JPH053853A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に実際の湾曲角の検出を可能とする内視
鏡装置を提供することを目的とする。 【構成】 湾曲自在の湾曲部１７の湾曲角を検出するた
めの湾曲角検出用エンコーダ２３と、該湾曲角検出用エ
ンコーダ２３の出力信号をカウントするカウンタ２６を
備え、前記カウンタ２６のゼロ調整を行う指令を出すゼ
ロ調整スイッチ３２とこの指令により、制御回路２７は
モータ２２を駆動して湾曲部１７をアップ・ダウンさ
せ、湾曲部１７がストレートになった時にカウンタ２６
をリセットするゼロ調整手段を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湾曲角のゼロ調整スイ
ッチ手段を設けた内視鏡装置に関する。

【０００２】

【従来技術】体腔内などに挿入することによって、体腔
内の深部などを観察したり、必要に応じて処置具を用い
ることにより、治療処置なども行うことのできる内視鏡
が医療分野において広く用いられるようになった。又、
工業分野においても、ジェットエンジン内部とかプラン
ト内部などの検査に内視鏡が広く用いいられる。この内
視鏡は屈曲した体腔内にも挿入できるように挿入部が可
撓性に形成してあると共に、手元側での操作により、湾
曲自在となる湾曲部が設けてある。

【０００３】上記湾曲部を簡単に湾曲できるように、湾
曲部の電気的駆動手段を設け、手元側でのスイッチなど
を操作することにより、所望とする方向に湾曲できる電
動湾曲タイプの内視鏡も提案されている。この電動湾曲
タイプの内視鏡においては、手元側でのスイッチなどを
操作した場合、湾曲部がどれだけ湾曲されたか分かるよ
うに湾曲角を検出する手段が必要になる場合が多い。例
えば、実開昭６０ー１０６６０１号公報には、ポテンシ
ョメータにより湾曲角を検出し、２次元表示するものが
開示されている。

【０００４】又、本出願人も、特願平ー２３４６２号に
おいて、Ａ、Ｂ、Ｚ相出力のエンコーダを用いて、湾曲
角の検出及び表示を行うものを提案した。一般に、ポテ
ンショメータを用いる場合よりも、エンコーダを用いる
場合の方が検出精度が良いので精度の良い検出が必要な
場合にはエンコーダを用いる方が適当である。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】上記Ａ、Ｂ、Ｚ相出
力のエンコーダを用いた場合には、Ａ、Ｂ相出力にて回
転方向と回転量を検出し、Ｚ相出力にてゼロ調整を行
う。従って、最初のＺ相が出力されるまでは、湾曲角の
絶対位置が不明であるという欠点を有する。

【０００６】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、簡単に実際の湾曲角の検出を可能とする内視鏡
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【問題点を解決する手段及び作用】湾曲自在の湾曲部の
湾曲角を検出するための湾曲角検出用エンコーダと、該
湾曲角検出用エンコーダの出力信号をカウントするカウ
ンタを備え、前記カウンタのゼロ調整を行うゼロ調整手
段を設けることにより、簡単にカウンタのゼロ調整を行
える。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を具体
的に説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に
係り、図１は第１実施例の内視鏡装置を示し、図２は第
１実施例の動作説明用タイミングチャートを示し、図３
はゼロ調整の処理で湾曲部をアップ方向とその逆のダウ
ン方向に湾曲させることを示す。

【０００９】図１に示すように第１実施例の内視鏡装置
１は撮像手段を内蔵した電子内視鏡（以下電子スコープ
と記す）２と、該電子スコープ２に照明光を供給する光
源装置３と、信号処理を行うビデオプロセッサ（以下、
ＶＰと記す）４と、このＶＰ４から出力される標準的な
映像信号を表示するＣＲＴなどのモニタ５とから構成さ
れる。

【００１０】上記電子スコープ２は体腔内などに挿入で
きるように細長で可撓性を有する挿入部６と、この挿入
部６の後端に連設された太幅の操作部７と、この操作部
７の側部から延出されたユニバーサルケーブル８とから
なり、このユニバーサルケーブル８の端部に取り付けた
コネクタ９を光源装置３に着脱自在で接続することがで
きる。このコネクタ９を光源装置３に接続することによ
って、この光源装置３内のランプ１１の白色光がライト
ガイド１２の端面に照射される。

