JPH04263831A - 内視鏡の挿入部湾曲形状検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡挿入部全体の湾
曲形状を検出することのできる内視鏡の挿入部湾曲形状
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、細長の挿入部を体腔内に挿入する
ことにより、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ鉗
子チャンネル内を挿通した鉗子を用いて生体内組織を採
取して患部を詳しく診断したりすることのできる内視鏡
が広く用いられている。この内視鏡は、医療用のみなら
ず工業用においても、ボイラ、化学プラントなどの管内
、あるいは機械内などの対象物を観察、検査したりする
のに用いられており、さらには、電荷結合素子（ＣＣＤ
）などの固体撮像素子を撮像手段に用いた電子内視鏡も
各種用いられている。

【０００３】この電子内視鏡を含む内視鏡は、例えば被
検体に挿入する細長の挿入部と、この挿入部の後端に連
設された太径の把持部を兼用する操作部と、この操作部
から延設されたユニバーサルコードとから構成されてお
り、このユニバーサルコードの端部に設けられたコネク
タを介して、例えば光源装置などに着脱自在に接続され
るようになっている。

【０００４】上記挿入部は、硬性の先端部と、この先端
部の後端に連設され、例えば上下／左右に湾曲可能な湾
曲部と、この湾曲部の後端に連設された細長の可撓管部
とから構成され、この可撓管部が上記操作部に連設され
ている。また、上記内視鏡先端部には被検査部の被写体
像が入射する入射窓が設けられ、この入射窓に、例えば
対物光学系が配設されるとともに、この対物光学系の結
像位置に、イメージガイドの入射端面あるいは固体撮像
素子が配設されている。

【０００５】また、上記湾曲部は上記操作部に設けた操
作ノブにより、この操作ノブに連設する湾曲操作ワイヤ
を介して上下／左右方向へ自在に湾曲させることができ
るようになっており、この湾曲駆動方式としては、例え
ば特開昭６３−２９４８２５号公報に開示されているよ
うな手動式によるもの、特開昭６１−７６１２６号公報
に開示されているようなモータ駆動によるもの、あるい
は特開平２−２４１４２８号公報に開示されているよう
なばね状の形状記憶合金（以下「ＳＭＡ」）を加熱、冷
却することで湾曲させるようにしたものなどがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、体腔内など
の被検体内に挿入された挿入部の先端の指向方向を知る
ことは被検体内における観察像の正確な位置、挿入方向
などを把握する上で重要であり、一般に、この先端の指
向方向の情報は上記湾曲部の湾曲量を三次元的に検出す
ることで得ていた。

【０００７】しかし、被検体内、特に、体腔内における
内視鏡挿入部は、可撓管部全体が体腔内壁に沿って湾曲
されながら挿入されているため、上記湾曲部の湾曲方向
を検出しただけでは被検体内における観察像の位置、挿
入方向を正確に割出すことは困難である。

【０００８】その結果、図２５に示すように、例えば、
下部消化管（大腸、Ｓ字結腸、横行結腸など）５１へＡ
方向からの挿入においては、内視鏡挿入部４が挿入対象
となる消化管５１の形状、伸展に沿って湾曲されると、
上記挿入部４をＡ方向から押し、あるいは、引いても、
湾曲している挿入部４のＢ部が下部消化管５１の内壁を
押圧するのみで、先端部８に力が有効に伝達されず、挿
入困難となる（押したとき抵抗がある、あるいは、押す
と視野が遠ざかる）。

【０００９】このような場合に従来は、内視鏡が有効に
挿入できる形状になっているか、Ｘ線による透視などに
より確認していたため、患者にかかる負担が大きかった
。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、内視鏡挿入部全体の湾曲形状を把握し、かつ、被検
体内における観察像の位置、方向を正確に割出し、挿入
を安全かつ確実に行うことのできる内視鏡の挿入部湾曲
形状検出装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による挿入部湾曲
形状検出装置は、内視鏡挿入部に、少なくとも湾曲部と
この湾曲部の基端側に連設する可撓管部とを有する内視
鏡において、先端を上記内視鏡挿入部に所定間隔おきに
固設する複数の湾曲形状検出ワイヤと、この各湾曲形状
検出ワイヤに張力を印加する張力印加手段と、この各湾
曲形状検出ワイヤの変位量を検出する変位量検出手段と
、この変位量検出手段で検出した各湾曲形状検出ワイヤ
の変位量に基づき上記内視鏡挿入部の湾曲形状を演算す
る湾曲形状演算手段とを備えるものである。

