JP6133002B1 - 医療用入力装置 - Google Patents

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Abstract

本発明に係る医療用入力装置は、指示信号の入力を受け付ける医療用入力装置であって、筐体をなす本体部と、本体部から一部が突出し、回転自在に設けられるトラックボールと、トラックボールが乗り上げ可能な傾斜面を有し、トラックボールに対して近づく方向、または遠ざかる方向に移動可能な移動部材と、トラックボールの径より小さい開口を少なくとも形成可能な開口形成部材と、を備えた。

Description

本発明は、医療用入力装置に関する。
観測対象である生体組織または材料の特性を観察または観測するために、撮像により生成された画像や、超音波により生成された画像を適用することがある。このような体内の生体組織などの診断には、挿入部の先端に超音波振動子や撮像素子を設けた超音波内視鏡が用いられる。
超音波内視鏡による診断では、例えば、超音波内視鏡が取得した超音波エコーまたは撮像信号に基づき画像処理装置が生成した画像がモニタに表示される。診断の際の観察モードや観測条件の設定などは、入力装置を介して入力される指示信号に基づいて行われる。
このような入力装置として、球状のトラックボールを採用した技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、互いに着脱自在であり、筐体をなす第１および第２のケーシングによってトラックボールが保持されてなるトラックボール装置が開示されている。この技術では、トラックボールの回転量や回転方向に応じた指示信号の入力が可能であり、操作性に優れた入力手段として知られている。
特開２０１１−２１０１１３号公報
特許文献１が開示するトラックボール装置では、洗浄等のためにトラックボールを筐体から取り外す場合、第１のケーシングから第２のケーシングを取り外した後にトラックボールを取り出して、該トラックボールの洗浄等を行っていた。このように、特許文献１では、トラックボールの洗浄の都度、第１のケーシングから第２のケーシングの取り外し、または装着を行う必要があり、手間がかかっていた。このため、トラックボールを筐体から簡易に着脱できる技術が望まれていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トラックボールを筐体から簡易に着脱することができる医療用入力装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る医療用入力装置は、指示信号の入力を受け付ける医療用入力装置であって、筐体をなす本体部と、前記本体部から一部が突出し、回転自在に設けられるトラックボールと、前記トラックボールが乗り上げ可能な傾斜面を有し、前記トラックボールに対して近づく方向、または遠ざかる方向に移動可能な移動部材と、前記トラックボールの径より小さく、かつ前記トラックボールの一部が突出する開口を少なくとも形成可能な開口形成部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る医療用入力装置は、上記発明において、前記移動部材が前記トラックボールに対して近づく方向への移動に連動して、前記開口形成部材の前記開口を前記トラックボールの径よりも大きい径に拡径する拡径手段をさらに備えたことを特徴とする。
本発明に係る医療用入力装置は、上記発明において、前記移動部材を移動させるための駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源が発生させた駆動力を伝達して、前記トラックボールに対して近づく方向、または遠ざかる方向に前記移動部材を移動させる駆動部と、をさらに備えたことを特徴とする。
本発明に係る医療用入力装置は、上記発明において、当該医療用入力装置の立ち上げに係る所定の条件を満たす場合に、前記駆動源を駆動して前記移動部材を移動させることを特徴とする。
本発明に係る医療用入力装置は、上記発明において、前記トラックボールの表面からの光を検出して、検出結果を当該トラックボールの回転に係る情報として出力する検出センサと、前記移動部材の前記検出センサと対向する側面に設けられ、前記移動部材が前記トラックボールに対して近づく方向へ移動する際中に前記検出センサの前記光の受光面に摺接して該受光面の付着物を取り除く清掃部と、をさらに備えたことを特徴とする。
