JP2014032363A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターニングツールを用いずに、簡単な操作でブレードを滑らかに回転させることができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置１は、内視鏡２と、内視鏡２に対する制御を行うコントローラ３と、コントローラ３を介して内視鏡２に圧縮空気を供給するエアーポンプ４と、圧縮空気の供給を調整する電磁弁１８及び１９とを備える。内視鏡２は、ブレードＢを撮像するＣＣＤ１３と、エアーポンプ４から供給された圧縮空気をブレードＢに噴射する順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５とを備えた挿入部５を有する。コントローラ３は、電磁弁１８及び１９を制御することによって順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５から噴射される圧縮空気の量を制御し、ブレードＢを回転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内視鏡装置に関する。

従来、ジェットエンジン等のブレードを検査する際に、内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡装置を用いてジェットエンジンの検査を行う場合には、検査対象のブレードが取り付けられているロータを回転させるために、ターニングツールと呼ばれるモータをジェットエンジンのスタータの軸に固定してロータを回転させていた（例えば、特許文献１参照）。

また、３軸式のジェットエンジン（以下、３軸エンジンという）の検査を行う場合には、低圧軸と高圧軸については他のエンジン同様に外部からターニングツールを用いて回転させることができる。ところが、中圧軸についてはターニングツールを用いて回転させる構造が設けられておらず、中圧軸を回転させるためには、例えば、検査者がエンジンの前側から木の棒等を用いて、中圧軸の一番前のブレードを押して回転させていた。

特開２００７−１６３７２３号公報

しかしながら、従来の内視鏡装置を用いてジェットエンジン等の検査を行う場合、ターニングツールをエンジンに取り付ける作業が必要であり、このターニングツールの取り付け作業に時間がかかっていた。

また、３軸エンジンの検査を行う場合には、中圧軸を外から回転させるために検査者が木の棒を用いてブレードを押していたので、滑らかに一定の回転速度でブレードを回転させることができず、検査を自動化することができなかった。

そこで、本発明は、ターニングツールを用いずに、簡単な操作でブレードを滑らかに回転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。

本発明の一態様の内視鏡装置は、内視鏡と、前記内視鏡に対する制御を行うコントローラと、前記コントローラを介して前記内視鏡に圧縮流体を供給する圧縮流体源と、前記圧縮流体の供給を調整するための圧縮流体制御手段とを備えた内視鏡装置であって、前記内視鏡は、検査対象を撮像する撮像部と、前記圧縮流体源から供給された前記圧縮流体を前記検査対象に噴射する吹き出し口とを備えた挿入部を有し、前記コントローラは、前記圧縮流体制御手段を制御することによって前記吹き出し口から噴射される前記圧縮流体の量を制御し、前記検査対象を回転させる。

本発明の内視鏡装置によれば、ターニングツールを用いずに、簡単な操作でブレードを滑らかに回転させることができる。

第１の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 ジェットエンジン９内に挿入部５を挿入した際の外観を示す図である。 内視鏡２の詳細な構成を示す図である。 コントローラ３の詳細な構成を示す図である。 内視鏡２及びコントローラ３の機能ブロックを示す図である。 内視鏡装置１の動作について説明するためのフローチャートである。 ＣＣＤ１３の画像から回転角速度を検出する処理について説明するための図である。 第２の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。 内視鏡２ａの構成を説明するための図である。 内視鏡装置１ａの動作について説明するためのフローチャートである。

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。
（第１の実施の形態）

まず、図１を用いて、本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の構成について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。

図１に示すように、内視鏡装置１は、被検体の内視鏡検査を行うための側視型の内視鏡２と、内視鏡２に対する各種制御を行うコントローラ３と、コントローラ３を介して内視鏡２に圧縮空気を供給する圧縮流体源としてのエアーポンプ４とを有して構成されている。なお、本実施形態では圧縮流体として圧縮空気（空気、不活性ガス等）を例としているが、水や海水等の流体を圧縮流体として用いてもよい。

