JP2018082804A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠端用と近端用の２個のコイルを用いてレンズ位置を遠端と近端との２箇所に制御する場合でも、レンズ位置を確実に検出することができると共に、異常の発生を検出することができる。【解決手段】内視鏡装置は、内視鏡内のレンズを保持し、前記レンズに入射する光軸に沿って進退自在に配設されたレンズ保持枠と、駆動電力が供給されることで発生する磁力によって前記レンズ保持枠を駆動させるアクチュエータユニットと、前記アクチュエータユニットに対して供給する前記駆動電力を発生させる駆動回路と、前記駆動電力の供給に基づいて相互誘導により発生した電流または電圧の変化を検出する検出回路と、前記検出回路の検出結果に基づいて前記レンズのレンズ位置を判定する判定回路と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡挿入部に設けられたレンズの駆動に好適な内視鏡装置に関する。

近年、内視鏡は、例えば医療分野、工業分野など、様々な分野において用いられている。例えば、医療分野における内視鏡は、体腔内の臓器の観察、処置具を用いての治療処置、内視鏡観察下における外科手術などに用いられる。

このような内視鏡として、被検体を撮像する撮像部を備えたものもある。被検体からの光学像は、挿入部に設けた光学系を介して撮像部を構成する撮像素子の撮像面に結像する。撮像素子は、入射した光学像を光電変換して撮像信号を得るようになっている。

ところで、光学系として、レンズを光学系の光軸方向前後に移動させて、光学性能を切り替え可能なものが採用されることがある。例えば、特許文献１には、レンズが取り付けられる光学ガイドに磁石を設け、この磁石に対向する位置に設けたコイルによる磁気的作用を利用して、光学ガイドを駆動する装置が開示されている。

しかし、特許文献１の装置は、レンズ位置を制御するために高精度に電流量を制御したり、フィードバック制御する必要がある。そこで、遠端用と近端用の２個のコイルを用いて、レンズ位置を遠端と近端とに簡単に制御できる手法が採用されることがある。

特表２０１２−５０６７２１号公報

ところで、位置検出用のコイルを用いることで、レンズが所望のレンズ位置に移動しているか否かを検出する手法がある。しかしながら、遠端用と近端用の２個のコイルを用いてレンズ位置を遠端と近端との２箇所に制御する手法を採用した場合には、位置検出用のコイルを含めて合計３個のコイルが必要になってしまい、装置が大型化してしまうと共に、何らかの異常が発生しているか否かの判定もできない。

なお、特許文献１の装置においても、制御が複雑であるだけでなく、異常の発生を検出することはできないという課題がある。

本発明は、遠端用と近端用の２個のコイルを用いてレンズ位置を遠端と近端との２箇所に制御する場合でも、レンズ位置を確実に検出することができると共に、異常の発生を検出することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内視鏡装置は、内視鏡内のレンズを保持し、前記レンズに入射する光軸に沿って進退自在に配設されたレンズ保持枠と、駆動電力が供給されることで発生する磁力によって前記レンズ保持枠を駆動させるアクチュエータユニットと、前記アクチュエータユニットに対して供給する前記駆動電力を発生させる駆動回路と、前記駆動電力の供給に基づいて相互誘導により発生した電流または電圧の変化を検出する検出回路と、前記検出回路の検出結果に基づいて前記レンズのレンズ位置を判定する判定回路と、を有する。

本発明によれば、遠端用と近端用の２個のコイルを用いてレンズ位置を遠端と近端との２箇所に制御する場合でも、レンズ位置を確実に検出することができると共に、異常の発生を検出することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置を示すブロック図。 図１中のレンズ装置２１、電流検出回路２８及び制御部２９によって構成されるレンズ駆動装置２０の具体的な構成の一例を示す説明図。 実施の形態におけるレンズ位置検出の原理を説明するための説明図。 正常時における初期位置判定の動作を説明するための図表。 異常の判定を説明するための図表。 異常の判定を説明するための図表。 レンズの初期位置の確定処理及び異常の判定処理を示すフローチャート。 第２の実施の形態を示すブロック図。 第３の実施の形態を示すブロック図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置を示すブロック図である。

図１に示すように、内視鏡装置１は、撮像素子２５を有する内視鏡２と、内視鏡２が着脱自在に接続され所定の信号処理を行うビデオプロセッサ３と、内視鏡２が着脱自在に接続され内視鏡２に対して照明光を供給する光源装置４と、ビデオプロセッサ３により生成された画像信号を内視鏡画像として表示する表示装置としてのモニタ５と、を備える。

