JP2011110244A - 電子内視鏡及び電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡大観察時であっても、観察対象である部位を画面内に移動させる操作を容易に行うことが可能な電子内視鏡及び電子内視鏡装置を提供する。
【解決手段】電子内視鏡は、ワイヤ操作によって挿入管先端部を湾曲させる湾曲機構を有し、湾曲機構は、その回転中心軸周りに回転可能なアングルノブと、挿入管先端部とワイヤを介して連動する複数のプーリと、複数のプーリのいずれか一方と選択的に係合して、アングルノブの回転を選択されたプーリに伝達する回転伝達手段と、回転伝達手段と複数のプーリのいずれか一方を他方に対して移動させることにより、複数のプーリのいずれか一つと回転伝達手段との係合を選択的に切り換える切換手段とを有し、アングルノブの回転角度に対する複数のプーリの周方向の移動量は夫々異なるよう構成されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子内視鏡及び電子内視鏡装置に関する。

電子内視鏡の挿入管先端部に対物光学系及び固体撮像素子を内蔵し、対物光学系によって固体撮像素子の受光面に結像した観察対象の画像を外部のモニタ等に出力可能な電子内視鏡装置が、従来より使用されている。このような電子内視鏡装置において、特許文献１に記載されているもののように、任意の拡大倍率で内視鏡画像を表示させるために、対物光学系の一部をその光軸方向に移動可能なズームレンズとし、ズームレンズをモータによって駆動することによって固体撮像素子の受光面に結像する画像の拡大倍率を調整可能としたものがある。

このようなズーム機能を備えた電子内視鏡装置においては、観察対象である部位を拡大観察するためにズームレンズを駆動させると、その部位がモニタの画面外に移動してしまう。通常の内視鏡には、特許文献２に記載されている内視鏡のようにアングルノブの操作によってその挿入管先端部を湾曲させて固体撮像素子の受光面に結像される観察対象の領域（すなわち、モニタ上に表示される領域）を移動させることができるようになっている。内視鏡装置の使用者は、観察対象である部位が画面外に出てしまったときは、ダイヤル操作を行って挿入管先端部を湾曲させて、観察対象である部位が画面内に表示されるように調整することができる。

特開平１１−３０５１４５号公報 特開平６−１４２０３３号公報

しかしながら、上記のようなズーム機能を備えた電子内視鏡装置においては、拡大観察中はアングルノブの回転速度に対するモニタ上での画像の移動速度が大きなものとなるため、観察対象である部位を画面内に移動させるための調整が難しかった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、拡大観察時であっても、観察対象である部位を画面内に移動させる操作を容易に行うことが可能な電子内視鏡及び電子内視鏡装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡は、ワイヤ操作によって挿入管先端部を湾曲させる湾曲機構を有し、湾曲機構は、その回転中心軸周りに回転可能なアングルノブと、挿入管先端部とワイヤを介して連動する複数のプーリと、複数のプーリのいずれか一方と選択的に係合して、アングルノブの回転を選択されたプーリに伝達する回転伝達手段と、回転伝達手段と複数のプーリのいずれか一方を他方に対して移動させることにより、複数のプーリのいずれか一つと回転伝達手段との係合を選択的に切り換える切換手段とを有し、アングルノブの回転角度に対する複数のプーリの周方向の移動量は夫々異なるよう構成されている。

このような構成とすると、回転伝達手段を複数のプーリのいずれかと係合させるかを切り換えることによって、アングルノブの回転量に対するワイヤの牽引／繰り出し量を切り換えることができる。すなわち、アングルノブの回転量に対する挿入管先端部の湾曲の変化量を切り換えることが可能となる。そのため、拡大観察を行っているときは、アングルノブの回転量に対する挿入管先端部の湾曲の変化量が小さいプーリが回転伝達手段と係合するよう切り換え、アングルノブの回転速度に対するモニタ上での画像の移動速度を小さくすることができる。これにより、拡大観察時であっても観察対象である部位を容易に画面内に移動させることができる。

また、アングルノブは、該アングルノブの回転中心軸に沿った方向に移動可能であり、切り換え手段がアングルノブであり、アングルノブの該アングルノブの回転中心軸に沿った方向への移動に伴って、回転伝達手段と前記複数のプーリのいずれか一方が他方に対して移動し、該複数のプーリのいずれか一つと該回転伝達手段との係合が選択的に切り換えられる構成としてもよい。

