JP2001286437A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業性を向上させると共に、操作精度を向上さ
せる。 【解決手段】ジョイスティック１２の湾曲レバー１３の
操作に基づく位置情報は制御回路７に供給される。制御
回路７は、位置情報に基づいてモータ駆動回路８を制御
し、これにより、モータ駆動回路８は、先端部５を湾曲
駆動する。制御回路７は、湾曲レバー１３が中立位置に
自動復帰する毎に、中立位置を検出し、中立位置の一定
範囲内に不感帯を設定する。これにより、不感帯は中立
位置のばらつきに拘わらず、比較的狭い範囲に設定可能
である。従って、湾曲レバー１３を小さく傾斜させた場
合でも、先端部５を湾曲駆動することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジョイスティック
を利用して内視鏡先端部を湾曲駆動するものに好適な内
視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、体腔内等へ細長の内視鏡を挿
入して被検部位の観察や各種処置を行うようにした内視
鏡が広く用いられている。また、工業分野においても、
ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部
の傷や腐蝕などを観察したり検査することのできる工業
用内視鏡が広く利用されている。

【０００３】内視鏡装置は、手元操作により湾曲操作可
能な湾曲部を備えた細長の挿入部を有している。挿入部
は、先端に撮像手段であるＣＣＤ等が設けられ、手元側
にカメラコントロールユニットが設けられている。

【０００４】ＣＣＤによって得られた画像情報は、カメ
ラコントロールユニットに伝送されて映像信号が生成さ
れる。この映像信号をＬＣＤやＣＲＴ等のディスプレイ
装置に供給することで、内視鏡像の表示が可能である。

【０００５】挿入部湾曲部の湾曲操作は、操作リモコン
によって遠隔操作可能である。即ち、操作リモコンによ
って制御可能な湾曲駆動用のモータを設け、このモータ
の動力を利用して湾曲部に配設したワイヤを牽引するこ
とで、湾曲部を遠隔的に湾曲操作することができるよう
になっている。

【０００６】このような操作リモコンについては、特開
平１０−３２８１３１号公報にて開示されたものがあ
る。この提案では、湾曲操作する操作リモコンとして、
ジョイスティックが開示されている。なお、この提案で
は、ジョイスティックの具体的な操作方法については開
示されていない。

【０００７】また、特開平５−２０７９６８号公報に
は、プロセッサー制御モジュールから取り外し可能な電
動湾曲挿入部をジョイスティックで操作する提案が示さ
れている。この提案では、電動湾曲挿入部をジョイステ
ィックによって位置制御することが示されている。ま
た、電気的に湾曲形状を「パーク」（湾曲ロック）する
ことについても開示されている。なお、この提案におい
ても、位置制御及び湾曲ロックのための操作ボタンの操
作等の具体的な操作方法についての詳細な記述はない。

【０００８】ジョイスティックはレバーの傾き角に応じ
て抵抗値が変化する可変抵抗器を備えており、レバーの
傾き角に応じたアナログ電圧値を出力することができ
る。このようなジョイスティックは、特開平５−２０７
９６８号公報に開示されているように、位置制御に用い
られることが多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ジョイスティックを用
いた位置制御では、レバーの傾き角度を制御対象の変位
量に比例させる方法が考えられる。例えば、レバー（湾
曲レバー）の傾き角度と挿入部先端の湾曲角度とを比例
させることで、操作者が実際の湾曲角度を把握しやすい
という長所がある。

【００１０】しかし、微小な角度だけ湾曲させたい場合
には、湾曲レバーの操作角度も微小にしなければなら
ず、操作者が指先に神経を集中する等の必要があり、作
業の疲労度が大きい。

【００１１】そこで、このような位置制御の短所を改善
するために、ジョイスティックの出力をレバーの傾斜角
に対応したアナログ値としてではなく、方向のみを示す
信号として扱い、レバーを倒した方向に湾曲部を一定の
速度で湾曲させる方法（一定速度湾曲制御）も実用化さ
れている。更に、位置制御と一定速度湾曲制御とを切り
替えて使うようにしたシステムもある。

【００１２】一定速度湾曲制御では、操作者が湾曲スピ
ードを任意に変えることができないことから、一定速度
を遅く設定して、いわゆるスローモードとして運転する
ことが多い。スローモードの場合には、湾曲角度の微調
整時の操作性は高いが、所望の湾曲角度に到達するまで
に長時間を要するという短所がある。逆に、湾曲スピー
ドを速くすると、微調整時の操作性が著しく低下する。

【００１３】また、特開平５−２０７９６８号公報の提
案では、湾曲ロックをオンにする場合には、湾曲操作を
行うジョイスティックとは別の位置にレイアウトされた
湾曲ロックスイッチを操作して行っていた。従って、こ
の提案では、片手操作によって湾曲ロックを行うことが
できない。

【００１４】また、一般的には、湾曲ロックされている
ことを確認することはできないか、又は、スイッチ近傍
のＬＥＤ点灯等によって確認するようにすることが一般
的である。しかし、ＬＥＤ点灯等によって確認するため
には、内視鏡画像等が表示されているモニタから目を離
さなければならず、作業性が悪い。

【００１５】ところで、ジョイスティックは、レバーを
操作していない場合には、バネの付勢力によって、中立
位置近傍に自動復帰するようになっている。しかしなが
ら、ジョイスティックのバネ及びメカ機構の精度によっ
て、自動復帰によるレバーの中立位置は大きくばらつい
てしまうという問題があった。