内視鏡２は、体腔内に挿入される細長の挿入部６を有する。挿入部６の後端には、操作部７が設けられており、この操作部７からはユニバーサルコード８が延出されている。ユニバーサルコード８によって、撮像素子２５において撮像された撮像信号が伝送される。また、ユニバーサルコード８の延出端部には光源用コネクタ１１が設けられており、この光源用コネクタ１１が光源装置４に着脱自在に接続される。また、光源用コネクタ１１の側部には、電気ケーブル９が延出されており、電気ケーブル９は、延出端に配設された電気コネクタ１２によってビデオプロセッサ３に着脱自在に接続される。

挿入部６、操作部７およびユニバーサルコード８内には照明光を伝送するライトガイド１３が挿通されている。そして、光源用コネクタ１１を光源装置４に接続することにより、光源装置４からの照明光をライトガイド１３により伝送し、挿入部６の先端部１４に設けられた照明窓に取り付けられたライトガイド先端面１３ａから、伝送した照明光を出射する。

先端部１４には照明窓に隣接して観察窓が設けられ、観察窓には照明された患部等の被写体の光学像を入光するレンズ装置２１が配設されている。また、レンズ装置２１の後端には撮像素子２５が配設されており、レンズ装置２１は、被写体光学像を撮像素子２５の撮像面に結像させるようになっている。

撮像素子２５は、たとえばＣＣＤイメージセンサにより構成され、挿入部６、ユニバーサルコード８及び電気ケーブル９内に挿通されたケーブルを経たのち電気コネクタ１２を介してビデオプロセッサ３に接続される。

ビデオプロセッサ３は、各種回路の制御を行う制御部３１と、撮像素子２５等の動作に必要な複数の電源電圧の電源を発生する図示しない電源回路と、撮像素子２５から出力される撮像信号に対する所定の信号処理を行う信号処理回路（画像処理部３２および前処理部３３等）と、内視鏡２の撮像素子２５を駆動するＣＣＤ駆動回路３４と、を有する。

前処理部３３は、制御部３１に制御されて、撮像素子２５からの撮像信号に対して所定の前信号処理を施すものであり、公知の信号増幅部、プロセス回路、Ａ／Ｄコンバータ、ホワイトバランス回路等により構成される。

画像処理部３２は、制御部３１の制御下に、前処理部３３からの出力信号に対して所定の画像処理を施し、モニタ５に表示するための画像信号を出力するようになっている。モニタ５は、ビデオプロセッサ３から供給された内視鏡画像を表示画面上に表示するようになっている。

本実施の形態においては、内視鏡２には、レンズ装置２１を駆動制御するための制御部２９が設けられている。制御部２９は、信号線２６ａ，２７ａ及び２６ｂ，２７ｂを介してレンズ装置２１に電力を供給してレンズ装置２１を駆動することができるようになっている。更に、本実施の形態においては、信号線２７ａ，２７ｂ上には電流検出回路２８が設けられており、電流検出回路２８は、信号線２７ａ，２７ｂに流れる電流を検出して、検出結果を制御部２９に供給することができるようになっている。

図２は図１中のレンズ装置２１、電流検出回路２８及び制御部２９によって構成されるレンズ駆動装置２０の具体的な構成の一例を示す説明図である。

レンズ装置２１の外観は、略円柱形状であり、図２は円柱の中心軸を含む平面によって切断した形状を示すものである。レンズ装置２１は、内視鏡２の挿入部６に対して固定された円筒形状の外枠４１を有する。外枠４１の先端側が挿入部６の先端側に配置される。図２では紙面左側を先端側、右側を後端側というものとする。外枠４１には、先端側の外周に沿って磁石４２ａが配設されている。磁石４２ａは例えば先端側がＮ極で後端側がＳ極である。この磁石４２ａの後端側の外枠４１外周には、第１のコイル４３ａが巻回されている。この第１のコイル４３ａから所定距離離間した後端側の外枠４１外周には、第２のコイル４３ｂが巻回されている。第２のコイル４３ｂの後端側の外枠４１外周には磁石４２ｂが配設されている。磁石４２ｂも例えば先端側がＮ極で後端側がＳ極である。