【００１２】

【作　　用】上記構成において、被検体内に挿入した内
視鏡挿入部が湾曲すると、この内視鏡挿入部に所定間隔
おきに先端を固設する複数の湾曲形状検出ワイヤが、こ
の各湾曲形状検出ワイヤに張力を印加する張力印加手段
の張力に抗して、あるいは、この張力に従って移動する
。

【００１３】そして、上記各湾曲形状検出ワイヤの変位
量を変位量検出手段が検出し、湾曲形状演算手段で上記
変位量に基づく挿入部の湾曲形状を演算する。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１〜図１５は本発明の第一実施例を示し
、図１は内視鏡装置の概略構成図、図２は内視鏡の湾曲
部の縦断面図、図３は内視鏡の可撓管部の縦断面図、図
４は図３のＩＶ−ＩＶ断面図、図５は可撓管部基部側の
概略断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ断面図、図７は変
位量検出装置の構成図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩ
Ｉ断面図、図９は張力印加手段の側面図、図１０は図９
の左正面図、図１１は挿入部湾曲形状検出原理を示す構
成図、図１２は湾曲形状演算手段の回路ブロック図、図
１３はモニタの表示態様を示す概略図、図１４，図１５
はモニタの他の表示態様を示す概略図である。

【００１６】（構　　成）図１に示すように、内視鏡装
置は内視鏡１と、この内視鏡１を接続する制御装置２と
、この制御装置２に接続されるモニタ３とを備えている
。 このモニタ３には親画面３ａと子画面３ｂとが設けられ
ている（図１３参照）。

【００１７】上記内視鏡１は、細長の挿入部４と、この
挿入部４の後端に連設された操作部５と、この操作部５
の側部から延設されたユニバーサルコード６とを備え、
このユニバーサルコード６の端部に、上記制御装置２に
着脱自在に接続されるコネクタ７が設けられている。

【００１８】また、上記挿入部４が先端側から硬性の先
端部８、この先端部８を所望の方向へ指向させる湾曲部
９、比較的硬性の可撓管部１０で構成され、この可撓管
部１０が上記操作部５に連設されている。

【００１９】上記挿入部４の先端部８に対物レンズ１１
と配光レンズ１２とが設けられ、この対物レンズ１１の
結像位置にＣＣＤなどの固体撮像素子１３が配設され、
また、上記配光レンズ１２の後端にライトガイドファイ
バ１４が連設されている。

【００２０】さらに、上記固体撮像素子１３に接続され
た信号線１５、および、上記ライトガイドファイバ１４
の入射端が上記挿入部４、操作部５、ユニバーサルコー
ド６を通り、上記コネクタ７に接続されている。

【００２１】一方、上記制御装置２内には、上記ライト
ガイドファイバ１４に照明光を供給する光源１６と、上
記コネクタ７を介して上記固体撮像素子１３に接続する
ビデオプロセッサ（以下「ＶＰ」）１７とが設けられて
いる。上記固体撮像素子１３が上記ＶＰ１７によって駆
動されると共に、この固体撮像素子１３の出力信号がＶ
Ｐ１７によって映像信号処理されて、モニタ３に入力さ
れ、このモニタ３の親画面３ａに被写体像を表示する。

【００２２】また、図３に示すように、上記内視鏡挿入
部４の外被１８で覆われた上記可撓管部１０が、湾曲自
在な複数の湾曲ユニット１９と、この互いに隣接する湾
曲ユニット１９間を連設する連結部材２０とで構成され
ている。

【００２３】上記各湾曲ユニット１９の両端に設けた掛
止部材２１の中央に、上記ライトガイドファイバ１７、
信号線１５を遊挿する孔２１ａが穿設され、また、この
両掛止部材２１の対向面間に、上記ライトガイドファイ
バ１７、信号線１５を遊挿するコイル状のバイアスばね
２２の両端が圧接されており、このバイアスばね２２の
外周に絶縁チューブ２３が被覆されている。