本発明によれば、トラックボールを筐体から簡易に着脱することができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波観測装置を備えた超音波診断システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図である。 図７は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図である。 図９は、本発明の実施の形態１に係る入力装置におけるトラックボールの取り出しを説明する図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図１２は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態２に係る入力装置の要部の構成を示す側面図である。 図１４は、本発明の実施の形態２に係る入力装置の要部の構成を示す側面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。また、以下の説明において、超音波エコーに基づく超音波画像を生成する医療用入力装置を含む超音波診断システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波観測装置を備えた超音波診断システムの構成を示すブロック図である。同図に示す超音波診断システム１は、観測対象である被検体へ超音波を送信し、該被検体で反射された超音波を受信する超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２が取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置３と、超音波観測装置３が生成した超音波画像を表示する表示装置４と、超音波観測装置３に観察モードの設定や観測条件の設定などの指示信号を入力する入力装置５（医療用入力装置）と、を備える。
超音波内視鏡２は、その先端部に、超音波観測装置３から受信した電気的なパルス信号を超音波パルス（音響パルス）に変換して被検体へ照射するとともに、被検体で反射された超音波エコーを電圧変化で表現する電気的なエコー信号（超音波信号）に変換して出力する超音波振動子２１を有する。超音波振動子２１は、ラジアル型の振動子により実現される。超音波内視鏡２は、超音波振動子２１をメカ的に走査させるものであってもよいし、超音波振動子２１として複数の素子をアレイ状に設け、送受信にかかわる素子を電子的に切り替えたり、各素子の送受信に遅延をかけたりすることで、電子的に走査させるものであってもよい。
超音波内視鏡２は、通常は撮像光学系および撮像素子を有する撮像部を備えており、被検体の消化管（食道、胃、十二指腸、大腸）、または呼吸器（気管・気管支）へ挿入され、消化管、呼吸器やその周囲臓器（膵臓、胆嚢、胆管、胆道、リンパ節、縦隔臓器、血管等）を撮像することが可能である。また、超音波内視鏡２は、撮像時に被検体へ照射する照明光を導くライトガイドを有する。このライトガイドは、先端部が超音波内視鏡２の被検体への挿入部の先端まで達している一方、基端部が照明光を発生する光源装置に接続されている。
超音波観測装置３は、送受信部３１と、画像処理部３２と、入力部３３と、制御部３４と、記憶部３５と、を備える。
送受信部３１は、撮像部および超音波振動子２１との間で電気信号の送受信を行う。送受信部３１は、撮像部と電気的に接続され、撮像タイミングなどの撮像情報を撮像部に送信するとともに、撮像部が生成した撮像信号を受信する。また、送受信部３１は、超音波振動子２１と電気的に接続され、電気的なパルス信号を超音波振動子２１へ送信するとともに、超音波振動子２１から電気的な受信信号であるエコー信号を受信する。具体的には、送受信部３１は、予め設定された波形および送信タイミングに基づいて電気的なパルス信号を生成し、この生成したパルス信号を超音波振動子２１へ送信する。
送受信部３１は、受信深度が大きいエコー信号ほど高い増幅率で増幅するＳＴＣ（Sensitivity Time Control）補正を行う。送受信部３１は、増幅されたエコー信号に対してフィルタリング等の処理を施した後、Ａ／Ｄ変換することによって時間ドメインのデジタル高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号を生成して出力する。
画像処理部３２は、撮像信号に基づく内視鏡画像データ、および電気的なエコー信号に対応する画像データの生成を行う。
入力部３３は、入力装置５によって入力された指示信号を受信して、該受信した指示信号に応じた各種情報の入力を受け付ける。各種情報としては、観察モードの設定や観測条件の設定（例えば、ゲインおよび表示レンジの切り替え、ならびにスクロール指示情報（Ｂモード画像のスライド方向およびスライド量））などが挙げられる。
制御部３４は、超音波診断システム１全体を制御する。制御部３４は、演算および制御機能を有するＣＰＵや各種演算回路等を用いて実現される。制御部３４は、記憶部３５が記憶、格納する情報を記憶部３５から読み出し、超音波観測装置３の作動方法に関連した各種演算処理を実行することによって超音波観測装置３を統括して制御する。なお、制御部３４を画像処理部３２と共通のＣＰＵ等を用いて構成することも可能である。