このような構成とすると、アングルノブを回転軸に沿って移動させる操作によって、アングルノブの回転量に対する挿入管先端部の湾曲の変化量が切り換えられる。すなわち、アングルノブから手を離すことなく、挿入管先端部の湾曲の変化量を切り換えることが可能となる。

また、回転伝達手段がアングルノブの回転に従動して回転する駆動側外歯歯車であり、複数のプーリは、その回転中心軸が駆動側外歯歯車の回転中心軸と略一致するよう配列されており、複数のプーリの夫々には、駆動側外歯歯車と係合可能な従動側歯車が設けられており、アングルノブをその回転中心軸に沿って移動させることにより、駆動側外歯歯車を複数のプーリのいずれか一つの従動側歯車に係合させるよう構成されていてもよい。

例えば、複数のプーリの従動側歯車は、該複数のプーリに設けられた内歯歯車と係合すると共に、駆動側外歯歯車と係合したときに該駆動側外歯歯車の周りを公転しないよう保持された外歯歯車であり、複数のプーリの内歯歯車の歯数は夫々異なる構成としてもよい。この場合は、駆動側外歯歯車が太陽歯車となり従動側歯車が遊星歯車となるスター形の遊星歯車機構が形成され、この遊星歯車機構により、駆動側外歯歯車の回転に応じて内歯歯車及びプーリが回転するようになっている。

或いは、複数のプーリの従動側歯車は、駆動側外歯歯車と係合可能な内歯歯車であり、複数のプーリの外径が夫々異なる構成としてもよい。

また、電子内視鏡が、アングルノブの回転中心軸に沿って該アングルノブと一体に設けられた入力軸を有し、駆動側外歯歯車が入力軸に固定されており、アングルノブを該アングルノブの回転中心軸に沿って移動させると、駆動側外歯歯車が複数のプーリに対して移動し、該複数のプーリのいずれか一つと該駆動側外歯歯車との係合が選択的に切り換えられる構成としてもよい。

また、電子内視鏡は、湾曲機構を２系統有し、２つのアングルノブを操作することによって挿入管先端部を任意の方向に湾曲可能であることが好ましい。

また、上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡装置は、上記の電子内視鏡とビデオプロセッサを有し、ビデオプロセッサがモニタに表示されている画像の特定部分がモニタ上でどこに移動したかを画像処理によって演算するための方向ベクトル演算手段と、方向ベクトル演算手段の演算結果に基づいて特定部分の移動方向を示すベクトルをモニタに表示させるベクトル表示手段とを有する。

このような構成とすることにより、電子内視鏡装置の使用者は、モニタに表示されている画像の倍率を拡大して特定部分がモニタの外に移動したときは、モニタに表示されているベクトルから特定部分の移動方向に基づいてアングルノブを操作して特定部分が再びモニタ内に入るようにすることができる。

好ましくは、方向ベクトル演算手段は、モニタに表示されている画像に含まれる特定部分を指定するための位置指定部を有する。

また、好ましくは、方向ベクトル演算手段は、固体撮像素子によって撮像された画像を複数フレームに亙って保存するメモリを有し、方向ベクトル演算手段は、画像処理によってメモリに記憶された各フレームの画像から特定部分を抽出し、連続する所定枚数のフレーム内で該特定部分がどのように移動したのかを追跡し、該特定部分の画面上での移動方向及び移動距離を演算する。

以上のように、本発明によれば、拡大観察時であっても、観察対象である部位を画面内に移動させる操作を容易に行うことが可能な電子内視鏡及び電子内視鏡装置が実現される。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子内視鏡装置のブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施形態のモニタに表示される注目箇所の移動方向及び移動距離情報の一例である。 図３は、本発明の第１の実施形態の電子内視鏡の操作部及び挿入管を概略的に示した図である。 図４は、本発明の第１の実施形態の第１の状態における第１及び第２アングルノブの周囲の側面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の第１の状態における第１プーリの断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態の第２の状態における第１及び第２アングルノブの周囲の側面図である。 図７は、本発明の第１の実施形態の第２の状態における第２プーリの断面図である。 図８は、本発明の第２の実施形態の第１の状態における第１及び第２アングルノブの周囲の側面図である。 図９は、本発明の第２の実施形態の第２の状態における第１及び第２アングルノブの周囲の側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子内視鏡装置のブロック図である。図１に示されるように、本実施形態の電子内視鏡装置１は、電子内視鏡１００、ビデオプロセッサ２００、及びモニタ３００を有する。

