JP4127731B2

JP4127731B2 - Endoscope device

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Publication number: JP4127731B2
Application number: JP18309298A
Authority: JP
Inventors: 豊藤澤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: JP2000019428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータにより挿入部先端部に設けたズームレンズ等を移動する内視鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになった。
例えば、特開平９−３２２５６６号公報の内視鏡装置では、対物光学系の一部をズームレンズにて構成し、そのズームレンズを圧電アクチュエータにより移動される被移動体に連結した構造にして、ズームレンズを移動させることにより観察画像の倍率を変化させるものが開示されている。
このような構成の内視鏡装置では１本の内視鏡により、変倍することによってルーチン検査と精査観察ができるため、便利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した圧電アクチュエータを用いて内視鏡のズームレンズを構成する対物光学系等の被駆動体を駆動する場合、内視鏡の先端に搭載されるアクチュエータは、個々の性能のバラツキがあるため、制御装置の設定を同一としても、複数の内視鏡を使用するとズーム速度、拡大倍率などのズーム性能にバラツキが出る可能性があった。従って、複数の内視鏡を使用する度に、ズーム性能が最適となる様、制御装置の設定を調整する必要があり、作業が煩雑であった。
【０００４】
なお、特願平９−１６０２０１号では、内視鏡と制御装置を接続した時、内視鏡内に、駆動波形設定信号発生手段を設け、アクチュエータの駆動周波数や駆動電圧を最適に設定するようにしているが、駆動電圧を小さく変更することは簡単にできても大きくすることは駆動電圧をハードウエア的に大きくしなければならず、ハードウェア上での大きな変更が必要になってしまい、より簡単にバラツキの調整を行うことができる構成が望ましい。また、駆動周波数や駆動電圧のみでは、十分にアクチュエータの駆動速度のバラツキを調整することはできない。
【０００５】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、個々の内視鏡に搭載されたアクチュエータによりズームレンズ等の被駆動体を駆動する操作を行った場合の駆動特性のバラツキを容易に小さくないしは解消できる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、
アクチュエータにより所定方向に進退駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータを駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記内視鏡内に設けられ、前記アクチュエータにより前記被駆動体を前記所定の方向へ駆動する際の第１の駆動特性に応じて設定された第１の設定情報を記憶すると共に、前記アクチュエータにより前記被駆動体を前記所定の方向とは反対の方向に駆動する際の第２の駆動特性に応じて設定された、前記第１の設定情報とは異なる第２の設定情報を記憶する設定手段と、
前記第１及び第２の設定情報を、前記設定手段から前記制御装置へ伝達する伝達手段と、
前記制御装置内に設けられ、前記伝達手段を介して伝達された前記第１及び第２の設定情報を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記第１及び第２の設定情報に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形の出現状態を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動波形を発生する駆動手段と
を有することを特徴と
内視鏡個々に搭載されたアクチュエータ等にバラツキがある場合にも、そのバラツキを駆動波形の出現状態の変更（具体的には駆動パルス比率等の変更）により簡単に解消できるようにしている。
【０００７】
【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を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の外観を示し、図２は第１の実施の形態の内視鏡装置の全体構成を示し、図３は内視鏡の先端部に設けた光学系及びそれを駆動するアクチュエータを示し、図４はアクチュエータの外形を示し、図５はアクチュエータの内部構造を示し、図６は駆動波形を示し、図７はズーム制御装置の正面図を示し、図８はズーム制御装置内の概略の構成を示し、図９は駆動パルス比率を示し、図１０はディップスイッチの外形及び各スイッチに割り当てられた機能等を示し、図１１は受信回路の具体的な回路構成を示し、図１２は変形例における駆動パルス比率を示す。
【０００８】
図１及び図２に示す本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置１はズーム（拡大から広角まで任意の倍率に調整できる）機能を備えたズーム式電子内視鏡（以下、単に内視鏡と略記）２と、この内視鏡２のライトガイドに照明光を供給する光源装置３と、撮像手段に対する信号処理を行うカメラコントロールユニッット（ＣＣＵと略記）４と、ＣＣＵ４から出力される映像信号を表示するカラーモニタ５と、拡大／広角制御（単にズーム制御とも言う）を行うズーム制御装置６と、このズーム制御装置６に接続されたフットスイッチ７とを有する。
【０００９】
内視鏡２は患者の体内等に挿入される細長の挿入部８と、この挿入部８の基端に設けられた操作部９と、この操作部９から一端が延出されたユニバーサルコード１１とを有し、このユニバーサルコード１１の他端に設けたコネクタ１２（図１参照）は光源装置３に着脱自在で接続される。
【００１０】
図１に示すように挿入部８は撮像手段が内蔵された硬質の先端部１３と、この先端部１３の後端に設けられ湾曲自在の湾曲部１４と、この湾曲部１４の後端に設けられた可撓性を有する可撓管部１５とからなり、操作部９に設けた湾曲操作ノブ１６を操作することにより、湾曲部１４を湾曲させることができる。
【００１１】
また、図１に示すようにコネクタ１２にはビデオケーブル１７の一端のコネクタ１８が接続され、このビデオケーブル１７の他端のコネクタ１９はＣＣＵ４に着脱自在で接続される。
【００１２】
このコネクタ１２にはズームケーブル２０の一端も接続され、このズームケーブル２０の他端のズームコネクタ２１は接続コネクタ２２を介して接続ケーブル２３の一端と接続され、この接続ケーブル２３の他端のコネクタ２４はズーム制御装置６に着脱自在で接続される。
【００１３】
なお、このズームコネクタ２１はズームコネクタ用防水キャップ２５を取り付けることにより防水構造にして洗滌などを行うことが可能である。また、ズームケーブル２０は、接続コネクタ２２とズームコネクタ２１とがない、接続ケーブル２３を兼ねる一体型としても良い。このときは、コネクタ２４がズームコネクタ２１に置き換えられる。また、このズームケーブル２０は、コネクタ１２と着脱自在に接続できるコネクタを有していても良い。
【００１４】
このズーム制御装置６にはリモートスイッチとしてのフットスイッチ７に一端が接続された接続コード２６の他端に設けたフットスイッチコネクタ２７が着脱自在で接続される。このフットスイッチ７は拡大操作用フットスイッチ７ａと、広角操作用フットスイッチ７ｂとが設けてある。
【００１５】
このフットスイッチ７は足で踏んで操作し易いように斜面部分に拡大操作用フットスイッチ７ａと、広角操作用フットスイッチ７ｂを設けている。例えば、フットスイッチ７の底面に傾斜板をネジ等で取り付けたり、接着剤等で一体的に取り付けたりしている。
【００１６】
図２に示すように内視鏡２内にはライトガイドファイバ３１が挿通され、コネクタ１２を光源装置３に接続することにより、光源装置３内のランプ３２からの照明光がライトガイドファイバ３１の一端の入射端に入射され、この照明光は伝送されて挿入部８の先端部１３に固定された他端からさらに照明レンズ３３を経て出射され、患部等の被写体を照明する。
【００１７】
図２及び図３に示すように、内視鏡２の先端部１３には、ズーム光学系としての対物光学系３４と、この対物光学系３４の結像位置付近には対物光学系３４を通した観察像を撮像する撮像素子、好ましくは固体撮像素子、詳しくは電荷結合素子（ＣＣＤと略記）３５が内蔵されている。
【００１８】
対物光学系３４には、その光軸方向に移動可能なズームレンズ３８が設けられ、このズームレンズ３８の移動により広角／拡大可能（拡大率の調整が可能）となっている。なお、図３では対物光学系３４の各レンズは半断面で示している。
また、先端部１３内には被駆動体としてのズームレンズ３８を駆動するアクチュエータ３９が設けられ、ズームレンズ３８と連結されている。ズームレンズ３８は、このアクチュエータ３９の駆動によって光軸方向に移動するようになっている。
【００１９】
図４及び図５に示すように、アクチュエータ３９は、いわゆるインパクト型の圧電アクチュエータ（急速変形アクチュエータ）であり、円筒状のパイプ４１と、このパイプ４１の内部を軸方向に移動可能に設けられた移動体４２と、パイプ４１の側部に設けられた切り欠き部４３に係合して配置され、移動体４２をパイプ４１内面にその軸と垂直方向に押しつける摩擦力発生機構としての摩擦板４４とを有している。摩擦板４４は、三角の山状に折り曲げられた弾性変形可能な板状部材により構成され、移動体４２はこの摩擦板４４に圧接して移動する。
【００２０】
移動体４２の先端部の側部には嵌合孔４５が設けられ、この嵌合孔４５にズームレンズ３８に取り付けられる出力軸が嵌合して固定されるようになっている。パイプ４１の先端側には、移動体４２の先端部を保持するために、パイプを半分に切り欠いた形状のガイド６６が設けられている。
【００２１】
移動体４２は、パイプ４１内面に対してその外面が当接し摺動する摺動パイプ６７と、摺動パイプ６７の両開口部に設けられた上蓋６８及び下蓋６９と、摺動パイプ６７内部に配設され、下蓋６９にその一端を強固に固着された圧電素子６０とを有して構成される。圧電素子６０には、圧電素子６０に駆動電力を供給するリード線６１が接続され、このリード線６１は内視鏡２のコネクタ１２まで延設されており、図１のように内視鏡２を接続したときにズーム制御装置６と電気的に接続されるようになっている。
【００２２】
なお、圧電素子６０は例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、磁器等のセラミックスの圧電部材を積層してそれらに電極を設けて形成されている。
そして、摩擦板４４の圧接による摩擦力より小さな力で移動体４２を移動させようとする力が作用した場合には移動体４２の移動は抑制され、この摩擦力より大きな力で移動体４２を移動させる力が作用した場合には移動体４２は摩擦力に打ち勝って移動する。本実施の形態ではこの摩擦力より大きい力を発生させるために急峻に変化する波形を持つ駆動信号をアクチュエータ３９に印加するインパクト型圧電アクチュエータを採用している。
【００２３】
図１に示すようにズーム制御装置６内の駆動回路５１は図６に示す波形の駆動信号を発生し、圧電素子６０は駆動信号の印加により、図２で光軸と平行な方向に機械的に伸び或いは収縮をする。
【００２４】
より具体的には、駆動回路５１は図６（Ａ）に示すように正弦波を全波整流したような波形の駆動信号（第１の駆動信号とも言う）と、図６（Ｂ）に示すように、第１の駆動信号を反転したような波形の駆動信号（第２の駆動信号とも言う）とを出力する。なお、図６で横軸は時間、縦軸は駆動信号の電圧を示し、各駆動信号は例えば９０Ｖの振幅を有する。
【００２５】
これらの波形は圧電素子６０を時間的にゆっくり伸び或いは縮ませる波形部分と、急峻に伸び或いは縮ませる波形部分とがある。
【００２６】
例えば、第１の駆動信号が圧電素子６０に印加された場合には電圧の時間微分波形が不連続で反転する（この場合、圧電素子６０が縮む方向から急に伸びる方向に変化する）部分において、移動体４２は図３で右側に例えば駆動信号１周期あたり数ミクロン程度移動する。
【００２７】
この移動体４２の移動によりアクチュエータ３９も図３で右側に移動され、このアクチュエータ３９の移動と共に、ズームレンズ３８も左側に移動して、この場合には対物光学系３４は移動前より拡大となるレンズ状態になる。
【００２８】
一方、第２の駆動信号が圧電素子６０に印加された場合にはアクチュエータ３９は図３で左側に移動され、このアクチュエータ３９の移動と共に、ズームレンズ３８も右側に移動して、この場合には対物光学系３４は移動前より広角となるレンズ状態になる。
【００２９】
なお、対物光学系３４を構成するズームレンズ３８は一般のいわゆるズームレンズ（変倍してもフォーカス点が変わらない）と異なり、変倍するとフォーカス点が変化する（変倍レンズである）。また、変倍した場合に、広角側では例えば被写界深度が５〜１００ｍｍで、拡大側では被写界深度が２〜５ｍｍに変化する。
【００３０】
本実施の形態では基本的には図６（Ａ）或いは（Ｂ）の駆動信号における１周期分で微小距離を移動させ、この駆動信号の１周期を単位としてその駆動信号数を制御することにより所定の距離等を移動させるようにしているので、駆動信号の代わりに駆動パルスとか、駆動信号数を駆動パルス数等で略記する。
【００３１】
図２に示すように上記ＣＣＤ３５で撮像された撮像信号はプリアンプ３６で増幅された後、ＣＣＵ４内のビデオ信号処理回路３７に入力され、標準的な映像信号が生成され、この映像信号はモニタケーブルを介してカラーモニタ５に入力され、モニタ画面には被写体の画像が表示される。
【００３２】
また、操作部９には湾曲ノブ１６の近傍にアクチュエータ操作用のズームスイッチ４０が設けてある。
【００３３】
そして、ズームスイッチ４０或いはフットスイッチ７を操作した場合の操作信号はズーム制御装置６内に設けられた入出力インタフェース（以下、Ｉ／Ｏと略記）５９を介して制御回路５２に入力される。
【００３４】
つまり、ズームスイッチ４０及びフットスイッチ７はズーム制御装置６にケーブル等で接続されて離間した位置に設けられたリモートスイッチを形成している。
【００３５】
上記ズームスイッチ４０は、拡大側（Ｔｅｌｅ側以下、Ｔ方向）スイッチ４０Ｔと、広角側（Ｗｉｄｅ方向以下、Ｗ方向）スイッチ４０Ｗで構成されている。
例えば前側にズームスイッチ４０を傾けるとＴ方向スイッチ４０ＴがＯＮし、後側に傾けるとＷ方向スイッチ４０ＷがＯＮする。
【００３６】
図２に示すように上記ズーム制御装置６には、さらに制御回路５２に接続された駆動波形及びプログラムを記憶したＲＯＭ５３、システム設定用の情報を記憶したシステム設定用ＲＡＭ５４、そのフロントパネル４８に設けたモードスイッチ４９、５０等を備えている。
【００３７】
図２ではその概略の構成を示し、より具体的な構成は図８で後述する。上記制御回路５２は、ＣＰＵ５５（図８参照）を搭載して構成されており、図２に示すＲＯＭ５３に格納されたプログラムに従い、上記ズームスイッチ４０や、フロントパネル４８に設けたステップモードスイッチ４９及びスピードモードスイッチ５０等の入力に応じて、上記駆動回路５１に対してアクチュエータ３９の駆動波形、駆動電力等の出力や、レベルインジケータの表示等を指示する。
【００３８】
図７に示すようにズーム制御装置６の正面には電源スイッチ４６とコネクタ２４が着脱自在で接続されるコネクタ受け４７とが設けられ、これらの上方側にモードの設定等を行うフロントパネル４８が設けてある。
【００３９】
このフロントパネル４８には、リモートスイッチを１回押した場合にアクチュエータ３９（或いはズームレンズ３８）を所定量づつステップ移動させるステップモードで動作させる設定を行うステップモードスイッチ４９と、リモートスイッチを押した場合に押した時間だけ連続的に移動させるスピードモードスイッチ（或いは連続移動モードスイッチ）５０とが設けてある。