記憶部３５は、超音波診断システム１を動作させるための各種プログラム、および超音波診断システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータなどを記憶する。記憶部３５は、例えば、超音波画像の書出し位置（超音波の送信開始位置）の初期位置（音線番号）を記憶している。
また、記憶部３５は、超音波診断システム１の作動方法を実行するための作動プログラムを含む各種プログラムを記憶する。作動プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などによって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
以上の構成を有する記憶部３５は、各種プログラム等が予めインストールされたＲＯＭ（Read Only Memory）、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を用いて実現される。
次に、入力装置５について、図２〜９を参照して説明する。図２は、本実施の形態１に係る入力装置の構成を示す斜視図である。
入力装置５は、図２に示すように、筐体である本体部５０と、本体部５０の一方の表面に設けられ、各種情報を表示可能な表示部５１と、本体部５０の表面から一部が露出した状態で設けられる球体状のトラックボール５２と、トラックボール５２を本体部５０から取り出す際に押す押圧ボタン５３と、を備える。また、入力装置５には、本体部５０から露出し、押下可能な複数のキー５０１が配設されている。入力装置５は、ケーブルを介して超音波観測装置３に電気的に接続され、トラックボールの回転量、回転方向に関する情報や、キー５０１の押下による指示信号を入力部３３に入力する。
入力装置５は、操作者の操作によりトラックボール５２が回転すると、例えば、光学センサ（図示せず）が、トラックボール５２の回転量や回転方向を検出して、該検出結果を示す情報を生成し、該情報を超音波観測装置３に出力する。超音波観測装置３は、受信した情報をもとに、入力された回転量および回転方向に応じた信号処理を行う。
続いて、トラックボール５２を本体部５０から取り出す際の構成および方法について、図３〜９を参照して説明する。図３は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図であって、トラックボール５２と該トラックボール５２を取り出すための取出機構とを説明する図である。図４は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図であって、図３に示す構成から押圧ボタン５３を取り外した図である。図５は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図であって、移動部材５４の構成を示す図である。図６は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図であって、図４に示す矢視Ａ方向の構成を示す図である。
本体部５０の内部には、トラックボール５２を本体部５０から取り出す取出機構１００が設けられている。取出機構１００は、図３に示すように、上述した押圧ボタン５３と、押圧ボタン５３に接続し、トラックボール５２に近づく側または遠ざかる側に移動可能であって、押圧ボタン５３が押圧されると、該押圧による荷重に応じてトラックボール５２に近づく側に移動する移動部材５４と、トラックボール５２を係止する径の開口、またはトラックボール５２を挿通可能な径の開口を形成可能であり、移動部材５４の移動に連動して、該開口の径の大きさが変化する開口形成部材５５と、を備える。
移動部材５４は、押圧ボタン５３からの荷重を受けて、該荷重に応じてトラックボール５２に対して近づく方向に移動可能な基部５４１と、基部５４１から延びる二つの腕部５４２と、基部５４１の側面の一部をなし、腕部５４２に連なる側面部５４３と、基部５４１の押圧ボタン５３から荷重が加わる側と反対側であって、トラックボール５２に対向する側に設けられ、基部５４１の移動方向に沿って傾斜した傾斜面を有する傾斜部５４４と、を有する。対向する腕部５４２の外面間の距離は、対向する側面部５４３の外面間の距離と比して小さい。ここでいう外面とは、対向する側と反対側の面をさす。また、傾斜部５４４の傾斜面は、段階的に高さが変化する階段状をなす面も含む。
開口形成部材５５は、トラックボール５２の径に対して、大きい径の開口または小さい径の開口を形成可能な第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２を有する。第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２は、各々が、本体部５０の内部において固定されている回転軸５５３のまわりに回動可能に支持されている。また、第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２は、例えば、回転軸５５３に設けられたねじりばね（図示せず）の端部がそれぞれ当接しており、回転軸５５３側と反対側の端部同士が近づく方向の荷重が加えられた状態となっている。
