JP7026987B2 - カメラヘッドアダプタ - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡を保持するカメラヘッドアダプタに関する。

内視鏡を保持するロボットとして、例えば特許文献１、２に記載の手術補助システムが提案されている。この手術補助システムは、ベースユニットとロボット機構とからなり、ロボット機構は、支持コラムと、支持コラムの先端に回動可能に取り付けられた第１のロボットアームと、第１のロボットアームの先端に回動可能に取り付けられた第２のロボットアームと、第２のロボットアームの先端に取り付けられた機器支持体とを有する。機器支持体は、内視鏡その他の医学的ツール又は機器を収容可能とするように構成されている。

特開２０１６－９３４９３号公報 欧州特許公開２２４６００６号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の手術補助システムにおいては、カメラヘッドから挿入部が延びる構成の内視鏡を保持する場合、挿入部を機器支持体によって挟持するため（特許文献２、Ｆｉｇ．１参照）、挿入部内の電気配線や光学ケーブル等にストレスがかかりやすかった。このストレスによって、挿入部内の電気配線や光学ケーブル等に損傷を与えてしまうおそれがあり、損傷を与えてしまった場合には、処置具の動作や撮影の不安定化につながり、撮影画像の画質低下などの問題が懸念されていた。

また、挿入部は、機器支持体の先端に設けた２枚の挟持材の間隔を調整することによって挟み込まれる。この間隔調整は、カメラヘッドと挿入部の重量バランスをとりながら行うため、作業がやや煩雑であった。

そこで本発明は、簡便な作業で内視鏡を脱着することができるとともに、カメラヘッドを保持することで挿入部内の電気配線や光学ケーブル等にストレスがかかることを防ぐことができるカメラヘッドアダプタを提供することを目的とする。また、本発明のさらなる目的は、カメラヘッドを保持する保持部と、保持部の両端にそれぞれ設けた接続部及び連結部とからなるシンプルな構成にすることによって、カメラヘッドのサイズや形状の変化に対して容易に対応することができるカメラヘッドアダプタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のカメラヘッドアダプタは、カメラヘッドを有する内視鏡を保持するカメラヘッドアダプタであって、内視鏡のうちのカメラヘッドを脱着可能に保持する保持部と、カメラヘッドの観察光軸に沿って延設され、支持構造体へ装着可能な接続部と、保持部と接続部を連結する連結部とを備えることを特徴としている。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、保持部は、内視鏡又はカメラヘッドアダプタに所定値以上の外力が加わったときに、カメラヘッドの保持を解除可能とする解除構造を有することが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、保持部は、弾性変形可能な材料で構成され、その内部に挿入されたカメラヘッドに接触しつつ弾性保持する複数の壁部を備え、解除構造として、内視鏡又はカメラヘッドアダプタに所定値以上の外力が加わったときに、複数の壁部の弾性変形又は塑性変形によって、カメラヘッドの保持が解除されることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、接続部は、支持構造体に対して脱着可能に装着することを可能とする係合部を備えることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、支持構造体は、屈曲可能なアーム部を備えたロボットであって、接続部は、アーム部に対して脱着可能に装着されることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、内視鏡は、カメラヘッドから、挿入部と、電気ケーブルと、光学ケーブルとがそれぞれ延出しており、保持部は、内視鏡のカメラヘッドのみを保持し、電気ケーブルと光学ケーブルは、連結部から外部へ延出することが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、カメラヘッドは、観察光軸が延びる方向に沿って見たときに外形形状の変化を有し、保持部はカメラヘッドの外形形状に対応した内面形状を有することが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、保持部は、上記複数の壁部として、保持部の中心軸の方向に沿ってそれぞれ延び、かつ、互いに対向する２つの側壁部を備え、カメラヘッドは２つの側壁部によって支持されることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、２つの側壁部は、中心軸の方向の前側部分が前方へ向かうほど対向距離が小さくなり、後側部分が後方へ向かうほど対向距離が小さくされていることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、保持部は、複数の壁部として、カメラヘッドの挿入方向の奥側に、２つの側壁部を互いに連接させる底壁部を備え、カメラヘッドは、２つの側壁部と底壁部によって支持されることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、保持部の前側部分には、保持部に保持されたカメラヘッドから延出する挿入部が屈曲することなく外部へ延出することを可能とする溝部が設けられていることが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、２つの側壁部の間には、カメラヘッドを挿入可能とする開口部が形成され、保持部内にカメラヘッドを挿入したときに、開口部からカメラヘッドの操作部が露出することが好ましい。