【００１１】このライトガイド１２により伝送された照
明光は、挿入部６の先端部１３側の端面から前方に出射
され、前方の図示しない被検体を照明する。照明された
被検体は先端部１３に設けた対物レンズ１４によって、
その焦点面に配置された固体撮像素子としてのＣＣＤ１
５に結像され、このＣＣＤ１５により光電変換される。
このＣＣＤ１５に接続された信号線はＶＰ４と接続さ
れ、このＶＰ４により、信号処理されて標準的な映像信
号が生成され、モニタ５の表示画面に被検体像が表示さ
れる。

【００１２】上記先端部１３の後端に隣接して湾曲自在
の湾曲部１７が形成されている。この湾曲部１７は湾曲
駒１８を多数、上下及び左右で回動自在に縦列接続して
形成され、最先端の湾曲駒１８などに湾曲ワイヤ１９の
先端が固定されている。各１対の湾曲ワイヤ１９、１９
（図示では一方のみ示す。）の後端は操作部７内のプー
リ２１に巻回されている。尚、例えば上下方向のみの湾
曲の場合には１対の湾曲ワイヤ１９、１９がプーリ２１
に巻回され、上下左右方向の湾曲の場合には１対の湾曲
ワイヤ１９、１９がプーリ２１に、他の１対の湾曲ワイ
ヤが図示しない他のプーリに巻回される。

【００１３】上記プーリ２１は湾曲駆動モータ２２のシ
ャフトに固着され、この湾曲駆動モータ２２の回転によ
り、プーリ２１も回転されることになり、このプーリ２
１の回転により、１対の湾曲ワイヤ１９、１９の一方が
牽引、他方が弛緩され、牽引された側に湾曲部１３が湾
曲される。この湾曲駆動モータ２２のシャフトにはロー
タリエンコーダ２３が取り付けられ、この湾曲駆動モー
タ２２の回転量の検出により湾曲部１３の湾曲角を検出
できるようにしている。この湾曲駆動モータ２２はドラ
イバ２５からの駆動信号によって回転する。

【００１４】上記エンコーダ２３は湾曲駆動モータ２２
の回転方向と回転量に応じたＡ、Ｂ相のパルス信号を出
力し、湾曲角がゼロの場合にＺ相のパルス信号を出力す
る。このエンコーダ２３の出力は湾曲角検出のための湾
曲カウンタ２６に入力され、この湾曲カウンタ２６に入
力されるパルス信号をカウントし、そのカウント値及び
Ｚ相のパルス信号の入力あり無しを制御回路２７に出力
する。

【００１５】上記制御回路２７は上記モータ２２に対し
てドライバ２５を介して、正逆転、即ちアップ・ダウン
湾曲の制御を行う。この制御回路２７の制御により、ド
ライバ２５はモータ２２に対し、アップ湾曲の場合には
正の電力、ダウン湾曲の場合には負の電力を供給する。
この供給電力は検出器２８により検出され、電流検出回
路２９により、電流値が計算され、前記制御回路２７に
出力される。

【００１６】上記制御回路２７は湾曲操作用のジョイス
ティク３１と、湾曲角ゼロ調整スイッチ３２と接続さ
れ、ジョイスティク３１を操作した場合の湾曲操作信号
及び湾曲角ゼロ調整スイッチ３２を操作した場合のゼロ
調整信号が入力されるようになっている。上記制御回路
２７はこのゼロ調整信号が入力されると図２のフローチ
ャートに示すようにＺ相検出パルスが出力されるような
ゼロ調整処理の制御を行うことが本実施例の特徴となっ
ている。

【００１７】上記制御回路２７は上記湾曲カウンタ２６
のカウント値から湾曲角を算出し、この湾曲角データを
ＶＰ４に出力する。このＶＰ４はモニタ５に上記ＣＣＤ
１５により撮像した画像と制御回路２７からの湾曲角デ
ータを合成して、モニタ画面に表示する。この場合例え
ば、図１に示すようにモニタ画面の湾曲角表示部３３に
湾曲角を１５゜などと表示する。上記エンコーダ２３は
湾曲部１７がストレートの時にＺ相検出パルスを出力す
るように設定されており、カウンタ２６はこのＺ相検出
パルスが入力される度にカウント値をリセットする。

