JP3181703B2 - 電動湾曲式内視鏡装置 - Google Patents

電動湾曲式内視鏡装置

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JP3181703B2
JP3181703B2 JP20923092A JP20923092A JP3181703B2 JP 3181703 B2 JP3181703 B2 JP 3181703B2 JP 20923092 A JP20923092 A JP 20923092A JP 20923092 A JP20923092 A JP 20923092A JP 3181703 B2 JP3181703 B2 JP 3181703B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動により内視鏡の湾
曲部を湾曲させる電動湾曲式内視鏡装置の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、体腔内に細長な挿入部を挿入する
ことにより、体腔内の臓器を観察したり、必要に応じ、
処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治
療処置のできる内視鏡が広く用いられている。
【0003】また、ボイラー・ガスタービンエンジン・
化学プラント等の配管・自動車エンジンのボディ等の内
部の傷や腐蝕等の観察や検査等に、工業用内視鏡が広く
利用されている。
【0004】こうした内視鏡は、一般に先端部側の湾曲
部を湾曲させる機構を有し、かつ、この湾曲機構を駆動
するためにモータ等の電動式の駆動手段を設けている。
この様な電動湾曲式内視鏡は、内視鏡及びこの内視鏡の
湾曲を制御するための湾曲制御装置、光源装置などと組
合わせられて電動湾曲式内視鏡装置を構成し、また、使
用されている。
【0005】電動湾曲式内視鏡装置は、その操作性を向
上させるため特開平1−317423号公報、特開昭5
8−78635号公報、特公昭63−59329号公
報、及び特開昭58−69523号公報に示すように、
湾曲速度を湾曲操作スイッチの操作時間、操作量、操作
力量等によって制御する制御手段を湾曲制御装置に有す
るものが開示されている。
【0006】また、特願昭62−258279号明細書
に記載された装置では、内視鏡操作部に設けたスイッチ
により、湾曲部の操作を行なうようになっている。スイ
ッチは、把持する手の親指側に配置されているが、親指
に近い側が下方湾曲、遠い側が上方湾曲となっている。
【0007】前記内視鏡操作部を操作者の前方にして、
挿入部が鉛直下方に持つことが多く、このように把持し
た場合スイッチの上方、下方、右方、左方は、モニタの
上方、下方、右方、左方と一致し、違和感無く操作で
き、操作性が良いと考えられていた。
【0008】しかしながら、内視鏡の操作手技を考える
と、上方湾曲をかけることが圧倒的に多い。特願昭62
−25879号公報に記載の装置では、上方湾曲をかけ
る場合には、親指を伸ばす方向に移動させて操作しなけ
ればならない。人間工学的に親指を伸ばす方向の運動は
やりにくく、この操作を多用すると操作者の疲労が増し
てしまうので、改良する余地がある。
【0009】そこで、本出願人は、特願平3−3289
99号明細書において、操作者の疲労感という観点か
ら、操作を多用する上湾曲に対応するスイッチを操作し
易い下方向、つまり親指に近い位置に配置したスイッチ
を有する内視鏡装置を提案している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、モニ
タ観察像の動き方向(湾曲方向)と、スイッチの配置と
が対応した装置では、対応に違和感はないが、長時間検
査すると上方湾曲の多用により、操作者の疲労感が大き
い。
【0011】一方、スイッチの配置を逆転した装置で
は、疲労感は防止できるが、像の動き方向とスイッチの
配置との対応に違和感を感じる。
【0012】前記二つの湾曲操作機能は一長一短であ