電子内視鏡１００の挿入管先端部１１０には、対物光学系１１１及び固体撮像素子１１２が内蔵されている。対物光学系１１１によって、挿入管先端部１１０の周囲の観察対象の像が、固体撮像素子１１２の受光面に結像されるようになっている。固体撮像素子１１２は、その受光面に結像した像を映像信号として周期的（例えば一秒間に３０回）に出力している。

固体撮像素子１１２から出力される映像信号は、ビデオプロセッサ２００に内蔵されている信号処理部２２１によって、所定の形式（例えばＮＴＳＣ形式）のビデオ信号に変換される。信号処理部２２１から出力されるビデオ信号は、モニタ３００に送られる。この結果、電子内視鏡１００の固体撮像素子１１２の受光面に結像された像（内視鏡画像）が、モニタ３００に表示される。

前述のように、固体撮像素子１１２は内視鏡画像の映像信号を周期的に出力しており、また、ビデオプロセッサ２００の信号処理部２２１は固体撮像素子１１２の映像信号送出と同じ周期で映像信号を処理してビデオ信号を出力している。従って、モニタ３００に表示される内視鏡画像は、周期的に書き換えられる、動画となる。

電子内視鏡１００の対物光学系１１１は複数のレンズを有しており、複数のレンズの一部は、その光軸方向に移動可能なズームレンズ１１１ａを形成している。ズームレンズ１１１ａを光軸方向に移動させることにより、固体撮像素子１１２の受光面に結像される像の倍率を変化させることができる。ズームレンズ１１１ａは、電子内視鏡１００の挿入管先端部１１０に内蔵されているレンズ駆動手段（例えば、回転モータと直動変換器の組合せ）１１３によって駆動される。また、ビデオプロセッサ２００には、レンズ駆動制御手段２１１が内蔵されている。レンズ駆動制御手段２１１は、術者によって操作可能な操作部（拡大／縮小ボタンやレバーなど）と、操作部の操作内容に基づいて、レンズ駆動手段１１３に制御信号を出力する。なお、この制御信号は、例えば、レンズ駆動手段１１３がズームレンズ１１１ａを駆動するステッピングモータを有する場合は、ステッピングモータを駆動するための駆動パルスである。

本実施形態のビデオプロセッサは、電子内視鏡１００の挿入管先端部１１０の湾曲動作や、ズームレンズ１１２の駆動による拡大／縮小によって観察対象の特定部分（注目箇所）がモニタ３００上でどこに移動したかを演算するための、方向ベクトル演算手段２３０を有する。方向ベクトル演算手段２３０は、位置指定部２３１及び演算部２３２を有する。位置指定部２３１は、マウス等のポインティングデバイスを備えており、電子内視鏡装置１の使用者は、ポインティングデバイスを操作して、モニタ上に表示されている内視鏡画像を参照しながら、方向ベクトル演算手段２３０によって追跡されるべき注目箇所を指定することができる。

方向ベクトル演算手段２３０の演算部２３２は、複数フレームの内視鏡画像（例えば１秒分の３０フレームの内視鏡画像）を保存可能なメモリを備えており、画像処理によって各フレームから注目箇所を抽出し、連続する所定枚数のフレーム内で注目箇所がどのように移動したのかを追跡し、注目箇所の画面上での移動方向及び移動距離を演算する。なお、本実施形態においては、位置指定部２３１による注目箇所の指定を行わない場合は、内視鏡画像中の特定の座標（例えば中心座標）を注目箇所としている。

方向ベクトル演算手段２３０の演算部２３２によって演算された注目箇所の画面上での移動方向及び移動距離は、信号処理部２２１に送られる。信号処理部２２１は、内視鏡画像に、注目箇所の移動方向及び移動距離情報を重畳する。図２は、モニタ３００に表示される注目箇所の移動方向及び移動距離情報の一例である。本例においては、注目箇所の移動方向及び移動距離情報は、ベクトル矢印ＶＡとしてモニタ３００上に示される。