これらの磁石４２ａ，４２ｂ並びに第１及び第２のコイル４３ａ，４３ｂによって、レンズ位置を変化させるアクチュエータユニットが構成される。

外枠４１の内周には、先端側において内周側に突出した先端規制部４４ａが設けられており、この先端規制部４４ａの後端（以下、遠端規制端という）から所定距離離間した後端側において内周側に突出した後端規制部４４ｂが設けられている。この後端規制部４４ｂの先端（以下、近端規制端という）と遠端規制端との間の外枠４１内周に沿って、円筒形のスライダ４５が配設されている。レンズ保持枠であるスライダ４５の内周には、レンズ４６が配設されており、レンズ４６の光軸は外枠４１の円柱中心軸と平行になっている。

スライダ４５は、光軸方向の長さが遠端規制端と近端規制端との間の距離よりも短く、光軸方向に外枠４１内周を摺動自在である。スライダ４５が遠端規制端に当接している場合のレンズ４６の位置（レンズ位置）及びスライダ４５の位置を遠端位置といい、スライダ４５が近端規制端に当接している場合のレンズ位置及びスライダ４５の位置を近端位置というものとする。図２に示すように、遠端規制端近傍に磁石４２ａと第１のコイル４３ａとの境界が位置し、近端規制端近傍に第２のコイル４３ｂと磁石４２ｂとの境界が位置する。スライダ４５は、磁石４２ａ，４２ｂに引き寄せられる磁性材料によって構成される。

第１のコイル４３ａの一端には信号線２６ａが接続され、他端には信号線２７ａが接続される。制御部２９は駆動回路４７を備えており、駆動回路４７は信号線２６ａ，２７ａを介して第１のコイル４３ａに駆動電流を流すことができるようになっている。また、第２のコイル４３ｂの一端には信号線２６ｂが接続され、他端には信号線２７ｂが接続される。駆動回路４７は信号線２６ｂ，２７ｂを介して第２のコイル４３ｂに駆動電流を流すことができるようになっている。

本実施の形態においては、駆動回路４７は、駆動電流を第１のコイル４３ａ又は第２のコイル４３ｂに切換えて流すことができる。内視鏡２の操作部７にはフォーカスを制御するためのフォーカススイッチ３０が配設されている。アクチュエータ操作部としてのフォーカススイッチ３０は、ユーザ操作に基づいて、レンズ４６を遠端位置又は近端位置に設定するための操作信号を発生する。例えば、駆動回路４７は、フォーカススイッチ３０の操作等に基づいて、遠端位置が設定された場合には第１のコイル４３ａに選択的に駆動電流を流し、近端位置が設定された場合には第２のコイル４３ｂに選択的に駆動電流を流すようになっている。

磁石４２ａは磁束５１ａを発生し、磁石４２ｂは磁束５１ｂを発生する。磁石４２ａ，４２ｂによるこれらの磁束５１ａ，５１ｂによる磁力は比較的小さく、磁石４２ａは遠端規制端に当接したスライダ４５を遠端位置に維持する程度の磁力しか有しておらず、また、磁石４２ｂは近端規制端に当接したスライダ４５を近端位置に維持する程度の磁力しか有していない。

これに対し、第１のコイル４３ａ及び第２のコイル４３ｂに駆動電流を流した場合には、これらのコイル４３ａ，４３ｂに生じる磁力は比較的大きく、これらのコイル４３ａ，４３ｂに発生した磁力によって、スライダ４５をコイル４３ａ近傍の遠端規制端又はコイル４３ｂ近傍の近端規制端に強制的に当接させることができるようになっている。

例えば磁石４２ａ，４２ｂのいずれかの磁力によってスライダ４５が遠端位置又は近端位置のいずれかの位置に位置する場合でも、駆動回路４７によって第１のコイル４３ａに駆動電流を流した場合には、スライダ４５は遠端規制端に当接した遠端位置に位置することになる。また、磁石４２ａ，４２ｂのいずれかの磁力によってスライダ４５が遠端位置又は近端位置のいずれかの位置に位置する場合でも、駆動回路４７によって第２のコイル４３ｂに駆動電流を流した場合には、スライダ４５は近端規制端に当接した近端位置に位置することになる。

本実施の形態においては、第１のコイル４３ａの他端に接続された信号線２７ａ及び第２のコイル４３ｂの他端に接続された信号線２７ｂは電流検出回路２８を介して制御部２９に接続されるようになっている。電流検出回路２８は、信号線２７ａ，２７ｂに流れる電流を検出して検出結果を制御部２９に出力する。

