JPH04179912A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内視鏡の光学系に設けられたプリズムやミラ
ー等の視野変更体を駆動し視野方向を変換する装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、内視鏡挿入部のチャンネル孔に挿通された視野方
向変換用のワイヤを操作部側で押し引きし、プリズムや
ミラー（以下、視野変更体という）を駆動するようにし
た内視鏡の視野方向変換装置は知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の視野方向変換装置は、視野方向変換用のワイ
ヤを操作部側で押し引きするものであるから、内視鏡が
長尺化すると視野変更体を駆動できないし、また駆動可
能であったとしても正確な駆動を行うことができない問
題があった。

この発明は前記従来の問題を解消するためになされたも
ので、その目的は挿入部が長い内視鏡でも確実且つ精度
よく視野方向を変換できる内視鏡の視野方向変換装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するために、この発明の視野方向変換
装置は、内視鏡の光学系に設けられたミラー等の視野変
更体を駆動する手段を、前記内視鏡の装置組込部に摩擦
係合しその摩擦力によって所定の位置に移動停止される
視野変更体駆動用の移動体と、この移動体に一端部が固
定され電圧の印加によって軸方向へ伸縮する圧電素子と
、この圧電素子の他端部に固定された慣性体と、前記圧
電素子への電圧印加手段とから構成した。

〔作用〕

前記構成の視野方向変換装置によると、圧電素子に印加
する駆動電圧を制御し、前記圧電素子が軸方向へ伸縮す
る時の前記慣性体の慣性力と、移動体の受ける摩擦力と
を利用して、前記移動体を移動させ、この移動体の回動
及び前後動を含む移動によって視野変更体を駆動し、視
野方向を変換させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の第１の実施例を第１図及び第２図に従
い説明する。図中１は外周に複数個例えば４個の側視窓
穴１ａを有するアダプターで、このアダプター１は内視
鏡２の挿入部３の先端部３ａに着脱可能に取付けられ、
その内部には視野変更体である側視用ミラー５が設けら
れている。この側視用ミラー５は内視鏡先端部３ａの対
物レンズ４の光軸と略４５″の角度で傾斜する鏡面を有
したプリズム型めものであって、回転円盤として構成し
た移動体６に保持されている。この移動体６は円盤外周
寄りの位置に第１図（Ａ）（Ｂ）の如く凹設した切欠部
７と、円盤中心部に突設され前記アダプター１の先端軸
孔に挿入して軸支される回転軸８とを有し、この回転軸
８は止めリング８ａによって前記アダプター１の先端部
に軸止めされている。

前記アダプター１の移動体軸支部である先端軸孔には、
回転軸８の回転に対する摩擦力を発生させるＯリング９
と、２個のリング状接点１０．１１が組込まれ、このリ
ング状接点１０．１１に内接する軸側接点１２．１３と
後述する圧電素子１５とが前記回転軸８の中心孔に通さ
れた電圧印加用リード線で接続され、またリング状接点
ｔｏ、　ｉｉと電圧印加手段１６とが電圧印加用リード
線１７で第１図（Ａ）の如く接続されている。なお、圧
電素子１５への電圧印加手段１Ｂは、前記アダプター１
の光学系に邪魔にならない内部位置に組込んでも良いが
、本実施例の場合には内視鏡２を操作する手元側操作部
または該操作部から離れた近傍位置に設置している。

前記圧電素子１５は電圧の印加によって軸方向に伸縮さ
れる積層型の圧電素子（ＰＺＴ）であって、前記移動体
６の円盤切欠部７内に円盤中心線Ｓと直交する方向（接
線方向）に向けて配設され、その一端部が円盤切欠部７
の一端面に固定されている。また、この圧電素子１５の
他端部（遊端側）には慣性体１８が固定されている。そ
して、前記圧電素子１５に所定の駆動電圧を印加するこ
とにより、前記圧電素子１５が軸方向へ伸縮し、この伸
縮時の前記慣性体１８の慣性力と、移動体６の受ける摩
擦力とによって前記移動体６が回動するようになってい
る。