本発明のカメラヘッドアダプタにおいて、連結部は、保持部においてカメラヘッドを収容する空間に連なる空間を有し、カメラヘッドに対して電気ケーブルと光学ケーブルが屈曲することなく接続されることが好ましい。

本発明によると、簡便な作業で内視鏡を脱着することができるとともに、カメラヘッドを保持することで挿入部内の電気配線や光学ケーブル等にストレスがかかることを防ぐことができるカメラヘッドアダプタを提供することができる。また、カメラヘッドを保持する保持部と、保持部の両端にそれぞれ設けた接続部及び連結部とからなるシンプルな構成にすることによって、カメラヘッドのサイズや形状の変化に対して容易に対応することができるカメラヘッドアダプタを提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係るカメラヘッドアダプタに内視鏡とホルダを装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は内視鏡とホルダを外した状態を示す斜視図である。 ホルダとロボットのアーム部とが離間した状態を示す斜視図である。 （ａ）はカメラヘッドアダプタを上から見た平面図、（ｂ）はカメラヘッドアダプタを下から見た底面図、（ｃ）はカメラヘッドアダプタを底面側から見た斜視図である。 （ａ）はカメラヘッドアダプタ、ホルダ、及び、アーム部の取り付け部材が互いに接合された状態を示す斜視図、（ｂ）はカメラヘッドアダプタ、ホルダ、及び、アーム部の取り付け部材が互いに分離した状態を示す斜視図である。 （ａ）はホルダを後方上側から見た斜視図、（ｂ）はホルダを前方下側から見た斜視図である。 （ａ）はホルダを上から見た平面図、（ｂ）はホルダを後側から見た背面図、（ｃ）はホルダを前側から見た正面図である。 図６のＣ－Ｃ’線に沿って見たホルダの断面図と、ホルダ内に挿入される、カメラヘッドアダプタの接続部の右側の側壁部を仮想的に示した図とを合わせて示した図である。 （ａ）は図７の状態から接続部を下側へ変位させてホルダ内へ挿入した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態から接続部を前側へ変位させた状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係るカメラヘッドアダプタについて図面を参照しつつ詳しく説明する。
以下の説明においては、内視鏡１００の観察光軸ＡＸ１、及び、カメラヘッドアダプタ２０の長手方向に沿った中心軸ＡＸ２を設定し、中心軸ＡＸ２に沿った前後方向をＤ１１－Ｄ１２方向、前後方向に直交し、互いに直交する、上下方向、及び、左右方向（幅方向）を、それぞれ、Ｄ２１－Ｄ２２方向及びＤ３１－Ｄ３２方向と称する。中心軸ＡＸ２は、カメラヘッドアダプタ２０に対して内視鏡１００を装着したときに、観察光軸ＡＸ１に略一致する。各図において、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ３１、及び、Ｄ３２のそれぞれを、前側、後側、上側、下側、左側、及び、右側と呼ぶことがある。

本実施形態では、内視鏡外科手術に用いる内視鏡１００を保持するものを例とし、支持構造体としての手術支援用のロボットに対してホルダ６０を介して装着可能な形態について説明する。本実施形態の支持構造体としては、例えば空気圧駆動でアーム部が屈曲可能なロボットが挙げられるが、本実施形態のカメラヘッドアダプタ２０は、これ以外の動作原理のロボット、アーム部が屈曲駆動しないロボット、ロボット以外の構造体に対しても適用可能である。

図１（ａ）に示すように、カメラヘッドアダプタ２０は、内視鏡１００を脱着可能に保持する。カメラヘッドアダプタ２０は、ホルダ６０を介してロボットのアーム部の取り付け部材１１に脱着可能に装着される。

図２に示すように、ロボットのアーム部は、その先端において、ホルダ６０が装着される先端保持部１０、及び、ジンバル機構部１４を備える。先端保持部１０は、図２に示すように、ジンバル機構部１４に取り付けられ、カメラヘッドアダプタ２０の中心軸ＡＸ２に沿って見た平面視において略円形状をなしている。