内視鏡２は、被検体内に挿入される細長の挿入部５と、挿入部５の基端側に設けられたハンドル部６とを有して構成されている。この内視鏡２のハンドル部６とコントローラ３とは、接続ケーブル７を介して接続されている。

また、コントローラ３とエアーポンプ４とは、エアーチューブ８により接続されている。エアーポンプ４からの圧縮空気は、エアーチューブ８を介してコントローラ３に供給される。コントローラ３に供給された圧縮空気は、後述するコントローラ３内のエアー配管３２（図４参照）及び接続ケーブル７内のエアーチューブ２６（図３参照）を介して、内視鏡２のハンドル部６に供給される。内視鏡２は、供給された圧縮空気を後述する圧縮流体制御手段としての電磁弁１８及び１９（図３参照）で制御し、ジェットエンジン９のブレードＢに噴射する。

ジェットエンジン９には、ブレード検査用の複数、ここでは６つのアクセスポート１０ａ〜１０ｆが設けられている。これらのアクセスポート１０ａ〜１０ｆに内視鏡２の挿入部５が挿入され固定される。なお、図１では、アクセスポート１０ａに内視鏡２の挿入部５が挿入され固定されている例を示している。

図２は、ジェットエンジン９内に挿入部５を挿入した際の外観を示す図である。

被検体であるジェットエンジン９内には検査対象であるブレードＢが設けられており、内視鏡２の細長の挿入部５は、ブレード検査用のアクセスポート１０ａからブレードＢに対峙するように挿入され固定される。後述するが、エアーポンプ４からの圧縮空気が挿入部５の先端から吹き出すように構成されており、ブレードＢを所定の回転速度で回転させる。

ここで、内視鏡２の詳細な構成について、図３を用いて説明する。図３は、内視鏡２の詳細な構成を示す図である。

図３に示すように、挿入部５の先端には、照明用のＬＥＤ１１が観察対象である横方向のブレードＢに向けて設けられている。また、挿入部５の先端には、ＬＥＤ１１により照明された観察対象光学像を結ぶ、複数の対物レンズにより構成される対物光学系１２が設けられている。

さらに、挿入部５の先端には、対物光学系１２の結像位置に撮像素子として例えば電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）１３が設けられ、対物光学系１２を介して横方向にあるブレードＢの画像を得られるようになっている。

また、挿入部５の先端には、圧縮空気を２方向に吹き出すための吹き出し口である順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５が設けられている。順方向ノズル１４は、ジェットエンジン９の後向きに圧縮空気が吹き出されるように設けられ、逆方向ノズル１５は、ジェットエンジン９の前向きに圧縮空気が吹き出されるように設けられている。より具体的には、順方向ノズル１４からは、ブレードＢの回転速度が上がる方向に圧縮空気を吹き出され、逆方向ノズル１５からは、ブレードＢの回転速度が下がる方向に圧縮空気を吹き出される。

なお、本実施の形態では、圧縮空気を２方向に吹き出すための順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５を設ける構成であるが、圧縮空気を１方向に吹き出すための順方向ノズル１４だけを設ける構成であってもよい。すなわち、ブレードＢの回転速度を上げる際には、順方向ノズル１４から圧縮空気を吹き出し、ブレードＢの回転速度を下げる際には、順方向ノズル１４から圧縮空気を吹き出すのを止めて、ブレードＢの回転速度を自然に下げるようにする。

順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５には、それぞれエアーチューブ１６及び１７が接続されており、エアーチューブ１６及び１７は、それぞれ電磁弁１８及び１９に接続されている。そして、電磁弁１８及び１９には、内視鏡２のコネクタ２０からの圧縮空気が供給される。

電磁弁１８及び１９は、制御通信回路２１からの制御信号により開閉するようになっている。すなわち、電磁弁１８、電磁弁１９及び制御通信回路２１が、順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５から吹き出される圧縮空気の量を調整し、検査対象のブレードＢの回転速度が所定の速度となるように制御する回転速度制御部を構成する。