この移動体６が回動する移動原理は第３図及び第４図で
概念的に示される。第３図で示すように質量の大きな移
動体６をＭ１質量の小さな慣性体１８をｍ１前記移動体
Ｍと慣性体ｍを連結する積層型圧電素子１５をＰとして
説明する。

まず、第４図に示すような波形の駆動電圧を積層型圧電
素子Ｐに印加して、装置全体を前進っまり左方へ移動さ
せる時の動作について説明する。

第４図左側の図で示すように動作スタート前において移
動体Ｍは、ベースＢ上に置かれて静止摩擦力で保持され
、圧電素子Ｐは縮んだ状態にある。

このため、慣性体ｍは前方の移動体Ｍに引き寄せられて
待機している。

この状態から圧電素子Ｐに高圧の駆動電圧を瞬時に印加
して圧電素子Ｐを急激に伸ばすと、移動体Ｍと慣性体ｍ
が互いに逆方向へ同時に移動する。

このとき、移動体Ｍは動摩擦力を受けながら前方へ距離
６ｍ１移動する。

ついで、圧電素子Ｐに対する印加電圧を比較的ゆっくり
と低減させて圧電素子Ｐを縮め、慣性体ｍを移動体Ｍ側
へ一定の加速度で引き戻す。このとき、移動体Ｍがベー
スＢとの静止摩擦力で保持されて静止するように、慣性
体ｍの引き戻しによる慣性力が移動体Ｍの摩擦力より小
さくなる印加電圧に調整しておく。

圧電素子Ｐが充分に縮んだところで、通電を急に止めて
慣性体ｍの動きを急速に停止させる。このように慣性体
ｍの引き戻し動作を急速に停止させると、慣性体ｍが移
動体Ｍに衝突する作用となり、この衝突作用によって装
置全体が静止摩擦力に打ち勝って前進を始め、その運動
エネルギが移動体Ｍの動摩擦力によって失われるまで移
動して停止する。この動作によって前記移動体Ｍは前方
へ距ＭΔｍ２移動し、この１サイクルの動作で距離（Δ
ｍ１＋Δｍ２）を前進することができ、この微動前進を
繰り返すことにより大きく前進させることができる。

一方、前記移動体Ｍを後退つまり右方向へ移動させる時
には、前記動作パターンの逆動作を行なわせる。すなわ
ち、第３図右側の図で示すように動作スタート前におい
て移動体ＭはベースＢ上に置かれて静止摩擦力で保持さ
れ、圧電素子Ｐは伸びた状態にある。このため、慣性体
ｍは前方の移動体Ｍから離れている。この状態から圧電
素子Ｐに対する高電圧の印加を瞬時に消去し、圧電素子
Ｐを急激に縮小させる。そうすると、移動体Ｍの静止摩
擦力に比べて慣性体ｍの慣性力が相対的に大きくなり、
移動体Ｍと慣性体ｍが互いに逆方向へ同時に移動する。

このとき、移動体Ｍは後方へ距離６ｍ１移動する。

ついで、圧電素子Ｐに対する印加電圧を次第に増加させ
て圧電素子Ｐを伸ばし、移動体Ｍ側から慣性体ｍを一定
の加速度で後退させる。そして、圧電素子Ｐが充分に伸
びたところで、慣性体ｍの動きを急に止める。これによ
って、大きな慣性力が生じて装置全体が、移動体Ｍの静
止摩擦力に打ち勝って後退を始め、装置全体の運動エネ
ルギか移動体Ｍの動摩擦力によって失われるまで移動し
て停止し、この動作によって後方へ距離６ｍ２移動する
ようになり、この１サイクルの動作で距離（Δｍ１＋Δ
ｍ２）を後退させることができ、この微動後退を繰り返
すことにより大きく後退させることができる。

