JP4842518B2 - 深度制御またはz軸駆動の方法とその装置 - Google Patents
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Description
12 Z軸方向
18 ハウジング
20 X-Y走査機構
22 対物光学トレイン部
24 Z軸制御装置
26 Z軸アクチュエーター
28 形状記憶合金ニチノールワイヤー
30 ボーデンケーブル(Bowden Cable)
32 位置センサー
34 光ファイバー
37 点状観察領域
38 焦点面
44 コイルスプリング
46 光学位置センサー
48 発光ダイオード(LED)
50 検出ダイオード
66 光ファイバーバンドル
70 2重線コイル容量性センサー
80 ハンドピース
82 制御基板
86 変換器
88 アナログ電圧信号
90 アンプ
92 アナログデジタル変換器
94 デジタル信号
96 マイクロコントローラー
100 外部調整部
106 深度コントロールボタン
110 ホームポジションスイッチ
118 方形波パターン
126a 後方のPCB
126c 前方のPCB
126b フレキシブルPCB
Claims (31)
- 内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡における、ハウジングを備える先端からなる第2の構成要素に対する、前記ハウジング内にスライド可能に収納されるスライド部からなる第1の構成要素の位置を軸に沿って制御するための位置制御装置であって、
前記軸に略沿って膨張・収縮するように配置される形状記憶合金を備え、前記第1の構成要素と連結される第1の端部を有する伸張性部材と、
長尺方向に硬性を有し、前記長尺に直交する方向には可撓性を有する長尺部材と、
前記形状記憶合金の温度を制御するための加熱手段と、
前記加熱手段を制御するためのものであって、位置の変化に応答して動作するフィードバック機構と、
バイアス手段と、を有し、
前記長尺部材の一端は前記第2の構成要素に連結され、他端は前記伸張性部材の第2の端部に連結されており、
前記長尺部材は、前記伸張性部材の一部を保持し、前記伸張性部材の一部が前記長尺部材に対して長尺方向のみに動くようにその動きを抑制するものであり、
前記バイアス手段は前記第1の構成要素に連結され、それにより前記伸張性部材の収縮が前記第1の構成要素を前記第2の構成要素に対して前進あるいは後退させ、前記伸張性部材の膨張が前記バイアス手段によって前記第1の構成要素を前記第2の構成要素に対して前進あるいは後退させるものであり、
前記位置は前記加熱手段によって制御可能であり、前記フィードバック機構によって一定に保たれ、
前記内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡における前記第1の構成要素は、光ファイバーの射出開孔もしくは集光装置のいずれか、またはその両方を含む、位置制御装置。 - 前記軸が深度、すなわちZ軸である、請求項1に記載の装置。
- 前記伸張性部材の収縮が前記第1の構成要素を後退させ、前記伸張性部材の膨張が前記バイアス手段によって前記第1の構成要素を前進させる、請求項1に記載の装置。
- 前記バイアス手段がスプリングである請求項1に記載の装置。
- 前記フィードバック機構が、前記第1の構成要素の位置を感知するための位置センサーを有し、前記形状記憶合金に加えられる熱を加減するために前記加熱手段に送られる出力を供給する、請求項1に記載の装置。
- 前記フィードバック機構が複数の位置センサーを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記加熱手段が前記形状記憶合金を加熱するための電流電源を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記電流電源が、前記形状記憶合金に電流を流すことによって前記形状記憶合金を加熱するよう構成されている、請求項7に記載の装置。
- 電流がパルス幅変調電流である、請求項7に記載の装置。
- パルス幅変調電流のデューティ比を変えるように、すなわち、前記電流の平均値を変化させるように、前記加熱手段を制御することが可能な、請求項9に記載の装置。