【００１６】そこで、このばらつきを考慮して、中立位
置近傍を不感帯に設定し、レバーが中立位置にある場合
には、位置情報信号の出力を停止させる方法が考えられ
る。しかしながら、この場合には、中立位置近傍の所定
範囲内におけるレバー操作は有効でなく、レバーを比較
的大きく傾けないと湾曲操作することができないという
欠点がある。

【００１７】一方、不感帯を設けず常に位置情報を送信
すると、レバーを操作していない場合でも、ジョイステ
ィックから位置情報が出力されるので、ジョイスティッ
クの位置情報を用いて制御を行うコントローラでは、Ｃ
ＰＵの処理効率が低下してしまう。

【００１８】これらの理由からジョイスティックの操作
精度を高くすることは困難であった。

【００１９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、ジョイスティックによる湾曲操作の操作性
を向上させることができる内視鏡装置を提供することを
目的とする。

【００２０】また、本発明は、ジョイスティックによる
湾曲操作の操作精度を向上させることができる内視鏡装
置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
内視鏡装置は、挿入部の先端部を湾曲駆動する駆動手段
と、レバーの傾斜によって前記先端部を湾曲操作する操
作部からの情報に基づいて前記駆動手段に前記先端部を
湾曲駆動させると共に、前記レバーが中立位置に自動復
帰する毎に中立位置を検出し、検出した中立位置から一
定の範囲を前記駆動手段による前記先端部の湾曲駆動を
禁止する不感帯に設定する制御手段とを具備したもので
ある。

【００２２】本発明の請求項１においては、操作部のレ
バーを傾斜させることによって、制御手段は、駆動手段
により挿入部の先端部を湾曲させる。制御手段は、レバ
ーが中立位置に自動復帰する毎に中立位置を検出し、中
立位置から一定の範囲を不感帯に設定する。これによ
り、中立位置にばらつきがある場合でも、比較的狭い範
囲の不感帯で、先端部を停止させる。

【００２３】本発明の請求項２に係る内視鏡装置は、挿
入部の先端部を湾曲駆動する駆動手段と、レバーの傾斜
によって前記先端部を湾曲操作する操作部と、前記操作
部からの情報に基づいて、前記レバーの傾斜角に応じて
前記先端部の湾曲角度を決定する位置制御モードと、前
記レバーの傾斜角に応じて前記先端部の湾曲速度を決定
する速度制御モードとを切換えて前記駆動手段に前記先
端部を湾曲駆動させる制御手段とを具備したものであ
る。

【００２４】本発明の請求項２において、制御手段は、
操作部からの情報に基づいて、レバーの傾斜角に応じて
先端部の湾曲角度を決定する位置制御モードと、レバー
の傾斜角に応じて先端部の湾曲速度を決定する速度制御
モードとを切換える。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１乃至図４は本発
明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態
に係る内視鏡装置を含む内視鏡システムの全体を示す説
明図、図２は内視鏡装置の回路構成を示すブロック図、
図３はジョイスティックの動作範囲を説明するための説
明図、図４は第１の実施の形態の動作を説明するための
説明図である。

【００２６】本実施の形態は、ジョイスティックからの
角度信号を停止させるべき中立位置の不感帯範囲を狭く
することによって、操作精度を向上させるようにしたも
のである。

【００２７】内視鏡制御ユニット１は、内視鏡３を収納
する収納部４を備えている。内視鏡３は挿入部２を有
し、挿入部２の先端部５は、湾曲自在である。内視鏡制
御ユニット１には、ＣＣＵ６、制御回路７及びモータ駆
動回路８が構成されている。制御回路７は、内視鏡制御
ユニット１の各部を制御する。

【００２８】内視鏡３の先端部５にはＣＣＤ２８（図２
参照）が設けられており、ＣＣＤ２８は被写体の光学像
を光電変換して、カメラコントロールユニット（以下、
ＣＣＵという）６に出力する。ＣＣＵ６は、制御回路７
に制御されて、入力された信号をモニタ表示するために
標準的な映像信号に変換するようになっている。

【００２９】ＣＣＵ６からの映像信号はケーブルを介し
てモニタ９に供給される。モニタ９は、入力された映像
信号に基づいて、表示画面上に内視鏡画像を映出するよ
うになっている。

【００３０】汎用ＰＣ１６と制御回路７とは例えばＲＳ
２３２ＣやＵＳＢ等の所定のインターフェースケーブル
を介して接続されている。汎用ＰＣ１６には画像処理ソ
フトが内蔵されており、汎用ＰＣ１６を操作することで
制御回路７を介して、モニタ９に表示する内視鏡画像に
所定の画像処理を施すことができるようになっている。

【００３１】図２に示すように、挿入部２には複数の牽
引用ワイヤ２８が配設されている。牽引用ワイヤ２８
は、一端が挿入部２の所定位置に固定されており、各牽
引用ワイヤ２８を適宜牽引することによって、挿入部２
の先端部５は湾曲操作されるようになっている。各引用
ワイヤ２８は、複数のモータ２７によって牽引されるよ
うになっている。各モータ２７は、モータ駆動回路８に
よって駆動されて牽引用ワイヤ２８を牽引する。モータ
駆動回路８は、制御回路７に制御されて、モータ２７の
駆動を制御するようになっている。

【００３２】本実施の形態においては、湾曲操作の遠隔
操作手段として、ジョイスティック１２が内蔵された操
作リモコン１１を用いるようになっている。操作リモコ
ン１１の上面からは、操作者の操作によって前後左右に
傾斜自在なジョイスティック１２の湾曲レバー１３が立
設されている。湾曲レバー１３は、操作者によるレバー
操作が行われていない場合には、図示しないバネの付勢
力によって、所定の中立位置近傍に自動復帰するように
なっている。