【００１８】この第１実施例の作用を図２のフローチャ
ートを参照して以下に説明する。この装置１のパワース
イッチがオンされると、カウンタ２６はリセットされ
る。この時湾曲部１７は、必ずしもストレートになって
いるとは限らないが、カウンタ２６がリセットされて、
カウント値がゼロになっているので、湾曲角はゼロ（つ
まり湾曲部１７はストレートである）と表示される。

【００１９】制御回路２７はこの図２に示すフローチャ
ートのような湾曲角ゼロ調整処理の制御を行う。まずス
テップＳ１で湾曲角ゼロ調整スイッチ３２がオンされた
か否かを監視する。オンされと、次のステップＳ２でＺ
相検出パルスがあるかを判断し、Ｚ相検出パルスがある
場合にはなにもしないでこの処理を終了する。この場合
には湾曲部１７はストレートで、この状態の場合に出力
されるＺ相検出パルスでカウント値がゼロにリセットさ
れ、かつ湾曲角がゼロと正しく表示されるためである。

【００２０】一方、このステップＳ２でＺ相検出パルス
が出力されていない場合には制御回路２７はステップＳ
３により、湾曲部１７をアップ（ＵＰ）方向に湾曲さ
せ、その際ステップＳ４により、Ｚ相検出パルスがある
かを判断し、ステップＳ５に示すように例えば６０°以
上の湾曲角になるまでアップ方向への湾曲及びＺ相検出
パルスがあるかの判断を行う。この６０°以上の湾曲角
になるまでに、Ｚ相検出パルスが出力された場合にはこ
の処理を終了する。

【００２１】一方、６０°以上の湾曲角になるまでアッ
プ方向に湾曲させてもＺ相検出パルスが出力されない場
合にはステップＳ６に示すように湾曲部１７をダウン
（ＤＯＷＮ）方向に湾曲させ、その際ステップＳ７によ
り、Ｚ相検出パルスがあるかを判断し、ステップＳ８に
示すように例えば１２０°以上の湾曲角になるまでダウ
ン方向への湾曲（アップ方向への湾曲方向と逆方向であ
るので、図２ではアップ方向への湾曲を正の値で表し、
ダウン方向へ湾曲を負で表す。このため、ステップＳ８
ではー１２０°と記す）及びＺ相検出パルスがあるかの
判断を行う。１２０°以上の湾曲角になるまでダウン方
向へ湾曲させる間にＺ相検出パルスが出力された場合に
はこの処理を終了する。

【００２２】一方、１２０°以上の湾曲角になるまでダ
ウン方向へ湾曲させても、Ｚ相検出パルスが出力されな
い場合にはステップＳ９に示すように図示しないブザー
を鳴らす（とかモニタ画面に“Ｚ相検出パルスが検出さ
れない”とか“湾曲角ゼロ調整失敗”などの表示）など
してＺ相検出パルスが検出されないことを警告し、処理
を終了する。

【００２３】この湾曲角ゼロ調整処理は電源投入時に
は、湾曲部１７は図３に示すようにストレートに近い
（湾曲）状態にあると考えられる。このため、この状態
から例えば６０°の角度範囲でアップ方向及びダウン方
向に湾曲させれば、その途中でストレート状態になり得
ると考えられることから、図２に示す処理を行うように
している。

【００２４】以上の湾曲角ゼロ調整処理により、湾曲角
のゼロ調整（湾曲部１７がストレートの場合のみに湾曲
角がゼロと表示される）が完了する。この第１実施例に
よれば、単に湾曲角ゼロ調整スイッチ３２をオンするの
みで湾曲部１７がストレートの場合のみに湾曲角がゼロ
と表示されるようにゼロ調整できるので、その後は精度
の良い湾曲角の検出ができる。

【００２５】尚、湾曲角ゼロ調整スイッチ３２をオンし
た場合に湾曲角のゼロ調整動作を行うのではなく、パワ
ースイッチをオンした時に自動的に湾曲角のゼロ調整動
作を行うようにしても良い。又、アップ方向及びダウン
方向に設定された角度湾曲させても、Ｚ相検出パルスが
検出されない場合には（図２ではステップＳ９において
ブザーを鳴らすようにしている）、ジョイスチック３１
を適宜操作して、ストレート近くまで湾曲して、再びゼ
ロ調整スイッチ３２を押せば、ゼロ調整が可能になる。