- 前記フィードバック機構が、静電容量センサー、可変抵抗センサー、磁気ホールセンサー、誘導センサー、あるいは光学センサーを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記フィードバック機構が2重線コイル容量性センサーを備える容量性センサーを有し、2重線コイル容量性センサーのコイル間隔が前記第1の構成要素の位置によって変化して、前記センサーの出力を変化させる、請求項1に記載の装置。
- 前記フィードバック機構が、赤色パルス光を射出する発光ダイオードと位相固定増幅検出ダイオードを含む光学センサーを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記長尺部材がボーデンケーブルからなる、請求項1に記載の装置。
- 前記伸張性部材が、複数の同様な伸張性部材の一つである、請求項1に記載の装置。
- 位置が変化するときに間隔が変化する、前記装置の2つの部分の間に配置され、取り付けられ、前記間隔が変化するにつれて撓曲するフレキシブルプリント回路基板をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 軸方向に所望のホームポジションを設定するホーム調整機構をさらに備え、以降の位置調整はホームポジションに対して行われる、請求項1に記載の装置。
- 射出開孔を有し、照射光を通すための光ファイバーと、
観察領域に前記照射光を合焦させるための集光装置と、
内視鏡における、ハウジングを備える先端からなる第2の構成要素に対する、前記ハウジング内にスライド可能に収納されるスライド部からなる第1の構成要素の位置を制御することによって、観察領域の位置を制御するための位置制御装置と、を備え、
前記位置制御装置は、
前記軸に略沿って膨張・収縮するように配置される形状記憶合金を備え、前記第1の構成要素と連結される第1の端部を有する伸張性部材と、
長尺方向に硬性を有し、前記長尺方向に直交する方向には可撓性を有する長尺部材と、
前記形状記憶合金の温度を制御するための加熱手段と、
前記加熱手段を制御するためのものであって、前記第2の構成要素に対する前記第1の構成要素の位置の変化に応答して動作するフィードバック機構と、
バイアス手段と、を有し、
前記長尺部材の一端は前記第2の構成要素に連結され、他端は前記伸張性部材の第2の端部に連結されており、
前記長尺部材は、前記伸張性部材の一部を保持し、前記伸張性部材の一部が前記長尺部材に対して長尺方向のみに動くようにその動きを抑制するものであり、
前記バイアス手段は前記第1の構成要素に連結され、それにより前記伸張性部材の収縮が前記第1の構成要素を前記第2の構成要素に対して前進あるいは後退させ、前記伸張性部材の膨張が前記バイアス手段によって前記第1の構成要素を前記第2の構成要素に対して前進あるいは後退させるものであり、
前記第2の構成要素に対する第1の構成要素の位置は、前記加熱手段によって制御可能であり、前記フィードバック機構によって一定に保たれ、
前記第1の構成要素は、前記射出開孔もしくは前記集光装置のいずれか、またはその両方を含む、内視鏡。 - 前記伸張性部材の収縮が前記第1の構成要素を後退させ、前記伸張性部材の膨張が前記バイアス手段によって前記第1の構成要素を前進させる、請求項18に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡は前記射出開孔が組み込まれたX-Y走査機構を有し、前記X-Y走査機構の位置が前記位置制御装置によって適所に調節できる、請求項18に記載の内視鏡。
- 前記伸張性部材が、複数の同様な伸張性部材の一つである、請求項18に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡が共焦点内視鏡である、請求項18に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡が内視顕微鏡である、請求項18に記載の内視鏡。
- 内視顕微鏡であって、前記内視顕微鏡の観察領域の位置を制御するための、請求項1に記載の位置制御装置を備える、内視顕微鏡。
- 請求項1に記載の位置制御装置を備える、結腸鏡。