【００３３】図２に示すように、ジョイスティック１２
は、湾曲レバー１３の左右方向の傾斜に対応して抵抗値
が変化する可変抵抗器１８と、湾曲レバー１３の前後方
向の傾斜に対応して抵抗値が変化する可変抵抗器１９と
を有している。可変抵抗器１８は、湾曲レバー１３の左
右方向の傾斜角に対応したレベルのＪ／ＳＲ／Ｌ信号を
出力し、可変抵抗器１９は、湾曲レバー１３の前後方向
の傾斜角に対応したレベルのＪ／ＳＵ／Ｄ信号を出力す
る。

【００３４】可変抵抗器１８，１９からの出力は、操作
リモコン１１に内蔵されたリモコン回路２１のＣＰＵ１
４に供給されるようになっている。ＣＰＵ１４はＡ／Ｄ
変換器（Ａ／Ｄ）２２，２３を有しており、Ａ／Ｄ２
２，２３によって、Ｊ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ
信号はディジタル信号に変換されてＣＰＵ１４に取込ま
れる。

【００３５】ＣＰＵ１４は、取込んだＪ／ＳＲ／Ｌ信号
及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号を、位置情報として出力する。図
１の例では、操作リモコン１１と制御回路７は、ＲＳ２
３２Ｃ規格等のリモコンケーブル１５によって接続され
ており、リモコン回路２１は、ＲＳ２３２Ｃドライバ２
５を介して制御回路７に位置情報を出力する。

【００３６】本実施の形態においては、ＣＰＵ１４は、
Ｊ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号を監視すること
で、湾曲レバー１３が自動復帰によって中立位置に復帰
したか否かを判断する。そして、ＣＰＵ１４は、中立位
置に復帰したと判断した場合には、そのときのＪ／ＳＲ
／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号を中立位置における位置
情報としてメモリ２４に記憶させるようになっている。

【００３７】更に、ＣＰＵ１４は、メモリ２４に記憶さ
せた中立位置を中心にして一定範囲内に不感帯を設定す
るようになっている。そして、ＣＰＵ１４は、Ｊ／ＳＲ
／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号によって、湾曲レバー１
３の傾斜が不感帯の範囲内であると判断した場合には、
制御回路７への位置情報の送信を停止するようになって
いる。

【００３８】制御回路７は、リモコンケーブル１５を介
して位置情報が与えられ、位置情報に基づいてモータ駆
動回路８を制御することにより、先端部５を位置情報に
基づく湾曲角度で湾曲させるようになっている。

【００３９】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図３及び図４を参照して説明する。

【００４０】いま、操作者が内視鏡３挿入部２の先端部
５を湾曲操作するものとする。操作者は操作リモコン１
１に立設されている湾曲レバー１３によって湾曲操作を
行う。即ち、操作者は先端部５を湾曲させたい方向に応
じた向きに湾曲レバー１３を傾斜させると共に、その傾
斜角を湾曲させた角度に応じて傾斜させる。

【００４１】湾曲レバー１３の傾斜操作によって、ジョ
イスティック１２の可変抵抗器１８，１９の抵抗値が変
化し、傾斜角に応じたレベルのＪ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ
／ＳＵ／Ｄ信号がリモコン回路２１のＣＰＵ１４に供給
される。ＣＰＵ１４は、Ａ／Ｄ２２，２３によってこれ
らの信号を取込み、位置情報として出力する。

【００４２】リモコン回路２１からの位置情報はリモコ
ンケーブル１５を介して内視鏡制御ユニット１内の制御
回路７に供給される。制御回路７は、位置情報に基づい
てモータ駆動回路８を制御する。これにより、モータ駆
動回路８は、位置情報に基づいてモータ２７を駆動し
て、牽引用ワイヤ２８を適宜牽引する。これにより、挿
入部２の先端部５は、位置情報に応じた方向及び湾曲角
度で湾曲する。

【００４３】ここで、操作者がジョイスティック１２の
湾曲レバー１３から手を放すものとする。そうすると、
ジョイスティック１２の湾曲レバー１３は、図示しない
バネの付勢力によって、図３に示す中立位置近傍に傾斜
角が変化する。この場合には、湾曲レバー１３は、バネ
等のばらつきに応じたばらつき範囲内のいずれかの位置
に自動復帰する。なお、図３に示すように、理想的な中
立位置は、全操作範囲（湾曲レバー１３の最大傾斜角の
範囲）の中央であり、自動復帰位置は、中立位置前後の
所定のばらつき範囲内である。

【００４４】ＣＰＵ１４は、ジョイスティック１２の出
力から、湾曲レバー１３が自動復帰位置に復帰したこと
を検出すると、そのときの位置情報をメモリ２４に記憶
させる。そして、ＣＰＵ１４は、記憶させた位置情報の
前後に所定範囲の不感帯を設定する。自動復帰位置に復
帰したかどうかの検出は、例えば、可変抵抗器１８，１
９の電圧が数秒間変化しないかどうかをＣＰＵ１４で判
断することで行う。

【００４５】本発明では自動復帰毎に、復帰した位置情
報をリモコン回路12で記憶し、記憶した位置を軸に一定
範囲内に不感帯を設定する。例えば、ＣＰＵ１４は、復
帰位置が図４のＡ位置である場合には、このＡ位置を中
心として曲線矢印にて示すＡ不感帯を設定する。また、
例えば、復帰位置が図４のＢ位置である場合には、この
Ｂ位置を中心として曲線矢印にて示すＢ不感帯を設定す
る。