本実施形態の電子内視鏡１００は、レンズ駆動手段１１３による内視鏡画像の拡大／縮小等によって注目箇所が画面外に移動したときに、電子内視鏡装置１の使用者がモニタ３００に表示される注目箇所の移動方向及び移動距離情報に基づいて注目箇所を画面内に再び表示できるようにするための挿入管先端部湾曲構造を備えている。この挿入管先端部湾曲構造について以下に説明する。

図３は、本実施形態の電子内視鏡１００の操作部及び挿入管を概略的に示した図である。本実施形態の電子内視鏡１００の挿入管１０１の内部には、一対のワイヤ１２１および１２２が通されている。ワイヤ１２１および１２２の一端は、挿入管先端部１１０に固定されている。ワイヤ１２１および１２２の他端は、電子内視鏡１００操作部１３０に設けられた第１アングルノブ１４１に取り付けられている。

ここで、第１アングルノブ１４１を図中時計回りに回転させると、図中左側にあるワイヤ１２１が第１アングルノブ１４１に向かって引き込まれ、且つ図中右側にあるワイヤ１２２が第１アングルノブ１４１から挿入管先端部１１０に向かって繰り出される。この結果、図中破線部で示されるように、挿入管先端部１１０は図中左方向に湾曲する。一方、第１アングルノブ１４１を図中反時計回りに回転させると、ワイヤ１２１が第１アングルノブ１４１から挿入管先端部１１０に向かって繰り出され、且つワイヤ１２２が第１アングルノブ１４１に向かって引き込まれる。この結果、図中一点鎖線部で示されるように、挿入管先端部１１０は図中右方向に湾曲する。

なお、図３に示されるように、第１アングルノブ１４１の上には、第２アングルノブ１４２が設けられている。第２アングルノブ１４２もまた、第１アングルノブと同様、電子内視鏡１００の先端部１１０に固定される２本のワイヤ１２３、１２４と取り付けられている。そして、第２アングルノブ１４２を回転させることによって、挿入管先端部１１０を図中手前側及び奥側に湾曲させることができる。すなわち、第１アングルノブ１４１と第２アングルノブ１４２を操作することによって、挿入管先端部１１０を任意の方向に湾曲させることができる。

上記のように、本実施形態においては、第１アングルノブ１４１及び第２アングルノブ１４２の回転操作によって、挿入管先端部１１０を湾曲させて、画面外に移動した注目箇所を再び画面内に戻すことができるようになっている。また、本実施形態においては、アングルノブの回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が大きい第１の状態と、アングルノブの回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が小さい第２の状態とを切り換えることができるようになっている。

第１の状態と第２の状態とを切り換えるための機構について以下説明する。図４は、本実施形態の第１及び第２アングルノブ１４１、１４２の周囲の側面図である。図４に示されるように、第１アングルノブ１４１には、第１アングルノブ１４１と一体に回転する第１入力軸１５１が固定されている。第１入力軸１５１の先端には、外歯歯車１５１ａが固定されている。

ワイヤ１２１は、その基端部で第１ワイヤ部１２１ａと第２ワイヤ部１２１ｂに分岐し、その夫々が第１プーリ１５２と第２プーリ１５３に係合している。また、図示されていないが、ワイヤ１２２もまた、その基端部で２本に分岐し、その夫々が第１プーリ１５２と第２プーリ１５３に係合している。第１プーリ１５２及び第２プーリ１５３は、第１プーリ１５２が下側（第１アングルノブ１４１に対して遠位となる側）となるように第１入力軸１５１の軸方向に並べられている。

第１プーリ１５２は、内歯歯車１５２ａと、内歯歯車１５２ａと係合する複数の遊星歯車１５２ｂを有する。同様に、第２プーリ１５３は、内歯歯車１５３ａと、内歯歯車１５３ａと係合する複数の遊星歯車１５３ｂを有する。第１プーリ１５２及び第２プーリ１５３は、夫々の遊星歯車１５２ｂ及び１５３ｂが公転できないように、図示しない支持機構によって支持されている。

