WO2017002516A1 - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、駆動モータへの過負荷を抑制し小型化を実現し得る観察光切換機構の駆動装置を提供することを目的とし、そのために、本発明の駆動装置は、所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタ３２が配置され、光学フィルタを第１の位置と第１の位置とは異なる第２の位置とに配置可能なフィルタ部４２と、フィルタ部に設けられる凸部４２ｘと、凸部が接する第１の溝部４３ｄを有し所定の回転軸４１ｄを中心に回転し凸部を第１の溝部に沿って移動させることで光学フィルタを第１の位置から第２の位置に移動させる伝達部４３と、伝達部に設けられ光学フィルタが第２の位置に移動された状態において伝達部の回転軸を中心とする凸部の接線方向に沿って設けられる第２の溝部４３ｅとを有する。

Description

駆動装置

　この発明は、内視鏡用光源装置において光路上に光学フィルタを挿脱することによって観察光の切り換えを行なうための観察光切換機構の駆動装置に関するものである。

　従来、細長管形状の挿入部を有して構成される内視鏡は、例えば医療分野や工業用分野等において広く利用されている。このうち、医療分野において用いられる医療用内視鏡は、挿入部を被検体、例えば生体の体腔内に挿入して臓器等を観察したり、必要に応じて当該臓器等に対し内視鏡に具備される処置具挿通チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種の処置を施すことができるように構成されている。また、工業分野において用いられる工業用内視鏡は、挿入部を被検体、例えばジェットエンジンや工場配管等の装置若しくは設備内部に挿入して、当該被検体内の状態、例えば傷や腐蝕等の状態観察や検査等を行うことができるように構成されている。

　このような内視鏡を用いる際の観察対象は、例えば体腔内や装置内部等の暗所にある被検体が主なものとなるために、これを照明するための光源装置が必要になる。

　従来の内視鏡用光源装置においては、通常光（白色光）観察のほかに、狭帯域光観察（ＮＢＩ；Narrow Band Imaging）等といった特殊光観察等、複数の観察モードを設定可能に構成されているものがあり、使用者（ユーザ）は観察対象に応じて適切な観察モードを設定するように構成されている。

　従来の内視鏡用光源装置において、複数の観察モードに対応するための構成としては、例えば内部に設けられるキセノンランプ，ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード），ＬＤ（Laser Diode；レーザーダイオード）等を適用した発光光源の光路上に、波長変換用や減光用等の光学フィルタを挿脱することによって複数の観察モードに応じた光を出射することが可能となっている。そのために、この種の形態の内視鏡用光源装置においては、光学フィルタを発光光源の光路上に挿脱させることで観察用照明光を切り換える観察光切換機構を具備している。

　従来の内視鏡用光源装置における観察光切換機構としては、例えば国際公開番号ＷＯ２０１１／１２５４５７号公報等によって種々の形態のものが提案され、また実用化されている。

　上記国際公開番号ＷＯ２０１１／１２５４５７号公報等によって開示されている内視鏡用光源装置は、例えば光学フィルタを保持した円板（以下、フィルタ保持板という）を駆動モータの回転軸に取り付け、駆動モータの回転駆動力により上記フィルタ保持板を回転させることで、当該フィルタ保持板の光学フィルタを上記発光光源の光路上に配置させて出射光を切り換える観察光切換機構を具備している。

　ところが、上記国際公開番号ＷＯ２０１１／１２５４５７号公報等によって開示されている内視鏡用光源装置における観察光切換機構は、フィルタ保持板を円板形状の部材で構成しているので、不要な構成部分が多くなってしまい、装置が大型化してしまう傾向がある。

　そこで、上記円板形状のフィルタ保持板を小型化するために、例えば略扇型のフィルタ保持板を採用する等の工夫が考えられる。しかしながら、略扇型のフィルタ保持板を採用し、これを駆動モータによって回転させる形態のものでは、フィルタ保持板の重心と駆動モータの回転軸とが一致しないことから、フィルタ保持板の自重等に起因するトルクが駆動モータの回転軸にかかることになる。このことから、光学フィルタを所定の位置に配置する際の位置精度を低下させたり、駆動モータへの過負荷による故障等の可能性が高くなるという問題点が考えられる。

　本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内視鏡用光源装置において、駆動モータへの過負荷を抑制しかつ装置の小型化を実現し得る構造の観察光切換機構の駆動装置を提供することである。

　上記目的を達成するために、本発明の一態様の駆動装置は、所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタが配置され、前記光学フィルタを第１の位置と前記第１の位置とは異なる第２の位置とに配置可能なフィルタ部と、前記フィルタ部に設けられる凸部と、前記凸部が接する第１の溝部を有し所定の回転軸を中心に回転し、前記凸部を前記第１の溝部に沿って移動させることで前記光学フィルタを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる伝達部と、前記伝達部に設けられ前記光学フィルタが前記第２の位置に移動された状態において、前記伝達部の回転軸を中心とする前記凸部の接線方向に沿って設けられる第２の溝部と、を有する。

　本発明によれば、内視鏡用光源装置において、駆動モータへの過負荷を抑制しかつ装置の小型化を実現し得る構造の観察光切換機構の駆動装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の駆動装置を具備する内視鏡用光源装置を含む内視鏡システムの全体構成を示す概略斜視図 図１の内視鏡システムにおける内視鏡用光源装置の内部主要構成を示す概略ブロック構成図 本実施形態の駆動装置の構成を示す平面図（光学フィルタが第１の位置にある状態を示す） 図３の駆動装置の作用を説明する平面図（光学フィルタが第２の位置にある状態を示す） 図３の［５］－［５］線に沿う要部拡大断面図