先端保持部１０は、先端部に設けた取り付け部材１１を介して、ホルダ６０を脱着可能に保持し、これによってホルダ６０に装着されたカメラヘッドアダプタ２０を保持する。取り付け部材１１は、ＡＸ２に沿った平面視において、先端保持部１０と同心状に配置され、かつ、より小径の円形状をなしている。

ジンバル機構部１４は、カメラヘッドアダプタ２０を、内視鏡１００の観察光軸ＡＸ１に沿った中心軸ＡＸ２を中心として回転可能に支持するとともに、中心軸ＡＸ２に交差する方向、好ましくは直交する方向に延びる回転軸を中心として回転可能に支持する。

＜内視鏡＞
図１（ｂ）に示すように、内視鏡１００は、カメラヘッド１１０と、挿入部１２０と、電気ケーブル１３１と、光学ケーブル１３２とを備え、上面に操作部１１１を有する。

カメラヘッド１１０は、観察・撮影の対象物の画像を撮像するための撮像素子（不図示）と、撮像素子に結像するための光学系（不図示）とを備え、撮像素子の光軸に対応する観察光軸ＡＸ１を有する。カメラヘッド１１０は、観察光軸ＡＸ１が延びる方向に沿って見たときに外形形状の変化を有する。具体的には、カメラヘッド１１０は、観察光軸ＡＸ１方向の前側部分（Ｄ１１側部分）が前方へ向かうほど小径となるとともに、観察光軸ＡＸ１方向の後側部分（Ｄ１２側部分）が後方へ向かうほど小径となり、かつ、これらの間の中間部分は略同一の直径の円筒形をなしている。

カメラヘッド１１０の筐体は、内蔵された、撮像素子や光学系の保護や、これらの配置関係を確実に維持するなどのため、硬性を有する材料で構成される。これに対して、挿入部１２０の外囲を構成する筒材は、患者の体内へ挿入したときに屈曲変形が可能な可撓性を有する材料で構成される。また、電気ケーブル１３１と光学ケーブル１３２の外囲を構成する筒材は、引き回し配置に応じた変形を許容する可撓性材料で構成される。カメラヘッド１１０の筐体、挿入部１２０の筒材、電気ケーブル１３１の筒材、光学ケーブル１３２の筒材は、上述の特性を有する材料として、例えば樹脂材料で構成される。

使用者が操作部１１１を操作することによって、撮像の開始・終了、内蔵する光学系の操作による撮像条件の調整、照明強度の調整などを行うことができる。

挿入部１２０は、観察光軸ＡＸ１に沿った方向において、カメラヘッド１１０の一方の端部側に設けられ、電気ケーブル１３１と光学ケーブル１３２は、観察光軸ＡＸ１に沿った方向において他方側に設けられている。したがって、観察光軸ＡＸ１に沿って、対象物側から順に、挿入部１２０と、カメラヘッド１１０と、電気ケーブル１３１及び光学ケーブル１３２とが配置されている。

電気ケーブル１３１と光学ケーブル１３２は、それぞれ、カメラヘッド１１０よりも幅方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）において、カメラヘッド１１０よりも小さいサイズとされており、上下方向（Ｄ２１－Ｄ２２方向）に並ぶように配置されている。

挿入部１２０は、観察光軸ＡＸ１に沿って延びるように設けられ、その内部に、外部の光源からの出射光を先端面まで導く光ファイバー等と、先端面から入射した光をカメラヘッド１１０へ導く経路とを有する。また、対象物の処置のための処置具、例えば鉗子や、水や空気を噴出させるための経路、挿入部１２０を屈曲変形させるためのワイヤなどを内部に設ける場合もある。

電気ケーブル１３１は、カメラヘッド１１０に対して電力を供給する供給ラインと、撮像素子における撮像データを外部の画像処理や表示部に送出する送出ラインとが内部に挿通されている。光学ケーブル１３２は、外部に設けた光源からの出射光を挿入部１２０側へ導くための光ファイバー等の経路などを有する。

＜カメラヘッドアダプタ＞
図１（ｂ）に示すように、カメラヘッドアダプタ２０は、内視鏡１００の観察光軸ＡＸ１に平行な中心軸ＡＸ２の方向に沿って延びるように形成され、前側に位置する保持部３０と、後側に位置する接続部４０と、保持部３０と接続部４０を互いに連結する連結部５０とを備える。