本実施の形態においては、第１のコイル４３ａに発生した磁束が第２のコイル４３ｂに与える影響は十分に小さくなるように構成されている。また、第２のコイル４３ｂに発生した磁束が第１のコイル４３ａに与える影響は十分に小さくなるように構成されている。これに対し、本実施の形態においては、磁性体であるスライダ４５が第１のコイル４３ａ内を移動すると相互誘導により電流が発生し、第１のコイル４３ａに流れる電流の変化が比較的大きくなる。電流検出回路２８は、スライダ４５が第１のコイル４３ａ内を移動したことを信号線２７ａに流れる電流の変化によって検出することができるようになっている。また、同様に、スライダ４５が第２のコイル４３ｂ内を移動すると相互誘導により電流が発生し、第２のコイル４３ｂに流れる電流の変化は比較的大きくなり、電流検出回路２８は、スライダ４５が第２のコイル４３ｂ内を移動したことを信号線２７ｂに流れる電流の変化によって検出することができるようになっている。

電流検出回路２８は、信号線２７ａ，２７ｂに流れる電流変化の検出結果を制御部２９内の判定部４８に出力するようになっている。判定部４８は、検出結果をメモリ４９に記憶させることができるようになっている。判定部４８は、駆動回路４７が信号線２６ａ，２６ｂに適宜駆動電流を流した場合における電流検出回路２８の検出結果に基づいて、レンズ位置が遠端位置であるか近端位置であるかの判定及びレンズ駆動に異常が生じているか否かを判定することができるようになっている。この場合において、判定部４８は、メモリ４９に記憶された検出結果の履歴を用いて、判定を行ってもよい。

判定部４８は、レンズ駆動に異常が生じているものと判定した場合には、コイル駆動を停止させるための制御信号を発生して駆動回路４７に供給することができるようになっている。駆動回路４７は、レンズ駆動に異常が生じている場合には、判定部４８からの制御信号によって、コイル４３ａ，４３ｂへの駆動電流の供給を停止するようになっている。

次に、このように構成された実施の形態の作用について図３乃至図７を参照して説明する。図３は実施の形態におけるレンズ位置検出の原理を説明するための説明図である。

図３は第１のコイル４３ａに駆動電流を流した場合の磁束の変化を示している。図３の例は、駆動回路４７が信号線２６ａを介して第１のコイル４３ａに駆動電流を流したことによって、磁石４２ａによる磁束を第１のコイル４３ａによる磁束が強めて比較的大きな磁束密度の磁束５２ａが遠端規制端近傍において生じたことを示している。一方、この場合には、磁石４２ｂによる磁束に殆ど変化はなく、近端規制端近傍においては比較的小さい磁束密度の磁束５２ｂが生じている。この状態では、スライダ４５は、近端位置に位置していた場合でも、遠端規制端側に引き寄せられて、遠端位置に移動する。

なお、逆に、駆動回路４７が信号線２６ｂを介して第２のコイル４３ｂに駆動電流を流した場合には、磁石４２ｂによる磁束を第２のコイル４３ｂによる磁束が強めて比較的大きな磁束密度の磁束が近端規制端近傍において生じる。一方、この場合には、磁石４２ａによる磁束に殆ど変化はなく、遠端規制端近傍においては比較的小さい磁束密度の磁束が生じる。従ってこの状態では、スライダ４５は、遠端位置に位置していたとしても、近端規制端側に引き寄せられて、近端位置に移動する。

また、スライダ４５が第１のコイル４３ａ内を移動すると、この移動に伴って、信号線２７ａに流れる電流が変化して電流検出回路２８においてこの電流変化が検出される。同様に、スライダ４５が第２のコイル４３ｂ内を移動すると、この移動に伴って、信号線２７ｂに流れる電流が変化して電流検出回路２８においてこの電流変化が検出される。

判定部４８は、第１のコイル４３ａに駆動電流を流した場合において、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂに流れる電流の変化を電流検出回路２８の検出結果によって調べることで、スライダ４５が第２のコイル４３ｂ内を移動したか否かを判定する。同様に、判定部４８は、第２のコイル４３ｂに駆動電流を流した場合において、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａに流れる電流の変化を電流検出回路２８の検出結果によって調べることで、スライダ４５が第１のコイル４３ａ内を移動したか否かを判定する。

従って、判定部４８は、レンズ駆動が正常に行われている場合には、レンズ４６の初期のレンズ位置（以下、初期位置という）が遠端位置であるか近端位置であるかが既知であれば、電流検出回路２８の検出結果によって、レンズ位置を判定することができる。