【００４６】ＣＰＵ１４は、ジョイスティック１２から
のＪ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号を監視して、
湾曲レバー１３の傾斜がメモリ２４に記憶させている復
帰位置に基づく不感帯の範囲内にあるか否かを判断す
る。そして、ＣＰＵ１４は、湾曲レバー１３の傾斜が不
感帯の範囲内であると判断した場合には、制御回路７ヘ
の位置情報の送信を停止する。

【００４７】いま、湾曲レバー１３が自動復帰した後
に、操作者が湾曲レバー１３に手を触れていないものと
する。この場合には、湾曲レバー１３の傾斜は不感帯の
範囲内である。従って、リモコン回路２１からは制御回
路７に位置情報が送信されない。制御回路７では、位置
情報が受信されないので、制御回路７において、位置情
報に基づく制御は行われない。

【００４８】ここで、操作者が先端部５の湾曲操作のた
めに湾曲レバー１３を操作するものとする。この場合に
は、操作者は、設定されている不感帯を越えるように湾
曲レバー１３を傾斜させる。そうすると、ＣＰＵ１４
は、受信したＪ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号か
ら湾曲レバー１３が不感帯の範囲外に傾斜したことを検
出して、Ｊ／ＳＲ／Ｌ信号及びＪ／ＳＵ／Ｄ信号に基づ
く位置情報の送信を再開する。この場合には、従来例の
ように、バネ等のばらつきを考慮した広い不感帯が設定
するようにはなっていないので、操作者は、比較的小さ
い傾斜角のレバー操作で、湾曲を指示することができ
る。

【００４９】これにより、制御回路７は、位置情報の受
信を再開し、モータ駆動回路８の制御等の位置情報に基
づく制御を再開する。

【００５０】このように本実施の形態においては、制御
回路７は、操作者がジョイスティック１２の湾曲レバー
１３を操作していない場合には、湾曲操作に伴う制御を
行う必要はない。従って、制御回路７は、位置情報を処
理していた時間で、汎用ＰＣ１６との通信や画像処理等
の別処理を行なうことが可能となる。

【００５１】しかも、従来例のように、バネ等のばらつ
きを考慮して広い不感帯を設定する場合と異なり、不感
帯の範囲を狭くすることができることから、微小な傾斜
角のレバー操作によって湾曲を指示することができ、よ
り高精度の操作性を得ることができる。

【００５２】また、自動復帰毎の位置情報を用いて中立
位置及び不感帯を設定し直しているので、バネ等のばら
つきが大きい場合でも狭い不感帯の範囲での利用が可能
であり、自動復帰する位置が大きくばらつくような中立
位置の精度が低い安価なジョイスティックに適用するこ
とができ、コストを抑制することができる。

【００５３】また、湾曲レバー１３が不感帯の範囲内に
位置する場合には、位置情報をジョイスティック１２か
ら送信しないので、送信及び処理回路を停止することが
できる。即ち、ジョイスティック１２を操作していない
期間の消費電力を低減させることが可能である。

【００５４】なお、上記実施の形態においては、操作リ
モコンはジョイスティックの操作に基づくアナログ信号
を位置情報に変換した後に制御回路に出力するようにな
っているが、位置情報への変換機能等を内視鏡制御ユニ
ット側に設けるようにしてもよい。即ち、リモコン回路
２１を内視鏡制御ユニット側に設けて、ジョイスティッ
クからのアナログ信号をこのリモコン回路に伝達するよ
うにすればよい。この場合には、既存のジョイスティッ
クを利用した装置を構成することができる。

【００５５】図５乃至図図７は本発明の第２の実施の形
態に係り、図５は第２の実施の形態に係る内視鏡装置を
含む内視鏡システムの全体を示す説明図、図６は図５中
の操作リモコンの内ジョイスティックの構成を具体的に
示す説明図、図７は動作を説明するためのフローチャー
トである。図５において図１と同一の構成要素には同一
符号を付して説明を省略する。

【００５６】本実施の形態は内視鏡制御ユニット１に代
えて内視鏡制御ユニット４５を採用し、操作リモコン１
１に代えて操作リモコン４１を採用した点が第１の実施
の形態と異なる。

【００５７】内視鏡制御ユニット４５は制御回路７及び
モータ駆動回路８に夫々代えて制御回路４３及びモータ
駆動回路４４を採用した点が内視鏡制御ユニット１と異
なる。また、操作リモコン４１は、ジョイスティック１
２に代えてジョイスティック３１を採用し、ＣＰＵ１４
に代えてＣＰＵ４２を採用した点が操作リモコン１１と
異なる。

【００５８】図６はジョイスティック３１の断面を示し
ている。湾曲レバー１３は、前後左右方向に回動自在な
球部３４に植設され、操作リモコン４１の筐体上面３３
から露出して設けられる。ジョイスティック３１は、湾
曲レバー１３の左右方向の傾斜に対応して抵抗値が変化
する可変抵抗器（図２参照）と、湾曲レバー１３の前後
方向の傾斜に対応して抵抗値が変化する可変抵抗器とを
有しており、湾曲レバー１３の前後及び左右方向の傾斜
角に対応したレベルのアナログ信号をＣＰＵ４２に出力
するようになっている。