保持部３０は、内視鏡１００のうち、筐体が硬性を有するカメラヘッド１１０を脱着可能に保持する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、保持部３０は、中心軸ＡＸ２の方向にそってそれぞれ延び、かつ、中心軸ＡＸ２を挟んで互いに対向する２つの側壁部３１、３２と、保持部３０へのカメラヘッド１１０の挿入方向の奥側において、２つの側壁部３１、３２を互いに連接させる底壁部３３とを備える。２つの側壁部３１、３２は、カメラヘッド１１０の筐体の形状と対応するように、中心軸ＡＸ２に沿った方向の前側（Ｄ１１側）部分が前方へ向かうほど対向距離が小さくなるとともに、後側（Ｄ１２側）部分が後方へ向かうほど対向距離が小さくなり、かつ、これらの間の中間部分は略同一の対向距離となっている。よって、保持部３０は、カメラヘッド１１０の外形形状に対応した内面形状を有する。

２つの側壁部３１、３２の前方先端部３１ａ、３２ａは、互いに連接されるとともに、これらの間に、中心軸ＡＸ２に沿った溝部３０ａが設けられている。溝部３０ａは上側が開放されている。すなわち、保持部３０の前側部分に溝部３０ａが形成されている。カメラヘッドアダプタ２０の保持部３０内にカメラヘッド１１０が配置されたときに、溝部３０ａを通じて挿入部１２０が外部へ延出するため、挿入部１２０を屈曲させずに延出させることができ、挿入部１２０に与えるストレスを小さく抑えつつ、カメラヘッド１１０を保持させることができる。また、溝部３０ａに接触することによって挿入部１２０が支持される。
なお、溝部３０ａに代えて、２つの側壁部３１、３２の前方先端部３１ａ、３２ａの連接部分を中心軸ＡＸ２の方向に沿って貫通する孔部としてもよい。

カメラヘッドアダプタ２０は、例えば樹脂の一体成形で製造される。カメラヘッドアダプタ２０においては、２つの側壁部３１、３２が、その間の空間３０ｓにカメラヘッド１１０を挿入することができる開口部３０ｂを有する（図３（ａ）参照）。開口部３０ｂは、上記空間３０ｓ内にカメラヘッド１１０を挿入配置したときに、操作部１１１が露出するような位置とサイズとされている。

カメラヘッドアダプタ２０は、通常の施術上の操作において、上記空間内のカメラヘッド１１０を確実に保持でき、かつ、２つの側壁部３１、３２の弾性変形によって上記空間３０ｓ内にカメラヘッド１１０を挿入可能とするような可撓性を有する。保持部３０において、２つの側壁部３１、３２の間の空間３０ｓに挿入されたカメラヘッド１１０は、２つの側壁部３１、３２で互いに対向する２つの側方を支持されるとともに、底壁部３３によって底部が支持される。また、２つの側壁部３１、３２の上端部（上側（Ｄ２１側）の稜線部）が、それよりも下側部分と比べて互いに近づくように、湾曲、屈曲、又は、厚みを調整した形状とし、内部に収容したカメラヘッド１１０の上面の一部に接触又は近接するようにすると、カメラヘッド１１０の保持が確実となるため好ましい。
なお、側壁部は、カメラヘッド１１０を確実に保持することができれば、３つ以上の複数の壁部で構成してもよい。

保持部３０をこのように構成することにより、空間３０ｓにおいてカメラヘッド１１０を確実に保持できるとともに、解除構造として、内視鏡１００又はカメラヘッドアダプタ２０に所定値以上の外力が加わったときに、２つの側壁部３１、３２の弾性変形又は塑性変形によってカメラヘッド１１０の保持を解除可能としている。上記所定値は、通常の施術やセッティングにおける操作でかかる外力に対して十分大きな値として、予め設定されており、その所定値以上の外力が加わったときにカメラヘッド１１０がカメラヘッドアダプタ２０から脱離可能としている。このような解除構造が機能するように、カメラヘッドアダプタ２０の２つの側壁部３１、３２の形状や可撓性（弾性）が設定されている。