　以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これら各図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率，各構成要素の相対的な位置関係等に関し、図示の形態のみに限定されるものではない。

　図１～図５は、本発明の一実施形態を示す図である。このうち、図１は、本実施形態の駆動装置を具備する内視鏡用光源装置を含む内視鏡システムの全体構成を示す概略斜視図である。図２は、図１の内視鏡システムにおける内視鏡用光源装置の内部主要構成を示す概略ブロック構成図である。図３は、図２の内視鏡用光源装置に含まれる本実施形態の駆動装置の構成を示す平面図である。図４は、図３の駆動装置の作用を説明する図である。なお、図３は当該駆動装置において、光学フィルタが第１の位置にある状態を示している。図４は、図３の駆動装置において、光学フィルタが第２の位置にある状態を示している。図５は、図３の［５］－［５］線に沿う要部拡大断面図である。

　まず、本実施形態の駆動装置（図２～図４参照）の詳細を説明する前に、当該駆動装置を具備する内視鏡用光源装置を含む内視鏡システム１の構成を、主に図１，図２を用いて以下に簡単に説明する。

　内視鏡システム１は、図１に示すように、内視鏡１０と、コントロールユニット１９と、表示装置２１等によって主に構成されている。この内視鏡システム１は、例えば人体や構造物等の被検体内の所望の観察部位の光学像を内視鏡１０によって画像信号に変換し、取得された画像信号をコントロールユニット１９の制御部２２によって各種の信号処理を施し、表示装置２１へと出力して画像として表示させたり、不図示の記録装置に出力して記憶させたりする構成を有するシステムである。

　ここで、内視鏡１０は、挿入部２と、操作部３と、ユニバーサルケーブル４と、コネクタ部５等によって構成されている。

　挿入部２は、全体として細長で可撓性を有して構成される。挿入部２の先端側の所定範囲は湾曲可能に形成される湾曲部を有する。挿入部２の最先端部の内部には、撮像部や照明部等を備えている。ここで、撮像部は、CCD撮像素子や、CMOS撮像素子からなる。また、撮像部は、補色フィルタを前面に有する撮像素子であってもよい。これとは別に、撮像部は、RGBの光をダイクロイックミラーによりそれぞれ分波し、分波したRGBそれぞれに対応する3つの撮像素子で構成したものであってもよい。さらに撮像部は、緑色光をダイクロイックミラーにより分離し、分離された緑色光とその他の光とに対応する２板の撮像素子で構成したものでもよい。なお、挿入部２の内部には、先端から基端まで各種信号線やライトガイド，送気送水管路，処置具挿通チャンネル等の内部構造物が挿通配置されている。

　操作部３は、上記挿入部２の基端が連設され、外面上には各種操作部材等が設けられている。操作部３の内部には、挿入部２からの各種信号線やライトガイド，送気送水管路等が挿通配置されていると共に、上記操作部材からの入力信号を受ける電子回路等を実装した電気基板等が配設されている。

　ユニバーサルケーブル４は、上記操作部３から延出し、内部に各種の信号線やライトガイド，各種送気送水管路等が挿通配置されている。

　コネクタ部５は、ユニバーサルケーブル４の先端に連設され、コントロールユニット１９の接続部１９ａに対して着脱可能となるようにプラグ形状に形成されている。

　上記内視鏡１０そのものについては、従来一般に実用化され広く普及している内視鏡と同様のものが適用されているものとして、その他の詳細構成の説明は省略する。

　上記コントロールユニット１９は、図２に示すように、内視鏡用光源装置２０と、制御部２２と、電源部２３等を内部に有して構成されている。なお、コントロールユニット１９には、その他の構成物も含まれるが、それらの構成物は本発明に直接関連しないことから、その図示及び説明は省略する。

　制御部２２は、本内視鏡システム１の全体を所定のプログラム等に基づいて統括的に動作制御を行なうと共に、内視鏡１０によって取得され出力された撮像信号を受けて各種の信号処理等を行い得るように構成された構成ユニットである。これにより、制御部２２は、例えば上記信号処理の結果生成された表示用の画像信号を表示装置２１へと出力して、表示装置２１の表示画面に画像を表示させる表示制御や、同様に上記信号処理の結果生成された記録用の画像データを記憶装置（不図示）へと出力して、記憶装置に記憶させる記憶制御等を行なう。そのために、制御部２２は、例えば演算制御及び信号処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＡＭ），補助記憶装置，入出力装置等を具備して構成されている。

　電源部２３は、本内視鏡システム１を構成する各部位を駆動するための電力を供給するための構成ユニットである。

　コントロールユニット１９には、図１，図２に示すように、上記内視鏡１０のコネクタ部５が着脱可能に形成される接続部１９ａを有している。この接続部１９ａは、例えばコントロールユニット１９の筐体前面パネルに設けられている（図１参照）。

　上記コネクタ部５には、内視鏡１０のユニバーサルケーブル４から操作部３を介して挿入部２内に挿通される光ファイバケーブル５０の基端が配設されている。そして、上記コネクタ部５が接続部１９ａに嵌入接続された状態においては、上記光ファイバケーブル５０の基端は、内視鏡用光源装置２０（詳細後述）から出射される光が入射する位置に配置される。こうして上記光ファイバケーブル５０の基端に入射された光は、上記光ファイバケーブル５０によって内視鏡１０の挿入部２の先端部へと導かれ、照明窓（不図示）から外部に向けて出射されて被検体を照明する。