り、いずれを重視するかの選択は、術者によって異な
り、つまり操作者の熟練度、あるいは好みによって異な
る。
【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、例えば人間工学を考慮して疲労感の少ない湾曲操作
を可能にしたり、あるいは、スイッチの配置と湾曲方向
及びモニタ像の動き方向との対応に違和感を無くすよう
にしたり、操作者の要望に応じて湾曲操作機能の選択が
できる電動湾曲式内視鏡装置を提供することを目的とす
る。
【0014】
【発明を解決するための手段】本発明の電動湾曲式内視
鏡装置は、被検体に挿入可能な挿入部に、複数の湾曲方
向に湾曲可能な湾曲部を設けていると共に、前記挿入部
に連結している操作部を有する内視鏡と、前記湾曲部を
湾曲させる湾曲駆動手段と、前記湾曲部を複数の湾曲方
向へそれぞれ湾曲動作させるための複数の指示を前記湾
曲駆動手段へ与える湾曲指示入力手段とを備えている。
前記湾曲指示入力手段は、前記内視鏡操作部を把持した
際、内視鏡操作者の手の親指近傍に位置するように、前
記操作部に配置している。前記電動湾曲式内視鏡装置に
は、前記湾曲指示入力手段の複数の湾曲方向の指示と前
記湾曲部の複数の湾曲方向との対応を切り換える切換え
手段を設けている。
【0015】
【作用】本発明は、前記切換え手段により、操作者の使
いやすいように、前記湾曲指示入力手段の複数の湾曲方
向の指示と前記湾曲部の複数の湾曲方向との対応を切り
換えることができる。
【0016】その一方、前記切換え手段により、湾曲指
示入力手段の複数の湾曲方向の指示と、複数の湾曲方向
及び内視鏡像の動く方向とを対応付けるように切り換え
れば、この対応付けにより操作者は違和感なく操作でき
る。
【0017】その一方、前記切換え手段により、湾曲指
示入力手段の複数の指示と、複数の湾曲方向及び内視鏡
像の動く方向とを対応づけるように切換えれば、この対
応付けにより操作者は違和感無く操作できる。
【0018】
【実施例】以下、図を参照して、本発明の実施例につい
て説明する。図1ないし図4は本発明の一実施例に係
り、図1は操作部に設けた湾曲用スイッチ、及び切換え
スイッチの配置と使用説明図、図2は湾曲操作スイッチ
の断面図、図3は電動湾曲式内視鏡装置の湾曲機構及び
電気的なブロック図、図4は電動湾曲式内視鏡装置の全
体的な構成図である。
【0019】図4に示す電動湾曲式内視鏡装置1は、C
CD等の固体撮像素子を内設した電子式の電動湾曲式内
視鏡2と、この電子式の電動湾曲式内視鏡2に照明光を
供給する光源装置3と、後述する固体撮像素子を駆動
し、この固体撮像素子からの撮像信号を映像信号に変換
するビデオプロセッサ(以下、VPと略記する)4と、
VP4からの映像信号を写し出すモニタ5と、電子式の
電動湾曲式内視鏡2の後述する湾曲部10の湾曲を制御
する湾曲用モータ制御装置6とから構成されている。
【0020】電子式の電動湾曲式内視鏡2は、太径の操
作部7と、この操作部7に連結され被検体に挿入可能に
細長に形成された挿入部8が設けられている。この挿入
部8は、操作部7側から順に可撓管部9、湾曲部10、
及び先端構成部11が連結されている。湾曲部10は、
内部に、複数の湾曲駒を連結して、上下、左右方向に湾
曲可能に構成されている図示しない湾曲管を設けてい
る。
【0021】前記操作部7の側面は、内視鏡挿入/抜去
あるいは、湾曲操作等の際に、操作者が、内視鏡を把持
して支える把持部20となっている。また、前記操作部
7の一側面上部からは、途中で二股に分岐するユニバー
サルコード12が連結されている。このユニバーサルコ
ード12の一方の端部には、湾曲用モータ制御装置6に
着脱自在に接続されるモータ制御装置用コネクタ13
が、また他方の端部には、光源装置3に着脱自在に接続
されるライトガイドコネクタ14が、それぞれ設けられ
ている。そして、前記ライトガイドコネクタ14には、
側部からビデオ制御用コード15が延出され、このビデ
オ制御用コード15の端部には、前記VP4に着脱自在
に接続されるビデオプロセッサ(VP)用コネクタ16