【００２４】さらに、上記絶縁チューブ２３の外周に密
着巻形状を記憶した複数本の形状記憶合金（以下「ＳＭ
Ａ」）コイル２４が配設され、このＳＭＡコイル２４の
両端が上記フランジ２１の対向面に引き伸ばされた状態
で固定されている。

【００２５】なお、上記各湾曲ユニット１９の中途部分
は所定間隔を開けて配設した２つの中間部材２５によっ
て支持されている。

【００２６】上記各ＳＭＡコイル２４が、上記制御装置
２に設けた加熱ユニット（図示せず）に接続する共通リ
ード線２６に接続されている。

【００２７】上記加熱ユニットから共通リード線２６を
介して上記ＳＭＡコイル２４に通電すると、このＳＭＡ
コイル２４が加熱され、記憶形状（密着巻形状）に回復
しようとして上記掛止部材２１間を収縮させ、可撓管部
１０の弾性を変化させる。

【００２８】一方、上記湾曲部９がピン２７を介して互
いに屈曲自在に連設する複数の湾曲駒２８で構成されて
おり、最先端の湾曲駒２８が上記内視鏡先端部８に連結
され、また、最後端の湾曲駒２８が上記可撓管部１０に
連結されている。

【００２９】また、上記最先端の湾曲駒２８に、上記操
作部５に設けたスプロケット２９に巻回されてＵ字状に
配設された一本の湾曲操作ワイヤ３０の両端が固定部材
３１を介して固定されている。さらに、この湾曲操作ワ
イヤ３０の中途が上記最先端の湾曲駒２８に連設する他
の各湾曲駒２８に固設したワイヤガイド３２に挿通され
て、上記湾曲操作ワイヤ３０の間隔ｄが各湾曲駒２８に
おいて常に一定に保持されている。

【００３０】さらに、上記可撓管部１０を通過する上記
湾曲操作ワイヤ３０の間隔ｄが、この可撓管部１０に一
定間隔を有して係止されたコイルシース３３ａに挿通さ
れて常に一定に保持されている。

【００３１】また、上記可撓管部１０の中途に、１対の
互いに平行な湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの先端
が固定部材３１を介して所定間隔ごとに固定され、この
各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの中途が、上記可
撓管部１０に係止した他の各コイルシース３３ｂ，３３
ｃに挿通されて内視鏡操作部５の方向へ延出されている
。なお、図１に示すように、上記各固定部材３１が可撓
管部１０の基部を基準点０として距離Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ
の位置に配設されている。

【００３２】また、図６に示すように、１対の互いに平
行な各コイルシース３３ａ〜３３ｃが間隔ｄを保持し、
かつ、可撓管部１０の太径化を防止するため内壁に沿っ
て配設されている。

【００３３】なお、各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４
ｂとして細径で、かつ、伸び量の少ない線材（例えば、
ピアノ線）を用いれば、この各湾曲形状検出ワイヤ３４
ａ，３４ｂをひとつのコイルシース３３ｂに挿通して挿
入部４（特に、可撓管部１０）の太径化を防止すること
ができる。また、各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂ
を同軸上に配設すれば、後述する挿入部４の湾曲形状を
検出する際の精度が向上する。

【００３４】また、上記内視鏡１の操作部５に、上記各
湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂにそれぞれ連設する
変位量検出装置３５ａが内装されており、また、上記湾
曲操作ワイヤ３０の上記スプロケット２９を介してＵ字
状に巻回する両側の中途に他の変位量検出装置３５ｂが
各々介装されている。

【００３５】なお、上記各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，
３４ｂに連設する上記変位量検出装置３５を、ユニバー
サルコード６、あるいは、コネクタ７に設ければ、上記
操作部５の大型化、重量増加を防止することができる。 この場合、上記操作部５にプーリを内装し、上記各湾曲
形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂを上記変位量検出装置３
５ａまで導くようにする。