【００５９】本実施の形態においては、ジョイスティッ
ク３１は、球部３４の下側に、タクタイルスイッチ３５
が設けられている。球部３４は前後左右方向に回動自在
なだけでなく、湾曲レバー１３の軸方向への押し下げ操
作によって、軸方向に移動することができるようになっ
ている。

【００６０】球部３４は、図示しないばね等によって上
方向に付勢されており、湾曲レバー１３の押し下げ操作
が行われた場合にのみ軸に沿って下方向に移動して、底
部分でタクタイルスイッチ３５を押し下げてオンにする
ことができるようになっている。タクタイルスイッチ３
５は、球部３４が押し下げられた場合にのみオン信号を
ＣＰＵ４２に出力するようになっている。また、図示し
ないばね等によって中立位置に自動復帰するように付勢
されている。

【００６１】ＣＰＵ４２は、湾曲レバー１３の前後左右
方向の傾斜角に応じたレベルの位置情報をリモコンケー
ブル１５を介して制御回路４３に出力すると共に、タク
タイルスイッチ３５のオン信号をモードの切換え信号と
して制御回路４３に出力する。

【００６２】制御回路４３は、図１の制御回路７と同様
に、内視鏡制御ユニット４５の各部を制御することがで
きるようになっている。また、制御回路４３は、システ
ムコントロールマイコン（又はＣＰＵ）４６を内蔵して
おり、湾曲レバー１３の傾斜角に応じて、挿入部２の先
端部５の湾曲角度を制御するようにモータ駆動回路８を
制御することができるようになっている。更に、本実施
の形態においては、制御回路４３のＣＰＵ４６は、湾曲
レバー１３の傾斜角に応じて湾曲角度を制御する位置制
御モードだけでなく、湾曲レバー１３の傾斜角とモータ
２７（図２参照）の回転速度とを比例させる速度制御モ
ードを実行することができるようになっている。なお、
湾曲方向は、いずれのモードでも湾曲レバー１３の傾斜
方向に一致させる。

【００６３】そして、本実施の形態においては、制御回
路４３のＣＰＵ４６は、タクタイルスイッチ３５のオン
信号に基づく切換え信号によって、これらのモードを切
換えるようになっている。即ち、ＣＰＵ４６は、位置制
御モード時において切換え信号を受信すると共に、切換
え信号の受信後に湾曲レバー１３が中立位置に復帰した
ことを位置情報によって検出すると、位置制御モードか
ら速度制御モードヘの切換え命令をモータ駆動回路４４
に送信する。また、ＣＰＵ４６は、速度制御モード時に
おいて切換え信号を受信すると、速度制御モードから位
置制御モードへの切換え命令をモータ駆動回路４４に送
信する。

【００６４】モータ駆動回路４４は、モータ駆動制御マ
イコン（ＣＰＵ）４７が内蔵されている。モータ駆動回
路８は、ＣＰＵ４７において制御回路４３からのモード
の切換え命令を受信する。

【００６５】モータ駆動回路４４のＣＰＵ４７は、モー
ド切換え命令を受信すると、それまでのモードによる最
後の状態を維持し、それ以後切換え後のモードを実行す
るようにプログラムを切換えるようになっている。

【００６６】例えば、位置制御モード時に切換え命令を
受信すると、モータ駆動制御マイコン４７は、先端部５
の湾曲状態（湾曲角度）を保持しつつ、以後湾曲レバー
１３の傾斜角とモータ２７の回転速度が比例する速度制
御モードに内部プログラムを切換える。

【００６７】逆に、速度制御モード時に切換え命令を受
信すると、モータ駆動制御マイコン４７は、以後湾曲レ
バー１３の傾斜角と内視鏡の湾曲角度を比例させる位置
制御モードに、プログラムを切換えるようになってい
る。

【００６８】なお、速度制御モードから位置制御モード
への切換え時には、湾曲レバー１３がセンター位置に戻
っていることが多いものと考えられる。この場合には、
モード切換え時点における湾曲は、位置制御モードにな
ることでストレート状態に戻る。湾曲がストレート状態
に戻る際の速度が速い場合には、メカ的な負担が大きく
なり、また、映像が急に流れて観察位置の把握が困難に
なるので、ストレート状態への復帰速度は、比較的遅い
ほうがよい。

【００６９】そこで、モータ駆動制御マイコン４７は、
速度制御モードから位置制御モードに切換える場合に
は、モータ２７の回転速度を比較的遅くして、ストレー
ト状態又はモード切換え時点における湾曲レバー１３の
傾斜角に応じた湾曲角度まではゆっくりと復帰させるよ
うになっている。なお、この場合における湾曲スピード
を任意に選択可能にし、最適な湾曲スピードに制御する
ことにより、耐久性及び使い勝手を向上させることがで
きる。

【００７０】ＣＰＵ４７は、速度制御モード時において
は、ジョイスティックの傾斜角に比例して出力される位
置情報（数値）を積分した値に基づいてモータ２７の速
度制御を行うようになっている。

【００７１】なお、位置制御モード時のレバー傾斜角と
湾曲角度の関係、速度制御モード時のレバー傾斜角とモ
ータの回転速度は、必づしも正比例でなくてもよく、例
えば指数関数、又はその他の計算式によりレバー傾斜角
の増減で湾曲角度、回転速度が増減するようにしてもよ
い。