また、第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２には、各腕部５４２または該腕部５４２に連なる側面部５４３に当接する当接ピン５５４がそれぞれ設けられている。本実施の形態１では、腕部５４２、側面部５４３および当接ピン５５４によって拡径手段を構成する。
第１開口形成部材５５１は、第２開口形成部材５５２に対向する側に形成され、弧状をなす第１開口形成部５５１ａを有する。また、第２開口形成部材５５２は、第１開口形成部材５５１に対向する側に形成され、弧状をなす第２開口形成部５５２ａを有する。第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって、開口Ｓ１（図６参照）が形成される。開口Ｓ１が円をなす場合、この円の径は、トラックボール５２の径よりも小さい。なお、開口Ｓ１が楕円や、その他円とは異なる形状をなす場合、中心を通過する開口の長さのうち最小となる長さが、トラックボール５２の径よりも小さい。
また、押圧ボタン５３と移動部材５４との間には、ダンパ機構が設けられている。具体的には、押圧ボタン５３と移動部材５４との間には、コイルばね５３ａが設けられ、押圧ボタン５３が押圧された際の荷重を低減して移動部材５４の移動速度を抑制するとともに、押圧ボタン５３の押圧が解除された場合に、押圧ボタン５３を通常の位置に戻す。ここでいう通常の位置とは、押圧前の押圧ボタン５３の位置である。なお、ダンパ機構を設けない構成であってもよい。
図７は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図であって、押圧ボタン５３が押圧された場合を説明する図である。図８は、本実施の形態１に係る入力装置の要部の構成を示す平面図であって、図７に示す矢視Ｂ方向の構成を示す図である。
押圧ボタン５３が押圧され、移動部材５４がトラックボール５２に近づくと、移動部材５４の移動に連動して、当接ピン５５４が腕部５４２の外面に沿って移動する。移動部材５４の移動によって、図７，８に示すように、当接ピン５５４が腕部５４２から側面部５４３に移動すると、該移動に連動して、第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２が回転軸５５３のまわりに回転する。
第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２が回転軸５５３のまわりに回転すると、第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２の回転軸５５３側と反対側の端部が遠ざかり、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口Ｓ２のなす径、例えば、開口Ｓ２に内接する円の径が、開口Ｓ１の径よりも大きくなる。拡径された開口Ｓ２の径は、トラックボール５２の径よりも大きいことが好ましい。なお、第１開口形成部５５１ａおよび第２開口形成部５５２ａのトラックボール５２との接触部にトラックボール５２を損傷しないようなコーティングなどが施されていれば、開口Ｓ２の径は、トラックボール５２の径以下であってもよい。
また、押圧ボタン５３が押圧され、移動部材５４がトラックボール５２に近づくと、移動部材５４の移動に連動して、トラックボール５２が傾斜部５４４の傾斜面に乗り上がる。トラックボール５２は、傾斜部５４４の進入量に応じて、移動部材５４に対して上方に移動する、すなわち、本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。
なお、開口Ｓ１から開口Ｓ２への変化と、傾斜部５４４によるトラックボール５２の持ち上げとの各タイミングは、少なくともトラックボール５２が第１開口形成部５５１ａおよび第２開口形成部５５２ａに干渉しないようなタイミングであることが好ましい。これらのタイミングは、腕部５４２、側面部５４３、および傾斜部５４４の傾斜面の配置や、傾斜部５４４の傾斜面の角度によって調整可能である。
図９は、本実施の形態１に係る入力装置におけるトラックボールの取り出しを説明する図であって、図９の（ａ）は押圧ボタン５３の押圧前の状態を示し、図９の（ｂ）は押圧ボタン５３の押圧後の状態を示す。図９に示すように、移動部材５４の底部を通過する面をＰ0、該面Ｐ0と平行であって、押圧前のトラックボール５２の先端と接する面をＰ1、押圧後のトラックボール５２の先端と接する面をＰ2としたとき、面Ｐ0と面Ｐ2との間の距離Ｄ2は、面Ｐ0と面Ｐ1との間の距離Ｄ1よりも大きくなる。
このように、押圧ボタン５３の押圧後は、トラックボール５２と干渉しない程度に開口Ｓ２の径が大きくなり、トラックボール５２の本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。これにより、押圧ボタン５３を押すのみで、容易にトラックボール５２を取り出すことができる。なお、トラックボール５２の本体部５０からの突出量は、傾斜部５４４の傾斜面の角度を変化させることで、容易に調整することができる。