連結部５０には、２つの側壁部３１、３２が保持部３０から延びる部分によって構成されており、２つの側壁部３１、３２によって挟まれる空間は、保持部３０における空間３０ｓに連なっている。２つの側壁部３１、３２の幅方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）の対向距離が、保持部３０よりも小さくされている。この対向距離は、カメラヘッド１１０よりも小さく、かつ、電気ケーブル１３１と光学ケーブル１３２の最も太い部分が挿入可能な大きさとなっている。連結部５０には底部は設けられておらず、上下に貫通した形状を有する。このような形状を有することにより、カメラヘッド１１０は連結部５０内に挿入することはできないため、使用者がカメラヘッド１１０を前後に調整するだけで容易に正しい挿入位置である保持部３０内へ挿入することができる。また、連結部５０内に、電気ケーブル１３１及び光学ケーブル１３２がカメラヘッド１１０に接続される接続部分が屈曲することなく挿入されるため、内視鏡やロボットなどの操作中に、カメラヘッド１１０と、電気ケーブル１３１及び光学ケーブル１３２との接続部分にストレスがかかりにくくなることから、断線その他の不具合の発生を防ぐことができる。

なお、連結部５０は、保持部３０と接続部４０とを確実に連結することができれば、上記構造に限定されない。例えば、２つの側壁部３１、３２を連結部５０まで延ばさずに、連結部５０の手前で互いに接合して閉じた形状とし、このような形状の保持部に対して、例えば、１本、又は、１枚の連結部を接合させる構成も可能である。

また、本実施形態では、２つの側壁部３１、３２が可撓性（弾性）を有することとしたが、カメラヘッド１１０を挿入でき確実に保持できれば硬性の材料で構成することもできる。この場合、連結部５０に可撓性又は弾性を持たせるとカメラヘッド１１０の挿入性を確保できるため好ましい。

図３（ａ）～（ｃ）に示すように、接続部４０は、連結部５０の後端から後方へ延びる板状をなし、互いに対向する２つの側面４１、４２を有する。
図３（ａ）～（ｃ）又は図４（ｂ）に示すように、接続部４０の左側面４１には、係合部として、左方向に突出する３つの係合突起４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられている。上側の２つの係合突起４１ａ、４１ｂは、上下方向（Ｄ２１－Ｄ２２方向）において同じ位置に設けられ、前側の２つの係合突起４１ａ、４１ｃは前後方向（Ｄ１１－Ｄ１２方向）において同じ位置に設けられている。３つの係合突起４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、互いに同一の形状とされている。

図３（ａ）～（ｃ）又は図７に示すように、右側面４２には、係合部として、右方向に突出する３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃが設けられている。図７に示すように、上側の２つの係合突起４２ａ、４２ｂは、上下方向において同じ位置に設けられ、かつ、前後方向において中心位置が距離Ｌ１を置いて配置されている。前側の２つの係合突起４２ａ、４２ｃは前後方向において同じ位置に設けられ、かつ、上下方向において中心位置が距離Ｌ２を置いて配置されている。また、後側の係合突起４２ｂの中心位置と、接続部４０の後端面４０ａとの間隔は距離Ｌ３とされている。３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、互いに同一の形状とされ、かつ、左側面４１の３つの係合突起４１ａ、４１ｂ、４１ｃに対しても同一の形状とされている。

これらの３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、左側面４１の３つの係合突起４１ａ、４１ｂ、４１ｃに対して、中心軸ＡＸ２を含む上下方向に延びる面に関して、それぞれ対応する位置に配置されている。

＜ホルダ＞
図５（ａ）、（ｂ）と図６（ａ）～（ｃ）に示すように、ホルダ６０は、後部に設けられた基材部６１と、基材部６１の前面６１ａに設けられた、２つの側壁部７０、８０及び底壁部９０とを備える。基材部６１、２つの側壁部７０、８０、及び、底壁部９０は、例えば、硬質の樹脂材料の一体成形によって製造される。

基材部６１は、前後方向（Ｄ１１－Ｄ１２方向）に沿って見たときに略円板状に広がる平面形状を有し、後部には、後方に突出し、ロボットのアーム部に対して脱着可能に接合される取り付け部６２が設けられている。
なお、ホルダ６０をロボットのアーム部に対して固定した構成や、アーム部の取り付け部材としてホルダ６０と同じ構成を持たせることも可能である。