- 内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡における、ハウジングを備える先端からなる第2の構成要素に対する、前記ハウジング内にスライド可能に収納されるスライド部からなる第1の構成要素の位置を軸に沿って制御する位置制御装置の作動方法であって、前記位置制御装置は、前記軸に略沿って膨張・収縮するように配置される形状記憶合金を備える伸張性部材と、長尺方向に硬性を有し、前記長尺に直交する方向には可撓性を有する長尺部材と、前記形状記憶合金の温度を制御するための加熱手段と、前記第1および第2の構成要素に連結されたバイアス手段と、を有し、前記長尺部材の一端は前記第2の構成要素に連結され、他端は前記伸張性部材の第2の端部に連結されており、前記第1の構成要素は、光ファイバーの射出開孔もしくは集光装置のいずれか、またはその両方を含むものであり、前記方法は、
前記位置制御装置のコントローラが、前記加熱手段を駆動し、前記形状記憶合金の長さを制御することで、前記伸張性部材を膨張または収縮させることによって、前記第1の構成要素の前記第2の構成要素に対して前進または後退させるステップと、
前記制御された伸張性部材の膨張により、前記バイアス手段が、前記第1の構成要素をそれぞれ前進または後退させるステップと、
前記長尺部材が、前記伸張性部材の一部を保持することにより、前記伸張性部材の一部が前記長尺部材に対して長尺方向のみに動くようにその動きを抑制するステップと、
前記位置制御装置における位置センサが、位置の変化に応答するフィードバック信号を提供するステップと、
前記位置制御装置のコントローラが、前記位置を一定に保つために前記フィードバック信号に応じて前記加熱手段を制御するステップと、を含む方法。 - 前記軸が深度あるいはZ軸である、請求項26に記載の方法。
- 前記伸張性部材を収縮させることにより前記第1の構成要素を後退させ、前記制御された伸張性部材の膨張により、前記バイアス手段によって、前記第1の構成要素を前進させる、請求項26に記載の方法。
- 前記バイアス手段がスプリングである、請求項26に記載の方法。
- 内視鏡検査あるいは結腸鏡検査に用いられる画像取得のための、請求項1に記載される位置制御装置を備える内視鏡または結腸鏡の作動方法であって、
前記位置制御装置のコントローラが、前記内視鏡検査あるいは結腸鏡検査の観察領域の位置を少なくとも部分的に制御すること、
を含む、方法。 - 内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡であって、
ハウジングを備える先端と、
照射光を通すための光ファイバーと、
前記照射光を前記所定の深度範囲内の観察領域に合焦させるための集光装置と、
前記内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡における深度方向の観察領域の位置を所定の深度範囲内で制御するための位置制御装置と、を備え
前記位置制御装置は、
前記光ファイバーの射出開孔、および前記集光装置の少なくとも一部のいずれか、または両方を含み、前記ハウジング内において前記深度方向にスライド可能に収納されるスライド部と、
前記ハウジングの外側において、一端が前記ハウジングの第1の端部に取り付けられ、長尺方向に硬性を有し、且つ長尺方向と直交する方向に可撓性を有する長尺部材と、
前記ハウジングの第1の端部に取り付けられ、前記ハウジングに対する前記スライド部の位置を検出する位置検出手段と、
一端が前記長尺部材の他端に接続されるとともに、前記長尺部材の内部および前記ハウジングの第1の端部を貫通し、他端が前記スライド部の第1の端部に連結され、温度に応じて前記深度方向に沿って伸張・収縮可能なワイヤ状の形状記憶合金と、
前記スライド部の第1の端部と前記ハウジングの第1の端部との間に配置され、両者を互いに離れる方向に付勢するバイアス手段と、
前記形状記憶合金の温度を制御するための加熱手段と、
所望の観察領域位置と前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段を制御する加熱制御手段と、を備え、
前記形状記憶合金を収縮させることにより、前記形状記憶合金が前記スライド部を前記ハウジングの第1の端部方向へスライドさせ、前記形状記憶合金を膨張させることにより、前記バイアス手段が前記スライド部を前記ハウジングの第1の端部の反対に位置する第2の端部方向へとスライドさせ、
前記スライド部の位置は前記加熱手段によって制御可能であり、前記加熱制御手段によって一定に保たれることを特徴とする、内視鏡、内視顕微鏡または結腸鏡。
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