また、トラックボール５２を本体部５０に装着する際は、押圧ボタン５３を押下して第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口を拡径し（開口Ｓ２とし）、トラックボール５２を開口Ｓ２から本体部５０の内部に落とし込む。その後、押圧ボタン５３の押圧状態を解除すれば、例えばトラックボール５２の自重や、図示しない付勢部材（例えばコイルばね）により傾斜部５４４がトラックボール５２から退避しつつ、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口の径が、開口Ｓ１の径に戻り、移動部材５４が通常の位置に戻る。
なお、ラッチ機構を設けて、該ラッチ機構によって移動部材５４の位置を保持するようにしてもよい。例えば、押圧ボタン５３の押込み量（移動部材５４の移動量）が所定量となった場合にラッチ機構がオン状態（保持状態）となり、さらに押圧ボタン５３を押し込むことによってラッチ機構がオフ状態（保持解除状態）となる。この際、ラッチ機構による保持対象は、移動部材５４であってもよいし、押圧ボタン５３であってもよい。
以上説明した本実施の形態１では、押圧ボタン５３の非押圧時、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口Ｓ１はトラックボール５２の径より小さく、トラックボール５２の本体部５０からの抜け落ちを防止することができる。これに対し、押圧ボタン５３を押圧することによって、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口の径が、トラックボール５２と干渉しない程度の径を有する開口Ｓ２に変化するとともに、トラックボール５２が傾斜部５４４に乗り上がることで、トラックボール５２の本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。このように、本実施の形態１によれば、押圧ボタン５３を押下するのみで、トラックボール５２を本体部５０から簡易に着脱することができる。
（実施の形態１の変形例１）
次に、本発明の実施の形態１の変形例１について説明する。図１０は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図であって、トラックボール５２と該トラックボール５２を取り出すための取出機構とを説明する図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態１では、押圧ボタン５３を押圧するものとして説明したが、本変形例１では、押圧ボタン５３を設けずに、モータＭ（駆動源）の制御により移動部材５４を移動させる。
図１０に示す取出機構１００ａは、上述した移動部材５４、開口形成部材５５と、モータＭが発生させた駆動力を伝達し、トラックボール５２に近づく方向または遠ざかる方向へ移動部材５４を移動させる駆動部５６と、を備える。
駆動部５６は、移動部材５４を支持するとともに、トラックボール５２に対して近づく方向、または遠ざかる方向へ移動可能な支持移動部５６１と、支持移動部５６１の移動にかかる動力を発生するモータＭに接続し、該モータＭの回転により回転可能な第１歯車５６２と、支持移動部５６１および第１歯車５６２の間に設けられる第２歯車５６３と、を備える。
支持移動部５６１は、移動部材５４を支持する支持部５６１ａと、支持部５６１ａに連なり、第２歯車５６３と歯合可能な凹凸形状が当該支持部５６１の移動方向に沿って延びる第１歯合部５６１ｂと、を有する。また、第２歯車５６３は、第１歯合部５６１ｂと歯合可能な第２歯合部５６３ａと、第１歯車５６２と歯合可能な第３歯合部５６３ｂと、を同軸上に有する。
本変形例１では、モータＭが回転すると、第２歯車５６３が回転し、該第２歯車５６３の回転に連動して、第３歯合部５６３ｂが回転する。第３歯合部５６３ｂが回転すると、第２歯合部５６３ａが回転し、該第２歯合部５６３ａの回転により、第１歯合部５６１ｂを介して支持部５６１が移動する。この支持部５６１の移動により、移動部材５４をトラックボール５２に対して近づく方向、または遠ざかる方向へ移動させることができる。
本変形例１によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、モータＭを制御するのみで、容易にトラックボール５２を取り出すことができる。また、実施の形態１では、ユーザが押圧ボタン５３を押圧した状態を維持しながらトラックボール５２を取り出していたが、本変形例１によれば、モータＭの回転をキー５０１などの押下に基づき制御すれば、例えばキー５０１を一回押下するのみで、トラックボール５２の本体部５０からの進退動作を行えるため、一層容易にトラックボール５２を取り出し、または装着することが可能である。
また、本変形例１において、超音波観測装置３からの制御信号に基づいてモータＭを駆動するものであってもよい。