【００４０】
また、ステップモード及びスピードモードにおいて、その移動量或いは移動速度を複数段階に設定するスイッチ４９ａ〜４９ｅ、５０ａ〜５０ｅが設けてある。これらのスイッチ４９ａ〜４９ｅ、５０ａ〜５０ｅは選択するスイッチ機能の他に選択されたことを示すインジケータ機能とを備えている。
【００４１】
例えばスピードモードからステップモードに切り換えるためにステップモードスイッチ４９を押すと、例えば初期設定状態のままでは（レベルが）３のスイッチ４９ｃの選択状態のステップモードに設定され、このスイッチ４９ｃ部分が（内部のＬＥＤ等のインジケータによる）点灯で術者に分かるようにしている。
【００４２】
ステップモードではリモートスイッチを１回押した場合にある時間Ｔ１内に駆動信号が出力される信号数をスイッチ４９ａ〜４９ｅで５段階に設定できる。
【００４３】
例えば図７で（レベルが）１のスイッチ４９ａはこの信号数が最も少なく、（レベルが）５のスイッチ４９ｅではこの信号数が最も多くなるように順次段階的に設定されている。そして、（レベルが）３のスイッチ４９ｃでは中間の信号数であり、通常はこの設定で十分に移動操作を行うことができる値に設定されている。
【００４４】
また、長期の使用により、アクチュエータ３９の特性が低下しても、その場合には（レベルが）４のスイッチ４９ｄ或いは（レベルが）５のスイッチ４９ｅに設定することにより、（特性が低下していない）通常の使用状態と同等な操作性が得られるようにしている。
【００４５】
また、スピードモードでも類似の機能を設けている。このスピードモードではリモートスイッチを押した場合にある単位の時間Ｔｂ内に駆動信号が出力される時間Ｔａをスイッチ５０ａ〜５０ｅで５段階に設定できる。
例えば図７で（レベルが）１のスイッチ５０ａは駆動信号が出力される時間Ｔａが最も短く、（レベルが）５のスイッチ５０ｅではこの時間Ｔａが最も長くなるように順次段階的に設定されている。
【００４６】
そして、（レベルが）３のスイッチ５０ｃでは中間の時間Ｔａであり、通常はこの設定で十分に移動操作を行うことができる値に設定される。例えば、このスイッチ５０ｃの状態で、リモートスイッチを押した場合には最広角端から最拡大端まで、或いは最拡大端から最広角端までの移動を１秒で移動できるようにしている。
【００４７】
また、長期の使用により、アクチュエータ３９の特性が低下しても、その場合には（レベルが）４のスイッチ５０ｄ或いは（レベルが）５のスイッチ５０ｅに設定することにより、（特性が低下していない）通常の使用状態と同等な操作性が得られるようにしている。
【００４８】
また、本実施の形態では図２に示すように各内視鏡２毎にその内視鏡２に内蔵されたアクチュエータ３９の特性に対応して望ましい特性に設定する情報を持つ例えばディプスイッチ６３が設けてある。
【００４９】
そして、内視鏡２をズーム制御装置６に接続した場合には、このディプスイッチ６３の情報が図２のＩ／Ｏポート５９を介して制御回路５２（或いは制御回路５２を構成するＣＰＵ５５）に入力される。なお、より具体的には図１１に示すようにディプスイッチ６３の設定情報は受信回路６２を介して、Ｉ／Ｏポート５９からＣＰＵ５５に伝達される。
【００５０】
図８に示すズーム制御装置６ではフットスイッチ７、ズームスイッチ４０及びフロントパネル４８のモードスイッチ４９等を操作した場合には、それぞれの信号はＩ／Ｏポート５９を介して（図２の制御回路５２を構成する）ＣＰＵ５５に入力される。
【００５１】
このＣＰＵ５５にはモード選択情報等を格納したり、ＣＰＵ５５がプログラムに従って処理する作業エリアに使用されるＲＡＭ５４が接続されている。
また、本実施の形態では、ディプスイッチ６３からその設定情報もＩ／Ｏポート５９を介してＣＰＵ５５に入力される。
【００５２】
そして、ＣＰＵ５５はリモートスイッチが操作された場合にはディプスイッチ６３の設定情報を参照して、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡと略記）５６に対してＲＯＭ５３に予め書き込んである駆動データを読み出す制御信号を送り、ＦＰＧＡ５６はこの制御信号によりＲＯＭ５３に対応するアドレス信号を印加して、駆動波形データを読み出す。
【００５３】
この駆動波形データはＤ／Ａコンバータ５７によりアナログ値に変換され、さらに駆動回路５１を構成する増幅回路５８をで増幅されて、駆動信号となり、アクチュエータ３９に印加される。
【００５４】
このアクチュエータ３９に印加される駆動信号は、図６（Ａ）或いは図６（Ｂ）の波形のものであるが、図９（Ａ）或いは図９（Ｂ）に示すような駆動パルス比率で印加される。
【００５５】
ここで、駆動パルス比率とは、駆動パルスが実際に出力されている通電部分の時間Ｔａと、該通電部分及び通電休止部分とを含めた時間Ｔｂに対する比Ｔａ／Ｔｂで定義される。換言すると、実際に出力される駆動波形の出現率で定義されるとも言える。
【００５６】
例えば、図９（Ａ）に示すように、Ｔ側へアクチュエータ３９を駆動する駆動パルスの場合、通電部分の時間Ｔａ、該通電部分と通電休止部分とを合わせた時間をＴｂとすると、駆動パルス比率はＴａ／Ｔｂ（パーセント表示の場合には１００を乗じる）で計算され、アクチュエータ３９の駆動時には、該通電部分と通電休止部分とが周期Ｔｂで繰り返される。
【００５７】
同様に、図９（Ｂ）に示すように、Ｗ側へアクチュエータ３９を駆動する駆動パルスの場合も、通電部分の時間Ｔａ′、該通電部分と通電休止部分とを合わせた時間をＴｂ′とすると、駆動パルス比率は、Ｔａ′／Ｔｂ′（パーセント表示の場合には１００を乗じる）で計算され、アクチュエータ３９の駆動時には、該通電部分と通電休止部分とが周期Ｔｂ′で繰り返される。なお、本実施の形態では通電部分の時間と、通電休止部分の時間は各々駆動パルスの基本周期Ｔｃ或いはＴｃ′の整数倍に設定される。
【００５８】
この場合の駆動パルス比率を変えると、当然アクチュエータ３９による移動速度が変化する。本実施の形態では、各内視鏡２に内蔵されているアクチュエータ３９のバラツキを揃えるために、各内視鏡２にアクチュエータ３９のバラツキを揃えるための設定情報を持ったディップスイッチ６３を設けて、このディップスイッチ６３の設定情報を読み出してそのアクチュエータ３９を駆動する際に、そのアクチュエータ３９に対応する駆動パルス比率等の駆動信号で駆動するようにしている。
【００５９】
このディプスイッチ６３のより詳細な形状を図１０（Ａ）に示し、図１０（Ｂ）にその設定情報の詳細を示し、図１０（Ｃ）に設定情報の具体的な仕様を示す。
【００６０】
図１０（Ａ）に示すようにディプスイッチ６３は例えば７個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ７で構成され、各スイッチＳＷＩ（Ｉ＝１〜７）のＯＮ／ＯＦＦにより、図１０（Ｂ）に示すような機能が割り当てられている。
【００６１】
例えば、スイッチＳＷ１はＷ→Ｔ駆動周波数設定の機能が割り当てられている。より具体的には図１０（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ１がＯＦＦであるとＷ→Ｔ駆動周波数が１９．５ｋＨｚに設定され、スイッチＳＷ１がＯＮであるとＷ→Ｔ駆動周波数が１３．０ｋＨｚに設定されることになる。
【００６２】
ここで、Ｗ→ＴはＴ方向に移動する場合を意味し、Ｔ→ＷはＷ方向に移動する場合を意味する。
【００６３】
また、スイッチＳＷ２及びＳＷ３はＷ→Ｔ駆動パルス比率設定の機能が割り当てられている。より具体的には図１０（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ２及びＳＷ３が共にＯＦＦであると、Ｗ→Ｔ駆動パルス比率は４０％、スイッチＳＷ２がＯＦＦ、ＳＷ３がＯＮであると、Ｗ→Ｔ駆動パルス比率は６０％、スイッチＳＷ２がＯＮ、ＳＷ３がＯＦＦであると、Ｗ→Ｔ駆動パルス比率は８０％、スイッチＳＷ２及びＳＷ３が共にＯＮであると、Ｗ→Ｔ駆動パルス比率は１００％になるように設定される。
【００６４】
スイッチＳＷ４はＴ→Ｗ駆動周波数設定の機能が割り当てられている。また、スイッチＳＷ５及びＳＷ６はＴ→Ｗ駆動パルス比率設定の機能が割り当てられている。さらにスイッチＳＷ７はスコープ接続検知の機能が割り当てられており、ＣＰＵ５５はこのスイッチＳＷ７のＯＮによりスコープ接続検知した場合に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６による設定情報を参照して駆動パルス周波数、駆動パルス比率の設定を行うようにしている。
【００６５】
図１１はディップスイッチ６３の設定情報を受信する受信回路６２の構成を示す。
ディップスイッチ６３の各スイッチＳＷＩの一端はズームケーブル２０を介して、受信回路６２を構成する抵抗Ｒ１の一端に接続され、この抵抗Ｒ１の他端はフォトカプラ７１を構成するＬＥＤ７２を介して電源端（具体的には＋５Ｖ）に接続されている。各スイッチＳＷＩの他端はグランドに接続されている。
【００６６】
ＬＥＤ７２との対でフォトカプラ７１を構成するフォトトランジスタ７３のコレクタは抵抗Ｒ２を介して電源端に接続され、フォトトランジスタ７３のエミッタはグランドに接続され、前記コレクタは受信回路６２の出力端となってＩ／Ｏポート５９に接続される。
【００６７】
また、ディップスイッチ６３の各スイッチＳＷＩがズームケーブル２０を介して接続される抵抗Ｒ１の一端はリミッタ回路７４を構成する２つのダイオードＤ１、Ｄ２を介して電源端とグランドにそれぞれ接続されている。なお、図１１ではスイッチＳＷ１に接続されている部分のみを示しているが、他のスイッチＳＷ２〜７に対する回路構成も同じであるので、省略している。
【００６８】
そして、例えばスイッチＳＷ１がＯＦＦであると、ＬＥＤ７２には電流が流れないので発光せず、フォトトランジスタ７３はＯＦＦとなり、そのコレクタの電位は電源端レベルとなってＩ／Ｏポート５９を介してＣＰＵ５５に伝達され、ＣＰＵ５５はＯＦＦであると判断する。
【００６９】
また、スイッチＳＷ１がＯＮであると、ＬＥＤ７２には電流が流れて発光し、フォトトランジスタ７３はＯＮとなり、そのコレクタの電位はほぼグランドレベルとなってＩ／Ｏポート５９を介してＣＰＵ５５に伝達され、ＣＰＵ５５はＯＮであると判断する。
【００７０】
そして、ＣＰＵ５５は例えばＲＡＭ５４に格納されている各モード時での駆動パルス周波数、駆動パルス比率をディップスイッチ６３の設定情報に従って設定することにより、内視鏡２に搭載されたアクチュエータ３９による移動特性等にバラツキがある場合でも、そのアクチュエータ３９の特性に応じてその駆動パルス周波数、駆動パルス比率を設定することにより、アクチュエータ３９による移動特性等を揃える、つまりバラツキを解消するようにしている。
【００７１】
このように構成された第１の実施の形態によれば、内視鏡２に搭載されたアクチュエータ３９にバラツキがある場合でも、ズームケーブル２０等を介してそのコネクタ２４をズーム制御装置６に接続することによって、その内視鏡２に設けたディップスイッチ６３によるアクチュエータ３９に適した駆動パルス周波数、駆動パルス比率等の設定情報が受信回路６２等を経てズーム制御装置６内のＣＰＵ５５に送られ、ＣＰＵ５５はその設定情報によりそのアクチュエータ３９を駆動する際の駆動条件を設定する。
【００７２】
例えば、内視鏡２に搭載されたアクチュエータ３９によりスピードモードで操作した場合のズームレンズ３８の移動速度が標準の値のものより大きい場合には、予め標準の値のものよりも駆動パルス比率を小さくしてスピードモードで操作した場合のズームレンズ３８の移動速度が標準の値のものとあまり変わらないようになるようにディップスイッチ６３により情報を設定しておき、その内視鏡２を使用する際にそのディップスイッチ６３により設定された情報に従ってＣＰＵ５５は標準の値のものよりも駆動パルス比率（より広義には駆動波形の出現状態）を小さくする。
【００７３】
このため、内視鏡２に搭載されたアクチュエータ３９にバラツキがある場合でも、実際に操作した場合の操作特性上では、殆どバラツキがないような操作感で操作できる。
【００７４】
この場合、ＲＯＭ５３から読み出す駆動波形データをソフトウェア的に変更することで、簡単に駆動パルス比率を変更できるので、駆動電圧を変更する場合よりも簡単かつ低コストでバラツキを解消できる。
【００７５】
なお、第１の実施の形態ではディップスイッチ６３のスイッチＳＷ２，３及びＳＷ５，６により駆動パルス比率を図９に示すように設定したが、図１２に示す変形例のように設定しても良い。
【００７６】
つまり、Ｔ方向に駆動する場合には図１２（Ａ）に示すように、Ｐａの通電パルス数とその後のＰｂの休止パルス数とを基本周期とした駆動信号をアクチュエータ３９に出力するようにしても良い。
【００７７】
この場合、ディップスイッチ６３の設定により、例えば休止パルス数Ｐｂを一定にして、通電パルス数Ｐａの方を可変として調整したり、逆に通電パルス数Ｐａの方を一定として休止パルス数Ｐｂを可変として調整したりしても良い。また、両方を可変として調整しても良い。
この場合における駆動パルス比率はＰａ／（Ｐａ＋Ｐｂ）となる（パーセント設定の場合には１００を乗じる）。
【００７８】
また、Ｗ方向に駆動する場合には、図１２（Ｂ）に示すように、Ｐａ′の通電パルス数とその後のＰｂ′の休止パルス数とを基本周期とした駆動信号をアクチュエータ３９に出力するようにしても良い。
【００７９】
この場合、ディップスイッチ６３の設定により、例えば休止パルス数Ｐｂ′を一定にして、通電パルス数Ｐａ′の方を可変として調整したり、逆に通電パルス数Ｐａ′の方を一定として休止パルス数Ｐｂ′を可変として調整したりしても良い。また、両方を可変として調整しても良い。
この場合における駆動パルス比率はＰａ′／（Ｐａ′＋Ｐｂ′）となる（パーセント設定の場合には１００を乗じる）。
【００８０】
図９の基本周期Ｔｂ、Ｔｂ′や、図１２の基本周期Ｐａ＋Ｐｂ、Ｐａ′＋Ｐｂ′は、アクチュエータ３９が駆動、停止を繰り返していることが肉眼では確認できず、連続的な動きとして認識される程度の短い時間（パルス数）に設定されることが望ましい。
【００８１】
なお、第１の実施の形態では、その内視鏡２に搭載されたアクチュエータ３９を駆動した場合にバラツキを解消できるような駆動情報をディップスイッチ６３に持たせたが、その代わりにＲＯＭを採用してそのＲＯＭに同様の情報を記憶させても良い。
【００８２】
また、内視鏡２毎に或いはその内視鏡に搭載されたアクチュエータ毎にＩＤコード等のＩＤ情報に相当する内視鏡識別子（ＩＤ情報識別コード）を少なくとも内視鏡２側に設け、その内視鏡識別子（ＩＤ情報識別コード）の読取手段をズーム制御装置６等に設け、かつズーム制御装置６には各ＩＤ情報識別コードに対応してバラツキを解消する駆動情報を予めＲＯＭ等に格納しておき、読取手段で読み取ったＩＤ情報識別コードに対応する駆動情報を読み出すようにして、その駆動情報に対応する（駆動パルス比率等の出現状態）の駆動波形の駆動信号でアクチュエータを駆動することにより、バラツキを小さくないしは解消する駆動特性に設定するようにしても良い。
【００８３】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図１３を参照して説明する。本実施の形態におけるズーム制御装置６の機能的な構成を図１３に示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、リモートスイッチが操作された場合に、アクチュエータ３９に駆動信号を印加し、その際アクチュエータ３９に流れる電流から解放状態及び短絡状態が発生したか否かをモニタし、これら解放状態及び短絡状態を検出した場合には、アクチュエータ３９を駆動するのを停止するようにしたものである。以下、構成及びその動作を具体的に説明する。
【００８４】