更に、初期位置が不明である場合でも、第１及び第２のコイル４３ａ，４３ｂに切替えながら駆動電流を流すと共に電流検出回路２８の検出結果を判定することで、最終的にレンズ４６が遠端位置と近端位置のいずれに位置するかを判定することができる。

例えば、判定部４８は、駆動回路４７を制御して、第１のコイル４３ａ及び第２のコイル４３ｂに１回ずつ駆動電流を流して、各コイル４３ａ，４３ｂを駆動する。この場合において、これらの２回の駆動のうち、１回でも相互誘導による電流の変化を検出できれば、レンズ駆動の異常の有無に拘わらず、スライダの位置は最後に駆動電流を流したコイルに基づくものとなる。以後、判定部４８は、この位置を初期位置として確定して用いればよい。

ところで、レンズ駆動に何らかの異常が発生している場合でも、術者はこの異常に気付かないことがある。例えば、第２のコイル４３ｂに断線が生じて電流が流れない異常が発生しているものとする。この場合において、術者が近端位置にレンズ４６を移動させる操作を行うものとする。しかし、この場合には、レンズ４６の初期位置が遠端位置に位置する場合でも、第２のコイル４３ｂに電流が流れないのでレンズ位置は変化せず、モニタ５に表示される画像の焦点は変化しない。しかし、術者は、モニタ５の画像に変化がないことから、操作前からレンズ４６は近端位置に位置していたものと誤判断する可能性がある。

本実施の形態においては、判定部４８は、このようなレンズ駆動の異常を検出することができる。判定部４８は、レンズ駆動の異常を検出すると、駆動回路４７によるコイル駆動を停止させると共に、異常を告知するために例えばモニタ上に警告表示を表示させることができる。

例えば、判定部４８は、駆動回路４７を制御して、第１のコイル４３ａ及び第２のコイル４３ｂに１回ずつ駆動電流を流して、各コイル４３ａ，４３ｂを駆動することによって異常を判定する。この場合において、これらの２回の駆動のいずれにおいても、相互誘導による電流を検出できなければ、異常と判断することができる（初期位置不明）。

本実施の形態においては、判定部４８は、初期位置判定及びレンズ駆動の異常判定を所定のタイミングに行うようになっている。

先ず、正常時における初期位置判定（確定）について図４を参照して具体的に説明する。図４は正常時における初期位置判定の動作を説明するための図表である。

（正常時の初期位置確定動作）
判定部４８は、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａの順に駆動するか、又は、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂの順に駆動することで、初期位置を確定するようになっている。

図４は、左側に、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａの順に駆動することによって初期位置を確定する例を示すものであり、右側に、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂの順に駆動することによって初期位置を確定する例を示すものである。なお、図４において、「コイル１」は第１のコイル４３ａを示し、「コイル２」は第２のコイル４３ｂを示している。

いま、仮に、初期位置が遠端位置であるものとする。この場合において、図４の（１）に示すように、先ず、第１のコイル４３ａに駆動電流を流すものとする。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置は遠端位置であるので、（２）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（３）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、近端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置は遠端位置であるので、（５）に示すように、スライダ４５は近端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出する（６）。

次に、判定部４８は、（７）に示すように、再び第１のコイル４３ａに駆動電流を流す。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合にはスライダ４５は、近端位置に位置しているので、（８）に示すように、遠端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出する（９）。

即ち、この時点で、レンズ４６は遠端位置に位置するので、遠端位置を初期位置として確定する。

次に、仮に、初期位置が近端位置であるものとする。この場合において、図４の（１）に示すように、先ず、第１のコイル４３ａに駆動電流を流すものとする。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置が近端位置であるので、（２）に示すように、スライダ４５は遠端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出する（３）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、近端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合にはスライダ４５は遠端位置にあるので、（５）に示すように、近端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出する（６）。

次に、判定部４８は、（７）に示すように、再び第１のコイル４３ａに駆動電流を流す。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合にはスライダ４５は、近端位置に位置しているので、（８）に示すように、遠端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出する（９）。

即ち、この時点で、レンズ４６は遠端位置に位置するので、遠端位置を初期位置として確定する。

このように、判定部４８が、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａの順に駆動電流を流した場合には、正常時には、レンズは最終的には遠端位置に移動するので、遠端位置を初期位置として確定すればよい。

同様に、判定部４８が、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂの順に駆動するものとする。この場合には、コイル駆動が正常である場合には、図４に示すように、レンズの初期位置が遠端位置、近端位置のいずれの場合でも、最終的には、レンズ位置は近端位置に位置する。従って、この場合には、近端位置を初期位置として確定すればよい。

