲部１１５の湾曲量を出力する。
　ステップＳ３９において算出部１４０は、第１の変位検出部１３６から第１の変位Ｅｎｃ１を取得し、第２の変位検出部１３８から第２の変位Ｅｎｃ２を取得する。ステップＳ４０において算出部１４０は、第１の変位Ｅｎｃ１に基づいて第１の仮湾曲量θ１を算出し、第２の変位Ｅｎｃ２に基づいて第２の仮湾曲量θ２を算出する。
　ステップＳ４１において算出部１４０は、前回取得した第１の仮湾曲量θ１及び第２の仮湾曲量θ２と、今回取得した第１の仮湾曲量θ１及び第２の仮湾曲量θ２とを比較して、湾曲部１１５の湾曲量は増加しているか減少しているか、すなわち、正の湾曲方向に湾曲している最中か負の湾曲方向に湾曲している最中かを算出する。
　ステップＳ４２において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さく、かつ第２の仮湾曲量θ２が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さいか否かを判定する。ステップＳ４２の判定において条件を満たすとき、処理はステップＳ４３に移される。ステップＳ４２の判定において条件を満たさないとき、処理はステップＳ５０に移される。
　ステップＳ４３において算出部１４０は、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２との差が所定の設定値より小さいか否かを判定する。差が小さいとき、処理はステップＳ４４に移される。差が小さくないとき、処理はステップＳ５０に移される。ステップＳ４４において算出部１４０は、湾曲量が増加しており、かつ変数ＦＬＡＧ＝１であるか否かを判定する。ステップＳ４４における判定の条件を満たすとき、処理はステップＳ４５に移される。一方、ステップＳ４４における判定の条件を満たさないとき、処理はステップＳ４７に移される。
　ステップＳ４５において算出部１４０は、湾曲部１１５の湾曲量を第２の仮湾曲量θ２に決定する。ステップＳ４６において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧに２を代入する。その後処理は、ステップ５５に移される。
　ステップＳ４７において算出部１４０は、湾曲量が減少しており、かつ変数ＦＬＡＧ＝２であるか否かを判定する。ステップＳ４７における判定の条件を満たすとき、処理はステップＳ４８に移される。一方、ステップＳ４７における判定の条件を満たさないとき、処理はステップＳ５０に移される。ステップＳ４８において算出部１４０は、湾曲部１１５の湾曲量を第１の仮湾曲量θ１に決定する。ステップＳ４９において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧに１を代入する。その後処理は、ステップ５５に移される。
　ステップＳ５０において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧが１であるか否かを判定する。変数ＦＬＡＧが１であるとき、すなわち、湾曲部１１５の湾曲量を第１の仮湾曲量θ１としているとき、処理はステップＳ５１に移される。ステップＳ５１において算出部１４０は、湾曲部１１５の湾曲量を第１の仮湾曲量θ１に決定する。ステップＳ５２において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧに１を代入する。その後処理は、ステップ５５に移される。
　ステップＳ５０の判定において変数ＦＬＡＧが１でないとき、すなわち、変数ＦＬＡＧが２であり湾曲部１１５の湾曲量を第２の仮湾曲量θ２としているとき、処理はステップＳ５３に移される。ステップＳ５３において算出部１４０は、湾曲部１１５の湾曲量を第２の仮湾曲量θ２に決定する。ステップＳ５４において算出部１４０は、変数ＦＬＡＧに２を代入する。その後処理は、ステップ５５に移される。
　ステップＳ５５において算出部１４０は、決定した湾曲部１１５の湾曲量を出力する。ステップＳ５６において算出部１４０は、処理の終了の指示が入力されたか否かを判定する。終了の指示が入力されていなければ処理はステップＳ３９に戻され、終了の指示が入力されていれば処理が終了させられる。