第１入力軸１５１は、上下方向に移動可能となっており、外歯歯車１５１ａは、第１プーリ１５２の遊星歯車１５２ｂと第２プーリ１５３の遊星歯車１５３ｂのいずれか一方と係合可能となっている。また、第２プーリ１５３の遊星歯車１５３ｂの径は、第１プーリ１５２の遊星歯車１５２ｂの径よりも大きくなっている。

図４に示される、第１入力軸１５１と外歯歯車１５１ａと第１プーリ１５２の遊星歯車１５２ｂが係合した状態は、第１の状態である。第１の状態における外歯歯車１５１ａと第１プーリ１５２の係合状態について以下に説明する。図５は、第１の状態の第１プーリ１５２を、第１入力軸１５１と垂直な面で切断した断面図である。外歯歯車１５１ａが回転すると、外歯歯車１５１ａと係合する遊星歯車１５２ｂは、外歯歯車１５１ａと逆方向に自転する。そして、遊星歯車１５２ｂと係合する内歯歯車１５２ａ及び内歯歯車１５２ａと一体となっている第１プーリ１５２もまた、外歯歯車１５１ａと逆方向に回転する。このように、第１の状態では、第１アングルノブ１４１（図４）を回転させると、外歯歯車１５１ａ、遊星歯車１５２ｂ及び内歯歯車１５２ａは、外歯歯車１５１ａを太陽歯車とするスター形の遊星歯車機構によって第１プーリ１５２が回転し、その結果、ワイヤ１２１が引き込まれてワイヤ１２２が繰り出される、或いはワイヤ１２１が繰り出されてワイヤ１２２が引き込まれて、挿入管先端部１１０（図３）が湾曲する。

第１の状態から第１アングルノブ１４１を引き上げると、第２の状態に切り換わるようになっている。図６は、第２の状態における本実施形態の第１及び第２アングルノブ１４１、１４２の周囲の側面図である。図６に示されるように、第２の状態では、外歯歯車１５１ａは、第２プーリ１５３の遊星歯車１５３ｂと係合した状態となる。第２の状態における外歯歯車１５１ａと第２プーリ１５３の係合状態について以下に説明する。図７は、第２の状態の第２プーリ１５３を、第１入力軸１５１と垂直な面で切断した断面図である。図５に示される第１の状態と同様、第２の状態においては、外歯歯車１５１ａ、遊星歯車１５３ｂ及び内歯歯車１５３ａが外歯歯車１５１ａを太陽歯車とするスター形の遊星歯車機構を形成する。この遊星歯車機構によって、第１アングルノブ１４１（図４）を回転させると、第２プーリ１５３が回転し、その結果、ワイヤ１２１が引き込まれてワイヤ１２２が繰り出される、或いはワイヤ１２１が繰り出されてワイヤ１２２が引き込まれて、挿入管先端部１１０（図３）が湾曲する。

前述のように、第２プーリ１５３の遊星歯車１５３ｂの径は、第１プーリ１５２の遊星歯車１５２ｂの径よりも大きい（すなわち、第２プーリ１５３の内歯歯車１５３ａの歯数は、第１プーリ１５２の内歯歯車１５２ａの歯数よりも大きくなる）ため、第２の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第２プーリ１５３の回転速度は、第１の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第１プーリ１５２の回転速度よりも小さなものとなる。すなわち、第２の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対するワイヤ１２１、１２２の移動速度は、第１の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対するワイヤ１２１、１２２の移動速度よりも小さなものとなる。従って、第２の状態では、第１の状態よりも第１アングルノブ１４１の回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が小さなものとなる。

また、第１入力軸１５１は、中空の軸であり、その内部には、第２入力軸１６１が挿入されている。第２入力軸１６１は、第２アングルノブ１４２と一体に回転するよう、第２アングルノブに固定されている。第１入力軸１５１と第２入力軸１６１とは、別個に回転可能となっている。図示されていないが、第２入力軸１６１の先端にも、第１入力軸１５１の外歯歯車１５１ａと同様の太陽歯車が設けられている。

また、ワイヤ１２３は、その基端部で第１ワイヤ部１２３ａと第２ワイヤ部１２３ｂに分岐し、その夫々が第１プーリ１６２と第２プーリ１６３に係合している。また、ワイヤ１２４もまた、その基端部で第１ワイヤ部１２４ａと第２ワイヤ部１２４ｂに分岐し、その夫々が第１プーリ１６２と第２プーリ１６３に係合している。第１プーリ１６２及び第２プーリ１６３は、第１プーリ１６２が下側（第２アングルノブ１４２に対して遠位となる側）となるように第２入力軸１６１の軸方向に並べられている。