電源投入された後、ズームスイッチ４０等のリモートスイッチが操作されると、ＣＰＵ５５等で構成される信号発生指令手段８１からの信号発生指令がＦＰＧＡ５６に出力され、このＦＰＧＡ５６はＲＯＭ５３から（駆動）波形データを読み出す。この場合、ここでは省略したディップスイッチ６３による情報によって実際に接続使用される内視鏡に搭載されたアクチュエータ３９を所定の駆動特性に殆ど一致するような駆動条件となる波形データがＲＯＭ５３から読み出される。
【００８５】
この波形データはＤ／Ａコンバータ５７でアナログ信号に変換された後、増幅回路５８で増幅されてアクチュエータ３９に駆動信号として印加される。
アクチュエータ３９に流れる駆動信号の電流値は電流検出回路８２で検出され、さらにＡ／Ｄコンバータ８３でデジタル信号に変換された後、ＦＰＧＡ８４に入力され、積分が行われる。この積分された電流面積はＣＰＵ５５等による判別回路８５でしきい値設定回路８６のしきい値と比較される。
【００８６】
そして、しきい値の範囲内の場合には、信号発生指令回路８１の動作を継続させ、しきい値の範囲から逸脱した場合には停止させる。
このしきい値は例えば図１４（Ａ）に示すように設定されている。
【００８７】
つまり、短絡（ショート）を検出するための第１のしきい値Ｓｓｈと解放（或いは断線）を検出するための第２のしきい値Ｓｏｐとに設定されている。第１のしきい値Ｓｓｈは実際に短絡した場合に流れる電流の面積Ｓｓｈｏｒｔの場合より少し小さい値であり、かつ正常な状態でアクチュエータ３９に流れる電流の面積Ｓｎｏｒの場合より大きな値である。
【００８８】
一方、第２のしきい値Ｓｏｐは０（或いは解放の場合の値Ｓｏｐｅｎ）より少し大きな値で、かつ正常な状態でアクチュエータ３９に流れる電流の面積Ｓｎｏｒの場合より小さな値である。
【００８９】
なお、正常な状態でアクチュエータ３９に流れる電流波形を図１４（Ｂ）に示し、図１４（Ｃ）は短絡している状態で駆動信号が印加された状態における電流波形を示し、ＦＰＧＡ８４ではそれぞれ縦線によるハッチングで示した電流面積Ｓｎｏｒ，Ｓｓｈを判別回路８５に出力する。なお、電流検出回路８２は一方の極性（例えば正極性）の電流を出力する。
【００９０】
図１５はズームスイッチ４０がＯＮされた場合における図１３による動作説明用のフローチャートを示す。
図１５に示すようにズームスイッチ４０がＯＮされると、その操作信号がステップＳ１のＩ／Ｏポート５９に入力され、さらにこのＩ／Ｏポート５９を経てＣＰＵ５５に入力され、このＣＰＵ５５はステップＳ２に示すように信号発生指令の処理を行う。
【００９１】
つまり、この信号発生指令をＦＰＧＡ５６に送り、このＦＰＧＡ５６はステップＳ３のＲＯＭ５３へアドレス指定の処理を行う。そして、このＲＯＭ５３から読み出された波形データはＡ／Ｄコンバータ５７を経てさらに増幅回路５８で増幅されてアクチュエータ３９に出力される。つまり、ステップＳ４の駆動パルス通電の処理が開始する。
【００９２】
すると、ステップＳ５に示すように、アクチュエータ３９に流れる駆動信号に対し、電流検出・積分計算の処理が行われて面積Ｓが算出され、次のステップＳ６で算出された面積Ｓがしきい値から逸脱しているか否かの判断が行われる。つまり、この面積Ｓが解放であることを検出するしきい値Ｓｏｐより小さいか又は短絡であることを検出するしきい値Ｓｓｈより大きいかの判断が行われる。
【００９３】
そして、算出された面積Ｓがしきい値から逸脱しない、つまり２つのしきい値の範囲内の場合にはステップＳ２に戻り、同様の動作を繰り返し、算出された面積Ｓがしきい値より逸脱すると判断した場合には、ステップＳ７に示すようにＣＰＵ５５は信号停止指令をＦＰＧＡ５６に出力する。そして、ＦＰＧＡ５６はＲＯＭ５３から波形データの読み出しを行うのを停止し、ステップＳ８に示すようにアクチュエータ３９への通電が停止することになる。
【００９４】
本実施の形態によれば、リモートスイッチが操作された場合に、アクチュエータ３９に駆動信号を印加して、その際に解放状態及び短絡状態が発生した場合には速やかにアクチュエータ３９を駆動するのを停止するので、短絡により過大な電流が流れて電気部品等を損傷したり、特性を劣化させたり、寿命を低下させたり、断線等が発生するのを速やかに防止できる。
【００９５】
また、断線により解放状態となった場合には、そのまま駆動電力を印加した状態を続けると、断線した部分が導電部分に触れて不具合が発生する可能性があるが、このような不具合を速やかに防止できる。その他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【００９６】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１６を参照して説明する。本実施の形態はそのズーム制御装置６が図１３に示すものにおいて、しきい値設定回路８６で設定されているしきい値がアクチュエータ３９が発熱状態であるかを判別するためのしきい値Ｓｔｈに設定されており、その他は同様の構成である。
【００９７】
そして、リモートスイッチが操作されている状態において、その状態でのアクチュエータ３９に流れる電流を監視し、その面積Ｓがしきい値Ｓｔｈを越えたか否かを判断して、このしきい値Ｓｔｈを越えた場合には、ズームレンズ３８を広角端に設定して、通電を一旦停止して発熱状態を抑制するようにしたものである。
【００９８】
この場合の発熱状態を検出するしきい値Ｓｔｈは図１４（Ａ）で示すように通常の使用状態での電流面積Ｓｎｏｒより少し大きな値であり、この値Ｓｎｏｒは短絡を検出するしきい値Ｓｓｈよりは小さい。
【００９９】
本実施の形態における例えばズームスイッチ４０をＯＮした場合に行う処理内容を図１６を参照して説明する。ズームスイッチ４０をＯＮした場合にはその操作信号はステップＳ１１のＩ／Ｏポート５９を経てＣＰＵ５５に入力される。
【０１００】
ステップＳ１２に示すようにＣＰＵ５５はその操作信号がＴ方向或いはＷ方向のいずれの方向への指示であるかの判断を行う。
【０１０１】
Ｗ方向である場合には、ＣＰＵ５５はステップＳ１３ａのＷ信号発生指令の処理を行い、ＦＰＧＡ５６はその指令に従ってステップＳ１４ａのＲＯＭ５３へアドレス指定を行い、ＲＯＭ５３から読み出された駆動波形データはＤ／Ａコンバータ５７でアナログ値に変換され、増幅されて駆動信号となりアクチュエータ３９に印加される。つまり、ステップＳ１５ａの駆動パルス通電の処理が行われる。
【０１０２】
そして、ステップ１６ａの電流検出回路８２等によりアクチュエータ３９に流れる電流の検出、積分計算が行われて面積Ｓが算出され、この面積Ｓはステップ１７ａでしきい値Ｓｔｈと比較される。つまり、（ＣＰＵ５５による）判別回路８５でＳ＞Ｓｔｈか否かの判断が行われ、これに該当しない場合にはステップＳ１３ａに戻り、逆にＳ＞Ｓｔｈに該当する場合にはステップＳ２０以降の処理を行う。
【０１０３】
一方、ステップＳ１２の判断でＴ方向であると判断された場合にはＣＰＵ５５はステップＳ１３ｂのＴ信号発生指令の処理を行い、ＦＰＧＡ５６はその指令に従ってステップＳ１４ｂのＲＯＭ５３へアドレス指定を行い、ＲＯＭ５３から読み出された駆動波形データはＤ／Ａコンバータ５７でアナログ値に変換され、増幅されて駆動信号となりアクチュエータ３９に印加される。つまり、ステップＳ１５ｂの駆動パルス通電の処理が行われる。
【０１０４】
そして、ステップ１６ｂの電流検出回路８２等によりアクチュエータ３９に流れる電流の検出、積分計算が行われて面積Ｓが算出され、この面積Ｓはステップ１７ａでしきい値Ｓｔｈと比較される。つまり、（ＣＰＵ５５による）判別回路８５でＳ＞Ｓｔｈか否かの判断が行われ、これに該当しない場合にはステップＳ１３ｂに戻り、逆にＳ＞Ｓｔｈに該当する場合にはステップＳ１８ｂのＴ信号停止指令の処理を行い、その後ステップＳ１９ｂの通電停止の処理を行ってステップＳ２０以降の処理を行う。
【０１０５】
ステップＳ２０ではＣＰＵ５５は最拡大端から最広角端に移動するのに要する駆動パルス数Ｐ５に例えばαを加算した値の（Ｐ５＋α）パルスでＷ信号発生指令を出し、ＦＰＧＡ５６はその指令に従ってステップＳ２１のＲＯＭ５３へアドレス指定を行い、ＲＯＭ５３から読み出された駆動波形データはＤ／Ａコンバータ５７でアナログ値に変換され、増幅されて駆動信号となりアクチュエータ３９に印加される。つまり、ズテップＳ２２の駆動パルス通電の処理が行われる。
【０１０６】
これによって、ズームレンズ３８は最広角端に移動されてその位置に設定される。
そして、ステップ２３でＷ信号停止指令の処理を行い、その後ステップＳ２４の通電停止の処理を行う。
【０１０７】
本実施の形態によれば、例えば使用者が通常の使用頻度でのリモートスイッチのＯＮ／ＯＦＦよりもはるかに激しい使用頻度でリモートスイッチを使用したような場合には、摩擦板４４及び摺動パイプ６７等での発熱が大きくなり、耐久性が低下したり、熱変形或いは熱損傷して駆動特性が劣化したり、寿命を低下させたりする等の可能性が発生する。
【０１０８】
さらに過度に発熱させると、移動ができないで故障させてしまう可能性が発生し、この場合にはズームレンズ３８が広角側に設定されていないと、周囲の視野が確保できないので、内視鏡検査を中断して、内視鏡を引き抜く作業を行うことになるが、本実施の形態によれば、最広角端に移動設定するのでそのような作業を容易に行うことができる。また、発熱によって、耐久性が低下したり、駆動特性が劣化する等の不具合が発生する可能性を未然に防止できる。その他は第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１０９】
なお、上記しきい値Ｓｔｈの他にさらに低い発熱注意用のしきい値を設定し、この場合には図１６と同様にステップ２３まで行い、その後に、ＣＰＵ５５はタイマを起動して、アクチュエータ３９の発熱が例えば通常のレベルまで低下すると予測される比較的短い時間を計測し、この時間の後にリモートスイッチによる操作信号を受け付けるようにして内視鏡検査を再開できるようにしても良い。
【０１１０】
なお、リモートスイッチが操作されてアクチュエータ３９に駆動信号を印加した場合に、第２及び第３の実施の形態の動作を行うようにしても良い。この場合には第２及び第３の実施の形態の効果を有する。
【０１１１】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図１７等を参照して以下に説明する。図１７はズームレンズ３８を移動する場合の駆動パルス数と設定される倍率との関係をＷｉｄｅ端及びＴｅｌｅ端も含めて示したものであり、例えばパルス数がＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５でそれぞれ倍率２０、４０、６０、８０、１００に設定される。
【０１１２】
本実施の形態では、メイン電源を投入した場合に、ステップモードでは図１８に示すような動作を行うようにしたものである。
つまり、メイン電源を投入した場合に、自動的にＷｉｄｅ端に設定する動作を行った後、ステップモードでＴ方向スイッチ４０Ｔを押す操作した場合には、レベル１が選択されている場合には、パルス数Ｐ１を出し、２０倍に設定する。
【０１１３】
この２０倍の状態で、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔを押す操作した場合には、さらにパルス数Ｐ１を出し（この場合には２０＋α倍になる）、Ｗ方向スイッチ４０Ｗを押す操作をした場合にはＷｉｄｅ端に復帰させる。
【０１１４】
つまり、ステップモードのレベル１が選択されている場合には、Ｔ方向スイッチ４０Ｔを押す度にパルス数Ｐ１を出力し、逆にＷ方向スイッチ４０Ｗが押された場合にはＷｉｄｅ端に復帰させる。
【０１１５】
レベル２が選択された場合にはＴ方向スイッチ４０Ｔを押す度にパルス数Ｐ２にしたものである。他のレベルもほぼ同様に、レベル３が選択された場合にはＴ方向スイッチ４０Ｔを押す度にパルス数Ｐ３が、レベル４が選択された場合にはＴ方向スイッチ４０Ｔを押す度にパルス数Ｐ４が、レベル５が選択された場合にはＴ方向スイッチ４０Ｔを押す度にパルス数Ｐ５＋αが出力されるようにしたものである。逆にＷ方向スイッチ４０Ｗが押された場合にはＷｉｄｅ端に復帰させる。
【０１１６】
図１９は第４の実施の形態の第１変形例におけるステップモードでの動作例を示す。
第４の実施の形態では所定のパルス数づつで移動させるものであったが、この第１変形例では所定の倍率になるように移動するものである。
【０１１７】
つまり、メイン電源を投入してＷｉｄｅ端に設定した状態において、ステップモードのレベル１が選択された状態では、Ｔ方向スイッチ４０Ｔが押される度に２０倍づつ倍率が増加した位置に設定し、Ｗ方向スイッチ４０Ｗが押されと、Ｗｉｄｅ端に復帰させる。
【０１１８】
例えばＷｉｄｅ端の状態において、Ｔ方向スイッチ４０Ｔが押されると、２０倍に設定するＰ１パルスが出力されて２０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔが押されると、４０倍に設定する（Ｐ２−Ｐ１）パルスが出力されて４０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔが押されると、６０倍に設定する（Ｐ３−Ｐ２）パルスが出力されて６０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔが押されると、８０倍に設定する（Ｐ４−Ｐ３）パルスが出力されて８０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔが押されると、１００倍に設定する（Ｐ５−Ｐ４パルスが出力されて１００倍の位置（つまりＴｅｌｅ端）に設定される。そして、任意の倍率の状態でＷ方向スイッチ４０Ｗが押されると、（Ｐ５＋α）パルスが出力されてＷｉｄｅ端に復帰する。
【０１１９】
レベル２が選択された状態で、Ｔ方向スイッチ４０Ｔが押された場合には最初に４０倍の位置に設定されるＰ２パルスが出力され、その後の動作はレベル１と同様である。
【０１２０】
他のレベルも同様に、レベル３、４、５が選択された状態で、Ｔ方向スイッチ４０Ｔが押された場合には最初に６０倍、８０倍、１００倍の位置にそれぞれ設定されるＰ３、Ｐ４、Ｐ５パルスがそれぞれ出力され、その後の動作はレベル１と同様である。
【０１２１】
また、図２０は第４の実施の形態の第２変形例におけるステップモードでの動作例を示す。
第１変形例ではＴ方向スイッチ４０Ｔが押される度に２０倍づつ倍率が増加した位置に設定され、Ｗ方向スイッチ４０Ｗが押されと、Ｗｉｄｅ端に復帰させるようにしたが、この第２変形例では、レベル５を除いてＷｉｄｅ端の状態で２回まではＴ方向スイッチ４０Ｔが押される度に２０倍づつ倍率が増加した位置に設定されるが、それ以上は倍率が増加しないで、最大の倍率に設定された状態でＷ方向スイッチ４０Ｗが押されると、最初のＴ方向スイッチ４０で設定される倍率の位置に設定され、さらにＷ方向スイッチ４０Ｗが押されるとＷｉｄｅ端に復帰するものである。
【０１２２】
つまり、メイン電源を投入してＷｉｄｅ端に設定した状態において、ステップモードのレベル１が選択された状態でＴ方向スイッチ４０Ｔを押すとＰ１パルスが出力されて２０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔを押すと（Ｐ２ーＰ１）パルスが出力されて４０倍の位置に設定され、それ以上はＴ方向スイッチ４０Ｔを押しても倍率は変化しないで、Ｗ方向スイッチ４０Ｗを押すと（Ｐ２−Ｐ１）パルスが出力されて２０倍の位置に設定され、さらにＷ方向スイッチ４０Ｗを押すと（Ｐ１＋α）パルスが出力されて確実にＷｉｄｅ端に設定される。
【０１２３】
また、例えばレベル２ではＷｉｄｅ端の状態において、Ｔ方向スイッチ４０Ｔを押すとＰ２パルスが出力されて４０倍の位置に設定され、さらにＴ方向スイッチ４０Ｔを押すと（Ｐ３ーＰ２）パルスが出力されて６０倍の位置に設定され、それ以上はＴ方向スイッチ４０Ｔを押しても倍率は変化しないで、Ｗ方向スイッチ４０Ｗを押すと（Ｐ３−Ｐ２）パルスが出力されて４０倍の位置に設定され、さらにＷ方向スイッチ４０Ｗを押すと（Ｐ２＋α）パルスが出力されて確実にＷｉｄｅ端に設定される。
【０１２４】