また、内視鏡２内には、ＬＥＤ照明電源回路２２及びＣＣＤ制御回路２３が設けられており、これらのＬＥＤ照明電源回路２２及びＣＣＤ制御回路２３は、制御通信回路２１に接続されている。ＬＥＤ照明電源回路２２は、制御通信回路２１からの制御信号によりＬＥＤ１１に電源を供給する。また、ＣＣＤ制御回路２３は、制御通信回路２１からの制御信号によりＣＣＤ１３の制御を行う。さらに、ＣＣＤ制御回路２３は、ＣＣＤ１３で撮像された撮像信号に所定の映像処理を施して映像信号を得る。この映像信号は、制御通信回路２１を介して、後述するコントローラ３内の制御回路３３（図４参照）に送信される。

内視鏡２のコネクタ２０には、接続ケーブル７が接続され、コントローラ３と接続される。接続ケーブル７内には、通信用の電線２４、電源用の電線２５及びエアーチューブ２６が内蔵されている。通信用の電線２４及び電源の電線２５は、制御通信回路２１に接続され、エアーチューブ２６は、電磁弁１８及び１９に接続される。

次にコントローラ３の詳細な構成について、図４を用いて説明する。図４は、コントローラ３の詳細な構成を示す図である。

コントローラ３は、コネクタ３０及び３１を備えており、内視鏡２からの接続ケーブル７がコネクタ３０を介して接続され、エアーポンプ４からのエアーチューブ８がコネクタ３１に接続される。

コントローラ３内部には、コネクタ３０とコネクタ３１との間にエアー配管３２が設けられている。エアーポンプ４からのエアーチューブ８がコントローラ３に接続されると、エアーポンプ４からの圧縮空気がコントローラ３内部のエアー配管３２を介してコネクタ３０に供給される。これにより、エアーポンプ４からの圧縮空気は、コネクタ３０に接続された接続ケーブル７内のエアーチューブ２６を介して、内視鏡２のコネクタ２０に供給される。

また、コントローラ３内には制御回路３３が設けられており、内視鏡２からの通信用の電線、電源用の電線が接続されている。また、コントローラ３には、表示部３４が設けられており、ＣＣＤ１３からの画像や各種情報を表示することができる。

図５は、内視鏡２及びコントローラ３の機能ブロックを示す図である。

ＣＣＤ１３は、ＣＣＤ制御回路２３に接続されている。また、ＬＥＤ１１は、ＬＥＤ照明電源回路２２に接続されている。ＣＣＤ制御回路２３、ＬＥＤ照明電源回路２２、２つの電磁弁１８及び１９は、制御通信回路２１に接続されている。

内視鏡２の制御通信回路２１は、例えばイーサネット（登録商標）等の通信規格の通信ラインを介してコントローラ３の制御回路３３に接続されている。この通信ラインには、上述した通信用の電線２４及び電源の電線２５が含まれる。

制御回路３３には、この通信ラインを介して内視鏡２からブレードＢを撮像して得られた映像信号（ブレードＢの画像）が入力される。回転速度検出部を構成する制御回路３３は、詳細は図７を用いて説明するが、検査対象であるブレードＢの画像からブレードＢの回転速度を検出する。

また、制御回路３３には、図４では省略しているが、表示回路３５、電源回路３６及び記憶装置３７が接続されている。また、電源回路３６には、電池３８が接続されている。

表示回路３５は、制御回路３３からの制御信号に基づき、ＣＣＤ１３からの画像や各種情報を表示部３４に表示する。電源回路３６は、電池３８からの電源を適正な電圧にして、制御回路３３に供給する。制御回路３３に供給された電源は、接続ケーブル７の電源用の電線２５を介して内視鏡２に供給される。なお、電池３８に限定されることなく、例えば、外部電源等を用いて、電源回路３６に電源を供給するようにしてもよい。記憶装置３７は、ＣＣＤ１３からの画像やデータ等の情報を記憶する。