　内視鏡用光源装置２０は、内視鏡１０を用いて観察する対象物を照明するための光を発生させる構成ユニットである。内視鏡用光源装置２０は、光源駆動部２７と、複数の光源体２８（ａ～ｄ）と、複数のコリメーターレンズ２９（ａ～ｄ）と、複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）と、集光レンズ３１と、観察光切換機構ユニット２４等を有して、主に構成されている。

　光源駆動部２７は、制御部２２からの指示信号に応じて上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）を駆動するための駆動回路等を備えた構成部である。

　複数の光源体２８（ａ～ｄ）は、例えばレーザーダイオード若しくは発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体発光素子が適用される発光体である。当該内視鏡用光源装置２０は、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）からの出射光を、コネクタ部５の光ファイバケーブル５０の基端へと入射させる機能を有するものである。

　上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）は、本実施形態においては４つ設けた例を示している。複数の光源体２８（ａ～ｄ）は、それぞれが異なる波長を中心とした所定の波長領域の光を発するＬＥＤによって構成される。複数の光源体２８（ａ～ｄ）は、具体的には例えば、赤色ＬＥＤ２８ａ，緑色ＬＥＤ２８ｂ，青色ＬＥＤ２８ｃ，紫色ＬＥＤ２８ｄ等である。なお、個々の光源体２８（ａ～ｄ）の出射光の波長は、特に限定されるものではない。また、内視鏡用光源装置２０において具備される複数の光源体２８としては、本実施形態に例示する形態のように４つに限定されるものではなく２つ以上であればよい。

　さらに、ＬＥＤの変わりに、青色光又は緑色光又は赤色光を発生する蛍光体に励起光を照射し、蛍光体を透過した励起光と蛍光体からの蛍光とを出射する蛍光光源を利用する構成としてもよい。

　上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）は、それぞれが光源駆動部２７と電気的に接続されている。そして、上記光源駆動部２７から出力される指示信号に応じて適宜発光するように構成されている。また、光源駆動部２７から出力される指示信号に応じて、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）のそれぞれから出射される光の強度は変化する。

　複数のコリメーターレンズ２９（ａ～ｄ）は、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）のそれぞれに対応して設けられ、各光源体２８（ａ～ｄ）からの出射光のそれぞれを透過させて、平行光として出射する機能を有する。

　複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）は、上記複数のコリメーターレンズ２９（ａ～ｄ）から出射された平行光を受けて、集光レンズ３１へと導く機能を有する。本実施形態において、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）は、３つ設けている例を示している。光源体として蛍光光源を利用する場合、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）によって、照明光から励起光が除去されていることが望ましい。

　集光レンズ３１は、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）によって導かれた複数の光源体２８（ａ～ｄ）からの出射光を透過させて、コネクタ部５の光ファイバケーブル５０の基端へ向けて集光する機能を有する。

　観察光切換機構ユニット２４は、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）と集光レンズ３１との間に配設されており、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）によって集光レンズ３１へと導かれる光束の光路上に光学フィルタ３２（詳細後述）を挿脱させることによって観察光の切り換えを行なう機能を有する。

　ここで、上記内視鏡用光源装置２０において、複数の光源体２８（ａ～ｄ），複数のコリメーターレンズ２９（ａ～ｄ），複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ），集光レンズ３１等の配置の具体例を、図２によって説明する。

　なお、集光レンズ３１の中心軸を通る軸を光軸Ｏとする。この光軸Ｏは、当該内視鏡用光源装置２０からの出射光の中心軸でもある。また、複数の光源体２８（ａ～ｄ）のそれぞれの出射光の光路を符号Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４とする。この場合、紫色ＬＥＤ２８ｄの光路Ｏ４は、光軸Ｏと平行となるものとする。そしてまた、上記３つのコリメーターレンズ２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、各光軸が上記各光路Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３と一致するように配設されているものとする。

　この場合において、図２に示すように、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）のうち紫色ＬＥＤ２８ｄは光軸Ｏ上に配設されている。一方、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）のうちその他の３つの光源体２８、即ち赤色ＬＥＤ２８ａ，緑色ＬＥＤ２８ｂ，青色ＬＥＤ２８ｃは、光軸Ｏから外れた位置に配設されている。ここで、赤色ＬＥＤ２８ａ，緑色ＬＥＤ２８ｂ，青色ＬＥＤ２８ｃは、各光路Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３が、光軸Ｏ（光路Ｏ４）に対して直交するように配設されている。なお、上記３つの光源体（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）は光軸Ｏ（光路Ｏ４）に対し、一側方に配設されている。

　そして、上記３つのダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）は、光軸Ｏに沿って集光レンズ３１の側から順に３０ａ，３０ｂ，３０ｃの順で配列されている。これと同時に、上記３つのダイクロイックミラー３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、上記光路Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３のそれぞれの延長線上に配設されている。この構成により、上記３つのダイクロイックミラー３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各反射面のそれぞれは、光軸Ｏ（光路Ｏ４）と各光路Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３とが略直交する各位置において、光軸Ｏに対して角度４５度傾斜させて配設されている。

　なお、ダイクロイックミラー３０ａの反射面は、赤色ＬＥＤ２８ａからの出射光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。また、ダイクロイックミラー３０ｂの反射面は、緑色ＬＥＤ２８ｂからの出射光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。そして、ダイクロイックミラー３０ｃの反射面は、青色ＬＥＤ２８ｃからの出射光の波長を含む所定の波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過する。