が設けられている。
【0022】また、前記操作部7には、前記先端構成部
11前面に設けられた図示しない観察窓を洗浄を指示す
る送気・送水ボタン17と、体液等の吸引を指示する吸
引ボタン18とが設けられている。送気・送水ボタン1
7を操作することにより、先端構成部11前面に設けら
れた図示しないノズルから、送気あるいは送水がなされ
るようになっている。また、吸引ボタン18を操作する
ことにより、電子式の電動湾曲式内視鏡2内に配設され
た図示しない吸引チャンネル(処置具挿通用チャンネ
ル)から、吸引がなされるようになっている。
【0023】さらに、前記操作部7には、図1、図3及
び図4に示すように、湾曲指示入力手段としての湾曲操
作スイッチ部19が設けてある。この湾曲操作スイッチ
部19は、図1及び図3に示すように、前記湾曲部10
を上・下・左・右、4方向に湾曲させる指示を出せるよ
うに、上湾曲用スイッチU、下湾曲用スイッチD、左湾
曲用スイッチL、及び右湾曲用スイッチRの四つのスイ
ッチから構成されている。各スイッチL,R,U,D
は、図1に示すように、十字型をした湾曲操作スイッチ
部19の四つの腕に、それぞれ配置されている。
【0024】ここで、一般に、内視鏡は、操作部7を
上、かつ操作者手元側にし、挿入部8を下向きにして、
挿入/抜去、あるいは湾曲操作など各種操作を行う場合
が多い。従って、本実施例では、前記湾曲操作スイッチ
部19は、図1に示すように、挿入部8を鉛直下方に向
けた場合、操作部7の上部、かつ操作者に対向する面に
配置している。
【0025】また、図1に示すように、前記湾曲操作ス
イッチ部19における4つのスイッチU,D,L,Rの
表示は、把持部20に近い側が上方湾曲用スイッチU、
把持部20から遠い側が下方湾曲用スイッチD、ユニバ
ーサルコード12突出側が左方湾曲用スイッチL、その
反対側が右方湾曲用スイッチRと配置されている。
【0026】前記機能表示は、操作者が把持する把持部
20に対し、操作者が把持した際、操作者の手の親指の
近傍に位置し、親指で、この湾曲操作スイッチ部19の
操作ができることを考慮している。
【0027】しかし、その一方で、操作者の熟練度や好
みに対応するため、前記操作部7には、その手元側端面
に、図1に示すように、切換え手段としての切換えスイ
ッチ61が配置されている。切換えスイッチ61は、前
記湾曲操作スイッチ部19の各スイッチの配置、例えば
U(上湾曲),D(下湾曲)の機能を切換えるものであ
る。
【0028】尚、前記スイッチU,Dの表示は、逆であ
っても良い。また、スイッチU,Dに関しては、機能が
切り替わるので、表示はU,D等の文字に代えて、三角
印等他のマークでも良い。あるいは、切換えスイッチ6
1の切り替わりと共に、“U”,“D”の文字の発光が
切り替わるようにしても良い。表示が同時に切り替わる
場合には、術者にとってはスイッチの選択を逐次認識し
ておく必要も無く、誤操作の危険性も少なくできる。
【0029】前記湾曲操作スイッチ部19の構造を図2
を用いて説明する。尚、図2には、4つのスイッチのう
ち、一つのみの断面を示している。四つのスイッチは、
同一構造をしているので、他の詳細は省略する。
【0030】前記湾曲操作スイッチ部19の表面は、柔
軟なエラストマーよりなるカバー41で覆われている。
カバー41は、各スイッチの中央を頂点とする凸部41
aを有し、4つのスイッチを一体的に覆っている。ま
た、カバー41は、前記操作部7のケーシング42と
は、水密的に接着されている。カバー41の凸部41a
の下方には、柱状体41bが突起して設けられ、ケーシ
ング42に設けた貫通孔42a内に納まっている。前記
ケーシング42の下方には、電気的配線パターンを配し
た基板44が固定されている。この基板44には、スイ
ッチ接点45aとスイッチ接点45bとが離間して、ス
ルーホール・パターンで形成されている。
【0031】前記柱状体41bと基板44の間には、中
央に円形の凸部46aを有する板バネ46が配置されて
いる。この板バネ46の一端は、前記スイッチ接点45