【００７２】なお、速度制御モードにおけるモータの回
転速度Ｖm と回転角θm は、例えば、下記（１），
（２）式によって表される。

【００７３】 但し、Ｋ：定数、ｔ：ジョイスティックを傾けた時間、
θ（ｔ）：時間ｔ後のジョイスティックの傾斜角、θ0
:ジョイスティック中立位置での角度である。

【００７４】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図７のフローチャートを参照して説明す
る。

【００７５】いま、操作者が挿入部２の先端部５を湾曲
操作するものとする。なお、この時点では、制御回路４
３のＣＰＵ４６は、位置制御モードに設定しているもの
とする。操作者は操作リモコン４１に内蔵されているジ
ョイスティック３１の湾曲レバー１３を傾斜させて湾曲
操作を行う。

【００７６】操作者が湾曲レバー１３を傾斜させると、
傾斜角に応じたレベルの信号がＣＰＵ４２に与えられ
る。ＣＰＵ４２は入力された信号に基づく位置情報を発
生し、リモコンケーブル１５を介して制御回路４３に送
信する。

【００７７】制御回路４３のＣＰＵ４６は、受信した位
置情報に基づいてモータ駆動回路４４を制御する（ステ
ップＳ2 ）。これにより、モータ駆動回路４４のＣＰＵ
４７は、位置情報に応じてモータ２７をサーボ制御し
（ステップＳ3 ）、モータを所定速度で駆動して先端部
５を傾斜させる（ステップＳ4 ）。

【００７８】ここで、操作者が湾曲速度を小さくするこ
とにより、湾曲角度の微調整を行うものとする。この場
合には、操作者は湾曲レバー１３を押下する。この操作
によってジョイスティック３１のタクタイルスイッチ３
５がオンとなり、ＣＰＵ４２は切換え信号を発生する。
切換え信号は制御回路４３のＣＰＵ４６によって受信さ
れる。

【００７９】これにより、ＣＰＵ４６はステップＳ1 か
らステップＳ5 に処理を移行して、モータ駆動回路４４
に湾曲状態を保持させる。更に、操作者が湾曲レバー１
３を中立位置まで戻したり、湾曲レバーから指を離して
中立位置に自動復帰させると、制御回路４３のＣＰＵ４
６は、位置情報によって湾曲レバー１３が中立位置に位
置することを検出し（ステップＳ7 ）、位置制御モード
から速度制御モードへの切換え命令をモータ駆動回路４
４のＣＰＵ４７に出力する。

【００８０】モータ駆動回路４４のＣＰＵ４７は、湾曲
レバー１３の湾曲角度に応じて湾曲速度が制御される速
度制御モードＳ6 によって、モータ２７を駆動制御す
る。操作者が比較的小さい角度で湾曲レバー１３を傾斜
させると、モータ駆動回路４４は、モータサーボによっ
て（ステップＳ3 ）、湾曲レバー１３の傾斜角に応じた
低速で先端部５を湾曲させる（ステップＳ4 ）。こうし
て、先端部５の湾曲角度を微調整することができる。

【００８１】次に、操作者が元の位置制御モードに戻す
ために、湾曲レバー３１を軸方向に押下するものとす
る。そうすると、タクタイルスイッチ３５がオンとなっ
て、制御回路４３のＣＰＵ４６は、切換え信号を受信す
る。制御回路４３は、速度制御モードから位置制御モー
ドへの切換え命令をモータ駆動回路４４に出力する。

【００８２】モータ駆動回路４４は、切換え命令出力時
における湾曲レバー１３の傾斜角に相当する湾曲角度ま
で、ゆっくりと選択部５の湾曲角度を変化させる。一般
的な使用法では、位置制御モードへの切換え時点におい
ては、ばねの付勢により湾曲レバー１３は略中立位置に
位置するものと考えられるので、モータ駆動回路４４
は、先端部５をストレート状態にゆっくりと戻す。

【００８３】切換え命令出力時のレバー１３傾斜角に相
当する角度まで選択部５の湾曲角度が変化すると、以
後、通常の速度で、湾曲レバー１３の傾斜位置に対応さ
せて湾曲させる位置制御が行われる。

【００８４】このように、本実施の形態においては、操
作者が実際の湾曲角度の把握しやすい位置制御方式と、
微調整が可能で且つ操作者が湾曲スピードを任意に変え
ることが可能な速度制御方式を、操作者が簡単な操作で
任意に切り替えて使用することができる。

【００８５】なお、第２の実施の形態においては、湾曲
レバーが中立位置に復帰したことを制御回路４３内のＣ
ＰＵ４６において判断しており、ＣＰＵ４６は、湾曲レ
バーが中立位置に復帰した後に、切換え命令をモータ駆
動回路４４のＣＰＵ４７に送信している。これに対し、
湾曲レバーが中立位置に復帰したことを、モータ駆動回
路４４のＣＰＵ４７において判断してもよい。即ち、こ
の場合には、制御回路４３内のＣＰＵ４６は、切換え命
令と共に、湾曲レバーの傾斜角に応じた情報をモータ駆
動回路４４内のＣＰＵ４７に供給する。ＣＰＵ４７にお
いて、湾曲レバーが中立位置に復帰したことを検出した
後、モードを切換えればよい。

【００８６】図８は本発明の第３の実施の形態に採用さ
れる動作フローを示すフローチャートである。図８にお
いて図７と同一の手順には同一符号を付して説明を省略
する。

【００８７】本実施の形態におけるハードウェア構成は
第２の実施の形態と同一である。

【００８８】本実施の形態は位置制御モードから速度制
御モードへの切換え時において、湾曲レバーが中立位置
に復帰しない場合でもモードの移行を行うようにさせた
ものである。