また、レベル５ではＷｉｄｅ端の状態において、Ｔ方向スイッチ４０Ｔを押すと（Ｐ５＋α）パルスが出力されて１００倍（つまりＴｅｌｅ端）の位置に確実に設定され、それ以上はＴ方向スイッチ４０Ｔを押しても倍率は変化しないで、Ｗ方向スイッチ４０Ｗを押すと（Ｐ５＋α）パルスが出力されて確実にＷｉｄｅ端に設定される。
【０１２５】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態を図２１を参照して説明する。本実施の形態は、第１〜４の実施の形態で説明した内容を、内視鏡の視野変換機構に応用したものである。内視鏡先端に搭載された、視野変換機構の構成が、第１〜４の実施の形態と異なる。
【０１２６】
図２１は内視鏡２の先端部１３の構成を示している。先端部１３を構成する先端部本体９１には、対物光学系３４が先端部本体９１の軸方向（図２１では左右方向）に配置され、その結像位置にＣＣＤ３５が配置されている。
【０１２７】
この対物光学系３４の光路の前方位置に設けられた切り欠き部にはミラー９２が収納され、このミラー９２は一端が回転自在に支持され、この一端よりも他端寄りの位置に設けた図示しない長孔にアクチュエータ３９の出力軸３９ａに設けたピンが係入され回動可能に連結されている。
【０１２８】
この出力軸３９ａの基端付近の先端部本体９１に設けた凹部にはアクチュエータ３９が取り付けられている。このアクチュエータ３９は第１の実施の形態で説明したのと同様に、ズーム制御装置６に接続される。
また、ＣＣＤ３５もアンプ３６を通してＣＣＵ４に接続される。
【０１２９】
そして、ズームスイッチ４０或いはフットスイッチ７からなるリモートスイッチを操作することにより、制御回路５２（を構成するＣＰＵ５５）を介して駆動回路５１からアクチュエータ３９に駆動信号を印加して、出力軸３９ａを図２１の矢印Ａで示す方向に移動して、この移動によりミラー９２を一端を回動中心として矢印ｂで示すように回動させ、視野方向を変更或いは視野変換を行うことができるようにしている。
【０１３０】
例えば、図２１の光線９３の方向からくる光はミラー９２で反射され、対物光学系３４の光軸を通りＣＣＤ３５に入射される。つまり、この状態では光線９３の方向が視野方向となり、リモートスイッチを操作してミラー９２の傾き角を変更した場合には視野方向が変化する。
【０１３１】
本実施の形態は以下の効果を有する。
いろいろなモードを設けて在るので、視野の変換を行うのに、内視鏡操作者の好みや、症例の違い等に対応でき、操作性が向上している。本実施の形態による視野変換の操作性の向上は、第１〜４の実施の形態で説明した効果を、視野変換の操作性という観点で読み変えることで、意味的に同じである（同じ構成の制御装置を使用している為）。
【０１３２】
なお、上述の説明では被駆動体としてのズームレンズ３８をその移動範囲における最広角端となる一方の位置或いは中間位置に移動する手段を備えたものを説明したが、他方の最拡大端に移動設定する手段を設けるようにしても良い。
【０１３３】
なお、対物レンズ系３４に設けたズームレンズ３８としては、移動してフォーカス状態（合焦状態）に設定するフォーカス光学系でも良く、この場合にはズームレンズ（正確には変倍レンズ）３８の代わりにフォーカスレンズを用いれば良い。
【０１３４】
また、対物レンズ系３４は、変倍した場合にも、フォーカス距離が変動しないズーム光学系でも良く、この場合にはズームレンズ（正確には変倍レンズ）３８の代わりにズームレンズを用いれば良い。
【０１３５】
また、対物レンズ系３４に回動自在のミラーを設け、このミラーの回動角度をアクチュエータ３９で駆動することにより、観察視野の方向を変更（変換）するようにしても良い。
【０１３６】
また、アクチュエータ３９により駆動される被駆動体として、対物レンズ系３４の代わりに鉗子起上台とし、この鉗子起上台を駆動して、鉗子起上台の起上角度を可変できるようにしても良い。
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１３７】
［付記］
１．アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータを駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記内視鏡内に設けられ、前記内視鏡内の情報を設定する設定手段と、
前記設定手段の出力信号を前記制御装置へ伝達する伝達手段と、
前記制御装置内に前記設定手段の出力信号を受信する受信手段と、
前記受信手段の受信信号に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形の出現状態を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて駆動波形を発生する駆動手段とを有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１３８】
１−０．付記１において、前記内視鏡内の情報は、前記アクチュエータに関するものである。
１−０−１．付記１−１において、前記内視鏡内の情報は、前記アクチュエータの駆動速度に関するものである。
【０１３９】
１−１．前記駆動制御手段は、単位時間あたりの前記駆動波形の出現率の大小を設定する。
【０１４０】
１−２．前記駆動制御手段は、前記駆動波形の休止時間の大小を設定する。
【０１４１】
１−３．付記１において、前記設定手段は、ディップスイッチである。
１−４．付記１において、前記設定手段は、ＲＯＭである。
１−５．付記１において、前記駆動手段は、波形発生回路と増幅回路からなる。
１−６．付記１において、前記被駆動体はズームレンズである。
【０１４２】
１−７．付記１において、前記被駆動体はフォーカスレンズである。
１−８．付記１において、前記被駆動体は変倍レンズである。
１−９．付記１において、前記被駆動体は処置具起上台である。
１−１０．付記１において、前記被駆動体は視野方向変換手段である。
【０１４３】
１′．アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡が接続され前記アクチュエータを駆動制御する制御装置とを備えた内視鏡装置において、
アクチュエータを搭載した内視鏡個々ないしは前記アクチュエータ個々に対応した識別情報の発生手段と、
前記制御装置に接続される内視鏡における前記識別情報の読取手段と、
前記読取手段で読み取った識別情報により、前記内視鏡に搭載されたアクチュエータを駆動する駆動波形の出現状態を設定する駆動制御手段と、
とを設けたことを特徴とする内視鏡装置。
【０１４４】
２．アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータ駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記制御装置内に、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
短絡及び解放状態を検出するための２つ以上のしきい値に設定したしきい値設定手段と、
前記しきい値レベルと前記電流検出手段で検出された電流量レベルとの大小を比較・判定する比較判定手段と、
前記比較判定手段の判定結果に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて駆動波形を発生する駆動手段と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１４５】
２−１．付記２において、前記２つ以上のしきい値における１つは、前記アクチュエータへの通電線断線時に前記電流検出手段で検出される電流量レベルよりも若干大きく設定され、前記駆動制御手段は、前記電流検出手段で検出される電流量レベルが、前記しきい値より小さい時、アクチュエータへの通電を遮断する。
２−１−１．付記２−１において、前記通電を遮断する手段は、前記増幅回路への電源供給を遮断する。
【０１４６】
２−２．付記２において、前記２つ以上のしきい値における１つは、前記アクチュエータへの通電線短絡時に前記電流検出手段で検出される電流量レベルよりも若干小さく設定され、前記駆動制御手段は、前記電流検出手段で検出される電流量レベルが、前記しきい値より大きい時、直ちにアクチュエータへの通電を遮断する。
２−２−１．付記２−２において、前記通電を遮断する手段は、前記増幅回路への電源供給を遮断する。
【０１４７】
２−３．付記２において、前記しきい値は、前記アクチュエータへの通電が正常に行われている時に前記電流検出手段で検出される電流量レベルよりも若干大きく設定され、前記駆動制御手段は、前記比較手段において、前記検出出力値がしきい値を越えた場合、駆動波形の発生を一旦停止させ、直ちに前記アクチュエータを所定の位置に移動させる駆動波形を発生させるよう通常制御する。
【０１４８】
２−３−１．付記２−３において、前記所定の位置は、前記アクチュエータの移動範囲の一端である。
２−３−１−１．付記２−３において、前記一端は、広角端である。
２−４．付記２において、前記駆動手段は、波形発生回路と増幅回路からなる。
２−５．付記２において、前記被駆動体はズームレンズである。
【０１４９】
２−６．付記２において、前記被駆動体はフォーカスレンズである。
２−７．付記２において、前記被駆動体は変倍レンズである。
２−８．付記２において、前記被駆動体は処置具起上台である。
２−９．付記２において、前記被駆動体は視野方向変換手段である。
【０１５０】
２′．アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータ駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記制御装置内に、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記アクチュエータへの通電が正常に行われている時に前記電流検出手段で検出される電流量レベルよりも若干大きいしきい値に設定したしきい値設定手段と、
前記しきい値レベルと前記電流検出手段で検出された電流量レベルとの大小を比較・判定する比較判定手段と、
前記比較判定手段の判定結果に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて駆動波形を発生する駆動手段と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１５１】
２′．アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータ駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記制御装置内に、前記アクチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
短絡、解放及び発熱状態における少なくとも２つ以上のしきい値に設定したしきい値設定手段と、
前記しきい値レベルと前記電流検出手段で検出された電流量レベルとの大小を比較・判定する比較判定手段と、
前記比較判定手段の判定結果に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて駆動波形を発生する駆動手段と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【０１５２】
２″−１．前記駆動制御手段は、前記比較判定手段において、前記検出出力値がしきい値を越えた場合、駆動波形の発生を一旦停止させ、直ちに前記アクチュエータを所定の位置に移動させる駆動波形を発生させるよう通常制御する。
【０１５３】
（付記２、２′、２″に対する従来技術の問題点）
従来技術として、内視鏡内に設けられたディップスイッチ等によって、内視鏡と制御装置の接続を検知するものがあるが、この場合、内視鏡内、あるいは制御装置内のアクチュエータ通電線が断線し、アクチュエータが駆動不能になったことを検知できず、アクチュエータ通電線に駆動電力が供給されている状態で、通電線の導電部が意図せず制御装置内、あるいは内視鏡内部の金属部に接触することによる不具合が生じる恐れがある。
【０１５４】
過度にズーム操作を煩雑に繰り返すことにより、アクチュエータが発熱して特性が寿命を低下させたり、特性を劣化させる可能性がある。また、発熱ししすぎて故障した場合、例えば拡大端で画像が動かなくなった場合、体腔内の全体視野が確保できないため、内視鏡検査を中断する際、内視鏡を抜去することが難しかった。
【０１５５】
（付記２、２′、２″の目的）
寿命の低下等を防止でき、内視鏡検査の中断操作が容易に行える内視鏡装置の提供。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アクチュエータにより駆動される被駆動体を有する内視鏡と、着脱自在に前記内視鏡に接続され前記アクチュエータを駆動制御する制御装置を備えた内視鏡装置において、
前記内視鏡内に設けられ、前記内視鏡内の情報を設定する設定手段と、
前記設定手段の出力信号を前記制御装置へ伝達する伝達手段と、
前記制御装置内に前記設定手段の出力信号を受信する受信手段と、
前記受信手段の受信信号に基づいて、前記アクチュエータの駆動波形の出現状態を設定する駆動制御手段と、
前記駆動制御手段からの出力信号に基づいて駆動波形を発生する駆動手段と、
を設けているので、アクチュエータの駆動特性にバラツキがある場合でも、前記情報に基づいて前記アクチュエータの駆動波形の出現状態を設定することにより、バラツキを小さくないしは解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置の外観を示す斜視図。
【図２】内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。
【図３】内視鏡の先端部に設けた対物光学系及びズームレンズを駆動するアクチュエータを示す図。
【図４】アクチュエータの外形を示す斜視図。
【図５】アクチュエータの内部構造を示す断面図。
【図６】駆動波形を示す図。
【図７】ズーム制御装置の正面図。
【図８】ズーム制御装置内の駆動系の概略の構成を示す図。
【図９】駆動パルス比率を示す説明図。
【図１０】ディップスイッチの外形及び各スイッチに割り当てられた機能等を示す図。
【図１１】受信回路の具体的な回路図。
【図１２】変形例における駆動パルス比率を示す図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるズーム制御装置の機能的な構成図。
【図１４】しきい値の関係及び検出される電流波形を示す図。
【図１５】第２の実施の形態における動作内容を示すフローチャート図。
【図１６】本発明の第３の実施の形態における動作内容を示すフローチャート図。
【図１７】ズームレンズを移動する場合の駆動パルス数と設定される倍率との関係を示す図。
【図１８】本発明の第４の実施の形態におけるステップモードでの動作例を示す図。
【図１９】第４の実施の形態の第１変形例におけるステップモードでの動作例を示す図。
【図２０】第４の実施の形態の第２変形例におけるステップモードでの動作例を示す図。
【図２１】本発明の第５の実施の形態における内視鏡の先端部の視野変換機構部分を示す図。
【符号の説明】
１…内視鏡装置
２…内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…カラーモニタ
６…ズーム制御装置
７…フットスイッチ
８…挿入部
９…操作部
１３…先端部
３４…対物光学系
３５…ＣＣＤ
３８…ズームレンズ
３９…アクチュエータ
４０…ズームスイッチ
４９…ステップモードスイッチ
５０…スピードモードスイッチ
５１…駆動回路
５２…制御回路
５３…ＲＯＭ
５４…ＲＡＭ
５５…ＣＰＵ
５６…ＦＰＧＡ
５７…Ｄ／Ａコンバータ
５９…Ｉ／Ｏ
６２…受信回路
６３…ディップスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope apparatus that moves a zoom lens or the like provided at a distal end portion of an insertion portion by an actuator.