【００２６】又、Ｚ相検出パルスが検出されるように、
アップ方向及びダウン方向に設定された角度（例えば６
０°の角度範囲）湾曲させても、Ｚ相検出パルスが検出
されない場合には、さらに広い角度範囲で湾曲させて、
Ｚ相検出パルスが検出されるようにしてゼロ調整を行う
ようにしても良い。順次、角度範囲を広げてゼロ調整を
行うようにしても良い。

【００２７】又、湾曲部１７の外周面などに圧力を検出
するセンサを設け、一定値以上の圧力を検出した場合に
はその圧力が大きくなる方向への湾曲を停止するように
して、例えば体腔内などでゼロ調整を行った場合におけ
る危険な行為を防止するようにしても良い。尚、図１で
は操作部７内に制御回路２７などの湾曲駆動に対する制
御系を収納したが、電子スコープ２の外部に設けても良
い。また、例えばＶＰ１７とか光源装置３と一体化して
も良い。

【００２８】図４は本発明の第２実施例におけるゼロ調
整処理な内容を示すフローチャートである。第２実施例
の構成は第１実施例と同じであり、その説明を省略す
る。この第２実施例の作用を図４を参照して以下に説明
する。

【００２９】まずステップＳ１１で湾曲角ゼロ調整スイ
ッチ３２がオンされたか否かを監視する。オンされと、
次のステップＳ１２でＺ相検出パルスがあるかを判断
し、Ｚ相検出パルスがある場合にはなにもしないでこの
処理を終了する。

【００３０】一方、このステップＳ１２でＺ相検出パル
スが出力されていない場合には制御回路２７はステップ
Ｓ１３ないしＳ１６により、湾曲部１７をアップ方向に
一瞬湾曲させ、ステップＳ１４によりその湾曲の際の電
流値Ｉｕｐを記憶し、同様にステップＳ１５によりダウ
ン方向に、一瞬湾曲させ、ステップＳ１６によりその湾
曲の際の電流値Ｉｄｎを記憶する。

【００３１】その後ステップＳ１７により、上記電流値
ＩｕｐとＩｄｎの大小の比較判断を行い、Ｉｕｐ＝Ｉｄ
ｎならばこの処理を終了する。Ｉｕｐ＝Ｉｄｎにならな
い場合、つまりＩｕｐ＜ＩｄｎならばステップＳ１８に
示すようにアップ方向に少し湾曲を行い、Ｉｕｐ＞Ｉｄ
ｎならばステップＳ１９に示すようにダウン方向に少し
湾曲を行い、ステップＳ２０に示すようにＺ相検出パル
スがあるかを判断する。そしてＺ相検出パルスが出力さ
れた場合にはこの処理を終了し、Ｚ相検出パルスが出力
されない場合には再びステップＳ１３に戻り同様の処理
を行う。

【００３２】このようにして、アップ・ダウン方向に少
しづつ湾曲を行っては電流値を記憶し、それらの電流値
を比較し、小さい方の電流値に対応する湾曲方向に少し
湾曲してはＺ相検出パルスがあるかを判断し、このＺ相
検出パルスが出力された場合、あるいはアップ及びダウ
ン方向への湾曲にたいする電流値が等しくなった場合に
は、この処理を終了する。

【００３３】この処理内容は湾曲を行う場合ストレート
時が最も駆動電流が少なくて済むことを利用したゼロ調
整方法である。例えば図５に示すように湾曲部１７がダ
ウン方向に湾曲している場合にはこの状態からアップ方
向に湾曲した場合の駆動電流の電流値Ｉｕｐの方がダウ
ン方向に湾曲した場合の電流値Ｉｄｎより小さくなる。
つまりＩｕｐ＜Ｉｄｎである。又、小さい電流値の方に
湾曲すれば湾曲部１７はいずれストレート状態に至る。
この実施例の効果は第１実施例と略同様である。

【００３４】尚、ステップＳ１７の比較判断により、Ｉ
ｕｐ＝Ｉｄｎと判断された場合、この処理を終了する前
に、Ｚ相検出パルスがあるかを判断し、Ｚ相検出パルス
があればこの処理を終了し、Ｚ相検出パルスがない場合
には第１実施例のようにＺ相検出パルス未入力警告ブザ
ーを鳴らすようにしても良い。