以後、判定部４８は、電流検出回路２８の検出結果に基づいて、レンズ位置を判定すればよい。なお、第１のコイル４３ａから先に駆動するか、第２のコイル４３ｂから先に駆動するかは、最終的な初期位置をいずれにするかに応じて決めればよい。

（異常時の判定）
次に、図５及び図６の図表を参照して、上述したコイル４３ａ，４３ｂ，４３ａの順に駆動するか又はコイル４３ｂ，４３ａ，４３ｂの順に駆動することによって、初期位置を確定することができるだけでなく、異常の検出が可能であることを説明する。

図５は第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａの順に駆動することによって異常の検出が可能であることを示すものであり、図６は第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂの順に駆動することによって異常の検出が可能であることを示すものである。なお、図５及び図６においても、「コイル１」は第１のコイル４３ａを示し、「コイル２」は第２のコイル４３ｂを示している。

異常の態様としては、スライダ４５の遠端位置から近端位置への移動に際して異常により移動不能の場合と、スライダ４５の近端位置から遠端位置への移動に際して異常により移動不能の場合とが考えられる。

図５の左側は遠端位置から近端位置への移動不能の場合を示している。この場合において、仮に、初期位置が遠端位置であるものとする。この場合には、図５の（１）に示すように、第１のコイル４３ａに駆動電流を流すと、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置は遠端位置であるので、（２）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（３）に示すように、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字１）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、正常であれば近端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置は遠端位置であるので、遠端位置から近端位置への移動が可能であれば、スライダ４５は近端位置に移動する。しかしながら、何らかの異常によって遠端位置から近端位置への移動が不能である場合には、（５）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（６）に示すように、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字２）。

即ち、この例では、遠端への駆動制御及び近端への駆動制御のいずれについてもスライダ４５の移動が行われなかったことになり、判定部４８は、レンズ駆動の制御に何らかの異常が発生していることを判定することができる。

次に、初期位置が近端位置であるものとする。この場合において、図５の（１）に示すように、先ず、第１のコイル４３ａに駆動電流を流すものとする。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合には元々初期位置が近端位置であるので、（２）に示すように、スライダ４５は遠端位置に移動する。従って、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出する（３）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、正常であれば、近端規制端に引き寄せられる。即ち、この場合にはスライダ４５は遠端位置にあるので、正常ならば近端位置に移動する。しかしながら、何らかの異常によって遠端位置から近端位置への移動が不能である場合には、（５）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（６）に示すように、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字１）。

次に、判定部４８は、（７）に示すように、再び第１のコイル４３ａに駆動電流を流す。これにより、スライダ４５は、遠端規制端に引き寄せられる。しかし、この場合にはスライダ４５は、遠端位置に位置しているので、（８）に示すように、移動しない。従って、（９）に示すように、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字２）。

即ち、この例では、遠端への駆動制御、近端への駆動制御及び遠端への駆動制御のうち、２回の駆動においてスライダ４５の移動が行われなかったことになる。図４から明らかなように、レンズ駆動が正常な場合には、３回の駆動制御のうち移動が行われない場合は１回か又は０回である。判定部４８は、２回の移動が行われなかったことによって、レンズ駆動の制御に何らかの異常が発生していることを判定することができる。

図５の右側は近端位置から遠端位置への移動不能の場合を示している。この場合において、仮に、初期位置が遠端位置であるものとする。この場合には、（１）に示すように、第１のコイル４３ａに駆動電流を流しても、スライダ４５は移動しない（２）。従って、（３）に示すように、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字１）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、近端規制端に引き寄せられて、近端位置に移動する（５）。従って、（６）に示すように、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出する。

次に、判定部４８は、（７）に示すように、第１のコイル４３ａを駆動する。これにより、スライダ４５は、正常であれば、遠端規制端に引き寄せられる。しかしながら、何らかの異常によって近端位置から遠端位置への移動が不能である場合には、（８）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（９）に示すように、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字２）。

即ち、この例では、遠端への駆動制御、近端への駆動制御及び遠端への駆動制御のうち、２回の駆動制御が正常に行われなかったことになり、判定部４８は、レンズ駆動の制御に何らかの異常が発生していることを判定することができる。

次に、初期位置が近端位置であるものとする。この場合において、図５の（１）に示すように、先ず、第１のコイル４３ａに駆動電流を流すと、スライダ４５は、正常であれば、遠端規制端に引き寄せられる。しかしながら、何らかの異常によって近端位置から遠端位置への移動が不能である場合には、（２）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（３）に示すように、電流検出回路２８は、第２のコイル４３ｂに接続された信号線２７ｂによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字１）。