[0002]
[Prior art]
In recent years, endoscopes have been widely used in the medical field and the industrial field.
For example, in the endoscope apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-322566, a part of the objective optical system is configured by a zoom lens, and the zoom lens is connected to a movable body that is moved by a piezoelectric actuator. An apparatus that changes the magnification of an observation image by moving a zoom lens is disclosed.
The endoscope apparatus having such a configuration is convenient because the routine inspection and the close examination observation can be performed by changing the magnification by one endoscope.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When driving a driven body such as an objective optical system that constitutes a zoom lens of an endoscope using the piezoelectric actuator described above, the actuator mounted on the tip of the endoscope has individual performance variations. Even if the control device settings are the same, there may be variations in zoom performance such as zoom speed and magnification when using a plurality of endoscopes. Therefore, every time a plurality of endoscopes are used, it is necessary to adjust the setting of the control device so that the zoom performance is optimized, and the work is complicated.
[0004]
In Japanese Patent Application No. 9-160201, when an endoscope and a control device are connected, a drive waveform setting signal generating means is provided in the endoscope so as to optimally set the drive frequency and drive voltage of the actuator. However, even if it is easy to change the drive voltage to a small value, to increase the drive voltage requires a large drive voltage, which requires a large change on the hardware. It is desirable that the variation can be adjusted more easily. Further, the variation in the driving speed of the actuator cannot be adjusted sufficiently only by the driving frequency and the driving voltage.
[0005]
(Object of invention)
The present invention has been made in view of the above points, and easily reduces variations in driving characteristics when an operation of driving a driven body such as a zoom lens is performed by an actuator mounted on each endoscope. An object of the present invention is to provide an endoscope device that can be eliminated.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The endoscope apparatus of the present invention is
By actuator Advance in the specified direction In an endoscope apparatus including a driven body to be driven and a control device that is detachably connected to the endoscope and drives and controls the actuator.
The actuator provided in the endoscope; To drive the driven body in the predetermined direction. Set according to drive characteristics First Store setting information In addition, second setting information different from the first setting information, which is set according to second driving characteristics when the driven body is driven in the direction opposite to the predetermined direction by the actuator. Remember Setting means;
Above First and second Transmission means for transmitting setting information from the setting means to the control device;
Provided in the control device and transmitted via the transmission means First and second Receiving means for receiving the setting information;
Received by the receiving means First and second Drive control means for setting the appearance state of the drive waveform of the actuator based on setting information;
Drive means for generating a drive waveform for driving the actuator based on an output signal from the drive control means;
Characterized by having
Even when there is a variation in actuators or the like mounted on each endoscope, the variation can be easily eliminated by changing the appearance state of the drive waveform (specifically, changing the drive pulse ratio or the like).
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 12 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the appearance of the endoscope apparatus of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention. 3 shows the overall configuration of the endoscope apparatus, FIG. 3 shows an optical system provided at the distal end portion of the endoscope and an actuator for driving the endoscope, FIG. 4 shows the outer shape of the actuator, and FIG. 5 shows the internal structure of the actuator. 6 shows a drive waveform, FIG. 7 shows a front view of the zoom control device, FIG. 8 shows a schematic configuration in the zoom control device, FIG. 9 shows a drive pulse ratio, and FIG. 10 shows a dip switch. FIG. 11 shows a specific circuit configuration of the receiving circuit, and FIG. 12 shows a drive pulse ratio in the modification.
[0008]
The endoscope apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is a zoom electronic endoscope (hereinafter simply referred to as “zoom-type electronic endoscope”) having a zoom function (adjustable to any magnification from enlargement to wide angle). 2), a light source device 3 that supplies illumination light to the light guide of the endoscope 2, a camera control unit (abbreviated as CCU) 4 that performs signal processing on the imaging means, and a CCU 4 It includes a color monitor 5 that displays an output video signal, a zoom control device 6 that performs enlargement / wide-angle control (also simply referred to as zoom control), and a foot switch 7 connected to the zoom control device 6.
[0009]
The endoscope 2 includes an elongated insertion portion 8 to be inserted into a patient's body, an operation portion 9 provided at the proximal end of the insertion portion 8, and a universal cord 11 having one end extended from the operation portion 9. The connector 12 (see FIG. 1) provided at the other end of the universal cord 11 is detachably connected to the light source device 3.
[0010]
As shown in FIG. 1, the insertion portion 8 is provided with a hard distal end portion 13 incorporating an imaging means, a bendable bending portion 14 provided at the rear end of the distal end portion 13, and a rear end of the bending portion 14. The bending portion 14 can be bent by operating the bending operation knob 16 provided on the operation portion 9.
[0011]
As shown in FIG. 1, a connector 18 at one end of the video cable 17 is connected to the connector 12, and a connector 19 at the other end of the video cable 17 is detachably connected to the CCU 4.
[0012]
One end of the zoom cable 20 is also connected to the connector 12, and the zoom connector 21 at the other end of the zoom cable 20 is connected to one end of the connection cable 23 via the connection connector 22, and the connector at the other end of the connection cable 23. 24 is detachably connected to the zoom control device 6.
[0013]
The zoom connector 21 can be washed with a waterproof structure by attaching a waterproof cap 25 for the zoom connector. Further, the zoom cable 20 may be an integral type that does not have the connection connector 22 and the zoom connector 21 and also serves as the connection cable 23. At this time, the connector 24 is replaced with the zoom connector 21. The zoom cable 20 may have a connector that can be detachably connected to the connector 12.
[0014]
The zoom control device 6 is detachably connected to a foot switch connector 27 provided at the other end of a connection cord 26 having one end connected to a foot switch 7 as a remote switch. This foot switch 7 is provided with an enlargement operation foot switch 7a and a wide angle operation foot switch 7b.
[0015]
The foot switch 7 is provided with an enlargement operation foot switch 7a and a wide-angle operation foot switch 7b on a slope so that the foot switch 7 can be easily operated by stepping on the foot. For example, an inclined plate is attached to the bottom surface of the foot switch 7 with a screw or the like, or integrally attached with an adhesive or the like.
[0016]
As shown in FIG. 2, the light guide fiber 31 is inserted into the endoscope 2, and the connector 12 is connected to the light source device 3, so that the illumination light from the lamp 32 in the light source device 3 is transmitted through the light guide fiber 31. The illumination light is incident on one incident end, transmitted, and emitted from the other end fixed to the distal end portion 13 of the insertion portion 8 via the illumination lens 33 to illuminate a subject such as an affected portion.
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, an objective optical system 34 as a zoom optical system is passed through the distal end portion 13 of the endoscope 2, and the objective optical system 34 is passed near the imaging position of the objective optical system 34. An image pickup device for picking up the observed image, preferably a solid-state image pickup device, specifically, a charge coupled device (abbreviated as CCD) 35 is incorporated.
[0018]
The objective optical system 34 is provided with a zoom lens 38 that can move in the optical axis direction. The zoom lens 38 can be moved at a wide angle / enlarged (the enlargement ratio can be adjusted). In FIG. 3, each lens of the objective optical system 34 is shown in a half section.
Further, an actuator 39 for driving a zoom lens 38 as a driven body is provided in the distal end portion 13 and is connected to the zoom lens 38. The zoom lens 38 is moved in the optical axis direction by driving the actuator 39.
[0019]
As shown in FIGS. 4 and 5, the actuator 39 is a so-called impact-type piezoelectric actuator (rapid deformation actuator), and is provided so as to be movable in the axial direction in a cylindrical pipe 41 and the inside of the pipe 41. A friction plate 44 serving as a frictional force generating mechanism that is arranged to engage with a moving body 42 and a notch 43 provided on the side of the pipe 41 and press the moving body 42 against the inner surface of the pipe 41 in the direction perpendicular to the axis thereof. And have. The friction plate 44 is configured by a plate member that can be elastically deformed and bent into a triangular mountain shape, and the moving body 42 moves in pressure contact with the friction plate 44.
[0020]
A fitting hole 45 is provided in a side portion of the distal end portion of the moving body 42, and an output shaft attached to the zoom lens 38 is fitted into and fixed to the fitting hole 45. A guide 66 having a shape in which the pipe is cut in half is provided on the distal end side of the pipe 41 in order to hold the distal end portion of the moving body 42.
[0021]
The moving body 42 includes a sliding pipe 67 whose outer surface abuts against the inner surface of the pipe 41 and slides, an upper lid 68 and a lower lid 69 provided at both openings of the sliding pipe 67, and an inner portion of the sliding pipe 67. And a piezoelectric element 60 having one end firmly fixed to the lower lid 69. A lead wire 61 for supplying driving power to the piezoelectric element 60 is connected to the piezoelectric element 60, and the lead wire 61 extends to the connector 12 of the endoscope 2. As shown in FIG. Is electrically connected to the zoom control device 6.
[0022]
The piezoelectric element 60 is formed, for example, by laminating ceramic piezoelectric members such as barium titanate, lead zirconate titanate, and porcelain, and providing electrodes thereon.
When a force is applied to move the moving body 42 with a force smaller than the friction force generated by the pressure contact of the friction plate 44, the movement of the moving body 42 is suppressed, and the moving body 42 is moved with a force larger than the friction force. When the moving force is applied, the moving body 42 moves overcoming the frictional force. In the present embodiment, an impact type piezoelectric actuator that applies a drive signal having a sharply changing waveform to the actuator 39 in order to generate a force larger than the frictional force is employed.
[0023]
As shown in FIG. 1, the drive circuit 51 in the zoom control device 6 generates a drive signal having the waveform shown in FIG. 6, and the piezoelectric element 60 is mechanically moved in the direction parallel to the optical axis in FIG. Stretch or shrink.
[0024]
More specifically, as shown in FIG. 6A, the drive circuit 51 has a drive signal having a waveform obtained by full-wave rectification of a sine wave (also referred to as a first drive signal), and a drive circuit 51 shown in FIG. Thus, a drive signal (also referred to as a second drive signal) having a waveform that is an inversion of the first drive signal is output. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the voltage of the drive signal, and each drive signal has an amplitude of 90V, for example.
[0025]
These waveforms include a waveform portion that causes the piezoelectric element 60 to slowly expand or contract in time and a waveform portion that allows the piezoelectric element 60 to expand or contract sharply.
[0026]
For example, when the first drive signal is applied to the piezoelectric element 60, the time-differential waveform of the voltage is inverted discontinuously (in this case, the piezoelectric element 60 changes from a contracting direction to a sudden extending direction). The moving body 42 moves to the right side in FIG. 3, for example, about several microns per cycle of the drive signal.
[0027]
Due to the movement of the moving body 42, the actuator 39 is also moved to the right side in FIG. 3, and along with the movement of the actuator 39, the zoom lens 38 is also moved to the left side. In this case, the objective optical system 34 is enlarged from before the movement. Enters the lens state.
[0028]
On the other hand, when the second drive signal is applied to the piezoelectric element 60, the actuator 39 is moved to the left in FIG. 3, and with the movement of the actuator 39, the zoom lens 38 is also moved to the right. The objective optical system 34 is in a lens state with a wider angle than before the movement.
[0029]
The zoom lens 38 constituting the objective optical system 34 is different from a general so-called zoom lens (the focus point does not change even when the magnification is changed), and the focus point changes (a magnification change lens) when the magnification is changed. Further, when zooming, the depth of field is changed to, for example, 5 to 100 mm on the wide angle side, and the depth of field is changed to 2 to 5 mm on the enlarged side.