【００８９】図８は、湾曲レバー１３の軸方向への押下
から所定時間経過したか否かを判断するステップＳ8 を
付加した点が図７の動作フローと異なる。

【００９０】このように構成された実施の形態において
は、湾曲レバー１３を軸方向に押下した後、プログラム
で定めた一定時間経過しても湾曲レバー１３がセンター
位置に戻らない場合、制御回路４３のシステムコントロ
ーマイコン４６は、ステップＳ8 において、所定時間経
過したことを検出すると、自動的に位置制御モードから
速度制御モードへの切換え命令を出力する。

【００９１】これにより、モード切換え時点における先
端部５の湾曲方向と、モード切換え後における先端部５
の湾曲方向とが一致する場合においては、制御モードの
切換え時において、スムーズな湾曲操作が可能となる。

【００９２】このように、本実施の形態においては、一
方向を連続観察する場合等において、制御モードの切換
えをスムーズに連続して行うことができ、作業手順を簡
略化することができる。

【００９３】図９は本発明の第４の実施の形態を示すブ
ロック図である。図９において図５と同一の構成要素に
は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は第
２及び第３の実施の形態に対して、湾曲ロック状態であ
ることを操作者に認識可能にしたものである。

【００９４】内視鏡制御ユニット５１は、湾曲ロック状
態を示す表示機能を付加した点を除き、図５の内視鏡制
御ユニット４５と略同様の構成である。即ち、湾曲駆動
装置６８は、図２のモータ２７及び牽引用ワイヤ２８等
に相当し、挿入部２の先端部５を湾曲駆動する。湾曲制
御基板６６は、図５のモータ駆動回路４４に相当する機
能を有し、操作リモコン４１の操作に基づいて、位置制
御モード及び速度制御モードを切換えながら、湾曲駆動
装置６８を制御する。

【００９５】ＣＣＵ６７は図５のＣＣＵ６と同様の構成
である。システムコントロールマイコン６１は、図５の
制御回路４３と同等の機能を有する。システムコントロ
ールマイコン６１はＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、画像発生
装置６４及びスーパーインポーズ装置６５によって構成
されている。

【００９６】ＲＯＭ６３にはＣＰＵ６２の動作プログラ
ムが格納されている。ＣＰＵ６２は図５の制御回路４３
中のＣＰＵ４６と同等の機能を有すると共に、切換え命
令に応答して湾曲ロック状態に遷移したことを示す情報
が湾曲制御基板６６から与えられて、この情報に基づく
表示命令を画像発生装置６４に出力するようになってい
る。画像発生装置６４は、湾曲ロック状態に伴う表示命
令が入力されると、湾曲ロックを示す表示（文字又はグ
ラフィック）の表示データを発生してスーパーインポー
ズ装置６５に供給するようになっている。

【００９７】スーパーインポーズ装置６５は、ＣＣＵ６
７において作成された画像に、画像発生装置６４からの
表示データをスーパーインポーズして、モニタ９に出力
するようになっている。

【００９８】このように構成された実施の形態において
は、操作者が操作リモコン４１の湾曲レバー１３を押し
下げると、タクタイルスイッチ（図６参照）がオンとな
って、切換え信号がＣＰＵ６２に供給されることは第２
及び第３の実施の形態と同様である。ＣＰＵ６２は、切
換え信号を受信すると、モードを切換えるための切換え
命令を湾曲制御基板６６に出力する。

【００９９】湾曲制御基板６６は、モードを切換えに伴
って、湾曲駆動装置６８を制御して、先端部５の湾曲状
態をロック（湾曲ロック）させる。本実施例において
は、湾曲制御基板６６は、湾曲ロック状態に遷移したこ
とを示す情報をシステムコントロールマイコン６１のＣ
ＰＵ６２に供給する。

【０１００】これにより、ＣＰＵ６２は表示命令を画像
発生装置６４に出力する。画像発生装置６４によって、
湾曲ロックを示す表示の表示データが発生して、スーパ
ーインポーズ装置６５に供給される。スーパーインポー
ズ装置６５は、ＣＣＵ６７からの画像に湾曲ロックを示
す表示データを重畳して、モニタ９に出力する。

【０１０１】こうして、モニタ９の表示画面上には、湾
曲ロックを示す表示６９がスーパーインポーズされた画
像が映出される。湾曲制御基板６６によって湾曲ロック
が解除されると、ＣＰＵ６２は、画像発生装置６４に表
示データの出力を停止させる命令を発する。これによ
り、モニタ９の表示画面からは湾曲ロックを示す表示６
９が消去される。

【０１０２】このように、本実施の形態においては、湾
曲ロック状態であることを示す表示をモニタ上に表示さ
せることができ、操作者は容易に湾曲ロック状態を確認
することができる。また、湾曲ロック状態であることを
示す表示は、ＣＣＵ６７からの画像上にスーパーインポ
ーズ表示されており、操作者は内視鏡画像から目を離す
ことなく、容易に湾曲ロック状態を確認することができ
る。

【０１０３】なお、本実施の形態においては、湾曲制御
基板６６が湾曲ロック動作完了を示す信号をＣＰＵ６２
に出力することによって、ＣＰＵ６２が表示命令を発す
る例を説明したが、システムコントロールマイコン６１
において、湾曲ロック動作の完了を判断して表示命令を
発するようにしてもよい。