【００３６】図７，図８に示すように、上記変位量検出
装置３５ａが張力印加手段３６ａと変位量検出手段３７
とで構成されている。

【００３７】図９，図１０に示すように、上記張力印加
手段３６ａが、上記各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４
ｂの後端を狭持する一対の回転子３８を有し、この各回
転子３８の回転軸３８ａに上記操作部５に設けた固定板
３９に固設したモータ４０が連設され、上記各湾曲形状
検出ワイヤ３４ａ，３４ｂに対し端部方向へ張力を印加
して、このワイヤ３４ａ，３４ｂの伸び、弛みを吸収す
る。また、上記各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの
端部にストッパ４１が固設されており、このストッパ４
１を掛止して上記各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂ
が上記回転子３８から抜けるのを防止するストッパ受け
（図示せず）が上記操作部５に固設されている。

【００３８】なお、上記ストッパ４１とストッパ受けと
の距離（ストッパ４１の移動量）は、挿入部４が湾曲し
たときの上記湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの最大
変位量より長く設定されており、通常の湾曲状態で支障
を来すことはない。

【００３９】また、上記各湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，
３４ｂの少なくとも上記回転子３８に摺接する領域の表
面に、摺動性をよくするためにモリブデン、あるいは、
フッ素樹脂などを素材とする低摩擦係数部材をコーティ
ングしてもよい。

【００４０】一方、上記変位量検出手段３７を構成する
磁心４２が上記湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂに固
設され、この磁心４２の表面に、摺動性を向上させるた
めの低摩擦係数部材（例えば、フッ素樹脂）４２がコー
ティングされている。

【００４１】また、上記磁心４２を挿通する二次巻線４
３の外周に、交流信号が通電される一次巻線４４が絶縁
部材（図示せず）を介して巻装され、さらに、この一次
巻線４４の外周に、他の変位量検出手段３７との磁気干
渉を防止するための磁気遮蔽用円筒部材４５が装着され
ており、この円筒部材４５が上記操作部５に固設されて
いる。

【００４２】なお、上記各巻線４３，４４の線材自体も
絶縁されている。また、上記円筒部材４５の材質として
は、例えば、Ｆｅ−Ｃｏ合金がある。さらに、上記湾曲
形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂを非磁性体とすれば変位
を検出する際の精度が一層向上する。

【００４３】一方、上記湾曲操作ワイヤ３０に介装した
変位量検出装置３５ｂが、上述と同じ構成をなす変位量
検出手段３７と、ワイヤ間に所定ばね定数の引張りスプ
リングなどを介装してワイヤの弛みを吸収する張力印加
手段３６ｂとで構成されている。

【００４４】また、図１２に示すように、互いに並列に
配設されて対をなすワイヤ３０，３０，３４ａ，３４ａ
，３４ｂ，３４ｂに連設する１対の変位量検出手段３７
の二次巻線４３が、内視鏡操作部５に設けた変調器４６
ａ，４６ｂにそれぞれ接続され、この両変調器４６ａ，
４６ｂが加算器４７に接続され、この加算器４７がユニ
バーサルコード６を通る信号線を介して制御装置２に設
けた復調器４８に接続され、この復調器４８が湾曲形状
演算装置４９に接続されている。

【００４５】（作　　用）次に、上記構成による実施例
の作用について説明する。

【００４６】まず、内視鏡１の挿入部４を体腔内などへ
挿入する場合、制御装置２に設けた加熱ユニット（図示
せず）から上記挿入部４の可撓管部１０に設けた各湾曲
ユニット１９に設けたＳＭＡコイル２４に共通リード線
２６を介して通電する。

【００４７】すると、上記各ＳＭＡコイル２４がバイア
スばね２２の付勢力に抗して、記憶形状である密着コイ
ルへ変態しようとし、各湾曲ユニット１９が収縮する。 その結果、上記可撓管部１０がみかけ上硬化し、挿入が
容易になる。また、上記ＳＭＡコイル２４に対する通電
量を制御すれば任意の硬さを得ることができる。

【００４８】なお、各ＳＭＡコイル２４に対する通電量
を個別的に制御すれば可撓管部１０を任意な方向へ湾曲
させることができる。

【００４９】そして、挿入部４を体腔内へ所定に挿入し
た後、上記ＳＭＡコイル２４に対する通電を遮断する。 すると、上記ＳＭＡコイル２４が上記バイアスばね２２
の付勢力を受けて引張され、上記各湾曲ユニット１９が
膨出し、可撓管部１０が元の軟性状態に復帰する。