　このような構成により、紫色ＬＥＤ２８ｄからの出射光は、コリメーターレンズ２９ｄを透過して平行光とされた後、ダイクロイックミラー３０ａ，３０ｂ，３０ｃを透過して観察光切換機構ユニット２４を介して集光レンズ３１へと入射する。一方、赤色ＬＥＤ２８ａ，緑色ＬＥＤ２８ｂ，青色ＬＥＤ２８ｃからの各出射光は、コリメーターレンズ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを透過して平行光とされた後、ダイクロイックミラー３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって反射され、上記コリメーターレンズ２９ｄからの出射光と合成されて、観察光切換機構ユニット２４を介して集光レンズ３１へと入射する。

　このような構成により、本内視鏡用光源装置２０においては、４つの光源体２８（ａ～ｄ）を組み合わせで発光させることによって、各種の観察光を出射することができるように構成し得る。

　例えば、観察光として通常観察用の白色光を出射する通常光観察動作モード（白色光観察モード）の場合には、赤色ＬＥＤ２８ａ，緑色ＬＥＤ２８ｂ，青色ＬＥＤ２８ｃを同時に発光させる。また、観察光として特殊光を出射する特殊光観察動作モード、例えば狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）の場合には、緑色ＬＥＤ２８ｂ，紫色ＬＥＤ２８ｄを同時に発光する。

　また、制御部２２は、通常光観察動作モードにおいて内視鏡１０内の撮像部の分光感度を考慮して各ＬＥＤの光量を、緑＞青＞赤、となるように光源駆動部２７を駆動する。さらに、制御部２２は、被検体の色再現性を高めるために紫色ＬＥＤ２８ｄを点灯させてもよい。狭帯域光観察モードにおいても、短波長である紫色ＬＥＤ２８ｄからの光の減衰を考慮し、各ＬＥＤの光量比を、紫＞緑、となるように光源駆動部２７を駆動する。

　上記通常光観察動作モードや狭帯域光観察モード以外に裸眼で被検体を観察するための裸眼観察モードに切り換え可能であってもよい。裸眼観察モードに切り換えられる場合、制御部２２は通常光観察動作モードに比べて赤色光の光量を青色光の光量よりも大きくし、各ＬＥＤの光量を、緑色＞赤色＞青色、となるように光源駆動部２７を駆動する。

　また、観察画像の色調は、スコープ内のライトガイドの特性や、撮像素子の分光感度によって変化するため、必ずしも上記光量比に限定される必要はない。

　通常光観察動作モードにおいて紫色ＬＥＤ２８ｄを発光させない場合は、紫色ＬＥＤ２８ｄとその他ＬＥＤ（例えば青色ＬＥＤ２８ｃ）との駆動回路を共通化してもよい。この場合、紫色ＬＥＤ２８ｄのアノード側と青色ＬＥＤ２８ｃのアノード側に互いに共通する駆動回路を接続し、それぞれのＬＥＤのカソード側はスイッチaとｂを介してグラウンドに接続されている。通常光観察動作モード時は通常観察に用いられる青色ＬＥＤ２８ｃの発光量を制御する駆動制御信号を駆動回路に出力し、かつ紫色ＬＥＤ２８ｄ側のスイッチaをオフにし、青色ＬＥＤ２８ｃ側のスイッチbをオンにする制御を行う。狭帯域光観察モード時は、観察に用いられる紫色ＬＥＤ２８ｄの発光量を制御する駆動制御信号を駆動回路に出力し、かつ紫色ＬＥＤ２８ｄ側のスイッチaをオンにし、青色ＬＥＤ２８ｃ側のスイッチbをオフにする制御を行う。　これに加えて、本実施形態においては、観察光切換機構ユニット２４を有している。この観察光切換機構ユニット２４は、光軸Ｏ（光路Ｏ４）上に、例えば所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタ３２を挿脱することによって観察光の切り換えを行なうための機構ユニットである。上記光学フィルタ３２としては、例えば波長変換用あるいは減光用のＮＤ（Neutral Density）フィルタ、あるいは狭帯域光観察モードにおいて、血管の視認性を高めるために紫色ＬＥＤ２８ｄからの光を透過し、緑色ＬＥＤ２８ｂが発する緑色光のうち狭帯域のみを透過する狭帯域フィルタ等である。例えば、狭帯域フィルタにおいて紫色光と緑色光との透過率を同等にしても、狭帯域光観察モード時にに照射される紫色光と狭帯域化された緑色光との光量は、緑色ＬＥＤ２８ｂと紫色ＬＥＤ２８ｄの制御により独立に制御できるため所望の発光比率を維持可能である。

　ここで、観察光切換機構ユニット２４の構成について、図３，図４，図５を用いて以下に詳述する。

　観察光切換機構ユニット２４は、上述したように、上記内視鏡用光源装置２０内において、上記複数のダイクロイックミラー３０（ａ～ｃ）と上記集光レンズ３１との間に介在している。つまり、観察光切換機構ユニット２４は、上記複数の光源体２８（ａ～ｄ）からの出射光が最終的に集光レンズ３１へと導かれる直前の位置に配置されている。

　観察光切換機構ユニット２４は、図３等に示すように、ベース部材である基台４１と、フィルタ部であるフィルタ保持板４２と、伝達部であるカム４３と、駆動源である駆動モータ４４と、駆動部である駆動ギア４５と、位置検出部であるフォトインタラプタ４６等によって主に構成されている。