　本実施形態によれば、湾曲部１１５の実際の湾曲量に対する第１の仮湾曲量θ１、第２の仮湾曲量θ２及び算出部１４０が決定した湾曲部１１５の湾曲量の関係を表す模式図は図１３のようになる。図１３は、湾曲量が負の方向から正の方向へ変化している場合の例を示す。この図に示すように、第１の仮湾曲量θ１が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さく、かつ第２の仮湾曲量θ２が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さく（ステップＳ４２においてＹｅｓ）、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２との差が所定の設定値より小さく（ステップＳ４３においてＹｅｓ）、湾曲量は増加しており、かつ現在湾曲量は第１の仮湾曲量θ１となっている（ステップＳ４４においてＹｅｓ）とき、湾曲量は、第１の仮湾曲量θ１に基づいて決定される状態から第２の仮湾曲量θ２に基づいて決定される状態に変更される。
　逆に、第１の仮湾曲量θ１が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さく、かつ第２の仮湾曲量θ２が第２の閾値ｂより大きく第１の閾値ａより小さく（ステップＳ４２においてＹｅｓ）、第１の仮湾曲量θ１と第２の仮湾曲量θ２との差が所定の設定値より小さく（ステップＳ４３においてＹｅｓ）、湾曲量は減少しており、かつ現在湾曲量は第２の仮湾曲量θ２となっている（ステップＳ４７においてＹｅｓ）とき、湾曲量は、第２の仮湾曲量θ２に基づいて決定される状態から第１の仮湾曲量θ１に基づいて決定される状態に変更される。上記以外の場合、湾曲量は、第１の仮湾曲量θ１又は第２の仮湾曲量θ２に基づいて決定される状態から変更されない（ステップＳ５０乃至ステップＳ５４）。
　本実施形態によれば、算出部１４０によって決定される湾曲量の不連続性は、ステップＳ４３の設定値に応じて、無視できる程度に小さく設定することができる。その結果、例えばユーザによる湾曲部１１５の操作性を向上させたり、システムの制御の質を向上させたりすることができる。
　［第３の実施形態］
　第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態では、湾曲部１１５は、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とによって、一つの平面上で湾曲する構成について説明した。これに対して本実施形態では、湾曲部１１５が直交する２つの方向に湾曲操作ができる。すなわち、第１と第２の方向に湾曲でき、さらに第１と第２の方向に直交する方向である第３と第４の方向に湾曲できる。ここで、第１と第２の方向は逆方向であり、同様に第３と第４の方向は逆方向である。湾曲部１１５は、直交する２つの方向の湾曲操作の組合せにより、直交する２つの方向のみならず全ての方向へ湾曲が可能である。だたし、直交する２つの湾曲方向のみに湾曲可能であってもかまわない。また、第３実施形態では直交する２つの方向に湾曲操作ができるとしたが、２つの方向は直交でなくてもかまわない。
　本実施形態に係る湾曲動作システム２００の構成例の概略を図１４に示す。この図に示すように、湾曲動作システム２００は、第１の実施形態に係る湾曲動作システム１００に加えて以下を有する。すなわち、第１のワイヤ１２２及び第２のワイヤ１２４によって湾曲する第１及び第２の方向の湾曲に対して、直交する第３及び第４の方向の湾曲を設ける。湾曲動作システム２００は、第２の方向に湾曲部１１５を湾曲させるため、第３のワイヤ２２２と第４のワイヤ２２４とを有する。第３のワイヤ２２２と第４のワイヤ２２４とは、第１のワイヤ１２２と第２のワイヤ１２４とがチェーン１２６（以下、このチェーンを第１のチェーン１２６と称する）で連結されているのと同様に、第２のチェーン２２６で連結されている。第２のチェーン２２６は、駆動部１３２に設けられた第２のスプロケットと噛み合っており、第２のスプロケットは第２のノブと連結している。ユーザが駆動部１３２の第２のノブを回転させることによって第２のスプロケットが回転し、第２のチェーン２２６が変位する。第２のチェーン２２６の変位に伴って、第３のワイヤ２２２と第４のワイヤ２２４とが変位し、湾曲部１１５は第３または第４の方向に湾曲する。このように、第３のワイヤ２２２、第４のワイヤ２２４、及び第２のチェーン２２６は、それぞれ第１のワイヤ１２２、第２のワイヤ１２４、及び第１のチェーン１２６に対応し、それらと同様に機能する。