第１プーリ１６２及び第２プーリ１６３には、夫々第１プーリ１５２及び第２プーリ１５３と同様の内歯歯車及び遊星歯車が設けられている。すなわち、第２プーリ１６３の遊星歯車の径は第１プーリ１６２の遊星歯車の径よりも大きく、第２プーリ１６３の内歯歯車の歯数は、第１プーリ１６２の内歯歯車の歯数よりも大きい。第１の状態（図４）では、第１プーリ１６２の遊星歯車と第２入力軸１６１の太陽歯車が係合した状態となり、また、第２の状態（図６）では、第２プーリ１６３の遊星歯車と第２入力軸１６１の太陽歯車が係合した状態となる。第１の状態と第２の状態のいずれにおいても、第２アングルノブ１４２を回転させると、ワイヤ１２３が引き込まれてワイヤ１２４が繰り出される、或いはワイヤ１２３が繰り出されてワイヤ１２４が引き込まれて、挿入管先端部１１０（図３）が湾曲する。そして、第２プーリ１６３の遊星歯車の径が第１プーリ１６２の遊星歯車の径よりも大きいため、第２の状態では、第１の状態よりも第２アングルノブ１４１の回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が小さなものとなる。

以上のように、本実施形態の構成においては、アングルノブの回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が異なる第１の状態と第２の状態とを切り換えることが可能となっている。電子内視鏡装置１の使用者は、内視鏡画像を拡大表示していない状態では、アングルノブ１４１、１４２を押し下げて第１の状態に切り換え、挿入管先端部１１０を素早く湾曲できるようにすることができる。また、内視鏡画像を拡大表示している状態では、電子内視鏡装置１の使用者は、アングルノブ１４１、１４２を引き上げて第２の状態に切り換え、アングルノブを回転させたときの挿入管先端部１１０を湾曲の変化速度を小さくして、注目箇所の画面内での移動速度を小さくすることができる。

以上説明した本発明の第１の実施形態においては、スター形の遊星歯車機構によって、入力軸の回転速度に対する第１プーリの回転速度と、入力軸の回転速度に対する第２プーリの回転速度を夫々異なる速度としている。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、以下に説明する第２の実施形態のように、他の機構を用いて入力軸の回転速度に対する第１プーリの回転速度と、入力軸の回転速度に対する第２プーリの回転速度を夫々異なる速度とする構成としてもよい。

図８は、第１の状態における本実施形態の第１及び第２アングルノブ１４１、１４２の周囲の側面図である。また、図９は、第２の状態における本実施形態の第１及び第２アングルノブ１４１、１４２の周囲の側面図である。図８及び９に示されるように、本実施形態においては、第１の実施形態の第１プーリ１５２、第２プーリ１５３、第１プーリ１６２及び第２プーリ１６３の代わりに、夫々第１プーリ１５２´、第２プーリ１５３´、第１プーリ１６２´及び第２プーリ１６３´が用いられている。他の構成については、本発明の第１の実施形態と同様である。

第１プーリ１５２´及び第２プーリ１５３´には、夫々第１入力軸１５１の外歯車１５１ａと係合する内歯歯車１５２ａ´及び１５３ａ´が形成されている。図８に示す第１の状態では、第１プーリ１５２´の内歯歯車１５２ａ´が第１入力軸１５１の外歯車１５１ａと係合する。また、図９に示す第２の状態では、第２プーリ１５３´の内歯歯車１５３ａ´が第１入力軸１５１の外歯車１５１ａと係合する。従って、第１の状態では、第１アングルルノブ１４１の回転に応じて第１プーリ１５２´が回転し、一方第２の状態では、第１アングルノブ１４１の回転に応じて第２プーリ１５３´が回転する。

図８及び図９に示されるように、第２プーリ１５３´の外径は、第１プーリ１５２´の外径よりも小さくなっている。このため、第２の状態における第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第２プーリ１５３´の周速は、第１の状態における第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第１プーリ１５２´の周速よりも小さなものとなる。すなわち、第２の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対するワイヤ１２１、１２２の移動速度は、第１の状態での第１アングルノブ１４１の回転速度に対するワイヤ１２１、１２２の移動速度よりも小さなものとなる。従って、本実施形態においても、第２の状態では、第１の状態よりも第１アングルノブ１４１の回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が小さなものとなる。