　ベース部材である基台４１は、当該観察光切換機構ユニット２４の基本構造体である。基台４１は、例えば金属製の平板部材を切り欠き及び折り曲げ等の板金加工によって形成される構造物である。基台４１は、当該観察光切換機構ユニット２４の内部の所定の位置（ダイクロイックミラー３０ａと集光レンズ３１との間）において、基台４１の主要平面４１ｘが上記光軸Ｏ（光路Ｏ４）に対して直交する面となるように固設されている。基台４１の主要平面４１ｘには、貫通孔４１ａが穿設されている。この貫通孔４１ａは、その中心軸が上記光軸Ｏ（光路Ｏ４）と略一致する位置に形成されている。このような構成によって、上記光軸Ｏ（光路Ｏ４）を進んでくる上記光源体２８（ａ～ｄ）からの出射光は、当該貫通孔４１ａを通過するように構成している。

　また、基台４１の一側縁部寄り（本実施形態においては図３に示す下部寄り）の部位には、フィルタ保持板案内溝４１ｂが形成されている。このフィルタ保持板案内溝４１ｂは、フィルタ保持板４２の回動を案内すると共に、同フィルタ保持板４２が光軸Ｏ方向（即ち同基台４１の主要平面４１ｘの平面に直交する方向）に煽られることを抑制する機能を有する構成部である。そのために、フィルタ保持板案内溝４１ｂには、後述するように、フィルタ保持板４２のアオリ抑制部４２ｅが摺動自在に係合している。なお、フィルタ保持板案内溝４１ｂと、フィルタ保持板４２のアオリ抑制部４２ｅとの係合構成の詳細は後述する。

　一方、基台４１には、フィルタ保持板４２，カム４３，駆動モータ４４が、それぞれ所定の位置に配設されている。このうち、例えば駆動モータ４４は、基台４１の上端寄りの一隅部近傍において、同駆動モータ４４の回転軸である駆動軸４４ａが光軸Ｏと平行となるように固設されている。また、例えばフィルタ保持板４２は、基台４１の上端寄りの一側縁部近傍において、光軸Ｏと平行に突設された支軸４１ｃを回転軸（回動中心）として主要平面４１ｘに平行な面内を回動自在となるように配設されている。そして、例えばカム４３は、駆動モータ４４の近傍において、光軸Ｏと平行に突設された支軸４１ｄを回転軸（回動中心）として主要平面４１ｘに平行な面内を回動自在となるように配設されている。

　フィルタ部であるフィルタ保持板４２は、上記光学フィルタ３２を保持し、当該光学フィルタ３２を第１の位置（図３に示す位置）とこの第１の位置とは異なる第２の位置（図４に示す位置）とに配置可能とするための構成部材である。

　なお、ここで、上記光学フィルタ３２の第１の位置とは、上記光学フィルタ３２が貫通孔４１ａから退避している位置、即ち図３に示す位置をいうものとする。また、同第２の位置とは、上記光学フィルタ３２が貫通孔４１ａを覆う位置、即ち図４に示す位置をいうものとする。換言すれば、第２の位置は、上記光学フィルタ３２が光軸Ｏ上にあり光路Ｏ４に挿入されている状態にある位置をいう。

　フィルタ保持板４２は、例えば金属製の平板部材を切り欠き及び折り曲げ等の板金加工によって形成される構造物である。フィルタ保持板４２は、基台４１の主要平面４１ｘに平行な平面内を回動自在となるように、上記基台４１に対して支軸４１ｃによって軸支されている。

　フィルタ保持板４２は、支持腕部４２ａと、フィルタ保持部４２ｂと、アオリ抑制部４２ｅと、凸部であるカムピン４２ｘ等を有して形成されている。

　フィルタ保持板４２の支持腕部４２ａは、上記基台４１の主要平面４１ｘに立設される支軸４１ｃに対して回動自在に軸支されている。フィルタ保持板４２の支持腕部４２ａの先端側には、光学フィルタ３２を固設するためのフィルタ保持部４２ｂが形成されている。このフィルタ保持部４２ｂには、上記光学フィルタ３２よりも若干小径の貫通窓部４２ｂｂが穿設されている。上記光学フィルタ３２は、この貫通窓部４２ｂｂを覆うように配設されている。この構成により、フィルタ保持部４２ｂに穿設された貫通窓部４２ｂｂは、同フィルタ保持部４２ｂに固設された光学フィルタ３２を透過する光束を通過させ得るように構成されている。

　また、フィルタ保持部４２ｂの先端寄りの側縁部には、アオリ抑制部４２ｅが形成されている。このアオリ抑制部４２ｅは、図５に示すように、フィルタ保持板４２のフィルタ保持部４２ｂの側縁部から光軸Ｏに沿う方向に、フィルタ保持板案内溝４１ｂを通過して基台４１の裏面側にまで延出する屈曲腕部４２ｅａと、この屈曲腕部４２ｅａの外周側先端部から基台４１の主要平面４１ｘと平行な方向（光軸Ｏに直交する方向）に向けて当該主要平面４１ｘの裏面に沿って延出する抑制腕部４２ｅｂとを有して構成されている。

　このような構成により、フィルタ保持板４２が支軸４１ｃを回転軸（回動中心）として回動するとき、フィルタ保持板案内溝４１ｂに沿ってアオリ抑制部４２ｅが移動する。このとき、アオリ抑制部４２ｅはフィルタ保持板４２のアオリを抑制する。これにより、例えばフィルタ保持板４２の近傍に配設される他の構成部材との干渉を防止することも可能となる。