　湾曲動作システム２００は、第３のワイヤ２２２の変位を検出するために第３の変位検出部２３６を有する。第３の変位検出部２３６は、例えばエンコーダであり、第３のワイヤ２２２には、図示しないエンコーダスケールが固定されている。第３の変位検出部２３６は、第３のワイヤ２２２の変位に係るデータを算出部１４０に出力する。同様に、湾曲動作システム２００は、第４のワイヤ２２４の変位を検出するために第４の変位検出部２３８を有する。第４の変位検出部２３８は、例えばエンコーダであり、第４のワイヤ２２４には、図示しないエンコーダスケールが固定されている。第４の変位検出部２３８は、第４のワイヤ２２４の変位に係るデータを算出部１４０に出力する。このように、第３の変位検出部２３６及び第４の変位検出部２３８は、それぞれ第１の変位検出部１３６及び第２の変位検出部１３８に対応し、それらと同様に機能する。
　算出部１４０は、第３及び第４の方向の湾曲量を、図７乃至図１０を参照して説明した第１の実施形態の場合と同様に、第３の変位検出部２３６及び第４の変位検出部２３８の出力に基づいて算出する。本実施形態によれば、湾曲部１１５の湾曲とその湾曲量の決定について、第１の実施形態と同様の機能し同様の効果が得られる。
　本実施形態によれば、湾曲部１１５は、第１及び第２の方向と第３及び第４の方向とについて自在に湾曲するので、湾曲部１１５に対するひねり以外の方向について、任意の方向に湾曲部１１５を湾曲させることができる。また、本実施形態によれば、第１及び第２の方向と第３及び第４の方向の湾曲量を算出することができる。なお、本実施形態では、湾曲方向が２方向の場合を例に挙げて説明したが、２方向に限らず３方向以上でも同様である。また、第１の実施形態の変形例と同様に第１のノブの駆動量を出力するように構成してもよいし、第２の実施形態と同様に湾曲量を決定してもよい。
　このように、例えば第３のワイヤ２２２は、一端が管状部に接続され、長手方向に変位させられることで湾曲部を、第１の方向及び第２の方向とは異なる第３の方向に湾曲させる動力を伝達する第３の線状部材として機能する。例えば第４のワイヤ２２４は、一端が管状部に接続され、長手方向に変位させられることで湾曲部を、第３の方向と逆方向である第４の方向に湾曲させる動力を伝達する第４の線状部材として機能する。例えば第３の変位検出部２３６は、第３の線状部材の変位を第３の変位として取得する第３の変位検出部として機能する。例えば第４の変位検出部２３８は、第４の線状部材の変位を第４の変位として取得する第４の変位検出部として機能する。
　なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (18)

  1. 　細長形状を有する管状部（１１０）と、
    　所定の可動範囲で湾曲でき、前記管状部（１１０）に含まれる湾曲部（１１５）と、
    　一端が前記管状部（１１０）に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部（１１５）を第１の方向に湾曲させる動力を伝達する第１の線状部材（１２２）と、
    　一端が前記管状部（１１０）に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部（１１５）を前記第１の方向と逆方向である第２の方向に湾曲させる動力を伝達する第２の線状部材（１２４）と、
    　前記第１の線状部材（１２２）と前記第２の線状部材（１２４）とを変位させる駆動部（１３２）と、
    　前記第１の線状部材（１２２）の変位を第１の変位として取得する第１の変位検出部（１３６）と、
    　前記第２の線状部材（１２４）の変位を第２の変位として取得する第２の変位検出部（１３８）と、
    　前記湾曲部（１１５）の状態に基づいて前記第１の変位と前記第２の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出する算出部（１４０）と、
    　を具備することを特徴とする湾曲動作システム（１００；２００）。
  2. 　前記算出部（１４０）は、
    　　前記湾曲部（１１５）が基準位置よりも前記第１の方向側に位置している状態において湾曲するときは、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち少なくとも一方に基づいて前記操作支援情報を算出し、