また、入力装置５または超音波観測装置３の制御のもと、所定の条件を満たす場合に、モータＭを駆動して移動部材５４を移動させるようにしてもよい。所定の条件として装置の立ち上げ回数、例えば、所定の電源立ち上げ回数に達した場合、電源立ち上げ時に、モータＭを駆動して、自動でトラックボール５２を取り出し位置に移動するようにして、ユーザにトラックボール５２の清掃を促すようにしてもよい。この場合、例えば、超音波観測装置３で、電源立ち上げ（超音波観測装置３からの電源供給による装置立ち上げ）回数をカウントし、当該カウントが所定の回数に達した場合に、モータＭを駆動してトラックボール５２を取り出し位置に移動させる。モータＭの制御は、入力装置５側で行ってもよい。
本変形例１では、歯合によってモータＭの駆動力を伝達するものとして説明したが、摩擦力により回転動力を伝達するものや、ベルト等を用いて回転動力を伝達するものなど、公知の動力伝達手段を用いることができる。
（実施の形態１の変形例２）
次に、本発明の実施の形態１の変形例２について説明する。図１１，１２は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る入力装置の要部の構成を示す斜視図であって、トラックボール５２と該トラックボール５２を取り出すための取出機構１００ｂとを説明する図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。本変形例２では、上述した実施の形態１に係る構成に加えて、トラックボール５２の回転量および回転方向を検出する検出センサ５７を清掃する清掃部５４５を備える。なお、本変形例２では、トラックボール５２の表面には模様や凹凸形状が形成され、光学式の検出センサ５７によってトラックボール５２の回転に係る情報（回転量および回転方向）が検出可能であるものとして説明する。具体的には、検出センサ５７は、本体部５０に固定されており、トラックボールの所定の位置に光を照射し、反射した光を受光して、該受光した光を検出情報（トラックボール５２の移動情報）として本体部５０内の演算部などに出力する。なお、検出センサ５７は、外部から発光され、トラックボール５２で反射した光を受光するセンサ、すなわち、受光のみを行うセンサであってもよい。
移動部材５４ａにおいて、傾斜部５４４の側面であって、傾斜面と直交し、かつ検出センサ５７と対向する側面に、検出センサ５７の光の発光／受光面に摺接して、該発光／受光面に付着した付着物を取り除く清掃部５４５が設けられている。清掃部５４５は、トラックボール５２を取り出す際に、移動部材５４ａがトラックボール５２側に移動する際中に、検出センサ５７の発光／受光面に摺接するように設けられている（図１２参照）。また、清掃部５４５は、発光／受光面に接する表面が、例えば、布または弾性変形可能な凹凸形状をなす材料によって形成されている。なお、清掃部５４５は、ブラシ状をなすものを用いて構成されていてもよい。
本変形例２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、トラックボール５２を取り出す際、移動部材５４がトラックボール５２側に移動する際中に、清掃部５４５が検出センサ５７の発光／受光面に摺接して清掃するようにしたので、移動部材５４のトラックボール５２の取り出し動作と同時に、検出センサ５７の清掃も行うことができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１３は、本実施の形態２に係る入力装置の要部の構成を示す側面図であって、トラックボール５２と該トラックボール５２を取り出すための取出機構とを説明する図である。図１３は、押圧ボタンの非押圧時の状態を示す図である。なお、上述した構成と同一の構成には同一の符号を付して説明する。上述した実施の形態１では、トラックボール５２の取り出し方向と略直交する方向に押圧ボタンを押圧するものとして説明したが、本実施の形態２では、トラックボール５２の取り出し方向と略平行な方向に押圧ボタンを押圧する。
本実施の形態２に係る入力装置は、上述した本体部５０、表示部５１、トラックボール５２を備えるとともに、トラックボール５２を本体部５０から取り出す際に押す押圧ボタン５８と、を備える。また、本体部５０の内部には、トラックボール５２を本体部５０から取り出す取出機構１０１が設けられている。
続いて、トラックボール５２を本体部５０から取り出す際の構成および方法について説明する。トラックボール５２を本体部５０から取り出す取出機構１０１は、上述した押圧ボタン５８と、押圧ボタン５８に接触し、押圧ボタン５８が押圧されると、該押圧による荷重に応じてトラックボール５２に近づく側に移動する移動部材５９と、トラックボール５２を係止する径の開口、またはトラックボール５２を挿通可能な径の開口を形成可能であり、移動部材５９の移動に連動して、該開口の径の大きさが変化する開口形成部材５５と、を備える。