　なお、上記フィルタ保持板４２に保持される光学フィルタ３２が、例えば図３に示す第１の位置にあるとき、光学フィルタ３２は、基台４１の主要平面４１ｘの貫通孔４１ａから退避した位置にある。一方、例えば同光学フィルタ３２が、図４に示す第２の位置にあるとき、光学フィルタ３２は、基台４１の主要平面４１ｘの貫通孔４１ａを覆う位置（光軸Ｏ上にあり光路Ｏ４に挿入されている位置）にある。したがって、このとき、貫通孔４１ａを通過して集光レンズ３１へと向かう光束は、上記光学フィルタ３２によって所定の波長特性を有する光に変換されている。

　したがって、フィルタ保持板４２が支軸４１ｃを回転軸（回動中心）として回動して、図３の状態から図４の状態に変位したとき（即ち、光学フィルタ３２が第１の位置から第２の位置へと移動したとき）には、フィルタ保持板４２の貫通窓部４２ｂｂと基台４１の主要平面４１ｘの貫通孔４１ａとは略一致するように、つまり貫通窓部４２ｂｂの中心と上記光軸Ｏ（光路Ｏ４）とが略一致するように構成されている。

　さらにまた、フィルタ保持板４２には、カム４３に対向する面上に光軸Ｏ（光路Ｏ４）と平行な方向に突出する凸部であるカムピン４２ｘが突設されている。このカムピン４２ｘは、カム４３側の後述するカム溝４３ｃに対してカム結合している。したがって、後述するようにカム４３が支軸４１ｄを回転軸（回動中心）として回動するとき、カム溝４３ｃに沿ってカムピン４２ｘが移動することで、フィルタ保持板４２は支軸４１ｃを回転軸（回動中心）として回動するように構成されている。

　伝達部であるカム４３は、上述したように、駆動モータ４４の近傍において、光軸Ｏと平行に突設された支軸４１ｄを回転軸（回動中心）として主要平面４１ｘに平行な面内を回動自在となるように配設されている。

　カム４３は、外周縁部の一部領域にギア部４３ｇを有する円板部４３ａと、この円板部４３ａから径方向外方に向けて突出する腕部４３ｂとによって形成されている。上記円板部４３ａのギア部４３ｇは、駆動モータ４４側の駆動ギア４５に噛合している。

　また、腕部４３ｂには、上記フィルタ保持板４２に対向する面に上記カムピン４２ｘにカム結合する有底のカム溝４３ｃが形成されている。このカム溝４３ｃは、第１の溝部４３ｄと、第２の溝部４３ｅと、第３の溝部４３ｆとを有して形成されている。

　換言すると、カム４３（伝達部）は、カムピン４２ｘ（凸部）が接する第１の溝部４３ｄを有し、支軸４１ｄ（所定の回転軸）を中心に回転し、カムピン４２ｘ（凸部）を第１の溝部４３ｄに沿って移動させることで、光学フィルタ３２（を保持するフィルタ保持板４２）を第１の位置から第２の位置に移動させる伝達部である。また、カム４３（伝達部）は、カムピン４２ｘ（凸部）を第１の溝部４３ｄに沿って移動させることで、光学フィルタ３２（を保持するフィルタ保持板４２）を第２の位置から第１の位置に移動させることが可能である。つまり、第１の溝部４３ｄは、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２を駆動モータ４４によって回転させ得るフィルタ回転領域に形成される。

　一方、カム４３（伝達部）の第２の溝部４３ｅは、光学フィルタ３２（を保持するフィルタ保持板４２）が第２の位置に移動された状態において、カム４３（伝達部）の支軸４１ｄ（回転軸）を中心とするカムピン４２ｘ（凸部）の接線方向に沿って設けられている。つまり、上記第２の溝部４３ｅは、上記第１の溝部４３ｄに対して傾けて形成されている。第２の溝部４３ｅは、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２が第２の位置にあるとき、即ちフィルタ停止位置にあるときに、同フィルタ保持板４２に対し自重等による過負荷がかかっても、その回転トルクを駆動モータ４４へと伝達しないようにする役目をしている。

　他方、カム４３（伝達部）の第３の溝部４３ｆは、光学フィルタ３２（を保持するフィルタ保持板４２）が第１の位置に移動された状態において、カム４３（伝達部）の支軸４１ｄ（回転軸）を中心とするカムピン４２ｘ（凸部）の接線方向に沿って設けられている。つまり、上記第３の溝部４３ｆは、上記第１の溝部４３ｄに対して傾けて形成されている。第３の溝部４３ｆは、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２が第１の位置にあるとき、即ちフィルタ停止位置にあるときに、同フィルタ保持板４２に対し自重等による過負荷がかかっても、その回転トルクを駆動モータ４４へと伝達しないようにする役目をしている。

　駆動源である駆動モータ４４は、正逆回転可能に構成される一般的な形態の電動モータである。この駆動モータ４４は、基台４１の主要平面４１ｘに対し、その駆動軸４４ａが直交する方向に突設されるようにビス止め等の固定手段により固設されている。

　そして、駆動部である駆動ギア４５は、上記駆動モータ４４によって正逆回転する歯車である。上記駆動ギア４５は、上記駆動モータ４４の駆動軸４４ａに固設されている。そして、上記駆動ギア４５は、上述したように、上記カム４３のギア部４３ｇに噛合している。この構成により、上記カム４３（伝達部）は、上記駆動モータ４４によって回転する駆動ギア４５により支軸４１ｄを回転軸（回動中心）として回転するように構成されている。