    　　前記湾曲部（１１５）が前記基準位置よりも前記第２の方向側に位置している状態において湾曲するときは、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち少なくとも他方に基づいて前記操作支援情報を算出する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  3. 　前記算出部（１４０）は、前記湾曲部（１１５）が前記可動範囲のうち少なくとも何れかの範囲に位置している状態において、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち何れか一方のみを用いて前記操作支援情報を算出することを特徴とする請求項２に記載の湾曲動作システム（１００）。
  4. 　前記算出部（１４０）は、前記湾曲部（１１５）が前記可動範囲のうち少なくとも何れかの範囲に位置している状態において、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち両方を用いて前記操作支援情報を算出することを特徴とする請求項２に記載の湾曲動作システム（１００）。
  5. 　前記操作支援情報は前記湾曲部（１１５）の形状を表す情報であり、
    　前記湾曲部（１１５）が基準位置から前記第１の方向に所定量湾曲した状態を表す第１の湾曲閾値と、前記湾曲部（１１５）が前記基準位置から前記第２の方向に所定量湾曲した状態を表す第２の湾曲閾値とが設けられ、
    　前記算出部（１４０）は、
    　　前記湾曲部（１１５）が前記第１の方向に前記第１の湾曲閾値以上に湾曲しているとき、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち一方のみに基づいて前記操作支援情報を算出し、
    　　前記湾曲部（１１５）が前記第２の方向に前記第２の湾曲閾値以上に湾曲しているとき、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち他方のみに基づいて前記操作支援情報を算出する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  6. 　前記湾曲部（１１５）が前記第１の方向に前記第１の湾曲閾値以上に湾曲しているか否かの判断、及び前記湾曲部（１１５）が前記第２の方向に前記第２の湾曲閾値以上に湾曲しているか否かの判断は、前記第１の変位及び前記第２の変位、又は前記第１の変位及び前記第２の変位に基づき得られる値と、所定の１つ以上の閾値との比較に基づくことを特徴とする請求項５に記載の湾曲動作システム（１００）。
  7. 　前記算出部（１４０）は、前記湾曲部（１１５）が前記第１の湾曲閾値から前記第２の湾曲閾値までの範囲に位置している場合、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち少なくとも一方に応じた連続する前記操作支援情報を表す値を与える関数を用いて、前記操作支援情報を算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の湾曲動作システム（１００）。
  8. 　前記湾曲部（１１５）が前記可動範囲のうち少なくとも何れかの範囲に位置している状態において、前記算出部（１４０）は、前記第１の変位と前記第２の変位とに係る関数を重みとする前記第１の変位と前記第２の変位との加重平均に基づいて前記操作支援情報を算出することを特徴とする請求項５に記載の湾曲動作システム（１００）。
  9. 　前記操作支援情報を表す値をＡ、前記第１の変位をＥｎｃ１、前記第２の変位をＥｎｃ２、重み付け関数をｆ、前記第１の変位又は前記第２の変位に対する前記操作支援情報に係る値を導出する関数をｇとしたときに、
    　前記算出部（１４０）は、
    　前記湾曲部（１１５）が前記第１の方向に前記第１の湾曲閾値以上に湾曲しているときは、
    　　Ａ＝ｇ（Ｅｎｃ２）
    　に基づいて、
    　前記湾曲部（１１５）が前記第２の方向に前記第２の湾曲閾値以上に湾曲しているときは、
    　　Ａ＝ｇ（Ｅｎｃ１）
    　に基づいて、
    　前記湾曲部（１１５）が前記第１の湾曲閾値から前記第２の湾曲閾値までの範囲に位置しているときは、
    　　Ａ＝ｆ(Enc1,Enc2)×ｇ(Enc1)＋（１－ｆ(Enc1,Enc2)）×ｇ(Enc2)
    　　かつ、ｆ＝０｜第１の湾曲閾値
    　　かつ、ｆ＝１｜第２の湾曲閾値
    　に基づいて、
    　前記操作支援情報を算出する、
    　ことを特徴とする請求項５又は６に記載の湾曲動作システム（１００）。
  10. 　前記算出部（１４０）は、
    　前記湾曲部（１１５）が前記第１の方向へ湾曲量を増しているか前記第２の方向へ湾曲量を増しているかを判断し、