【００５０】また、上記挿入部４の先端部８の指向方向
を変える場合は、内視鏡操作部５に設けた湾曲操作ノブ
（図示せず）を操作する。

【００５１】すると、この湾曲操作ノブにモータなどを
介して連設するスプロケット２９が所定角度回動し、こ
のスプロケット２９に巻回する湾曲操作ワイヤ３０が一
方へ引かれる。

【００５２】その結果、上記挿入部４に設けた湾曲部９
の各湾曲駒２８がピン２７を中心に屈曲し、上記湾曲部
９が上記湾曲操作ワイヤ３０の引かれた方向へ湾曲する
。

【００５３】一方、上記可撓管部１０は先端部８を挿入
する過程において体腔内壁に沿った形状に湾曲する。

【００５４】上記挿入部４全体の湾曲形状は、この挿入
部４の長手方向に所定間隔おきに先端を固定した湾曲操
作ワイヤ３０、湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの変
位量を検出することで把握することができる。

【００５５】上記各ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂの変位
に基づく挿入部４の湾曲形状の検出原理を図１１に従っ
て説明する。

【００５６】いま、挿入部４のある区間Ｌが一方へ湾曲
したとすると、上記挿入部４の外側が軸中心を基準とす
る区間Ｌの両端において内方へｄ１　，ｄ２　だけ変位
し（伸びる）、また、内側の両端が外側へｄ３　，ｄ４
　だけ変位する（収縮する）と相対的に考えることがで
きる。

【００５７】上記挿入部４の内側と外側の間隔をｄとし
て円弧近似すれば、円弧の角度αは 、　　　　　　　　　　α＝２（ｄ１　＋ｄ２　＋ｄ３
　＋ｄ４　）／ｄ半径ｒは、 ｒ＝ｄ・Ｌ／（ｄ１　＋ｄ２　＋ｄ３　＋ｄ４　）で求
めることができる。

【００５８】上記挿入部４には、上記可撓管部１０の基
部を基準点０として区間Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃごとに間隔ｄ
を有する１対のワイヤ３４ｂ，３４ａ，３０の先端が固
定されている。

【００５９】上記可撓管部１０が湾曲したときの上記各
ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂの変位量（移動量）を検出
し、上記円弧近似式から区間Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの湾曲形
状を求め、この各湾曲形状を合成すれば挿入部４全体の
湾曲形状を検出することができる。

【００６０】なお、上記区間Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、例え
ば、湾曲部９は短く、可撓管部１０は比較的長く設定し
てもよく、また、この検出区間を湾曲形状の検出を必要
とする部分にのみ設けてもよい。

【００６１】上記挿入部４が湾曲すると上記各ワイヤ３
０，３４ａ，３４ｂが一方へ移動する。この各ワイヤ３
０，３４ａ，３４ｂは張力印加手段３６ｂ，３６ａによ
り常に張力が印加されているため弛みが生じることなく
、上記挿入部４の湾曲形状に沿って移動する。

【００６２】上記湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂに
張力を印加する張力印加手段３６では、モータ４０によ
り上記ワイヤ３４ａ，３４ｂの端部を比較的弱い力で挾
持する回転子３８を高速回転させて、このワイヤ３４ａ
，３４ｂを引く。このワイヤ３４ａ，３４ｂにかかる張
力は、このワイヤ３４ａ，３４ｂと上記回転子３８との
間の動摩擦係数、および、接触圧とで決定される。

【００６３】一方、上記各ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂ
が移動すると、この各ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂに連
設する変位量検出手段３７の磁心４２が変位し、この変
位が一次巻線４４、二次巻線４３間の伝達関数の変化と
なる。したがって、一次巻線４４に入力した交流信号を
一定とし、挿入部４が直線状態のときにゼロバランスを
設定すれば、二次巻線４３から出力される信号を調べる
ことで上記各ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂの移動量を検
出することができる。なお、一次巻線４４と二次巻線４
３の信号入出力方向を逆にしてもよく、また、変位量検
出手段３７をコイルシース３３ａ〜３３ｃに設けてもよ
い。