第１プーリ１６２´及び第２プーリ１６３´には、夫々第１プーリ１５２´及び第２プーリ１５３´と同様の内歯歯車が設けられている。第１の状態（図８）では、第１プーリ１６２´の内歯歯車と第２入力軸１６１の外歯車が係合した状態となり、また、第２の状態（図９）では、第２プーリ１６３´の内歯歯車と第２入力軸１６１の外歯車が係合した状態となる。第１の状態と第２の状態のいずれにおいても、第２アングルノブ１４２を回転させると、ワイヤ１２３が引き込まれてワイヤ１２４が繰り出される、或いはワイヤ１２３が繰り出されてワイヤ１２４が引き込まれて、挿入管先端部１１０（図３）が湾曲する。そして、図８及び図９に示されるように、第２プーリ１６３´の外径は、第１プーリ１６２´の外径よりも小さくなっている。従って、第２の状態における第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第２プーリ１６３´の周速は、第１の状態における第１アングルノブ１４１の回転速度に対する第１プーリ１６２´の周速よりも小さなものとなる。第２の状態では、第１の状態よりも第２アングルノブ１４１の回転速度に対する挿入管先端部１１０の湾曲の変化速度が小さなものとなる。

なお、上記の本発明の第１及び第２の実施形態においては、アングルノブを回転軸に沿って移動させことによって、複数のプーリのいずれかに、入力軸に設けられた外歯歯車を係合させるかを切り換えているが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、例えば、内視鏡の操作部にレバーを設け、このレバーを操作することによって入力軸及び外歯歯車を移動させる構成としてもよい。また、入力軸に設けられた外歯歯車を移動させる代わりに、複数のプーリを移動させることによって、複数のプーリのいずれかに、入力軸に設けられた外歯歯車を係合させるかを切り換える構成としてもよい。

また、上記の本発明の第１及び第２の実施形態においては、入力軸に設けられた外歯歯車と係合可能なプーリの数を２とし、アングルノブの回転速度に対する内視鏡の挿入管先端部の湾曲の変化速度を２段階で切り換える構成としている。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、入力軸に設けられた外歯歯車に係合可能なプーリの数を３以上とし、アングルノブの回転速度に対する内視鏡の挿入管先端部の湾曲の変化速度を３段階以上の段数で切り換える構成としてもよい。

また、挿入管先端部の軸方向に直交する２軸に沿って挿入管先端部を駆動させる電子内視鏡においては、それぞれの駆動方向について、第１実施形態若しくは第２実施形態の湾曲機構を設ける。すなわち、第１実施形態若しくは第２実施形態の湾曲機構を２系統設ける。

１ 内視鏡装置
１００ 電子内視鏡
１１０ 挿入管先端部
１１１ａ ズームレンズ
１１３ レンズ駆動手段
１２１〜１２４ ワイヤ
１４１ 第１アングルノブ
１４２ 第２アングルノブ
１５１ 第１入力軸
１５１ａ 外歯歯車
１５２、１５２´ 第１プーリ
１５２ａ、１５２ａ´ 内歯歯車
１５２ｂ 遊星歯車
１５３、１５３´ 第２プーリ
１５３ａ、１５３ａ´ 内歯歯車
１５３ｂ 遊星歯車
１６１ 第２入力軸
１６２、１６２´ 第１プーリ
１６３、１６３´ 第２プーリ
２００ ビデオプロセッサ
２１１ レンズ駆動制御手段
２３０ 方向ベクトル演算手段
２３１ 位置指定部
２３２ 演算部
３００ モニタ

Claims (10)