[0030]
In this embodiment, basically, a minute distance is moved by one cycle in the drive signal of FIG. 6A or 6B, and the number of drive signals is controlled by using one cycle of the drive signal as a unit. Since a predetermined distance or the like is moved, a drive pulse is used instead of a drive signal, or the number of drive signals is abbreviated as the number of drive pulses.
[0031]
As shown in FIG. 2, the image signal picked up by the CCD 35 is amplified by the preamplifier 36 and then input to the video signal processing circuit 37 in the CCU 4 to generate a standard video signal. The image of the subject is displayed on the monitor screen.
[0032]
The operation unit 9 is provided with a zoom switch 40 for operating the actuator in the vicinity of the bending knob 16.
[0033]
An operation signal when the zoom switch 40 or the foot switch 7 is operated is input to the control circuit 52 via an input / output interface (hereinafter abbreviated as I / O) 59 provided in the zoom control device 6.
[0034]
That is, the zoom switch 40 and the foot switch 7 are connected to the zoom control device 6 with a cable or the like to form a remote switch provided at a separated position.
[0035]
The zoom switch 40 includes an enlargement side (Tele side or less, T direction) switch 40T and a wide angle side (Wide direction or less, W direction) switch 40W.
For example, when the zoom switch 40 is tilted forward, the T-direction switch 40T is turned ON, and when the zoom switch 40 is tilted rearward, the W-direction switch 40W is turned ON.
[0036]
As shown in FIG. 2, the zoom control device 6 further includes a ROM 53 storing a drive waveform and a program connected to the control circuit 52, a system setting RAM 54 storing system setting information, and a front panel 48 thereof. Mode switches 49, 50 and the like.
[0037]
FIG. 2 shows a schematic configuration, and a more specific configuration will be described later with reference to FIG. The control circuit 52 includes a CPU 55 (see FIG. 8). The zoom switch 40, a step mode switch 49 provided on the front panel 48, and a step mode switch 49 are provided according to a program stored in the ROM 53 shown in FIG. In response to an input from the speed mode switch 50 or the like, the drive circuit 51 is instructed to output a drive waveform of the actuator 39, drive power, etc., a level indicator display, or the like.
[0038]
As shown in FIG. 7, a power switch 46 and a connector receiver 47 to which the connector 24 is detachably connected are provided on the front of the zoom control device 6, and a front panel 48 for setting modes and the like is provided above these. It is provided.
[0039]
On the front panel 48, when the remote switch is pressed once, a step mode switch 49 for setting to operate in a step mode in which the actuator 39 (or the zoom lens 38) is moved step by step by a predetermined amount, and the remote switch is pressed. In this case, a speed mode switch (or continuous movement mode switch) 50 is provided which continuously moves for the time pressed.
[0040]
Further, in the step mode and the speed mode, switches 49a to 49e and 50a to 50e are provided for setting the moving amount or moving speed in a plurality of stages. These switches 49a to 49e and 50a to 50e have an indicator function indicating that they have been selected in addition to the switch function to be selected.
[0041]
For example, when the step mode switch 49 is pressed to switch from the speed mode to the step mode, for example, in the initial setting state (level), the switch mode of the switch 49c of the level 3 is set to the selected step mode. The indicator is turned on (by an indicator such as an LED) so that the surgeon can understand.
[0042]
In the step mode, when the remote switch is pressed once, the number of signals for outputting the drive signal within a certain time T1 can be set in five stages with the switches 49a to 49e.
[0043]
For example, in FIG. 7, the switch 49a (level 1) has the smallest number of signals, and the switch 49e (level) 5 has the number of signals set to be the largest. The switch 49c (level 3) has an intermediate number of signals, and is normally set to a value that allows sufficient movement operation with this setting.
[0044]
In addition, even if the characteristics of the actuator 39 deteriorate due to long-term use, in that case, setting the switch 49d (level) 4 or the switch 49e (level) 5 (the characteristics are degraded). No) Ease of operation equivalent to normal use is obtained.
[0045]
A similar function is also provided in the speed mode. In this speed mode, the time Ta during which the drive signal is output within a certain unit of time Tb when the remote switch is pressed can be set in five stages with the switches 50a to 50e.
For example, in FIG. 7, the switch 50a (level) 1 is set in a stepwise manner so that the drive signal output time Ta is the shortest, and the switch 50e (level) 5 is the longest time Ta. Yes.
[0046]
The switch 50c (level 3) has an intermediate time Ta, and is normally set to a value that allows a sufficient moving operation with this setting. For example, when the remote switch is pressed in the state of the switch 50c, the movement from the widest end to the widest end or from the widest end to the widest end can be moved in one second.
[0047]
Further, even if the characteristics of the actuator 39 deteriorate due to long-term use, in that case, setting the switch 50d (level) 4 or the switch 50e (level) 5 (the characteristics are degraded). No) Ease of operation equivalent to normal use is obtained.
[0048]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, for example, a dip switch 63 having information for setting a desired characteristic corresponding to the characteristic of the actuator 39 incorporated in the endoscope 2 for each endoscope 2 is provided. It is provided.
[0049]
When the endoscope 2 is connected to the zoom control device 6, the information of the dip switch 63 is transferred to the control circuit 52 (or the CPU 55 constituting the control circuit 52) via the I / O port 59 of FIG. Entered. More specifically, as shown in FIG. 11, the setting information of the dip switch 63 is transmitted from the I / O port 59 to the CPU 55 via the receiving circuit 62.
[0050]
In the zoom control device 6 shown in FIG. 8, when the foot switch 7, the zoom switch 40, the mode switch 49 of the front panel 48, etc. are operated, the respective signals are transmitted via the I / O port 59 (the control circuit of FIG. 52) is input to the CPU 55.
[0051]
The CPU 55 is connected to a RAM 54 that stores mode selection information and the like and is used in a work area that the CPU 55 processes in accordance with a program.
In the present embodiment, the setting information is also input from the DIP switch 63 to the CPU 55 via the I / O port 59.
[0052]
Then, when the remote switch is operated, the CPU 55 refers to the setting information of the DIP switch 63 and reads the drive data written in advance in the ROM 53 with respect to the field programmable gate array (FPGA) 56. The FPGA 56 applies the address signal corresponding to the ROM 53 by this control signal, and reads the drive waveform data.
[0053]
This drive waveform data is converted into an analog value by the D / A converter 57, further amplified by the amplifier circuit 58 that constitutes the drive circuit 51, becomes a drive signal, and is applied to the actuator 39.
[0054]
The drive signal applied to the actuator 39 has the waveform shown in FIG. 6 (A) or FIG. 6 (B), but is applied at a drive pulse ratio as shown in FIG. 9 (A) or FIG. 9 (B). Is done.
[0055]
Here, the drive pulse ratio is defined by a ratio Ta / Tb with respect to the time Tb including the energized portion and the energized stop portion including the energized portion where the drive pulse is actually output. In other words, it can be said that it is defined by the appearance rate of the actually output drive waveform.
[0056]
For example, as shown in FIG. 9 (A), in the case of a drive pulse for driving the actuator 39 to the T side, if the time Ta of the energized portion and the combined time of the energized portion and the energized pause portion are Tb, the drive pulse The ratio is calculated as Ta / Tb (multiply by 100 in the case of percentage display), and when the actuator 39 is driven, the energized portion and the energized stop portion are repeated with a period Tb.
[0057]
Similarly, as shown in FIG. 9B, in the case of the drive pulse for driving the actuator 39 to the W side, the time Ta ′ of the energized portion and the time obtained by combining the energized portion and the energized pause portion are Tb ′. Then, the drive pulse ratio is calculated by Ta ′ / Tb ′ (multiply by 100 in the case of percentage display), and when the actuator 39 is driven, the energized portion and the energized pause portion are repeated with a period Tb ′. In the present embodiment, the time of the energized portion and the time of the energized stop portion are each set to an integral multiple of the basic period Tc or Tc ′ of the drive pulse.
[0058]
If the drive pulse ratio in this case is changed, the moving speed by the actuator 39 naturally changes. In the present embodiment, in order to align the variations of the actuators 39 built in each endoscope 2, a dip switch 63 having setting information for aligning the variations of the actuators 39 is provided in each endoscope 2. When the setting information of the dip switch 63 is read and the actuator 39 is driven, it is driven by a drive signal such as a drive pulse ratio corresponding to the actuator 39.
[0059]
A more detailed shape of the dip switch 63 is shown in FIG. 10A, FIG. 10B shows details of the setting information, and FIG. 10C shows specific specifications of the setting information.
[0060]
As shown in FIG. 10 (A), the dip switch 63 is composed of, for example, seven switches SW1 to SW7. As shown in FIG. 10 (B), each switch SWI (I = 1 to 7) is turned ON / OFF. A function is assigned.
[0061]
For example, the function of setting the W → T drive frequency is assigned to the switch SW1. More specifically, as shown in FIG. 10C, when the switch SW1 is OFF, the W → T drive frequency is set to 19.5 kHz, and when the switch SW1 is ON, the W → T drive frequency is 13.0 kHz. Will be set to.
[0062]
Here, W → T means a case of moving in the T direction, and T → W means a case of moving in the W direction.
[0063]
The switches SW2 and SW3 are assigned the function of setting the W → T drive pulse ratio. More specifically, as shown in FIG. 10C, when both the switches SW2 and SW3 are OFF, the W → T drive pulse ratio is 40%, and when the switch SW2 is OFF and SW3 is ON, W → T When the drive pulse ratio is 60%, the switch SW2 is ON and SW3 is OFF, the W → T drive pulse ratio is 80%, and when both the switches SW2 and SW3 are ON, the W → T drive pulse ratio is 100%. Is set to be
[0064]
The switch SW4 is assigned a function of setting the T → W drive frequency. The switches SW5 and SW6 are assigned a function of setting the T → W drive pulse ratio. Furthermore, the switch SW7 is assigned a scope connection detection function. When the CPU 55 detects the scope connection by turning on the switch SW7, the setting of the drive pulse frequency and the drive pulse ratio is made with reference to the setting information by the switches SW1 to SW6. Like to do.
[0065]
FIG. 11 shows the configuration of the receiving circuit 62 that receives the setting information of the DIP switch 63.
One end of each switch SWI of the DIP switch 63 is connected to one end of a resistor R1 constituting the receiving circuit 62 via the zoom cable 20, and the other end of the resistor R1 is connected to a power supply terminal via an LED 72 constituting the photocoupler 71. (Specifically, + 5V). The other end of each switch SWI is connected to the ground.
[0066]
The collector of the phototransistor 73 constituting the photocoupler 71 in pair with the LED 72 is connected to the power supply terminal via the resistor R2, the emitter of the phototransistor 73 is connected to the ground, and the collector serves as the output terminal of the receiving circuit 62. To the I / O port 59.
[0067]
One end of the resistor R1 to which each switch SWI of the DIP switch 63 is connected via the zoom cable 20 is connected to the power supply end and the ground via two diodes D1 and D2 constituting the limiter circuit 74, respectively. In FIG. 11, only the portion connected to the switch SW1 is shown, but the circuit configuration for the other switches SW2 to SW7 is the same, and is omitted.
[0068]
For example, when the switch SW1 is OFF, no current flows through the LED 72, so no light is emitted, the phototransistor 73 is turned OFF, the collector potential becomes the power supply end level, and the CPU 55 passes through the I / O port 59. CPU 55 determines that the CPU 55 is OFF.
[0069]
Further, when the switch SW1 is ON, a current flows through the LED 72 to emit light, the phototransistor 73 is turned ON, and the collector potential becomes almost ground level and is transmitted to the CPU 55 via the I / O port 59. The CPU 55 determines that it is ON.
[0070]
Then, the CPU 55 sets the drive pulse frequency and the drive pulse ratio in each mode stored in the RAM 54 according to the setting information of the dip switch 63, for example, so that the movement characteristics by the actuator 39 mounted on the endoscope 2 and the like. Even if there is variation, the drive pulse frequency and the drive pulse ratio are set according to the characteristics of the actuator 39, so that the movement characteristics and the like by the actuator 39 are aligned, that is, the variation is eliminated.
[0071]
According to the first embodiment configured as described above, even when the actuator 39 mounted on the endoscope 2 has variations, the connector 24 is connected to the zoom control device 6 via the zoom cable 20 or the like. Thus, setting information such as a driving pulse frequency and a driving pulse ratio suitable for the actuator 39 by the dip switch 63 provided in the endoscope 2 is sent to the CPU 55 in the zoom control device 6 through the receiving circuit 62 and the like. The CPU 55 sets a driving condition for driving the actuator 39 based on the setting information.
[0072]
For example, when the moving speed of the zoom lens 38 when operating in the speed mode by the actuator 39 mounted on the endoscope 2 is larger than the standard value, the drive pulse ratio is set in advance from the standard value. Information is set by the dip switch 63 so that the moving speed of the zoom lens 38 when it is reduced and operated in the speed mode is not much different from that of the standard value, and the endoscope 2 is used. At this time, according to the information set by the dip switch 63, the CPU 55 makes the drive pulse ratio (appearance state of the drive waveform in a broad sense) smaller than the standard value.
[0073]
For this reason, even if there is a variation in the actuator 39 mounted on the endoscope 2, it is possible to operate with an operational feeling that there is almost no variation in terms of operation characteristics when actually operated.
[0074]
In this case, since the drive pulse ratio can be easily changed by changing the drive waveform data read from the ROM 53 by software, the variation can be eliminated more easily and at a lower cost than when the drive voltage is changed.
[0075]
In the first embodiment, the drive pulse ratio is set as shown in FIG. 9 by the switches SW2, 3 and SW5, 6 of the DIP switch 63, but may be set as in the modification shown in FIG. .
[0076]
In other words, when driving in the T direction, as shown in FIG. 12A, a drive signal having a basic period of the number of energized pulses of Pa and the number of pause pulses of Pb thereafter is output to the actuator 39. Also good.
[0077]
In this case, by setting the dip switch 63, for example, the pause pulse number Pb is made constant and the energization pulse number Pa is adjusted to be variable, or conversely, the energization pulse number Pa is made constant and the pause pulse number Pb is made variable. It may be adjusted as. Further, both may be adjusted as variable.
In this case, the drive pulse ratio is Pa / (Pa + Pb) (in the case of a percentage setting, it is multiplied by 100).
[0078]
In the case of driving in the W direction, as shown in FIG. 12B, a drive signal having the basic period of the number of energized pulses of Pa ′ and the number of pause pulses of Pb ′ thereafter is output to the actuator 39. You may do it.