【００６４】対をなす各ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂに
それぞれ連設する二次巻線４３，４３から出力された信
号は、制御装置２に設けた湾曲形状演算装置４９へデー
タ伝送すべく、まず、変調器４６ａ，４６ｂで変調され
、加算器４７で加算合成した後、ユニバーサルコード６
に配線した信号線（図示せず）を介して制御装置２へ出
力し、この制御装置２に設けた復調器４８で、上記二次
巻線４３，４３に対応する信号に復調された後、湾曲形
状演算装置４９へ出力する。

【００６５】湾曲形状演算装置４９では、上記復調器４
８から出力されたワイヤ変位信号に基づき、挿入部４の
各区間Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの湾曲形状を演算する。そして
、ＶＰ（ビデオプロセッサ）１７に出力し、モニタ３の
子画面３ｂに内視鏡挿入部４の湾曲形状を表示する。

【００６６】内視鏡操作者は子画面３ｂ上に表示された
挿入部４の湾曲形状を把握しながら挿入時の先端部８の
指向方向を調整する。

【００６７】なお、上記湾曲形状演算装置４９は内視鏡
１内に設けられていてもよい。

【００６８】このように、内視鏡操作者は内視鏡１の挿
入部４全体の湾曲形状をモニタ３の表示から容易に把握
することができるため、生体内への内視鏡挿入をより安
全で確実に行うことができる。

【００６９】また、上記モニタ３の親画面３ａの表示と
子画面３ｂの表示を必要に応じて切換えることができる
ようにしてもよい。

【００７０】さらに、図１４に示すように、モニタ３に
挿入部４の湾曲形状３ｃを先端部８の湾曲角３ｄととも
にスパーインポーズにより重ね合せ表示してもよい。こ
の場合、視覚性を向上させるために画面上の位置、大き
さ、色などを選択できるようにしてもよい。

【００７１】さらに、図１５に示すように、上記モニタ
３上に上記挿入部４の湾曲形状を投写装置５０を用いて
投射してもよい。

【００７２】また、モニタ３に表示する挿入部４の長さ
を、挿入長に応じて術者が選択的に、あるいは、挿入長
を自動検出して自動的に変更できるようにしてもよい。 さらに、挿入部４、可撓管部１０の回転を検知しして表
示画像を擬似的に回転表示させてもよく、また、術者が
その回転量を設定できるようにしてもよい。

【００７３】さらに、モニタ３は液晶、プラスマディス
プレイであってもよい。

【００７４】また、挿入部４の湾曲形状が例えば、図２
５に示すように、操作部５側からの力が先端部８へ伝達
され難い形状になった場合、音、光、表示などの手段で
術者に警告するようにしてもよい。

【００７５】（第二実施例）図１６，図１７は本発明の
第二実施例を示し、図１６は変位量検出装置の構成図、
図１７は図１３のＸＶＩＩ断面図である。

【００７６】この実施例では、各ワイヤ３０，３４ａ，
３４ｂに変位量検出手段３７の二次巻線４３が固設され
、この二次巻線４３の外周に、摺動性を向上させるため
の低摩擦係数部材（例えば、フッ素樹脂）４３ａがコー
ティングされている。また、この二次巻線４３の外周を
一次巻線４４が相対摺動自在に囲繞しており、この一次
巻線４４の外周を磁気遮蔽用円筒部材４５が覆っており
、この円筒部材４５が内視鏡操作部５（図１参照）に固
設されている。

【００７７】この実施例によれば、上記ワイヤ３０，３
４ａ，３４ｂの変位によって、一次巻線４４、二次巻線
４３間の給合係数が変化するので、一次巻線４４に一定
の交流信号しておけば、二次巻線４３の出力信号を検出
することで上記ワイヤ３０，３４ａ，３４ｂの変位量を
検出することができる。

【００７８】（第三実施例）図１８は本発明の第三実施
例による張力印加手段の概略図である。

【００７９】この実施例では、間隔ｄを開けて並設する
１対の湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂを内視鏡操作
部５（図１参照）に設けたプーリ５１に巻回した１本の
ワイヤとし、その中途に張力印加手段としての引張りば
ね５２を介装し、上記ワイヤ３４ａ，３４ｂの弛みを防
止するようにしたものである。