　なお、上述したように、カム４３のギア部４３ｇは、円板部４３ａの外周縁部の一部領域のみに形成されている。このことから、カム４３は、ギア部４３ｇの形成されている範囲内のみで回動可能となっている。したがって、カム４３によって回動されるフィルタ保持板４２も同様である。つまり、フィルタ保持板４２（フィルタ部）は、回転軸（回動中心）となる支軸４１ｃに垂直な平面内で、同支軸４１ｃ（回転軸）を中心とする所定の角度内の領域に設けられている。

　位置検出部であるフォトインタラプタ４６は、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２の位置、即ちフィルタ保持板４２が第１の位置にあるか、第２の位置にあるかを検出するための構成部である。フォトインタラプタ４６は、基台４１に対して固定されており、当該フォトインタラプタ４６と基台４１との間の空間をフィルタ保持板４２が移動するように構成されている。なお、上記フォトインタラプタ４６は、照明光の光路Ｏ４から離れた位置に配置するのが望ましい。また、上記フォトインタラプタ４６は、照明光からの影響を抑制するためにカバー部材等（不図示）を用いて覆い遮蔽するような構成としてもよい。

　このように構成された本実施形態の内視鏡システム１のコントロールユニット１９の内視鏡用光源装置２０における観察光切換機構ユニット２４における駆動装置の作用を、以下に説明する。

　まず、観察光切換機構ユニット２４の駆動装置が図３に示す状態にあるものとする。図３に示す状態は、上述したように、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２が、光軸Ｏ（光路Ｏ４）から退避した第１の位置にある状態である。この状態にあるとき、カムピン４２ｘはカム溝４３ｃの第３の溝部４３ｆに係合している。

　上述したように、第３の溝部４３ｆは、光学フィルタ３２（フィルタ保持板４２）が第１の位置にある状態において、カム４３（伝達部）の支軸４１ｄ（回転軸）を中心とする円上のカムピン４２ｘ（凸部）の接線方向に沿って設けられている。

　したがって、この状態においては、例えばカムピン４２ｘが設けられているフィルタ保持板４２に対して、当該フィルタ保持板４２を支軸４１ｄ周りに回動させる方向への意図しない力量が加わったとしても、当該フィルタ保持板４２は不動状態を維持し得る。したがって、駆動モータ４４に対する不要な負荷が伝達されない。

　次に、この状態、即ち光学フィルタ３２（フィルタ保持板４２）が第１の位置にある状態の観察光切換機構ユニット２４において、任意のタイミングで駆動モータ４４への給電が開始され、当該駆動モータ４４の駆動軸４４ａが図３に示す矢印Ｒ１（図３において時計方向）回転したものとする。すると、駆動ギア４５は同方向に回転する。これにより、同駆動ギア４５に噛合しているカム４３のギア部４３ｇは、図３に示す矢印Ｒ２（図３において反時計方向）回転する。

　これを受けて、カム４３は、支軸４１ｄを回転軸として図３の矢印Ｒ２方向に回転を始める。このとき、カムピン４２ｘは、第３の溝部４３ｆから脱出して第１の溝部４３ｄへと入り、この第１の溝部４３ｄに沿って移動する。これにより、フィルタ保持板４２は支軸４１ｃを回転軸として図３の矢印Ｒ２と同方向（反時計方向）に回動する。そして、図４に示す状態に移行する。

　ここで、図４に示す状態は、上述したように、光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２が、光軸Ｏ（光路Ｏ４）上に挿入されている第２の位置にある状態である。この状態になると、カムピン４２ｘはカム溝４３ｃの第２の溝部４３ｅに係合する。

　そして、この状態になると、例えばカムピン４２ｘが設けられているフィルタ保持板４２に対して、当該フィルタ保持板４２を支軸４１ｄ周りに回動させる方向への意図しない力量が加わったとしても、当該フィルタ保持板４２は不動状態を維持し得る。したがって、駆動モータ４４に対する不要な負荷が伝達されない。

　以上説明したように上記一実施形態によれば、所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタ３２を保持するフィルタ保持板４２（フィルタ部）を、支軸４１ｃ（回転軸）に垂直な平面内で、当該支軸４１ｃを中心とする所定の角度内の領域における第１の位置と第２の位置とに配置可能に構成するために、フィルタ保持板４２にカムピン４２ｘ（凸部）を設け、これをカム４３（伝達部）の第１の溝部４３ｄに沿って移動させることでフィルタ保持板４２を支軸４１ｄを回動中心として回転させる。この場合において、光学フィルタ３２が第２の位置にある状態において、カム４３の支軸４１ｄを中心とする円上のカムピン４２ｘの接線方向に沿って第２の溝部４３ｅをカム４３に設けた。また、光学フィルタ３２が第１の位置にある状態において、カム４３の支軸４１ｄを中心とする円上のカムピン４２ｘの接線方向に沿って第３の溝部４３ｆをカム４３に設けた。そして、駆動モータ４４によって回転する駆動ギア４５に噛合するギア部４３ｇをカム４３に設けることによって、カム４３は駆動モータ４４によって回転するように構成した。