次に、判定部４８は、（４）に示すように、第２のコイル４３ｂを駆動する。これにより、スライダ４５は、近端規制端に引き寄せられる。しかし、この場合にはスライダ４５は近端位置から移動していないので、（５）に示すように、スライダ４５は移動しない。従って、（６）に示すように、電流検出回路２８は、第１のコイル４３ａに接続された信号線２７ａによって誘導電流による電流の変化を検出しない（丸数字２）。

即ち、この例では、遠端への駆動制御及び近端への駆動制御のいずれについてもスライダ４５の移動が行われなかったことになり、判定部４８は、レンズ駆動の制御に何らかの異常が発生していることを判定することができる。

同様に、判定部４８が、第２のコイル４３ｂ、第１のコイル４３ａ、第２のコイル４３ｂの順に駆動するものとする。図６はこの場合の例を示している。図６の例においても、レンズ駆動に異常がある場合には、斜線枠に示すように、本来移動すべきスライダ４５の移動が行われない。これにより、レンズの初期位置が遠端位置、近端位置のいずれの場合でも、３回のコイル駆動において電流変化が検出されない回数が２回以上となる。これにより、判定部４８は、レンズ駆動に異常が生じていることを判定することができる。

次に、図７のフローチャートを参照して、判定部４８におけるレンズの初期位置の確定処理及び異常の判定処理について説明する。なお、図７において、「コイル１」は第１のコイル４３ａを示し、「一方のコイル」は第１のコイル４３ａ又は第２のコイル４３ｂであり、「他方のコイル」は第２のコイル４３ｂ又は第１のコイル４３ａである。

図７のステップＳ１において、判定部４８は、先ず、第１のコイル４３ａ及び第２のコイル４３ｂのうちの一方のコイルに駆動電流を流す。図４の左欄及び図５の（２）に示すように、スライダ４５は、移動する場合もあり、逆に移動しない場合もある。判定部４８は、ステップＳ２において他方のコイルに流れる電流変化が電流検出回路２８によって検出されたか否かを判定する。判定部４８は、電流変化が検出された場合には処理をステップＳ４に移行し、電流変化が検出されなかった場合には、検出無しの回数を１増加させ、その情報をメモリ４９に記憶させ（ステップＳ３）た後、処理をステップＳ４に移行する。

次に、判定部４８は、ステップＳ４において、３回のコイル駆動を行ったか否かを判定し、行っていない場合には処理をステップＳ５に移行して、駆動するコイルを切換えてステップＳ１に処理を戻す。こうして、判定部４８は、駆動するコイルを第１のコイル４３ａと第２のコイル４３ｂとで切替ながら３回のコイル駆動を行う。

ステップＳ１〜Ｓ３の処理を３回繰返すと、判定部４８は、処理をステップＳ４からステップＳ６に移行して、電流変化の検出が行われなかった回数が１以下であるか否かを判定する。電流変化の検出が行われなかった回数が２回以上の場合には、図５及び図６に示すようにレンズ駆動に何らかの異常が発生しているので、判定部４８は、ステップＳ７において異常判定を行って処理を終了する。

判定部４８は、電流変化の検出が行われなかった回数が１以下である場合には、ステップＳ８において、最初に駆動した一方のコイルが第１のコイル４３ａであるか否かを判定する。判定部４８は、最初に駆動した一方のコイルが第１のコイル４３ａである場合には、初期位置を遠端位置に確定し（ステップＳ９）、そうでない場合には初期位置を近端位置に確定する（ステップＳ１０）。

なお、判定部４８は、コイル駆動の異常の発生を検出した場合には、駆動回路４７にコイル駆動を停止させる。また、この場合には、判定部４８は、異常が発生したことを示す警告を発生させるようになっていてもよい。例えば、判定部４８は、異常を知らせるメッセージ表示や音声を図示しないモニタ等から出力させたり、ビデオプロセッサ３を経由してモニタ５から出力させるようになっていてもよい。

このように本実施の形態においては、遠端用と近端用の２個のコイルを用いてレンズ位置を遠端と近端との２箇所に制御する場合でも、レンズ位置検出用のコイルを設けることなく、確実にレンズ位置を検出することができ、また、レンズ駆動に異常が発生していることも検出することができる。