取り付け部６２は、基材部６１の平面形状の直径よりも小さな直径の範囲内に設けられ、左右方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）において所定の幅Ｗ（図６（ｂ）参照）を有し、かつ、上下方向（Ｄ２１－Ｄ２２方向）に沿って延びる形状を有する。取り付け部６２において、左右方向で互いに対向する２つの側面６３、６４の上部には、左右方向外側へ広がる張り出し部６３ａ、６４ａがそれぞれ設けられている。取り付け部６２は、図６（ｂ）に示す状態において、底部６２ａから張り出し部６３ａ、６４ａまでが所定の高さＨとされている。

ホルダ６０の２つの側壁部７０、８０は、基材部６１の前面６１ａから前側（Ｄ１１側）へそれぞれ延びるように設けられ、左右方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）において互いに対向する。底壁部９０は基材部６１の前面６１ａから前側へ延設されるとともに、２つの側壁部７０、８０の下部に接続されている。これにより、基材部６１の前方に、２つの側壁部７０、８０と底壁部９０とで囲まれ、上側が開放された空間６０ａが形成され、カメラヘッドアダプタ２０を脱着可能に保持するカメラヘッドアダプタ保持部が構成される。

図６（ａ）に示すように、左側の第１側壁部７０の上部内面には、外側（左側（Ｄ３１側））へ向かって凹設された２つの挿入凹部７１、７２が設けられている。これらの挿入凹部７１、７２は、中心位置が前後方向に所定の距離Ｌ１を置くように並んで設けられている。

ホルダ６０の右側の第２側壁部８０の上部内面には、左側の第１側壁部７０の２つの挿入凹部７１、７２のそれぞれに対して左右方向において互いに対向するように、外側（右側（Ｄ３２側））へ向かって凹設された２つの挿入凹部８１、８２が設けられている。これらの挿入凹部８１、８２は、中心位置が前後方向に所定の距離Ｌ１を置くように並んで設けられている。後側の挿入凹部８２は、その中心位置から基材部６１の前面６１ａまでが前後方向において距離Ｌ３だけ離間している。

図７に示すように、右側の第２側壁部８０の前側の挿入凹部８１は下側へ所定距離延びた所で、前側へ延設された第１固定凹部８３へ連設され、後側の挿入凹部８２は、前側の挿入凹部８１と同じ距離だけ下側へ延びた所で、前側へ延設された第２固定凹部８４に連設される。第２固定凹部８４は、前後方向において挿入凹部８１に連設されており、また、第１固定凹部８３と上下方向において同じ高さ位置に設けられている。

前側の挿入凹部８１は、第１固定凹部８３との連設部分からさらに下側へ延設され、距離Ｌ２だけ延びた所で前側へ延設された第３固定凹部８５へ連設されている。ここで、３つの固定凹部８３、８４、８５は、その上下前後方向における相対位置関係が、接続部４０の３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃの上下前後方向における相対位置関係に対応するように配置されている。３つの固定凹部８３、８４、８５は、３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃの外形形状にそれぞれ対応する内面形状を有する。よって、３つの係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃに挿入する場合には所定の力を加えて圧入され、圧入後は、通常の施術等の動作による外力が加わっても外れない程度に固定される。

ここで、図示しないが、左側の第１側壁部７０の挿入凹部７１、７２についても、右側の第２側壁部８０の挿入凹部８１、８２と同様に、第１固定凹部、第２固定凹部、及び、第３固定凹部が連設されている。

カメラヘッドアダプタ２０とホルダ６０との接合について、接続部４０の右側面４２とホルダ６０の右側の第２側壁部８０との接合を中心にして説明する。接続部４０の左側面４１とホルダ６０の左側の第１側壁部７０も同様に接合される。

まず、図７に示すように、ホルダ６０の上方にカメラヘッドアダプタ２０を配置し、接続部４０の後端面４０ａの下部を基材部６１の前面６１ａの上部に当接させる。これにより、接続部４０の係合突起４２ｃ、４２ｂが挿入凹部８１、８２の上方にそれぞれ位置する。このとき、図示はしないが、接続部４０の係合突起４１ｃ、４１ｂは、ホルダ６０の挿入凹部７１、７２の上方にそれぞれ位置する。