【００８０】この実施例によれば、ワイヤ３４ａ，３４
ｂに対し引張りばね５２により張力を印加しているので
、構造が簡単である。

【００８１】（第四実施例）図１９，図２０は本発明の
第四実施例を示し、図１９は張力印加手段の概略図、図
２０は変位量検出手段の概略断面図である。

【００８２】この実施例における張力印加手段５６は、
図示しない制御回路によって駆動する直線状の進行波型
超音波モータ５７を用い、この超音波モータ５７に湾曲
形状検出ワイヤ３３４ａ，３４ｂが、押圧面に摺動性を
有する低摩擦係数部材５８をコーティングした押圧部材
５９によって押接されており、この超音波モータ５７の
一定駆動により上記ワイヤ３４ａ，３４ｂを一定の張力
で矢印方向へ引くようにしたものである。

【００８３】また、この実施例における変位量検出手段
６１は、導体である上記湾曲形状検出ワイヤ３４ａ，３
４ｂの中途に、長手方向に沿って徐々に絶縁材の含有比
を増加させた、いわゆる、傾斜機能性材料として構成す
る部分を設け、また、この傾斜機能性材料として構成す
る部分の外側にブラシ６１ａ，６１ｂを対向摺接し、こ
のブラシ６１ａ，６１ｂ間を上記ワイヤ３４ａ，３４ｂ
が移動したときのインピーダンスの変化を計測して変位
量を検出するものである。

【００８４】（第五実施例）図１８は本発明の第五実施
例による変位量検出手段の要部斜視図である。

【００８５】この実施例による変位量検出手段６６は、
コンダクティブプラスチックポテンショメータで、湾曲
形状検出ワイヤ３４ａ，３４ｂの表面に、カーボンなど
の粉体抵抗を樹脂と均一に混合して成形したコンダクテ
ィブプラスチック板６７絶縁材（図示せず）を介して貼
付し、このコンダクティブプラスチック板６７にブラシ
６８を摺接し、上記コンダクティブプラスチック板６７
がワイヤ３４ａ，３４ｂとともに上記ブラシ６８を摺動
したときの端子Ｅ１　，Ｅ２間の抵抗値を測定して、上
記ワイヤ３４ａ，３４ｂの変位量を検出するようにした
ものである。

【００８６】なお、平坦なコンダクティブプラスチック
板６７を用いる場合は、上記ワイヤ３４ａ，３４ｂの貼
付部分を平坦に加工する。

【００８７】（第六実施例）図２２〜図２４は本発明の
第六実施例を示し、図２２は湾曲駒の正面図、図２３は
図２２の左側面図、図２４は図２２の底面図である。

【００８８】高い湾曲性を有する内視鏡湾曲部９（図１
参照）にあっては、特に、先端部８の近傍では固体撮像
素子１３などが内蔵されているため湾曲形状を検知する
ため多数のワイヤの先端を固定することが困難な場合が
ある。

【００８９】この実施例では、少なくとも先端部８側に
配設する湾曲駒７１の前部連結部７１ａにブラシ７２を
設け、また、後部連結部７１ｂに、ブラシ７２に摺接自
在な抵抗体７３を配設したものである。

【００９０】この湾曲駒７１は、例えば、熱硬化樹脂を
素材に成形されたもので、上記ブシ７２、抵抗体７３、
および、これらに接続する信号線が一体にインサート成
形されている。なお、抵抗体７３は例えばコンダクティ
ブプラスチックを素材とするものである。

【００９１】図示しないピンを介して複数の湾曲駒７１
の連結部７１ａ，７１ｂを連結すると上記ブラシ７２が
上記抵抗体７３に摺接してポテンショメータを構成する
。この各湾曲駒７１が屈曲するとポテンショメータで測
定される抵抗値が変化する。この抵抗量の変化から上記
湾曲駒７１の屈曲角を求め、先端部８側の湾曲形状を検
出する。