1. 挿入管先端部に対物光学系及び固体撮像素子が設けられ、該対物光学系によって該固体撮像素子の受光面上に結像された画像を映像信号として出力可能な電子内視鏡であって、
   前記電子内視鏡が、
   前記対物光学系を構成するレンズの少なくとも一部をその光軸方向に移動させて前記固体撮像素子の受光面上に結像される画像の拡大倍率を変更するズーム機構と、
   ワイヤ操作によって前記挿入管先端部を湾曲させる湾曲機構と
   を有し、
   前記湾曲機構は、
   その回転中心軸周りに回転可能なアングルノブと、
   前記挿入管先端部とワイヤを介して連動する複数のプーリと、
   前記複数のプーリのいずれか一つと選択的に係合して、前記アングルノブの回転を選択されたプーリに伝達する回転伝達手段と、
   前記回転伝達手段と前記複数のプーリのいずれか一方を他方に対して移動させることにより、該複数のプーリのいずれか一つと該回転伝達手段との係合を選択的に切り換える切換手段と、
   を有し、
   前記アングルノブの回転角度に対する前記複数のプーリの周方向の移動量は夫々異なるよう構成されている
   ことを特徴とする電子内視鏡。
2. 前記アングルノブが、該アングルノブの回転中心軸に沿った方向に移動可能であり、
   前記切り換え手段が前記アングルノブであり、前記アングルノブの該アングルノブの回転中心軸に沿った方向への移動に伴って、前記回転伝達手段と前記複数のプーリのいずれか一方が他方に対して移動し、該複数のプーリのいずれか一つと該回転伝達手段との係合が選択的に切り換えられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
3. 前記回転伝達手段が、前記アングルノブの回転に従動して回転する駆動側外歯歯車であり、
   前記複数のプーリは、その回転中心軸が前記駆動側外歯歯車の回転中心軸と略一致するよう配列されており、
   前記複数のプーリの夫々には、前記駆動側外歯歯車と係合可能な従動側歯車が設けられており、
   前記アングルノブをその回転中心軸に沿って移動させることにより、前記駆動側外歯歯車を前記複数のプーリのいずれか一つの従動側歯車に係合させることを特徴とする請求項２に記載の電子内視鏡。
4. 前記複数のプーリの従動側歯車は、該複数のプーリに設けられた内歯歯車と係合すると共に、前記駆動側外歯歯車と係合したときに該駆動側外歯歯車の周りを公転しないよう保持された外歯歯車であり、
   前記複数のプーリの内歯歯車の歯数は、夫々異なることを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
5. 前記複数のプーリの従動側歯車は、前記駆動側外歯歯車と係合可能な内歯歯車であり、
   前記複数のプーリの外径が、夫々異なる
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子内視鏡。
6. 前記湾曲機構が、前記アングルノブの回転中心軸に沿って該アングルノブと一体に設けられた入力軸を有し、
   前記駆動側外歯歯車は、前記入力軸に固定されており、
   前記アングルノブを該アングルノブの回転中心軸に沿って移動させると、前記駆動側外歯歯車が前記複数のプーリに対して移動し、該複数のプーリのいずれか一つと該駆動側外歯歯車との係合が選択的に切り換えられる
   ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
7. 前記電子内視鏡は、前記湾曲機構を２系統有し、２つの前記アングルノブを操作することによって前記挿入管先端部を任意の方向に湾曲可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電子内視鏡。
8. 請求項７に記載の電子内視鏡と、前記電子内視鏡から出力される映像信号を処理して、前記固体撮像素子の受光面上に結像された画像をモニタ上に表示させるビデオプロセッサとを有する電子内視鏡装置であって、
   前記ビデオプロセッサが、
   前記モニタに表示されている画像の特定部分がモニタ上でどこに移動したかを画像処理によって演算するための方向ベクトル演算手段と、
   前記方向ベクトル演算手段の演算結果に基づいて前記特定部分の移動方向を示すベクトルをモニタに表示させるベクトル表示手段と
   を有することを特徴とする電子内視鏡装置。
9. 前記方向ベクトル演算手段は、前記モニタに表示されている画像に含まれる特定部分を指定するための位置指定部を有することを特徴とする請求項８に記載の電子内視鏡装置。
10. 前記方向ベクトル演算手段は、前記固体撮像素子によって撮像された画像を複数フレームに亙って保存するメモリを有し、
    前記方向ベクトル演算手段は、画像処理によって前記メモリに記憶された各フレームの画像から前記特定部分を抽出し、連続する所定枚数のフレーム内で該特定部分がどのように移動したのかを追跡し、該特定部分の画面上での移動方向及び移動距離を演算する
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の電子内視鏡装置。
    

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