押圧ボタン５８は、ユーザにより押圧される押圧部５８１と、移動部材５９に接触するローラ５８２と、押圧部５８１から押圧による荷重が加わる方向と略平行な方向に延び、先端でローラ５８２を回転自在に保持する保持部５８３と、を有する。
移動部材５９は、押圧ボタン５８（ローラ５８２）からの荷重を受けて、該荷重に応じてトラックボール５２に対して近づく方向に移動可能な基部５９１と、基部５９１から延びる二つの腕部５９２（図１３では一方のみを図示）と、基部５９１の側面の一部をなし、腕部５９２に連なる側面部５９３と、基部５９１の押圧ボタン５８から荷重が加わる側と反対側であって、トラックボール５２に対向する側に設けられ、基部５９１の移動方向に対して傾斜した傾斜面を有する傾斜部５９４と、基部５９１に連なり、ローラ５８２と当接する傾斜面を有する当接部５９５と、を有する。上述した実施の形態１と同様に、対向する腕部５９２の外面間の距離は、対向する側面部５９３の外面間の距離と比して小さい。
図１４は、本実施の形態２に係る入力装置の要部の構成を示す側面図であって、押圧ボタン５８が押圧された場合を説明する図である。押圧ボタン５８が押圧されると、ローラ５８２が当接部５９５の傾斜面上を移動する。ローラ５８２が当接部５９５の傾斜面上を移動すると、移動部材５９には、押圧部５８１に加わる荷重によって、該荷重の方向と直交する方向の力、換言すれば、トラックボール５２の取り出し方向と直交する方向の力が加わり、移動部材５９がトラックボール５２に近づく側に移動する。移動部材５９がトラックボール５２に近づくと、移動部材５９の移動に連動して、当接ピン５５４が腕部５９２の外面に沿って移動する。なお、当接部５９５において、移動部材５９の移動方向に対する傾斜面の角度を調整することにより、押圧ボタン５８の押込み量に対する移動部材５９の移動量を調整することができる。
移動部材５９の移動によって、当接ピン５５４が腕部５９２から側面部５９３に移動すると、該移動に連動して、第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２が回転軸５５３のまわりに回転する。第１開口形成部材５５１および第２開口形成部材５５２が回転軸５５３のまわりに回転すると、上述したように、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口が、開口Ｓ１から開口Ｓ２に変化する。
また、押圧ボタン５８が押圧され、移動部材５９がトラックボール５２に近づくと、移動部材５９の移動に連動して、トラックボール５２が傾斜部５９４の傾斜面に乗り上がる。トラックボール５２は、傾斜部５９４の進入量に応じて、移動部材５９に対して上方に移動する、すなわち、本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。
このように、押圧ボタン５８の押圧後は、トラックボール５２と干渉しない程度に開口Ｓ２の径が大きくなり、トラックボール５２の本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。これにより、押圧ボタン５８を押下するのみで、容易にトラックボール５２を取り出すことができる。
また、トラックボール５２を本体部５０に装着する際は、押圧ボタン５８を押下して押圧後は、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口を拡径し（開口Ｓ２とし）、トラックボール５２を開口Ｓ２から本体部５０の内部に落とし込む。その後、押圧ボタン５８の押圧状態を解除すれば、例えばトラックボール５２の自重や、図示しない付勢部材（例えばコイルばね）により傾斜部５９４がトラックボール５２から退避しつつ、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口の径が、開口Ｓ１の径に戻り、移動部材５９が通常の位置に戻る。
以上説明した本実施の形態２では、押圧ボタン５８の非押圧時、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口Ｓ１はトラックボール５２の径より小さく、トラックボール５２の本体部５０からの抜け落ちを防止することができる。これに対し、押圧ボタン５８を押圧することによって、第１開口形成部５５１ａと第２開口形成部５５２ａとによって形成される開口の径が、トラックボール５２と干渉しない程度の径を有する開口Ｓ２に変化するとともに、トラックボール５２が傾斜部５９４に乗り上がることで、トラックボール５２の本体部５０の表面からの突出量が大きくなる。このように、本実施の形態２によれば、押圧ボタン５８を押下するのみで、トラックボール５２を本体部５０から簡易に着脱することができる。
また、本実施の形態２において、上述した変形例１，２の構成を組み合わせることも可能である。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態および変形例によってのみ限定されるべきものではない。本発明は、以上説明した実施の形態および変形例には限定されず、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。また、実施の形態および変形例の構成を適宜組み合わせてもよい。