本発明の視野方向変換装置は、前記のような移動原理を
用いて、ミラー駆動部である円盤型の移動体６を第５図
のように回動させるものである。

すなわち、第５図（ａ）は圧電素子１５が長さｔに縮ん
でいる回動開始前の状態を示しており、この状態で圧電
素子１５に急速に電圧を印加して、圧電素子１５を長さ
ｔ′に伸ばすと、前述した移動原理によって移動体６が
第５図（ｂ）に示すように角度θ１を回動する。また、
ゆっくりと電圧を落とし、前記圧電素子１５を第５図（
ｃ）〜（ｄ）のように元の長さｔに戻して行き、圧電素
子１５が収縮したところで通電を急に止めると、慣性体
１８の動きが急速に停止し、その慣性衝突作用によって
前記移動体６がθ１から更に回動し、第５図（ｅ）に示
すようにθ２の角度回動することになる。

このような動作の繰り返しによって前記移動体６を第５
図左回り方向に順次回動させることができ、この移動体
６の回動によって側視用ミラー５の側視方向を変換する
ことが可能となる。

第６図は前記移動体６の第５図に示す回転動作を行なう
電圧印加パターンを示し、このパターンの繰返しにより
前記移動体６を少しずつ回転させることができ、１パル
スずつの駆動で微妙な位置の移動・停止を行なうことが
できる。第７図は前記移動体６を第５図の回転と逆方向
に回す時の電圧印加パターンを示している。なお、前記
移動体６に圧電素子１５及び慣性体１８を第８図の如く
複数組配設し、この各組の圧電素子１５を同時に伸縮さ
せるようにすれば、前記移動体６の回転力及び回転速度
を増大させることができる。

第９図乃至第１２図は、この発明の第２の実施例を示す
。この実施例、は内視鏡挿入部３の対物レンズ４側とな
る先端部に、側視切欠部２０を有するフード２１を取付
け、このフード２１内にビンジ２２を支点として起倒回
動可能な側視・直視切替用のミラー２３を設け、このミ
ラー２３をワイヤ２４の押し引き動作によって駆動する
ように構成している。

前記ミラー２３の駆動手段は、内視鏡挿入部３の装置組
込部である先端穴２７の内壁部に摩擦係合する質量の大
きい移動体２Ｂと、この移動体２Ｂに一端部が固定され
た圧電素子２５と、この圧電素子２５の他端部に固定さ
れた前記移動体２６より質量の小さい慣性体２８と、前
記圧電素子２５への電圧印加手段（図示せず）とからな
り、前記ミラー２３のワイヤ固定部２３ａと前記慣性体
２８との間に前記ワイヤ２４が第９図の如く接続されて
いる。なお、第１０図に示す符号２９は移動体ガイドパ
イプである。

第１１図は前記ワイヤ２４を後方に引いて前記ミラー２
３を第９図実線で示す状態に起立回動させる場合の作用
説明図であり、第１１図（ａ）は圧電素子２５が収縮し
ている作動開始前の状態を示している。この状態で圧電
素子２５に急速に電圧を印加して、圧電素子２５を伸ば
すと、前述した移動原理によって移動体２６が第１１図
（ｂ）に示すように後方（図示右方向）へΔＸ移動する
。また、ゆっくりと電圧を落とし、圧電素子２５を第１
１図（ｃ）〜Ｃｄ）のように縮ませ、この圧電素子２５
が収縮したところで通電を急に止めると、慣性体２８の
動きが急速に停止し、その慣性衝突作用によって前記移
動体２６がΔＸから更に右方向に６１分だけ第１１図（
ｅ）の如く移動する。このような１サイクル動作の繰り
返しによって、前記移動体２Ｂを第１１図右方向に順次
移動させ、この移動体２Ｂの移動による前記ワイヤ２４
の引張り作用によって、前記ミラー２３を側視方向に回
動させることができる。なお、この場合の電圧印加パタ
ーンは第６図と同じであるので省略する。

第１２図は前記移動体２６を第１１図の移動方向と逆方
向（図示左方向）に移動させる時の作動状態を示してい
る。すなわち、第１２図（ａ）は圧電素子２５が伸びて
いる作動開始前の状態を示している。