（第２の実施の形態）
図８は第２の実施の形態を示すブロック図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態は、内視鏡２内に設けた電流検出回路２８及び制御部２９にそれぞれ代えて、ビデオプロセッサ７０内に電流検出回路７１及び制御部７２を設けた点が第１の実施の形態と異なる。内視鏡６０は、電流検出回路２８及び制御部２９が省略された点が内視鏡２と異なる。

本実施の形態においては、信号線２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂは、内視鏡６０の挿入部６、操作部７を挿通され、ユニバーサルコード８及び電気ケーブル９内に配線されて、電気コネクタ１２を介してビデオプロセッサ７０内の各部に接続される。また、フォーカススイッチ３０からの信号線は、操作部７からユニバーサルコード８及び電気ケーブル９内に配線されて、電気コネクタ１２を介してビデオプロセッサ７０内の制御部７２に接続される。

信号線２７ａ，２７ｂはビデオプロセッサ７０内の電流検出回路７１に接続される。電流検出回路７１は、図２の電流検出回路２８と同様に動作して、信号線２７ａ，２７ｂに流れる電流の変化を検出して検出結果を制御部７２に出力する。制御部７２は、図２の駆動回路４７、判定部４８及びメモリ４９と同様の構成を備えており、制御部２９と同様に動作する。制御部７２の駆動回路は、信号線２６ａ，２６ｂに接続されて、レンズ装置２１の第１のコイル４３ａ又は第２のコイル４３ｂに駆動電流を供給する。

このように構成された実施の形態においても、制御部７２の判定部が、図７のフローチャートに従って動作することによって、レンズ位置の初期位置の確定することができると共に、レンズ駆動に異常が生じていることを検出することができる。

他の作用は第１の実施の形態と同様である。

このように本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
図９は第３の実施の形態を示すブロック図である。図９において図２と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態は、電流検出回路２８を用いたレンズ装置２１に代えて、電圧検出回路８１を用いたレンズ装置８０を採用した点が第１又は第２の実施の形態と異なる。電圧検出回路８１は、信号線２７ａを介して第１のコイル４３ａに接続されて、第１のコイル４３ａに流れる電流の変化を電圧の変化として検出することができるようになっている。また、電圧検出回路８１は、信号線２７ｂを介して第２のコイル４３ｂに接続されて、第２のコイル４３ｂに流れる電流の変化を電圧の変化として検出することができるようになっている。電圧検出回路８１は、検出結果を制御部２９の判定部４８に出力する。

他の構成及び作用は第１又は第２の実施の形態と同様である。

このように本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。

なお、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、半導体やその他の記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。

１…内視鏡システム、２…内視鏡、３…ビデオプロセッサ、４…光源装置、６…挿入部、２１…レンズ装置、２５…撮像素子、２８…電流検出回路、２９…制御部。

Claims (5)

1. 内視鏡内のレンズを保持し、前記レンズに入射する光軸に沿って進退自在に配設されたレンズ保持枠と、
   駆動電力が供給されることで発生する磁力によって前記レンズ保持枠を駆動させるアクチュエータユニットと、
   前記アクチュエータユニットに対して供給する前記駆動電力を発生させる駆動回路と、
   前記駆動電力の供給に基づいて相互誘導により発生した電流または電圧の変化を検出する検出回路と、
   前記検出回路の検出結果に基づいて前記レンズのレンズ位置を判定する判定回路と、
   を有することを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記アクチュエータユニットは、前記レンズ保持枠を収容保持するための遠端側の第１の磁石及び近端側の第２の磁石と、前記第１の磁石の近傍に設けられた前記駆動電力が供給可能な第１のコイルと、前記第２の磁石の近傍に設けられた前記駆動電力が供給可能な第２のコイルと、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記駆動回路は、前記第１のコイル及び前記第２のコイルのうち一方のコイルに対して前記駆動電力を供給し、
   前記検出回路は、前記駆動電力が供給されていないコイルに発生した電流または電圧を検出することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記判定回路は、前記検出回路の検出結果に基づいて前記アクチュエータユニットの異常の有無を判定し、前記アクチュエータユニットに異常有りと判定した場合には、前記駆動回路に対して駆動電力の発生を停止させる制御信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
5. 前記レンズ保持枠が前記遠端側または前記近端側のいずれか一方に配置されるように操作するアクチュエータ操作部を更に備え、
   前記判定回路は、前記アクチュエータ操作部の操作状況と前記駆動回路からの駆動電力の供給状況に基づいて異常を判定することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。

Images