bが接触する一方、板バネ46の凸部46aの真下(図
中)方向に、前記スイッチ接点45aが位置している。
また、前記スイッチ接点45a,45bには、信号線4
7,47が接続され、この信号線47,47は、前記ユ
ニバールケーブル12を介して、前記湾曲モータ制御装
置6へ接続されている。
【0032】前記カバー41の凸部41aを押すと、柱
状体41bが板バネ46を押し、この板バネ46の凸部
46aが変形し、スイッチ接点45aとスイッチ接点4
5bとを導通させるようになっている。
【0033】尚、前記湾曲操作スイッチ部19は、フラ
ット型でなくジョイステック型でも良いし、4方向スイ
ッチが4つに分離(独立)していても良い。また、前記
湾曲操作スイッチ部19は4方向でなく、上下の2方向
スイッチでも良い。
【0034】前記先端構成部11は、前記観察窓の後端
に、図3に示す対物光学系20Aと、前記固体撮像素子
21とを設けている一方、図示しない照明窓の後端に、
図3に示す照明光学系22等を設けている。前記固体撮
像素子21には、信号ケーブルが電気的に接続されてお
り、信号ケーブルは、アンプ23を介して、VP用コネ
クタ16まで延出されている。また、照明光学系22の
後端には、ファイババンドルよりなるライトガイドファ
イバ24の出射端が配置されている。このライトガイド
ファイバ24は、ライトガイド・コネクタ14まで延出
され、ライトガイドファイバ24の入射端には、前記光
源装置3内部に設けられた配光ランプ25からの照明光
が入射するようになっている。
【0035】前記先端部11の後端に隣接して、湾曲自
在に形成された湾曲部10は、その内部に、図示しない
湾曲駒を多数、上下及び左右で回動自在に縦列接続して
形成された湾曲管を設けている。前記多数の湾曲駒は、
その内部に、図3に示す上下湾曲操作ワイヤ27及び左
右湾曲操作ワイヤ28を挿通し、各ワイヤの先端は、前
記先端部11に内設された図示しない最先端の湾曲駒に
固定されれている。これら湾曲操作ワイヤ27、28
は、湾曲部10内及び可撓管部9内を挿通され、後端は
操作部7内のプーリ29及び31にそれぞれ巻回されて
いる。
【0036】前記プーリ29及び31は、電気的湾曲駆
動手段としての例えばDCモータ32及び33の各シャ
フト32a及び33aに、それぞれ固着されており、こ
れらDCモータ32及び33の回転により、それぞれプ
ーリ29及び31も回転されることになる。
【0037】前記湾曲部10を上下方向に湾曲させる場
合は、モータ32を駆動させる。前記プーリ29回転に
より、前記湾曲操作ワイヤ27は、折り返されたうちの
一方が牽引、他方が弛緩され、牽引された側に湾曲部1
0が湾曲される。
【0038】また、前記湾曲部10を左右方向に湾曲さ
せる場合は、モータ33を駆動させる。前記プーリ31
の回転により、前記湾曲操作ワイヤ28は、折り返され
たうちの一方が牽引、他方が弛緩され、牽引された側に
湾曲部10が湾曲される。
【0039】前記各湾曲駆動用DCモータ32及び33
には、プーリ29及び31と反対側にシャフト32a,
33aが各突出し、この各シャフト32a,33aに
は、ロータリエンコーダ34及び35が取り付けられ、
それぞれDCモータ32及び33の回転量を検出できる
ようにしている。
【0040】前記湾曲操作スイッチ部19のスイッチ
は、押圧されて0N状態になることによって、DCモー
タ32及び33を駆動し、このときロータリエンコーダ
34及び35により、DCモータ32及び33の回転量
が検出される。DCモータ32及び33により検出され
た回転量が、それぞれ湾曲角検出回路40及び50に入
力される。前記回転量は、前記湾曲部10の湾曲量に対
応しているので、各湾曲角検出回路40及び50は、入
力した回転量を湾曲部10の湾曲角データに変換し、制
御回路48に出力する。
【0041】前記上,下湾曲スイッチU,D、左,右湾
曲スイッチL,R、及び切換えスイッチ61は、湾曲用
モータ制御装置6内のインプット/アウトプット・イン