次に、このように構成された内視鏡装置１の動作について説明する。図６は、内視鏡装置１の動作について説明するためのフローチャートである。

まず、制御通信回路２１が電磁弁１８を開けるように制御し、順方向ノズル１４からエアー（圧縮空気）をブレードＢに噴射する（ステップＳ１）。このステップＳ１に処理で噴射されたエアーによりブレードＢが回転を始める。次に、ブレードＢの回転角速度をＣＣＤ１３の画像から検出する（ステップＳ２）。このステップＳ２の処理では、ＣＣＤ１３が撮像してＣＣＤ制御回路２３で変換された映像信号が制御回路３３に送信され、制御回路３３が送信されたブレードＢの画像から回転角速度を検出する。

ここで、ＣＣＤ１３の画像から回転角速度を検出する処理について、図７を用いて説明する。図７は、ＣＣＤ１３の画像から回転角速度を検出する処理について説明するための図である。

まず、ある時刻のブレードＢの画像において、制御回路３３がブレードＢの縁の線４１を画像処理で抽出する。次に、Δｔ秒後の同じブレードＢの画像において、制御回路３３がΔｔ秒後のブレードＢの縁の線４２を画像処理で抽出する。次に、制御回路３３がブレードＢの２枚の画像、より具体的には、抽出したブレードＢの縁の２つの線４１及び４２から、ブレードＢの回転角度Δθを検出する。そして、制御回路３３がΔθ／Δｔを算出することで、回転角速度を検出する。

図６に戻り、このように検出されたブレードＢの回転角速度に基づき、ブレードＢの回転が遅いか否かが判定される（ステップＳ３）。より具体的には、制御回路３３がブレードＢの回転速度が所定の速度より遅いか否かを判定する。ブレードＢの回転が遅いと判定された場合、ＹＥＳとなり、制御通信回路２１が電磁弁１８を開けるように制御し、順方向ノズル１４からエアーを噴射し（ステップＳ４）、ステップＳ２に戻り同様の処理を繰り返す。既に電磁弁１８が開いていた場合にはその状態が維持される。

一方、ブレードＢの回転が遅くないと判定された場合、ＮＯとなり、ブレードＢの回転が速いか否かが判定される（ステップＳ５）。より具体的には、制御回路３３がブレードＢの回転速度が所定の速度より速いか否かを判定する。ブレードＢの回転が速いと判定された場合、ＹＥＳとなり、制御通信回路２１が電磁弁１９を開けるように制御し、逆方向ノズル１５からエアーを噴射し（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻り同様の処理を繰り返す。既に電磁弁１９が開いていた場合にはその状態が維持される。

一方、ブレードＢの回転が速くないと判定された場合、ＮＯとなり、制御通信回路２１が電磁弁１８及び１９を閉じるように制御し、順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５からエアーの噴射を止めて（ステップＳ７）、ステップＳ２に戻り同様の処理を繰り返す。既に電磁弁１８及び１９が閉じていた場合にはその状態が維持される。以上の処理から、ブレードＢの回転速度が所定の速度、すなわち、ある一定の速度になるように制御される。

制御回路３３は、ブレードＢの回転速度が所定の速度となると、内視鏡２からの映像信号をブレードＢの画像データとして記憶装置３７に記憶する。また、制御回路３３は、内視鏡２からの映像信号を表示回路３５を介して表示部３４に表示する。

以上のように、内視鏡装置１は、順方向ノズル１４及び逆方向ノズル１５から噴射される圧縮空気を電磁弁１８及び１９により制御することで、ターニングツールを用いずにブレードＢの回転速度を所定の速度に保つことができる。

よって、本実施の形態の内視鏡装置によれば、ターニングツールを用いずに、簡単な操作でブレードを滑らかに回転させることができる。
（第２の実施の形態）

次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、複数の内視鏡を用いて複数のブレードを検査することができる内視鏡装置について説明する。