[0079]
In this case, for example, by setting the dip switch 63, the number of pause pulses Pb ′ is made constant and the energization pulse number Pa ′ is adjusted to be variable, or conversely, the energization pulse number Pa ′ is made constant. Pb ′ may be adjusted as variable. Further, both may be adjusted as variable.
In this case, the drive pulse ratio is Pa ′ / (Pa ′ + Pb ′) (in the case of the percentage setting, it is multiplied by 100).
[0080]
The basic periods Tb and Tb ′ in FIG. 9 and the basic periods Pa + Pb and Pa ′ + Pb ′ in FIG. 12 cannot be confirmed with the naked eye that the actuator 39 is repeatedly driven and stopped, and are recognized as continuous movements. It is desirable that the time is set to a short time (number of pulses).
[0081]
In the first embodiment, the dip switch 63 has drive information that can eliminate variations when the actuator 39 mounted on the endoscope 2 is driven, but a ROM is used instead. Then, similar information may be stored in the ROM.
[0082]
In addition, an endoscope identifier (ID information identification code) corresponding to ID information such as an ID code is provided at least on the endoscope 2 side for each endoscope 2 or for each actuator mounted on the endoscope, An endoscope identifier (ID information identification code) reading unit is provided in the zoom control device 6 and the like, and the zoom control device 6 stores in advance a drive information that eliminates variations corresponding to each ID information identification code in a ROM or the like. The drive information corresponding to the ID information identification code read by the reading means is read out, and the actuator is driven by the drive signal of the drive waveform corresponding to the drive information (appearance state such as drive pulse ratio). Accordingly, the drive characteristics may be set so as to reduce or eliminate the variation.
[0083]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows a functional configuration of the zoom control device 6 in the present embodiment. In this embodiment, in the first embodiment, when a remote switch is operated, a drive signal is applied to the actuator 39, and at that time, a release state and a short-circuit state are generated from the current flowing through the actuator 39. When these released state and short circuit state are detected, the driving of the actuator 39 is stopped. Hereinafter, the configuration and the operation thereof will be specifically described.
[0084]
When a remote switch such as the zoom switch 40 is operated after the power is turned on, a signal generation command from the signal generation command means 81 configured by the CPU 55 or the like is output to the FPGA 56, and the FPGA 56 receives a (drive) waveform from the ROM 53. Read data. In this case, waveform data is read from the ROM 53 as a driving condition that almost matches a predetermined driving characteristic of the actuator 39 mounted on the endoscope that is actually connected and used by the information by the dip switch 63 omitted here. .
[0085]
This waveform data is converted into an analog signal by the D / A converter 57, then amplified by the amplifier circuit 58, and applied to the actuator 39 as a drive signal.
The current value of the drive signal flowing through the actuator 39 is detected by the current detection circuit 82, further converted into a digital signal by the A / D converter 83, and then input to the FPGA 84 for integration. The integrated current area is compared with the threshold value of the threshold value setting circuit 86 by the discrimination circuit 85 by the CPU 55 or the like.
[0086]
If it is within the threshold range, the operation of the signal generation command circuit 81 is continued, and if it deviates from the threshold range, it is stopped.
This threshold value is set, for example, as shown in FIG.
[0087]
That is, the first threshold value Ssh for detecting a short circuit (short circuit) and the second threshold value Sop for detecting release (or disconnection) are set. The first threshold value Ssh is a slightly smaller value than the area Sshort of the current flowing when actually short-circuited, and is larger than the area Snor of the current flowing to the actuator 39 in a normal state.
[0088]
On the other hand, the second threshold value Sop is a value slightly larger than 0 (or a value Sopen in the case of release), and is smaller than the case of the area Snor of the current flowing in the actuator 39 in a normal state.
[0089]
FIG. 14B shows a current waveform flowing through the actuator 39 in a normal state, and FIG. 14C shows a current waveform in a state where a drive signal is applied in a short-circuited state. The current areas Snor and Ssh indicated by hatching with lines are output to the discrimination circuit 85. The current detection circuit 82 outputs a current of one polarity (for example, positive polarity).
[0090]
FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 13 when the zoom switch 40 is turned on.
As shown in FIG. 15, when the zoom switch 40 is turned on, the operation signal is input to the I / O port 59 in step S1, and further input to the CPU 55 via the I / O port 59. The signal generation command is processed as shown in FIG.
[0091]
That is, this signal generation command is sent to the FPGA 56, and the FPGA 56 performs an address designation process to the ROM 53 in step S3. The waveform data read from the ROM 53 is further amplified by the amplification circuit 58 through the A / D converter 57 and output to the actuator 39. That is, the drive pulse energization process in step S4 starts.
[0092]
Then, as shown in step S5, a current detection / integration calculation process is performed on the drive signal flowing through the actuator 39 to calculate the area S, and the area S calculated in the next step S6 is calculated from the threshold value. A determination is made whether or not there is a deviation. That is, it is determined whether the area S is smaller than the threshold value Sop for detecting release or larger than the threshold value Ssh for detecting short circuit.
[0093]
If the calculated area S does not deviate from the threshold value, that is, is within the range of the two threshold values, the process returns to step S2, and the same operation is repeated, and the calculated area S deviates from the threshold value. If so, the CPU 55 outputs a signal stop command to the FPGA 56 as shown in step S7. Then, the FPGA 56 stops reading the waveform data from the ROM 53, and the energization to the actuator 39 is stopped as shown in step S8.
[0094]
According to the present embodiment, when the remote switch is operated, a drive signal is applied to the actuator 39, and when the release state and the short-circuit state occur at that time, the actuator 39 is driven promptly. Since the operation is stopped, it is possible to quickly prevent an excessive current from flowing due to a short circuit and damaging electrical components, deteriorating characteristics, shortening the service life, and disconnection.
[0095]
Also, if the drive power is applied as it is due to disconnection, if the drive power is applied as it is, the disconnected part may touch the conductive part and cause a problem. Can be prevented. The other effects are the same as those of the first embodiment.
[0096]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the zoom control device 6 shown in FIG. 13 has a threshold value Sth for determining whether or not the threshold value set by the threshold value setting circuit 86 is in the heat generation state of the actuator 39. The other configurations are the same.
[0097]
Then, when the remote switch is being operated, the current flowing through the actuator 39 in that state is monitored, and it is determined whether or not the area S exceeds the threshold value Sth. In this case, the zoom lens 38 is set to the wide-angle end, and the energization is temporarily stopped to suppress the heat generation state.
[0098]
In this case, the threshold value Sth for detecting the heat generation state is slightly larger than the current area Snor in the normal use state as shown in FIG. 14A, and this value Snor is a threshold value Ssh for detecting a short circuit. Smaller than.
[0099]
For example, processing contents performed when the zoom switch 40 is turned on in the present embodiment will be described with reference to FIG. When the zoom switch 40 is turned on, the operation signal is input to the CPU 55 via the I / O port 59 in step S11.
[0100]
As shown in step S12, the CPU 55 determines whether the operation signal is an instruction in the T direction or the W direction.
[0101]
If the direction is the W direction, the CPU 55 performs a W signal generation command processing in step S13a, the FPGA 56 performs address designation to the ROM 53 in step S14a according to the command, and the drive waveform data read from the ROM 53 is D / A. The signal is converted into an analog value by the converter 57, amplified and applied to the actuator 39 as a drive signal. That is, the drive pulse energization process in step S15a is performed.
[0102]
Then, detection of current flowing through the actuator 39 and integration calculation are performed by the current detection circuit 82 in step 16a and the area S is calculated, and this area S is compared with the threshold value Sth in step 17a. That is, it is determined whether or not S> Sth by the discrimination circuit 85 (by the CPU 55). If this is not the case, the process returns to step S13a. I do.
[0103]
On the other hand, if it is determined in step S12 that the direction is the T direction, the CPU 55 performs processing of a T signal generation command in step S13b, and the FPGA 56 performs address designation to the ROM 53 in step S14b according to the command and reads from the ROM 53. The output drive waveform data is converted into an analog value by the D / A converter 57, amplified and applied to the actuator 39 as a drive signal. That is, the drive pulse energization process in step S15b is performed.
[0104]
Then, the current flowing through the actuator 39 is detected and integrated by the current detection circuit 82 in step 16b and the area S is calculated, and the area S is compared with the threshold value Sth in step 17a. In other words, the determination circuit 85 determines whether S> Sth (by the CPU 55). If not, the process returns to step S13b. If S> Sth, the T signal of step S18b is obtained. The stop command process is performed, and then the energization stop process of step S19b is performed, and the processes after step S20 are performed.
[0105]
In step S20, the CPU 55 issues a W signal generation command with a (P5 + α) pulse, for example, a value obtained by adding α to the number of drive pulses P5 required to move from the widest end to the widest angle end, and the FPGA 56 follows the command in step S21. Address designation to the ROM 53 is performed, and the drive waveform data read from the ROM 53 is converted into an analog value by the D / A converter 57, amplified and applied to the actuator 39 as a drive signal. That is, the drive pulse energization process in step S22 is performed.
[0106]
As a result, the zoom lens 38 is moved to the widest-angle end and set to that position.
Then, in step 23, the W signal stop command is processed, and then the energization stop process in step S24 is performed.
[0107]
According to the present embodiment, for example, when the user uses the remote switch at a frequency of use far more severe than the ON / OFF of the remote switch at the normal usage frequency, the friction plate 44 and the sliding pipe are used. There is a possibility that heat generation at 67 and the like will increase, resulting in a decrease in durability, deterioration of driving characteristics due to thermal deformation or thermal damage, and a decrease in service life.
[0108]
Furthermore, if the heat is excessively generated, there is a possibility that the robot cannot move and may break down. In this case, if the zoom lens 38 is not set to the wide angle side, the surrounding visual field cannot be secured. However, according to the present embodiment, the movement is set to the widest end, so that such an operation can be easily performed. In addition, it is possible to prevent the occurrence of problems such as deterioration of durability and deterioration of drive characteristics due to heat generation. The other effects are the same as those of the first embodiment.
[0109]
In addition to the threshold value Sth, a lower threshold value for attention to heat generation is set. In this case, the process is repeated up to step 23 as in FIG. For example, it is possible to measure a relatively short time when the heat generation of the battery is predicted to decrease to a normal level, and to accept the operation signal from the remote switch after this time so that the endoscopic examination can be resumed.
[0110]
Note that the operations of the second and third embodiments may be performed when a drive signal is applied to the actuator 39 by operating the remote switch. In this case, the effects of the second and third embodiments are obtained.
[0111]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 17 shows the relationship between the number of drive pulses and the set magnification when moving the zoom lens 38 including the Wide end and Tele end. For example, the number of pulses is P1, P2, P3, P4, P5. Is set to 20, 40, 60, 80, and 100 respectively.
[0112]
In the present embodiment, when the main power supply is turned on, the operation shown in FIG. 18 is performed in the step mode.
That is, when the main power supply is turned on, after performing the operation of automatically setting the Wide end, when the T-direction switch 40T is pressed in the step mode, when level 1 is selected, The number of pulses P1 is output and set to 20 times.
[0113]
If the T-direction switch 40T is further pressed in this 20 times state, the number of pulses P1 is further output (in this case, 20 + α times), and if the W-direction switch 40W is pressed, Wide is selected. Return to the end.
[0114]
That is, when level 1 of the step mode is selected, the number of pulses P1 is output every time the T-direction switch 40T is pressed, and conversely, when the W-direction switch 40W is pressed, the mode is returned to the Wide end.
[0115]
When level 2 is selected, the number of pulses is set to P2 each time the T-direction switch 40T is pressed. In the same manner for other levels, the number of pulses P3 every time the T-direction switch 40T is pressed when the level 3 is selected, and the number of pulses P4 every time the T-direction switch 40T is pressed when the level 4 is selected. However, when level 5 is selected, the number of pulses P5 + α is output every time the T-direction switch 40T is pressed. Conversely, when the W-direction switch 40W is pushed, it is returned to the Wide end.
[0116]
FIG. 19 shows an operation example in the step mode in the first modification of the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, the movement is performed by a predetermined number of pulses, but in the first modification, the movement is performed so that a predetermined magnification is obtained.
[0117]
That is, in the state in which the main power supply is turned on and set to the wide end, when the step mode level 1 is selected, the position is set to a position where the magnification increases by 20 times each time the T-direction switch 40T is pressed. When the direction switch 40W is pushed, it returns to the Wide end.
[0118]
For example, in the state of the Wide end, when the T direction switch 40T is pressed, the P1 pulse set to 20 times is output and set to the 20 times position, and when the T direction switch 40T is further pressed, the time is set to 40 times. When (P2-P1) pulse is output and set to 40 times position, and further when T-direction switch 40T is pressed, 60 times (P3-P2) pulse is output and set to 60 times position. When the T-direction switch 40T is further pressed, the pulse is set to 80 times (P4-P3) and is set to the 80-fold position. When the T-direction switch 40T is further pressed, the pulse is set to 100 times ( The P5-P4 pulse is output and set to a position of 100 times (that is, the Tele end), and when the W-direction switch 40W is pressed in an arbitrary magnification state (P5 alpha) pulse is output returns to Wide end.
[0119]
When the T-direction switch 40T is pressed while the level 2 is selected, a P2 pulse that is initially set at a 40-fold position is output, and the subsequent operation is the same as that of the level 1.
[0120]
Similarly, for the other levels, when the level 3, 4, and 5 are selected and the T-direction switch 40T is pressed, P3, which is initially set at 60, 80, and 100 times positions, respectively. P4 and P5 pulses are output, and the subsequent operation is the same as level 1.
[0121]
FIG. 20 shows an operation example in the step mode in the second modification of the fourth embodiment.
In the first modification, each time the T-direction switch 40T is pressed, the magnification is set to a position increased by 20 times. When the W-direction switch 40W is pressed, the position is returned to the Wide end. This second modification In the state of Wide except for level 5, the magnification is set to a position where the magnification is increased by 20 times each time the T-direction switch 40T is pressed up to twice. When the W direction switch 40W is pressed while the magnification is set, the position of the magnification set by the first T direction switch 40 is set, and when the W direction switch 40W is further pressed, the position returns to the Wide end. .
[0122]
That is, when the main power is turned on and set to the Wide end, when the T-direction switch 40T is pressed in the state where the step mode level 1 is selected, the P1 pulse is output and set to a position 20 times larger. When the direction switch 40T is pressed (P2-P1), a pulse is output and set to a position of 40 times. When the T direction switch 40T is pressed further, the magnification does not change, and when the W direction switch 40W is pressed (P2- P1) A pulse is output and set to a 20-fold position. When the W-direction switch 40W is further pressed, a (P1 + α) pulse is output and is reliably set to the Wide end.