　このような構成により、フィルタ保持板４２が第１の位置と第２の位置との間を回動移動するとき、カムピン４２ｘはカム４３の第１の溝部４３ｄに沿ってスムースに移動する。一方、フィルタ保持板４２が第１の位置若しくは第２の位置にある状態においては、カムピン４２ｘはカム４３の第２の溝部４３ｅ若しくは第３の溝部４３ｆに係合することにより、フィルタ保持板４２の回転負荷が駆動モータ４４の駆動軸４４ａに伝達されることを抑制することができる。

　また、カム４３に設けたカム溝４３ｃの形状の工夫のみによって、駆動モータ４４への過負荷を抑制することができる。したがって、装置の小型化に寄与し得ると同時に、製造コストの低減化に寄与することができる。

　なお、上記一実施形態においては、基台，フィルタ保持部材等を金属製平板部材を折り曲げ加工して形成する例を示したが、この構成に限られることはなく、例えば樹脂製部材の成形品によって構成するようにしてもよい。

　また、上記一実施形態においては、駆動モータの回転力は駆動ギアを介してカムへと伝達されるように構成しているが、この構成に限ることはない。例えば、駆動モータの駆動軸を、カムの回転軸（上記一実施形態では支軸４１ｄ）と一致させる形態、即ち駆動モータの駆動軸によってカムを回動自在に軸支して、駆動モータの回転によってカムを直接回転させるような形態とすることもできる。

　上記一実施形態においては、フィルタ保持板に一つの光学フィルタを設けた例を示しているが、この形態に限られることはない。例えば、複数の光学フィルタを保持する形態のフィルタ保持板として構成することも可能である。この場合には、複数の光学フィルタのそれぞれが所定の位置、即ち基台における主要平面の貫通孔、つまり光路上に配置されるときの各位置（フィルタ停止位置）に対応させて、カムのカム溝の所定の部位に、カムの回転軸を中心とするカムピン（凸部）の接線方向のカム溝を、それぞれ設けるように構成すればよい。

　また、駆動モータは、熱源となる構成物であるので、内視鏡用光源装置としての筐体の外部等に設けるようにすることが望ましい。また、その場合において、駆動モータは、コントロールユニットの筐体内において電源ユニットに設けられる吸気口の近傍に配設するのが好ましい形態である。

　ところで、上述の一実施形態においては、カム（伝達部）側にカム溝（溝部）を設け、これに対応させてフィルタ保持板（フィルタ部）側にカムピン（凸部）を設けた構成を例示している。本発明の構成としては、この例に限られることはない。

　例えば、カム（伝達部）側にカムピン（凸部）を設け、フィルタ保持板（フィルタ部）側にカム溝（溝部）を設けた構成としてもよい。このように構成する場合には、第２の溝部及び第３の溝部は、フィルタ保持板（フィルタ部）の回転軸を中心とするカムピン（凸部）の接線方向となるように形成すればよい。

　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。

　本出願は、２０１５年７月２日に日本国に出願された特許出願２０１５－１３３６７９号を優先権主張の基礎として出願するものである。上記基礎出願により開示された内容は、本願の明細書と請求の範囲と図面に引用されているものである。

　本発明は、医療分野の内視鏡制御装置だけでなく、工業分野の内視鏡制御装置にも適用することができる。

Claims (6)

1. 　所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタが配置され、前記光学フィルタを第１の位置と前記第１の位置とは異なる第２の位置とに配置可能なフィルタ部と、　前記フィルタ部に設けられる凸部と、
   　前記凸部が接する第１の溝部を有し所定の回転軸を中心に回転し、前記凸部を前記第１の溝部に沿って移動させることで前記光学フィルタを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる伝達部と、
   　前記伝達部に設けられ前記光学フィルタが前記第２の位置に移動された状態において、前記伝達部の回転軸を中心とする前記凸部の接線方向に沿って設けられる第２の溝部と、　を有することを特徴とする駆動装置。
2. 　さらに、前記伝達部は、前記凸部を前記第１の溝部に沿って移動させることで前記光学フィルタを前記第２の位置から前記第１の位置に移動させることが可能であり、
   　前記伝達部に設けられ、前記光学フィルタが前記第１の位置に移動された状態において前記伝達部の回転軸を中心とする前記凸部の接線方向に沿って設けられる第３の溝部と、　を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 　さらに、前記フィルタ部は、前記回転軸に垂直な平面内で前記回転軸を中心とする所定の角度内の領域に設けられることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
4. 　さらに、モータと、
   　前記モータによって回転するギアと、を有し、
   　前記伝達部は、前記モータによって回転するギアにより回転することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
5. 　所定の波長特性を有する光を発生させるための光学フィルタが配置され、所定の軸を中心に回転することで前記光学フィルタを第１の位置と前記第１の位置とは異なる第２の位置とに配置可能なフィルタ部と、
   　前記フィルタ部に設けられる第１の溝部と、
   　前記第１の溝部に接する凸部を有し、前記凸部を前記第１の溝部に沿って移動させることで前記光学フィルタを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる伝達部と、
   　前記フィルタ部に設けられ、前記光学フィルタが前記第２の位置に移動された状態において、前記フィルタ部の回転軸を中心とする前記凸部の接線方向に沿って設けられる第２の溝部と、
   　を有することを特徴とする駆動装置。
6. 　さらに、前記伝達部は、前記凸部を前記第１の溝部に沿って移動させることで前記光学フィルタを前記第２の位置から前記第１の位置に移動させることが可能であり、
   　前記フィルタ部に設けられ、前記光学フィルタが前記第１の位置に移動された状態において、前記フィルタ部の回転軸を中心とする前記凸部の接線方向に沿って設けられる第３の溝部と、
   　を有することを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。

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