図８は、第２の実施の形態に係る内視鏡装置の構成を示す図である。なお、図８において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、内視鏡装置１ａは、複数、ここでは６つの内視鏡２ａ〜２ｆが接続ケーブル７を介して接続されて構成されている。そして、内視鏡２ａは、接続ケーブル７を介してコントローラ３に接続されて構成されている。これらの内視鏡２ａ〜２ｆの挿入部５は、例えば図１のアクセスポート１０ａ〜１０ｆに挿入され固定される。

ジェットエンジン９は、例えば２軸式のエンジンであり、高圧軸５１及び低圧軸５２を備えている。高圧軸５１には、ブレードＢ１、Ｂ２及びＢ３が設けられ、低圧軸５２には、ブレードＢ４、Ｂ５及びＢ６が設けられている。そして、内視鏡２ａ〜２ｆがそれぞれブレードＢ１〜Ｂ６の画像を撮像するようになっている。

各内視鏡２ａ〜２ｆを接続する接続ケーブル７は、図示を省略しているが、第１の実施の形態と同様に、通信用の電線２４、電源用の電線２５及びエアーチューブ２６が内蔵されている。例えば、内視鏡２ｆで撮像されたブレードＢ６の画像は、各接続ケーブル７内の通信用の電線２４を介してコントローラ３に送信される。また、コントローラ３からの電源は、各接続ケーブル７内の電源用の電線２５を介して各内視鏡２ａ〜２ｆに送られる。さらに、エアーポンプ４からの圧縮空気は、各接続ケーブル７内のエアーチューブ２６を介して各内視鏡２ａ〜２ｆに送られる。

ここで、内視鏡２ａの構成について説明する。図９は、内視鏡２ａの構成を説明するための図である。

図９に示すように、内視鏡２ａは、挿入部５及びハンドル部６を有し、このハンドル部６に２つのコネクタ２０ａ及び２０ｂを備えて構成されている。例えば、コネクタ２０ａには、コントローラ３からの接続ケーブル７が接続され、コネクタ２０ｂには、内視鏡２ｂからの接続ケーブル７が接続される。その他の構成は、第１の実施の形態の図３の内視鏡２と同様である。

なお、内視鏡２ｂ〜２ｆの構成は内視鏡２ａと同一である。例えば、内視鏡２ｂのコネクタ２０ａは、接続ケーブル７を介して内視鏡２ａに接続され、内視鏡２ｂのコネクタ２０ｂは、接続ケーブル７を介して内視鏡２ｃに接続される。

次に、このように構成された内視鏡装置１ａの動作について説明する。図１０は、内視鏡装置１ａの動作について説明するためのフローチャートである。

まず、各内視鏡２ａ〜２ｆの制御通信回路２１が各内視鏡２ａ〜２ｆの電磁弁１８を開けるように制御し、各内視鏡２ａ〜２ｆの順方向ノズル１４からエアーを一斉にブレードＢ１〜Ｂ６に噴射する（ステップＳ１１）。次に、コントローラ３の制御回路３３が各内視鏡２ａ〜２ｆの画像から、各内視鏡２ａ〜２ｆ毎にブレードＢ１〜Ｂ６の回転方向と回転速度を検出する（ステップＳ１２）。

次に、コントローラ３の制御回路３３がブレードＢ１〜Ｂ６ごとの回転方向及び回転速度を比較し、回転方向及び回転速度が同じ内視鏡をセットにする（ステップＳ１３）。例えば、本実施の形態では、高圧軸５１のブレードＢ１〜Ｂ３の回転方向及び回転速度が同じになるため、内視鏡２ａ〜２ｃがセットになる。同様に、低圧軸５２のブレードＢ４〜Ｂ６の回転方向及び回転速度が同じになるため、内視鏡２ｄ〜２ｆがセットになる。そして、それぞれのセット毎に、第１の実施の形態と同じ方法でブレードＢ１〜Ｂ６の回転角速度が所定の速度となるように制御し（ステップＳ１４）、処理を終了する。