[0123]
For example, in level 2, when the T-direction switch 40T is pressed in the state of the wide end, the P2 pulse is output and set to a 40-fold position, and when the T-direction switch 40T is further pressed, the pulse (P3-P2) is output. When the T direction switch 40T is pressed, the magnification does not change. When the W direction switch 40W is pressed (P3-P2), a pulse is output and the position is set to 40 times. When the W-direction switch 40W is further pressed, a (P2 + α) pulse is output and is reliably set to the Wide end.
[0124]
At level 5, when the T-direction switch 40T is pressed in the state of the Wide end, a (P5 + α) pulse is output and is set to a position 100 times (that is, the Tele end), and beyond that, the T-direction switch 40T is pressed. However, when the W direction switch 40W is pressed without changing the magnification, a (P5 + α) pulse is output and the wide end is surely set.
[0125]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the contents described in the first to fourth embodiments are applied to a visual field conversion mechanism of an endoscope. The configuration of the visual field conversion mechanism mounted on the endoscope tip is different from the first to fourth embodiments.
[0126]
FIG. 21 shows the configuration of the distal end portion 13 of the endoscope 2. The distal end main body 91 constituting the distal end portion 13 is provided with the objective optical system 34 in the axial direction (left and right direction in FIG. 21) of the distal end portion main body 91, and the CCD 35 is disposed at the imaging position thereof.
[0127]
A mirror 92 is housed in a notch provided in the front position of the optical path of the objective optical system 34. One end of the mirror 92 is rotatably supported, and is provided at a position closer to the other end than the one end. A pin provided on the output shaft 39a of the actuator 39 is inserted into the long hole that is not connected and is rotatably connected.
[0128]
An actuator 39 is attached to a recess provided in the distal end main body 91 near the proximal end of the output shaft 39a. The actuator 39 is connected to the zoom control device 6 in the same manner as described in the first embodiment.
The CCD 35 is also connected to the CCU 4 through the amplifier 36.
[0129]
Then, by operating a remote switch including the zoom switch 40 or the foot switch 7, a drive signal is applied from the drive circuit 51 to the actuator 39 via the control circuit 52 (the CPU 55 constituting the zoom switch 40), and the output shaft 39a is illustrated. 21. In this direction, the mirror 92 is rotated as shown by an arrow b with one end as a rotation center so that the visual field direction can be changed or the visual field can be changed. .
[0130]
For example, the light coming from the direction of the light beam 93 in FIG. 21 is reflected by the mirror 92 and enters the CCD 35 through the optical axis of the objective optical system 34. That is, in this state, the direction of the light beam 93 becomes the visual field direction, and the visual field direction changes when the tilt angle of the mirror 92 is changed by operating the remote switch.
[0131]
The present embodiment has the following effects.
Since various modes are provided, the field of view can be changed according to the preference of the endoscope operator, the difference of cases, etc., and the operability is improved. The improvement in the operability of the visual field conversion according to the present embodiment is semantically the same by rereading the effects described in the first to fourth embodiments from the viewpoint of the operability of the visual field conversion (the same configuration) Because it uses the control device of).
[0132]
In the above description, the zoom lens 38 as the driven body is provided with means for moving to one position or the intermediate position which is the widest angle end in the moving range, but the zoom lens 38 is moved to the other maximum enlargement end. Means for setting may be provided.
[0133]
The zoom lens 38 provided in the objective lens system 34 may be a focus optical system that moves and sets the focus state (in-focus state). In this case, the zoom lens 38 (to be exact, the zoom lens 38) Instead, a focus lens may be used.
[0134]
Further, the objective lens system 34 may be a zoom optical system in which the focus distance does not change even when the magnification is changed, and in this case, a zoom lens may be used instead of the zoom lens (more precisely, the variable magnification lens) 38. .
[0135]
Further, the direction of the observation field of view may be changed (converted) by providing a rotatable mirror in the objective lens system 34 and driving the rotation angle of the mirror by the actuator 39.
[0136]
The driven body driven by the actuator 39 may be a forceps raising base instead of the objective lens system 34, and the forceps raising base may be driven to vary the raising angle of the forceps raising base.
Note that embodiments and the like configured by partially combining the above-described embodiments and the like also belong to the present invention.
[0137]
[Appendix]
1. In an endoscope apparatus including an endoscope having a driven body driven by an actuator and a control device that is detachably connected to the endoscope and drives and controls the actuator.
Setting means provided in the endoscope, for setting information in the endoscope;
Transmitting means for transmitting an output signal of the setting means to the control device;
Receiving means for receiving the output signal of the setting means in the control device;
Drive control means for setting the appearance state of the drive waveform of the actuator based on the reception signal of the reception means;
An endoscope apparatus comprising: drive means for generating a drive waveform based on an output signal from the drive control means.
[0138]
1-0. In Supplementary Note 1, information in the endoscope relates to the actuator.
1-0-1. In Supplementary Note 1-1, the information in the endoscope relates to the driving speed of the actuator.
[0139]
1-1. The drive control means sets the magnitude of the appearance rate of the drive waveform per unit time.
[0140]
1-2. The drive control means sets the duration of the drive waveform pause time.
[0141]
1-3. In Supplementary Note 1, the setting means is a dip switch.
1-4. In Supplementary Note 1, the setting means is a ROM.
1-5. In Supplementary Note 1, the driving means includes a waveform generating circuit and an amplifier circuit.
1-6. In Supplementary Note 1, the driven body is a zoom lens.
[0142]
1-7. In Supplementary Note 1, the driven body is a focus lens.
1-8. In Appendix 1, the driven body is a variable magnification lens.
1-9. In Supplementary Note 1, the driven body is a treatment instrument raising base.
1-10. In Supplementary Note 1, the driven body is visual field direction changing means.
[0143]
1 '. An endoscope apparatus comprising: an endoscope having a driven body driven by an actuator; and a control device that detachably connects the endoscope and controls the actuator.
A means for generating identification information corresponding to each of the endoscopes equipped with the actuators or each of the actuators;
A means for reading the identification information in an endoscope connected to the control device;
Drive control means for setting an appearance state of a drive waveform for driving an actuator mounted on the endoscope based on the identification information read by the reading means;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
[0144]
2. In an endoscope apparatus including an endoscope having a driven body driven by an actuator, and a control device that is detachably connected to the endoscope and controls the actuator drive.
Current detection means for detecting a current flowing through the actuator in the control device;
Threshold setting means set to two or more thresholds for detecting a short circuit and a release state;
Comparison determination means for comparing and determining the magnitude of the threshold level and the current amount level detected by the current detection means;
Drive control means for setting a drive waveform of the actuator based on a determination result of the comparison determination means;
Drive means for generating a drive waveform based on an output signal from the drive control means;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
[0145]
2-1. In Supplementary Note 2, one of the two or more threshold values is set slightly larger than a current amount level detected by the current detection means when the energization line is disconnected to the actuator, and the drive control means When the current amount level detected by the current detection means is smaller than the threshold value, the power supply to the actuator is cut off.
2-1-1. In Supplementary Note 2-1, the means for interrupting energization interrupts power supply to the amplifier circuit.
[0146]
2-2. In Supplementary Note 2, one of the two or more threshold values is set to be slightly smaller than a current amount level detected by the current detection means when the energization line to the actuator is short-circuited, and the drive control means When the current amount level detected by the current detection means is larger than the threshold value, the actuator is immediately turned off.
2-2-1. In Additional Statement 2-2, the means for cutting off the current supply cuts off the power supply to the amplifier circuit.
[0147]
2-3. In Supplementary Note 2, the threshold value is set to be slightly larger than a current amount level detected by the current detection means when the actuator is normally energized, and the drive control means includes the comparison means When the detected output value exceeds the threshold value, the generation of the drive waveform is temporarily stopped, and the normal control is performed so as to generate the drive waveform that immediately moves the actuator to a predetermined position.
[0148]
2-3-1. In Additional Statement 2-3, the predetermined position is one end of a movement range of the actuator.
2-3-1-1. In Additional Statement 2-3, the one end is a wide angle end.
2-4. In Appendix 2, the driving means includes a waveform generating circuit and an amplifier circuit.
2-5. In Supplementary Note 2, the driven body is a zoom lens.
[0149]
2-6. In Appendix 2, the driven body is a focus lens.
2-7. In Appendix 2, the driven body is a variable magnification lens.
2-8. In Supplementary Note 2, the driven body is a treatment instrument raising base.
2-9. In Supplementary Note 2, the driven body is visual field direction changing means.
[0150]
2 '. In an endoscope apparatus including an endoscope having a driven body driven by an actuator, and a control device that is detachably connected to the endoscope and controls the actuator drive.
Current detection means for detecting a current flowing through the actuator in the control device;
Threshold setting means set to a threshold value slightly larger than the current amount level detected by the current detection means when the actuator is normally energized;
Comparison determination means for comparing and determining the magnitude of the threshold level and the current amount level detected by the current detection means;
Drive control means for setting a drive waveform of the actuator based on a determination result of the comparison determination means;
Drive means for generating a drive waveform based on an output signal from the drive control means;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
[0151]
2 '. In an endoscope apparatus including an endoscope having a driven body driven by an actuator, and a control device that is detachably connected to the endoscope and controls the actuator drive.
Current detection means for detecting a current flowing through the actuator in the control device;
Threshold setting means set to at least two thresholds in a short circuit, release and heat generation state;
Comparison determination means for comparing and determining the magnitude of the threshold level and the current amount level detected by the current detection means;
Drive control means for setting a drive waveform of the actuator based on a determination result of the comparison determination means;
Drive means for generating a drive waveform based on an output signal from the drive control means;
An endoscope apparatus characterized by comprising:
[0152]
2 ″ -1. The drive control means is a drive in which, in the comparison / determination means, when the detected output value exceeds a threshold value, generation of a drive waveform is temporarily stopped and the actuator is immediately moved to a predetermined position. Normal control to generate a waveform.
[0153]
(Problems of the prior art for Addendum 2, 2 ', 2 ")
As a conventional technique, there is one that detects the connection between the endoscope and the control device by a dip switch or the like provided in the endoscope. In this case, the actuator conduction line in the endoscope or the control device is not connected. It is not possible to detect that the actuator has become undriveable due to a broken wire, and the drive power is being supplied to the actuator energization line. The conductive part of the energization line is not intended and the metal inside the controller or endoscope There is a risk of malfunction due to contact with the part.
[0154]
If the zoom operation is repeated excessively, there is a possibility that the actuator will generate heat and the characteristics may be shortened or the characteristics may be deteriorated. In addition, when a malfunction occurs due to excessive heat generation, for example, when the image stops moving at the enlarged end, it is difficult to remove the endoscope when interrupting the endoscopy because the entire visual field inside the body cavity cannot be secured. It was.
[0155]
(Purpose of Addendum 2, 2 ', 2 ")
Providing an endoscopic device that can prevent a decrease in the service life and can easily interrupt an endoscopic examination.
[0156]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an endoscope including a driven body driven by an actuator, and a control device that is detachably connected to the endoscope and drives and controls the actuator. In the device
Setting means provided in the endoscope, for setting information in the endoscope;
Transmitting means for transmitting an output signal of the setting means to the control device;
Receiving means for receiving the output signal of the setting means in the control device;
Drive control means for setting the appearance state of the drive waveform of the actuator based on the reception signal of the reception means;
Drive means for generating a drive waveform based on an output signal from the drive control means;
Therefore, even if there is a variation in the drive characteristics of the actuator, the variation can be reduced or eliminated by setting the appearance state of the drive waveform of the actuator based on the information.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the endoscope apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing an objective optical system and an actuator for driving a zoom lens provided at the distal end portion of the endoscope.
FIG. 4 is a perspective view showing an outer shape of an actuator.
FIG. 5 is a sectional view showing the internal structure of the actuator.
FIG. 6 is a diagram showing drive waveforms.
FIG. 7 is a front view of the zoom control device.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a drive system in the zoom control device.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a drive pulse ratio.
FIG. 10 is a diagram showing an outline of a dip switch and functions assigned to each switch.
FIG. 11 is a specific circuit diagram of a receiving circuit.
FIG. 12 is a diagram showing a drive pulse ratio in a modified example.
FIG. 13 is a functional configuration diagram of a zoom control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between threshold values and detected current waveforms.
FIG. 15 is a flowchart showing the operation contents in the second embodiment;
FIG. 16 is a flowchart showing the operation contents in the third embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the number of drive pulses and the set magnification when moving the zoom lens.
FIG. 18 is a diagram showing an operation example in a step mode according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram illustrating an operation example in a step mode in the first modification example of the fourth embodiment;
FIG. 20 is a diagram illustrating an operation example in a step mode according to a second modification of the fourth embodiment.
FIG. 21 is a diagram showing a visual field conversion mechanism portion at a distal end portion of an endoscope according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Endoscope device
2. Endoscope
3. Light source device
4 ... Video processor
5. Color monitor
6 ... Zoom control device
7 ... Foot switch
8 ... Insertion section
9 ... Operation part
13 ... Tip
34 ... Objective optical system
35 ... CCD
38 ... Zoom lens
39 ... Actuator
40 ... zoom switch
49 ... Step mode switch
50 ... Speed mode switch
51 ... Drive circuit
52. Control circuit
53 ... ROM
54 ... RAM
55 ... CPU
56 ... FPGA
57 ... D / A converter
59 ... I / O
62. Reception circuit
63 ... Dip switch

Claims

An endoscope apparatus including an endoscope having a driven body that is driven to advance and retreat in a predetermined direction by an actuator, and a control device that is detachably connected to the endoscope and drives and controls the actuator.
The first setting information that is provided in the endoscope and is set according to the first driving characteristic when the driven body is driven in the predetermined direction by the actuator, and is stored by the actuator. Setting means for storing second setting information different from the first setting information, which is set according to second driving characteristics when driving the driven body in a direction opposite to the predetermined direction When,
Transmission means for transmitting the first and second setting information from the setting means to the control device;
A receiving unit that is provided in the control device and receives the first and second setting information transmitted via the transmitting unit;
Drive control means for setting the appearance state of the drive waveform of the actuator based on the first and second setting information received by the receiving means;
An endoscope apparatus comprising: drive means for generating a drive waveform for driving the actuator based on an output signal from the drive control means.

The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the actuator is built in or mounted on the endoscope.

The driven body is an objective optical lens,
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the actuator drives the objective optical system lens back and forth in the optical axis direction of the objective optical system lens.

The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first setting information and the second setting information are information for setting a driving speed of the actuator.

The endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive control unit sets the magnitude of the appearance rate of the drive waveform per unit time.

The said 1st and 2nd setting information is the identification information corresponding to each said endoscope or each said actuator which incorporated the said actuator . The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Endoscopic device.