【００９２】ところで、組付け時に、各湾曲駒７１を直
線状に配設し、このときのポテンショメータの抵抗値を
一定の値に設定することは、各部の組付け誤差があるた
めに困難である。そのため、組付け後に、各湾曲駒７１
の直線状態や屈曲状態での抵抗値を記憶する記憶素子（
例えば、ＰＲＯＭ）を制御装置２（図１参照）に設けて
おいてもよい。

【００９３】また、１つのポテンショメータに対し少な
くとも２本（ブラシ側、抵抗体側）の信号線が必要なた
め、多くの湾曲駒７１を連結した場合、ポテンショメー
タの数の倍数だけ信号線が増加するが、各湾曲駒７１に
Ａ／Ｄ変換器、演算機能などを備えた信号処理回路をＩ
Ｃ化して組込めば、例えば、各ＩＣをシリアルにデータ
伝送することで信号線数の大幅な削減を図ることができ
る。なお、この場合、固体撮像素子１３を駆動するため
の信号線１５をＩＣ駆動用として用いてもよい。　　ま
た、制御装置２に設けた湾曲形状演算手段４９に、上記
ポテンショメータで検出する抵抗値に誤差が生じた場合
に補正する補正機能を装備させ、各湾曲駒７１を直線状
態にしたときの抵抗値を逐次適性に補正できるようにし
てもよい。

【００９４】なお、この実施例において、湾曲駒７１を
ステンレスなどの金属製とし、各連結部７１ａ，７１ｂ
にブラシ７２、抵抗体７３を絶縁材を介して固設するよ
うにしてもよい。さらに、可撓管部１０（図１参照）を
上記湾曲駒７１を連結して形成すれば各湾曲駒７１の屈
曲角から湾曲形状を検出することができる。

【００９５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
挿入部に配設した湾曲形状検出ワイヤの変位量から挿入
部全体の湾曲形状を把握することができて、内視鏡の挿
入、引抜き操作を安全かつ確実に行うことができるとと
もに、被検体にかかる負担を少なくし、しかも、観察像
の位置、方向を正確に割出すことができるなど優れた効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１〜図１５は本発明の第一実施例を示し、図
１は内視鏡装置の概略構成図

【図２】内視鏡の湾曲部の縦断面図

【図３】内視鏡の可撓管部の縦断面図

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図

【図５】可撓管部基部側の概略断面図

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図

【図７】変位量検出装置の構成図

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図

【図９】張力
印加手段の側面図

【図１０】図９の左正面図

【図１１】挿入部湾曲形状検出原理を示す構成図

【図１
２】湾曲形状演算手段の回路ブロック図

【図１３】モニ
タの表示態様を示す概略図

【図１４】モニタの他の表示
態様を示す概略図

【図１５】モニタの他の表示態様を示
す概略図

【図１６】変位量検出装置の構成図

【図１７】図１６のＸＶＩＩ断面図

【図１８】本発明の第三実施例による張力印加手段の概
略図

【図１９】図１９，図２０は本発明の第四実施例を示し
、図１９は張力印加手段の概略図

【図２０】変位量検出手段の概略断面図

【図２１】本発
明の第五実施例による変位利用検出手段の要部斜視図

【図２２】図２２〜図２４は本発明の第六実施例を示し
、図２２は湾曲駒の正面図

【図２３】図２２の左側面図

【図２４】図２２の底面図

【図２５】披検体に挿入した内視鏡挿入部の概略図

【符号の説明】

１……………………………内視鏡 ８……………………………湾曲部 １０…………………………可撓管部 ４……………………………挿入部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内視鏡挿入部に、少なくとも湾曲部と
   この湾曲部の基端側に連設する可撓管部とを有する内視
   鏡において、先端を上記内視鏡挿入部に所定間隔おきに
   固設する複数の湾曲形状検出ワイヤと、この各湾曲形状
   検出ワイヤに張力を印加する張力印加手段と、この各湾
   曲形状検出ワイヤの変位量を検出する変位量検出手段と
   、この変位量検出手段で検出した各湾曲形状検出ワイヤ
   の変位量に基づき上記内視鏡挿入部の湾曲形状を演算す
   る湾曲形状演算手段とを備えることを特徴とする内視鏡
   の挿入部湾曲形状検出装置。