この状態で圧電素子２５に急速に電圧を印加して、圧電
素子２５を急速に縮めると、前述した移動原理によって
移動体２Ｂが第１２図（ｂ）に示すように前方（図示左
方向）へΔ−移動する。また、前記圧電素子２５を第１
２図（Ｃ）〜（ｄ）のようにゆっくり伸ばし、この圧電
素子２５が伸長したところで慣性体２８の動きを急速に
停止させると、その慣性作用によって前記移動体２６が
引張られて６層から更に左方向に６０分だけ第１２図（
ｅ）の如く移動する。このような１サイクル動作の繰り
返しによって、前記移動体２６を第１２図左方向に順次
移動させ、この移動体２６の移動による前記ワイヤ２４
の押出し作用によって、前記ミラー２３を第９図点線に
示す直視状態に倒伏回動させることができる。なお、こ
の場合の電圧印加パターンは第７図と同じであるので省
略する。

第１３図は前記移動体２６．圧電素子２５及び慣性体２
８によるミラー駆動手段を第１Ｏ図とは反対の向きにセ
ットし、前記ワイヤ２４を移動体２Ｂに接続した第１０
図の変形例を示す。

なお、前記第１実施例の内視鏡において、対物レンズ後
方に固体撮像素子（ＣＣＤ）を配設し、映像信号を内視
鏡挿入部内に通したケーブルで伝送するようにしても良
い。このケーブルは手元側の操作部内にてコイルバネ等
に接続され、常に張力が加わるようにする。これにより
、内視鏡挿入部の蛇行・湾曲時に前記ケーブルが蛇行し
、異常な力や屈曲による耐久性の低下を防止するするこ
とができる。また、前記内視鏡の先端部に設けられるプ
ラスチックカバーは、内視鏡先端面に接着により固定す
るが、カバー側の接着面を粗面にしておけば、接着強度
を上げ水密性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

この発明の視野方向変換装置は、前記のような移動体と
圧電素子及び慣性体を具備し、圧電素子が軸方向へ伸縮
する時の前記慣性体の慣性力と、移動体の受ける摩擦力
とを利用して、前記移動体を移動させ、この移動体の移
動によって視野変更体を駆動して、視野方向を変換させ
るものであるから、挿入部が長い内視鏡でも確実且つ精
度よく視野方向を変換できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の第１実施例による視野方向変換
装置を示した要部断面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）
の■−■線に沿う矢視断面図、第２図は本発明の視野方
向変換装置を備えた内視鏡先端部の構成図、第３図及び
第４図は駆動原理の説明図、第５図は回転円盤型の移動
体を回動させる第１実施例の作用説明図、第６図は第５
図の回転動作を行う電圧印加パターンを示した波形図、
第７図は第５図の回転と逆方向に回転させる時の電圧印
加パターンを示した波形図、第８図は回転円盤型の移動
体に圧電素子及び慣性体を複数組設けた変形例を示す説
明図、第９因は本発明の第２の実施例を示す要部断面図
、第１Ｏ図は第９図の要部拡大図、第１１図は第２実施
例の移動体を後退移動させる場合の作用説明図、第１２
図は第２実施例の移動体を前進移動させる場合の作用説
明図、第１３図は第２実施例の変形例を示す部分図であ
る。 １・・・アダプター、２・・・内視鏡、５，２３・・・
視野変向体（ミラー）、６．２８・・・移動体、１５．
２５・・・圧電素子、１８．２８・・・慣性体、１６・
・・電圧印加手段。 出願人代理人　弁理士　坪井　　淳 第６区 籾Ｙ枠動ａ 第 ［ＦＬ８抄ｔη竹］ 第１ ←−ｍ１ 〔石ｒ枠動ａ ３＠ −凶 １８飄 第９区 第１０区 ＷＩＩ１１２＠ 第１３凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内視鏡の光学系に設けられた視野変更体を駆動し視野方
   向を変換する装置であって、前記内視鏡の装置組込部に
   摩擦係合しその摩擦力によって所定の位置に移動停止さ
   れる前記視野変更体を駆動するための移動体と、この移
   動体に一端部が固定され電圧の印加によって軸方向へ伸
   縮する圧電素子と、この圧電素子の他端部に固定された
   慣性体と、前記圧電素子への電圧印加手段とを具備した
   ことを特徴とする視野方向変換装置。