また、上述した実施の形態１，２では、開口形成部材５５が、移動部材の移動に連動して開口の径が変化するものとして説明したが、開口形成部材５５を弾性変形可能な材料で形成し、トラックボール５２が本体部５０から突出した際に、トラックボール５２の接触により弾性変形して、トラックボール５２を取り出し可能とするものであってもよい。なお、弾性変形可能な開口形成部材５５に、スリットを形成してもよい。また、開口を変化させるほか、移動部材の移動に応じて、開口形成部材全体が、本体部５０の表面と平行な軸のまわりに回転して、トラックボール５２に干渉しないような開閉機構を設けた構成であってもよい。
また、上述した実施の形態１，２では、超音波を送受信し、撮像光学系によって被検体内を撮像可能な超音波内視鏡を例に挙げて説明したが、これに限らず、超音波プローブや、撮像光学系を備えた内視鏡、カプセル型の内視鏡であってもよい。本実施の形態１，２に係る医療用入力装置は、これら内視鏡やプローブの操作や、該内視鏡やプローブが取得した情報を処理する際に指示信号を入力するために用いることができる。
また、超音波プローブとして、光学系のない細径の超音波ミニチュアプローブを適用してもよい。超音波ミニチュアプローブは、通常、胆道、胆管、膵管、気管、気管支、尿道、尿管へ挿入され、その周囲臓器（膵臓、肺、前立腺、膀胱、リンパ節等）を観察する際に用いられる。
また、超音波プローブとして、被検体の体表から超音波を照射する体外式超音波プローブを適用してもよい。体外式超音波プローブは、通常、腹部臓器（肝臓、胆嚢、膀胱）、乳房（特に乳腺）、甲状腺を観察する際に用いられる。
このように、本発明は、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。
以上のように、本発明にかかる医療用入力装置は、トラックボールを筐体から簡易に着脱するのに有用である。
１ 超音波診断システム
２ 超音波内視鏡
３ 超音波観測装置
４ 表示装置
２１ 超音波振動子
３１ 送受信部
３２ 画像処理部
３３ 入力部
３４ 制御部
３５ 記憶部
５０ 本体部
５１ 表示部
５２ トラックボール
５３，５８ 押圧ボタン
５４，５４ａ，５９ 移動部材
５５ 開口形成部材
５６ 駆動部
５７ 検出センサ
１００，１００ａ，１００ｂ，１０１ 取出機構
５４１，５９１ 基部
５４２，５９２ 腕部
５４３，５９３ 側面部
５４４，５９４ 傾斜部
５４５ 清掃部
５５１ 第１開口形成部材
５５２ 第２開口形成部材
５５３ 回転軸
５５４ 当接ピン
５６１ 支持移動部
５６２ 第１歯車
５６３ 第２歯車
Ｍ モータ

Claims (5)

  1. 指示信号の入力を受け付ける医療用入力装置であって、
    筐体をなす本体部と、
    前記本体部に収容され、回転自在に設けられているトラックボールと、
    前記トラックボールの径より小さく、かつ前記トラックボールの一部が突出する開口を少なくとも形成可能な開口形成部材と、
    前記トラックボールが乗り上げ可能な傾斜面が形成されており、前記トラックボールに対して近づく方向、または遠ざかる方向に移動可能な移動部材と、
    を備えたことを特徴とする医療用入力装置。
  2. 前記移動部材が前記トラックボールに対して近づく方向への移動に連動して、前記開口形成部材の前記開口を前記トラックボールの径よりも大きい径に拡径する拡径手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の医療用入力装置。
  3. 前記移動部材を移動させるための駆動力を発生する駆動源と、
    前記駆動源が発生させた駆動力を伝達して、前記トラックボールに対して近づく方向、または遠ざかる方向に前記移動部材を移動させる駆動部と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の医療用入力装置。
  4. 当該医療用入力装置の立ち上げに係る所定の条件を満たす場合に、前記駆動源を駆動して前記移動部材を移動させる
    ことを特徴とする請求項３に記載の医療用入力装置。
  5. 前記トラックボールの表面からの光を検出して、検出結果を当該トラックボールの回転に係る情報として出力する検出センサと、
    前記移動部材の前記検出センサと対向する側面に設けられ、前記移動部材が前記トラックボールに対して近づく方向へ移動する際中に前記検出センサの前記光の受光面に摺接して該受光面の付着物を取り除く清掃部と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の医療用入力装置。
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