より具体的には、このステップＳ１４では、セットになっている内視鏡２ａ〜２ｃについて、図６の処理（ステップＳ１〜Ｓ７）を行い、高圧軸５１のブレードＢ１〜Ｂ３の回転速度が所定の速度となるように制御する。さらに、セットになっている内視鏡２ｄ〜２ｆについて、図６の処理（ステップＳ１〜Ｓ７）を行い、低圧軸５２のブレードＢ４〜Ｂ６の回転速度が所定の速度となるように制御する。

高圧軸５１のブレードＢ１〜Ｂ３と低圧軸のブレードＢ４〜Ｂ６とでは、回転速度を所定の速度にする際のエアーの噴射量が異なる。そこで、高圧軸５１のブレードＢ１〜Ｂ３を検査する内視鏡２ａ〜２ｃと、低圧軸５２のブレードＢ４〜Ｂ６を検査する内視鏡２ｄ〜２ｆとをそれぞれセットにし、各セット毎に図６の処理を行うようにしている。この結果、内視鏡装置１ａは、高圧軸５１のブレードＢ１〜Ｂ３及び低圧軸５２のブレードＢ４〜Ｂ６の回転速度を所定の速度になるように制御することができる。なお、本実施の形態では、２軸式のジェットエンジン９について説明したが、３軸式のジェットエンジンにおいても同様の処理を行うことで、高圧軸、中圧軸及び低圧軸のブレードの回転速度を所定の速度となるように制御することができる。

よって、本実施の形態の内視鏡装置１ａによれば、第１の実施の形態と同様に、ターニングツールを用いずに、簡単な操作でブレードを滑らかに回転させることができるとともに、複数のブレードＢ１〜Ｂ６を同時に検査することができるので、第１の実施の形態に比べ、検査効率を向上させることができる。

なお、本明細書におけるフローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。

本発明は、上述した実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、順方向ノズル１４や逆方向ノズル１５は、それぞれ１つの内視鏡２に対して複数設けてもよい。

１，１ａ…内視鏡装置、２，２ａ〜２ｆ…内視鏡、３…コントローラ、４…エアーポンプ、５…挿入部、６…ハンドル部、７…接続ケーブル、８，１６，１７，２６…エアーチューブ、９…ジェットエンジン、１０ａ〜１０ｆ…アクセスポート、１１…ＬＥＤ、１２…対物光学系、１３…ＣＣＤ、１４…順方向ノズル、１５…逆方向ノズル、１８，１９…電磁弁、２０，２０ａ，２０ｂ，３０，３１…コネクタ、２１…制御通信回路、２２…ＬＥＤ照明電源回路、２３…ＣＣＤ制御回路、２４，２５…電線、３２…エアー配管、３３…制御回路、３４…表示部、３５…表示回路、３６…電源回路、３７…記憶装置、３８…電池、５１…高圧軸、５２…低圧軸。

Claims (3)

1. 内視鏡と、前記内視鏡に対する制御を行うコントローラと、前記コントローラを介して前記内視鏡に圧縮流体を供給する圧縮流体源と、前記圧縮流体の供給を調整するための圧縮流体制御手段とを備えた内視鏡装置であって、
   前記内視鏡は、検査対象を撮像する撮像部と、前記圧縮流体源から供給された前記圧縮流体を前記検査対象に噴射する吹き出し口とを備えた挿入部を有し、
   前記コントローラは、前記圧縮流体制御手段を制御することによって前記吹き出し口から噴射される前記圧縮流体の量を制御し、前記検査対象を回転させることを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記コントローラは、前記撮像部で撮像された前記検査対象の画像から前記検査対象の回転速度を検出する回転速度検出部を有し、
   前記内視鏡は、前記検査対象に噴射する前記圧縮流体の量を制御し、前記検査対象の回転速度を所定の速度となるように制御する回転速度制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記内視鏡を複数接続し、前記複数の内視鏡の挿入部に設けられた前記吹き出し口から複数の検査対象に前記圧縮流体を噴射し、
   前記複数の内視鏡の回転速度制御部は、前記複数の検査対象に噴射する前記圧縮流体の量を制御し、前記複数の検査対象の回転速度を所定の速度となるように制御することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。

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