次に、カメラヘッドアダプタ２０を下方に、又は、ホルダ６０を上方に変位させることによって、接続部４０の係合突起４２ｃ、４２ｂを挿入凹部８１、８２の内部へそれぞれ挿入させる（図８（ａ））。このとき、接続部４０の係合突起４１ｃ、４１ｂも挿入凹部７１、７２の内部へそれぞれ挿入される。

つづいて、右側面４２を例に取ると、図８（ａ）に示すように、係合突起４２ｃが挿入凹部８１の底部８１ａに接触し、係合突起４２ｂが挿入凹部８２の底部８２ａに接触することにより、第２側壁部８０への挿入は上下方向において規制される。さらに、図８（ａ）の状態から、カメラヘッドアダプタ２０を前方へ移動させ、又は、ホルダ６０を後方へ移動させることにより、第１固定凹部８３内へ係合突起４２ａが圧入され、第２固定凹部８４内へ係合突起４２ｂが圧入され、第３固定凹部８５内へ係合突起４２ｃが圧入される（図８（ｂ））。これにより、接続部４０とホルダ６０が接合され、カメラヘッドアダプタ２０とホルダ６０が互いに固定される。

ここで、図７に示すように、３つの固定凹部８３、８４、８５のそれぞれにおいて、左右方向（Ｄ３１－Ｄ３２方向）に沿って第２側壁部８０に凹設された、凹部又は貫通孔を設け、この中に、左右方向に沿ってホルダ６０の内側へ向けて弾性的に伸張可能な弾性部材８３ａ、８４ａ、８５ａを配置するとよい。これにより、３つの固定凹部８３、８４、８５のそれぞれに係合突起４２ａ、４２ｂ、４２ｃを圧入したときに、左右方向に沿って弾性力を及ぼすことができるため、カメラヘッドアダプタ２０とホルダ６０との固定をより強くすることができる。

このようにカメラヘッドアダプタ２０とホルダ６０を互いに固定した状態から、カメラヘッドアダプタ２０を前方へ移動させ、又はホルダ６０を後方へ移動させると、係合突起４２ａ、係合突起４２ｂ、及び、係合突起４２ｃが、第１固定凹部８３、第２固定凹部８４、及び、第３固定凹部８５からそれぞれ抜き出される。さらに、接続部４０を上側へ引き上げることで、係合突起４２ａ、係合突起４２ｂ、及び、係合突起４２ｃを挿入凹部８１、８２からそれぞれ外部へ引き出すことにより、ホルダ６０からカメラヘッドアダプタ２０を外すことが可能となる。以上の工程により、カメラヘッドアダプタ２０をホルダ６０に脱着可能に保持させることができる。

ホルダ６０の取り付け部６２は、ロボットのアーム部の先端保持部１０の取り付け部材１１に設けられた保持溝部１２に対応する形状を有する。具体的には、図２に示すように、保持溝部１２は、幅Ｗ、高さＨの平面視矩形状の溝とされ、高さＨの方向の一端が開放部１３とされている。したがって、保持溝部１２の開放部１３から取り付け部６２を圧入することによって、先端保持部１０に対して、ホルダ６０を脱着可能に接合することができる。

ここで、例えば、ホルダ６０の基材部６１の外周面６１ｂ、又は、取り付け部６２の外周面６２ｂをドレープ保持部として、このいずれか、又は、両方に、ドレープの先端部分を貼付し、このドレープによってアーム部、さらにはロボットを覆うようにすると、ロボットを確実に清浄な状態に維持できるとともに、施術等で汚染された、ホルダ６０、カメラヘッドアダプタ２０をロボットから容易に分離することができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。

以上のように、本発明に係るカメラヘッドアダプタは、簡便な作業で内視鏡を脱着することができるとともに、カメラヘッドを保持することで挿入部内の電気配線や光学ケーブル等にストレスがかかることを防ぐことができる点で有用である。