    　前記湾曲部（１１５）が前記第１の湾曲閾値から前記第２の湾曲閾値までの範囲で湾曲しているときであり、前記第１の変位と前記第２の変位との差が所定の値以下になったとき、前記湾曲部（１１５）が前記第１の方向へ湾曲量を増しているか前記第２の方向へ湾曲量を増しているかに応じて、前記第１の変位と前記第２の変位とのうち何れに基づいて前記操作支援情報を算出するかを変更し、
    　前記第１の変位と前記第２の変位とのうち何れか一方のみに基づいて前記操作支援情報を算出する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の湾曲動作システム（１００）。
  11. 　前記操作量支援情報は、前記湾曲部（１１５）の形状を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  12. 　前記操作量支援情報は、前記駆動部（１３２）の駆動量を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  13. 　前記第１の変位検出部（１３６）は、前記湾曲部（１１５）が基準位置から前記第１の方向と前記第２の方向とのうち一方の方向に湾曲したときの前記第１の線状部材（１２２）の変位を前記第１の変位として取得し、
    　前記第２の変位検出部（１３８）は、前記湾曲部（１１５）が前記基準位置から前記第１の方向と前記第２の方向とのうち他方の方向に湾曲したときの前記第２の線状部材（１２４）の変位を前記第２の変位として取得する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  14. 　前記第１の変位検出部（１３６）と前記第２の変位検出部（１３８）とは、前記湾曲部（１１５）が前記可動範囲のうち少なくとも何れかの範囲に位置している状態において、前記第１の変位検出部（１３６）が前記第１の変位を取得でき、かつ、前記第２の変位検出部（１３８）が前記第２の変位を取得できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  15. 　前記第１の変位検出部（１３６）と前記第２の変位検出部（１３８）とは、前記駆動部（１３２）の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  16. 　前記湾曲部（１１５）は、前記管状部（１１０）の一端の近傍に配置されており、
    　前記第１の変位検出部（１３６）と前記第２の変位検出部（１３８）とは、前記管状部（１１０）の他端の近傍に配置されている、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
  17. 　一端が前記管状部（１１０）に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部（１１５）を、前記第１の方向及び前記第２の方向とは異なる第３の方向に湾曲させる動力を伝達する第３の線状部材（２２２）と、
    　一端が前記管状部（１００）に接続され、長手方向に変位させられることで前記湾曲部（１１５）を、前記第３の方向と逆方向である第４の方向に湾曲させる動力を伝達する第４の線状部材（２２４）と、
    　前記第３の線状部材（２２２）の変位を第３の変位として取得する第３の変位検出部（２３６）と、
    　前記第４の線状部材（２２２）の変位を第４の変位として取得する第４の変位検出部（２３８）と、
    　をさらに具備し、
    　前記駆動部（１３２）は、さらに前記第３の線状部材（２２２）と前記第４の線状部材（２２４）とを変位させ、
    　前記算出部（１４０）は、さらに前記湾曲部（１１５）の状態に基づいて前記第３の変位と前記第４の変位とのうち一方又は両方を用いて操作支援情報を算出する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（２００）。
  18. 　前記第１の線状部材（１２２）の他端と前記第２の線状部材（１２４）の他端とを連結する連結部材（１２６）をさらに具備し、
    　前記連結部材（１２６）は、前記第１の線状部材（１２２）と前記第２の線状部材（１２４）とを一体として変位させる、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の湾曲動作システム（１００）。
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