【０１０４】［付記］ （１） 挿入部の先端部を湾曲駆動する駆動手段と、レ
バーの傾斜によって前記先端部を湾曲操作する操作部か
らの情報に基づいて前記駆動手段に前記先端部を湾曲駆
動させると共に、前記レバーが中立位置に自動復帰する
毎に中立位置を検出し、検出した中立位置から一定の範
囲を前記駆動手段による前記先端部の湾曲駆動を禁止す
る不感帯に設定する制御手段とを具備したことを特徴と
する内視鏡装置。

【０１０５】（２） 挿入部の先端部を湾曲駆動する駆
動手段と、レバーの傾斜によって前記先端部を湾曲操作
する操作部と、前記操作部からの情報に基づいて、前記
レバーの傾斜角に応じて前記先端部の湾曲角度を決定す
る位置制御モードと、前記レバーの傾斜角に応じて前記
先端部の湾曲速度を決定する速度制御モードとを切換え
て前記駆動手段に前記先端部を湾曲駆動させる制御手段
とを具備したことを特徴とする内視鏡装置。

【０１０６】（３） 前記操作部は、前記レバーの押下
操作によって、前記位置制御モードと速度制御モードと
の切換えを行うための信号を前記制御手段に出力するこ
とを特徴とする付記項２に記載の内視鏡装置。

【０１０７】（４） 制御手段は、前記レバーの傾斜角
に応じた値を積分することで、速度制御モードにおける
速度を決定することを特徴とする付記項２に記載の内視
鏡装置。

【０１０８】（５） 前記制御手段は、前記レバーの押
下操作後に、前記レバーが中立位置に復帰したことを検
出することにより、前記位置制御モードから前記速度制
御モードへの切換を行うことを特徴とする付記項３に記
載の内視鏡装置。

【０１０９】（６） 前記制御手段は、前記位置制御モ
ードと前記速度制御モードとの切換え時には、切換え直
前における前記先端部の湾曲状態を保持することを特徴
とする付記項２に記載の内視鏡装置。

【０１１０】（７） 前記制御手段が前記先端部の湾曲
状態を保持していることを表示する表示手段を更に具備
したことを特徴とする付記項６に記載の内視鏡装置。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ジ
ョイスティックによる湾曲操作の操作性を向上させると
共に、ジョイスティックによる湾曲操作の操作精度を向
上させることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置を
含む内視鏡システムの全体を示す説明図。

【図２】内視鏡装置の回路構成を示すブロック図。

【図３】ジョイスティックの動作範囲を説明するための
説明図。

【図４】第１の実施の形態の動作を説明するための説明
図。

【図５】第２の実施の形態に係る内視鏡装置を含む内視
鏡システムの全体を示す説明図。

【図６】図５中の操作リモコンの内ジョイスティックの
構成を具体的に示す説明図。

【図７】動作を説明するためのフローチャート。

【図８】本発明の第３の実施の形態に採用される動作フ
ローを示すフローチャート。

【図９】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図。

【符号の説明】

１…内視鏡制御ユニット、２…挿入部、３…内視鏡、５
…先端部、６ＣＣＵ、７…制御回路、８…モータ駆動回
路、９…モニタ、１１…操作リモコン、１２…ジョイス
ティック、１３…湾曲レバー。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月１０日（２０００．７．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】図６はジョイスティック３１の断面を示し
ている。湾曲レバー１３は、前後左右方向に回動自在な
球部３４に植設され、操作リモコン４１の筐体上面３３
から露出して設けられる。ジョイスティック３１は、湾
曲レバー１３の左右方向の傾斜に対応して抵抗値が変化
する可変抵抗器（図２参照）と、湾曲レバー１３の前後
方向の傾斜に対応して抵抗値が変化する可変抵抗器とを
有しており、湾曲レバー１３の前後及び左右方向の傾斜
角に対応したレベルのアナログ信号をＣＰＵ４２に出力
するようになっている。また、図示しないばね等によっ
て中立位置に自動復帰するように付勢されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】 但し、Ｋ：定数、ｔ：ジョイスティックを傾けた時間、
θ（ｔ）：時間ｔ後のジョイスティックの傾斜角、θ
₀ :ジョイスティック中立位置での角度である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石神 崇和 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 下江 寧文 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 AA02 AA03 AA04 BA21 DA19 DA22 DA43 GA02 GA11 4C061 AA00 BB01 DD03 FF11 HH33 LL02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部の先端部を湾曲駆動する駆動手段
   と、 レバーの傾斜によって前記先端部を湾曲操作する操作部
   からの情報に基づいて前記駆動手段に前記先端部を湾曲
   駆動させると共に、前記レバーが中立位置に自動復帰す
   る毎に中立位置を検出し、検出した中立位置から一定の
   範囲を前記駆動手段による前記先端部の湾曲駆動を禁止
   する不感帯に設定する制御手段とを具備したことを特徴
   とする内視鏡装置。
2. 【請求項２】 挿入部の先端部を湾曲駆動する駆動手段
   と、 レバーの傾斜によって前記先端部を湾曲操作する操作部
   と、 前記操作部からの情報に基づいて、前記レバーの傾斜角
   に応じて前記先端部の湾曲角度を決定する位置制御モー
   ドと、前記レバーの傾斜角に応じて前記先端部の湾曲速
   度を決定する速度制御モードとを切換えて前記駆動手段
   に前記先端部を湾曲駆動させる制御手段とを具備したこ
   とを特徴とする内視鏡装置。
3. 【請求項３】 前記操作部は、前記レバーの押下操作に
   よって、前記位置制御モードと速度制御モードとの切換
   えを行うための信号を前記制御手段に出力することを特
   徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。