１０ 先端保持部
１１ 取り付け部材
１２ 保持溝部
１３ 開放部
１４ ジンバル機構部
２０ カメラヘッドアダプタ
３０ 保持部
３０ａ 溝部
３０ｂ 開口部
３０ｓ 空間
３１、３２ 側壁部
３１ａ、３２ａ 前方先端部
３３ 底壁部
４０ 接続部
４０ａ 後端面
４１ 左側面
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 係合突起
４２ 右側面
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 係合突起
５０ 連結部
６０ ホルダ
６０ａ 空間
６１ 基材部
６１ａ 前面
６１ｂ 外周面
６２ 取り付け部
６２ａ 底部
６２ｂ 外周面
６３、６４ 側面
６３ａ、６４ａ 張り出し部
７０ 第１側壁部
７１、７２ 挿入凹部
８０ 第２側壁部
８１、８２ 挿入凹部
８１ａ、８２ａ 底部
８３、８４、８５ 固定凹部
８３ａ、８４ａ、８５ａ 弾性部材
９０ 底壁部
１００ 内視鏡
１１０ カメラヘッド
１１１ 操作部
１２０ 挿入部
１３１ 電気ケーブル
１３２ 光学ケーブル
ＡＸ１ 観察光軸
ＡＸ２ 中心軸
Ｈ 高さ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 距離
Ｗ 幅

Claims (9)

1. カメラヘッドを有する内視鏡を保持するカメラヘッドアダプタであって、
   前記内視鏡のうちの前記カメラヘッドを脱着可能に保持する保持部と、
   前記カメラヘッドの観察光軸に沿って延設され、支持構造体へ装着可能な接続部と、
   前記保持部と前記接続部を連結する連結部とを備え、
   前記保持部は、前記内視鏡又は前記カメラヘッドアダプタに所定値以上の外力が加わったときに、前記カメラヘッドの保持を解除可能とする解除構造を有し、
   前記保持部は、弾性変形可能な材料で構成され、その内部に挿入された前記カメラヘッドに接触しつつ弾性保持する複数の壁部を備え、
   前記解除構造として、前記内視鏡又は前記カメラヘッドアダプタに前記所定値以上の外力が加わったときに、前記複数の壁部の弾性変形又は塑性変形によって、前記カメラヘッドの保持が解除され、
   前記保持部は、前記複数の壁部として、
   前記保持部の中心軸の方向に沿ってそれぞれ延び、かつ、互いに対向する２つの側壁部と、
   前記カメラヘッドの挿入方向の奥側に、前記２つの側壁部を互いに連接させる底壁部と、を備え、
   前記カメラヘッドは前記２つの側壁部と前記底壁部とによって支持されることを特徴とするカメラヘッドアダプタ。
2. 前記接続部は、前記支持構造体に対して脱着可能に装着することを可能とする係合部を備える請求項１に記載のカメラヘッドアダプタ。
3. 前記支持構造体は、屈曲可能なアーム部を備えたロボットであって、前記接続部は、前記アーム部に対して脱着可能に装着される請求項１または請求項２に記載のカメラヘッドアダプタ。
4. 前記内視鏡は、前記カメラヘッドから、挿入部と、電気ケーブルと、光学ケーブルとがそれぞれ延出しており、
   前記保持部は、前記内視鏡の前記カメラヘッドのみを保持し、
   前記電気ケーブルと前記光学ケーブルは、前記連結部から外部へ延出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカメラヘッドアダプタ。
5. 前記連結部は、前記保持部において前記カメラヘッドを収容する空間に連なる空間を有し、前記カメラヘッドに対して前記電気ケーブルと前記光学ケーブルが屈曲することなく接続される請求項４に記載のカメラヘッドアダプタ。
6. 前記カメラヘッドは、前記観察光軸が延びる方向に沿って見たときに外形形状の変化を有し、前記保持部は前記カメラヘッドの外形形状に対応した内面形状を有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のカメラヘッドアダプタ。
7. 前記カメラヘッドは、前記観察光軸が延びる方向に沿って見たときに外形形状の変化を有し、前記保持部は前記カメラヘッドの外形形状に対応した内面形状を有し、
   前記保持部の前側部分には、前記保持部に保持された前記カメラヘッドから延出する前記挿入部が屈曲することなく外部へ延出することを可能とする溝部が設けられている請求項４または請求項５に記載のカメラヘッドアダプタ。
8. 前記２つの側壁部は、前記中心軸の方向の前側部分が前方へ向かうほど対向距離が小さくなり、後側部分が後方へ向かうほど対向距離が小さくされている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のカメラヘッドアダプタ。
9. 前記２つの側壁部の間には、前記カメラヘッドを挿入可能とする開口部が形成され、前記保持部内に前記カメラヘッドを挿入したときに、前記開口部から前記カメラヘッドの操作部が露出する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のカメラヘッドアダプタ。

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