ターフェース(以下、I/Oと略記する)51を介し
て、ON/OFF信号を制御回路48に入力する。各ス
イッチU,D,L,RのI/O51側の各接点は、前記
信号線47を介して、それぞれ抵抗器で電源端にプルア
ップされており、この各スイッチU,D,L,Rの他の
各接点は、接地されている。各スイッチU,D,L,R
は、スイッチONで、“L”のON信号を出力する。
【0042】前記制御回路48は、切換えスイッチ61
がONの時、UスイッチONで上方向、DスイッチON
で下方向に湾曲させるよう制御するようになっている。
一方、切換えスイッチ61がOFFの時、制御回路48
は、UスイッチONで下方向、DスイッチONで上方向
に湾曲させるよう、切換え制御をするようになってい
る。
【0043】前記制御回路48は、I/O51a及びド
ライバ52を介して、モータ32の正逆転、すなわち上
・下湾曲の制御を行う一方、I/O51b及びドライバ
54を介して、モータ33の正逆転、すなわち左・右湾
曲の制御を行う。モータ32及び33を駆動する駆動電
流は、それぞれ電流プローブ55及び56を介して、電
流検出回路57及び58により検出され、A/Dコンバ
ータ59を介して、前記制御回路48に出力される。
【0044】この制御回路48の制御により、ドライバ
52は、モータ32に対し、上方向湾曲の場合に、例え
ば正の電力、下方向湾曲の場合には、例えば負の電力を
供給する。この供給電力は、電流プローブ55を介して
電流検出回路57により、電流に変換され、A/D変換
された後、制御回路48に出力される。また、制御回路
48の制御により、ドライバ54は、モータ33に対
し、左方向湾曲の場合に、例えば正の電力、右方向湾曲
の場合には、例えば負の電力を供給する。この供給電力
は、電流プローブ56を介して電流検出回路58によ
り、電流に変換され、A/D変換された後、制御回路4
8に出力される。
【0045】内視鏡装置1の記憶部60には、湾曲角検
出回路40(及び50)と電流検出回路57(及び5
8)の検出データ間の関係として、あるべき関数が記憶
されている。そして、記憶部60のあるべき関数に対し
て、湾曲角検出回路40(または50)及び電流検出回
路57(または58)の検出データとの間に、例えば5
0%以上の隔たりがあった場合、制御回路48は、ドラ
イバ52(または54)への電流供給の増加速度をゆっ
くりとし、湾曲部10の湾曲速度を遅くする。
【0046】一方、内視鏡2には、最大湾曲角設定部6
2が設けてある。最大湾曲角設定部62は、図示しない
ディプスイッチにより、予め最大湾曲角を設定してお
く。前記ディプスイッチは、上下左右方向それぞれに、
最大湾曲角を設定している。
【0047】前記制御回路48は、前記最大湾曲角の設
定値と、湾曲角検出回路40,50の出力値とを比較し
ている。前記制御回路48は、湾曲角検出回路40,5
0の出力値が、前記設定値と同じ値になったときに、湾
曲角検出回路40,50の出力値がそれ以上大きくなら
ないように制御する。すなわち、制御回路48は、ドラ
イバ52,54を介し各てモータの駆動を制御し、最大
湾曲角以上に湾曲しないように制御する。
【0048】前記最大湾曲角設定部62は、ディプスイ
ッチになっているので、最大湾曲角の設定値を変更した
い場合にはディプスイッチの設定を切換えれば良く、設
定値の変更が容易である。例えば、繰り返しの使用によ
りワイヤ27,28が伸びてしまった場合、モータ3
2,33が以前と同量回転しても、本来の最大湾曲角が
得られない(減少してしまった)時の応急処置として、
ディプスイッチの設定を大きくする。これによって、以
前と同じ最大湾曲角が得られる。
【0049】尚、前記最大湾曲角設定部62は、湾曲角
データを書き込んだROMでも良い。また、最大湾曲角
設定部62は抵抗器でもよく、この抵抗値を湾曲角デー
タとして制御回路48が読み込むようにする。あるい
は、最大湾曲角設定部62は、バーコードにして、湾曲
用モータ制御装置6内にバーコード読み取り器を設けて
湾曲角データを読み込むようにしても良い。