【００３５】図６は本発明の第３実施例の内視鏡装置４
１を示す。この実施例では、電子スコープ２′は例えば
操作部を有しないで、挿入部６′の後端のコネクタ部を
湾曲駆動制御装置４２とＶＰ１４とに接続できるように
してある。この湾曲駆動制御装置４２は例えば図示しな
い光源装置と湾曲駆動制御系を内蔵している。上記電子
スコープ２′は挿入部６′内に湾曲ワイヤ１９の移動量
を検出するリニアタイプのエンコーダ４３を内蔵し、こ
のエンコーダ４３の出力はカウンタ２６に入力される。

【００３６】上記ワイヤ１９は例えばコネクタ部内でプ
ーリ４４により、略９０°屈曲されて、プーリ２１に巻
回され、このプーリ２１はギヤ４５のシャフトに固着さ
れている。このギヤ４５はコネクタ部を湾曲駆動制御装
置４２に接続することによって、この湾曲駆動制御装置
４２のコネクタ受け部に設けたギヤ４６と着脱自在で係
号する。このギヤ４６はモータ２２のシャフトに固着さ
れている。その他は図１に示す第１実施例と同様の構成
であり、その説明を省略する。この実施例は図２又は図
４のフローチャートに従って制御される。

【００３７】この実施例の効果は第１実施例と同様であ
るが、エンコーダ４３を湾曲部１７に近い位置に収納で
きるので、そのエンコーダ出力と実際の湾曲角の相関関
係の誤差を小さくできる。

【００３８】次に本発明の第４実施例を説明する。この
実施例は例えば図１に示す第１実施例において、カウン
タ２６をエンコーダ２３の出力だけでなく制御回路２７
の出力でもリセット（ゼロ調整）をできるようにしてい
る。（たとえば２つの出力のオア出力でカウンタ２６を
リセットする）。その他は第１実施例と同様の構成であ
る。

【００３９】次にこの実施例の作用を説明する。ユーザ
はジョイスティック３１を操作して湾曲部１７を略スト
レートにした後、ゼロ調整スイッチ３２を押す。この信
号を検出すると、制御回路２７はカウンタ２６をリセッ
トする信号を出力し、そのカウント値をゼロにする。こ
れによって、この（略）ストレート状態での湾曲角がゼ
ロと表示され、湾曲角とカウント値とが対応するゼロ調
整がされたことになる。このゼロ調整はその後の湾曲操
作により、ストレート状態を通る際にカウンタ２６がリ
セットされるので、より正確なゼロ調整が行われる。

【００４０】この実施例は簡略的にゼロ調整を行える。
なお、この実施例における制御回路２７の出力でリセッ
トできるようにしないで、例えばリセットボタンを設け
てカウンタ２６をマニュアルでもリセットできるように
して、ユーザの選択でリセットボタンの操作による簡略
的なゼロ調整とゼロ調整スイッチ３２の操作による精度
の良いゼロ調整とのいずれをも行うことができるように
しても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、湾
曲部の湾曲角を検出するための湾曲角検出用エンコーダ
と、該湾曲角検出用エンコーダの出力信号をカウントす
るカウンタを備え、前記カウンタのゼロ調整を行うゼロ
調整手段を設けてあるので、簡単にカウンタのゼロ調整
を行うことができ、精度の良い湾曲角検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の内視鏡装置の構成図。

【図２】第１実施例におけるゼロ調整の処理内容を示す
フローチャート図。

【図３】ゼロ調整の際に湾曲部がアップ及びダウン方向
に湾曲されることを示す説明図。

【図４】本発明の第２実施例におけるゼロ調整の処理内
容を示すフローチャート図。

【図５】ゼロ調整の際にストレートに近くなる方向に湾
曲部が湾曲されることを示す説明図。

【図６】本発明の第３実施例の内視鏡装置の構成図。

【符号の説明】

１…内視鏡装置 ２…電子スコープ ４…ＶＰ（ビデオプロセッサ） ５…モニタ ６…挿入部 １７…湾曲部 １９…湾曲ワイヤ ２１…プーリ ２２…モータ ２３…エンコーダ ２６…カウンタ ２７…制御回路 ３１…ジョイスティック ３２…ゼロ調整スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 挿入部に設けられ、湾曲自在の湾曲部
   と、該湾曲部の湾曲角を検出するための湾曲角検出用エ
   ンコーダと、該湾曲角検出用エンコーダの出力信号をカ
   ウントするカウンタを備えた内視鏡装置において、前記
   カウンタのゼロ調整を行うゼロ調整スイッチ手段を設け
   たことを特徴とする内視鏡装置。