【0050】本実施例では、操作者が把持部20を把持
した際、操作者の手の親指で、切換えスイッチ19を操
作できるようになっている。切換えスイッチ61がON
の時、親指に最も近く配置されているスイッチ(図示例
ではUスイッチ)を操作すると、上方湾曲がかかる。操
作回数の最も多い上方湾曲用のスイッチが一番操作しや
すい位置に配置さているので、操作者は、疲労感を感じ
ることが少ない。特に、内視鏡操作に熟練した操作者に
とっては、スイッチは、使いやすい配置になっている。
あるいは、操作者の好みにより切り換えができる。
【0051】一方、切換えスイッチ61がOFFの時に
は、挿入部8を鉛直下方に持ったとき、上側スイッチ
(Dスイッチ)を操作すると上方湾曲がかかり、下側ス
イッチ(Uスイッチ)を操作すると下方湾曲がかかる。
つまり、操作者にとっては、湾曲させたい方向に位置す
るスイッチを押せば、所望の湾曲が得られる。上下左右
とも、スイッチの上下左右の配置と、湾曲方向やモニタ
像の動く方向とが対応しているので、慣れない操作者に
とっては、湾曲させたい方向のスイッチを押せば良いの
で、迷わず操作できる。
【0052】前記切換えスイッチ61は、LED付きの
スイッチにすれば、操作者が、ON/OFF状態を容易
に確認することができる。
【0053】尚、内視鏡の使用形態として挿入部を鉛直
下方に向けて使用する例が多く、使用頻度としても上方
湾曲が多いので、スイッチU,Dの切換えを例に説明し
たが、挿入部を水平方向に向けて使用する場合もあり、
切り換えは、スイッチL,Rであっても良い。あるい
は、全スイッチの機能を切換えるようにしても良い。
【0054】また、湾曲駆動は、モータでなく、流体圧
やSMAによるものでも良い。内視鏡は、医療用のみで
なく、工業用内視鏡にも適用できる。
【0055】尚、内視鏡は、図示例の電子内視鏡に限ら
ず、ファイバー式光学内視鏡でも良い。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、切換え手段によって、
前記湾曲指示入力手段の指示と前記湾曲部の湾曲方向の
対応とを切換えることにより、例えば人間工学を考慮し
て疲労感の少ない湾曲操作を可能にしたり、あるいは湾
曲指示手段の配置と湾曲方向及び内視鏡像の動き方向と
の対応に違和感を無くすようにしたり、操作者の要望に
応じて湾曲操作機能の選択ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は一実施例に係る操作部に設けた湾曲用ス
イッチ、及び切換えスイッチの配置と使用説明図。
【図2】図2は湾曲操作スイッチの断面図。
【図3】図3は電動湾曲式内視鏡装置の湾曲機構及び電
気的なブロック図。
【図4】図4は電動湾曲式内視鏡装置の全体的な構成
図。
【符号の説明】
1…電動湾曲式内視鏡装置 2…内視鏡 7…操作部 8…挿入部 10…湾曲部 12…ユニバールケーブル 19…湾曲操作スイッチ部 20…把持部 61…切換えスイッチ U,D,L,R…スイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体に挿入可能な挿入部に、複数の湾曲
    方向に湾曲可能な湾曲部を設けていると共に、前記挿入
    部に連結している操作部を有する内視鏡と、前記湾曲部
    を湾曲させる湾曲駆動手段と、前記湾曲部を複数の湾曲
    方向へそれぞれ湾曲させるための複数の指示を前記湾曲
    駆動手段へ与えることができる湾曲指示入力手段とを備
    えている電動湾曲式内視鏡装置において、 前記湾曲指示入力手段は、前記内視鏡操作部を把持した
    際、内視鏡操作者の手の親指近傍に位置するように、前
    記操作部に配置している一方、 前記湾曲指示入力手段の複数の湾曲方向の指示と前記湾
    曲部の複数の湾曲方向との対応を切り換える切換え手段
    を設けている、 ことを特徴とする電動湾曲式内視鏡装置。
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