JP5537746B2 - 挿入装置 - Google Patents

Description

本発明は、湾曲部の湾曲操作を行うための操作部を備える挿入装置に関する。

一般的な挿入装置として公知な内視鏡装置は、挿入部先端側に湾曲部が配置され、その先端面には、撮像部や種々の処置具を挿通する鉗子孔等が設けられている。先端面は、例えば、撮像部の撮像視野内に所望する観察対象が入るように湾曲操作される。この湾曲操作は、挿入部の基端側に設けられた操作部のアングルノブを回動させることで行っている。

例えば、実開平０５−０４１５０１号公報に記載される操作部は、２つのノブが重ねられて操作部本体に配置された構成が開示されている。これらのノブのうち、本体上には、上下（up/down）方向に湾曲操作するために、ある角度範囲内で回動させるＵＤノブが配置され、そのＵＤノブの外側には、ＵＤノブよりも小径で左右（left/right）方向に湾曲操作させるために回動させるＲＬノブが配置され、互いに同じ回動中心となるように構成されている。

内視鏡装置は、通常、両手操作であり、観察者は、操作部を片手（通常は左手）に持ち、これらのＵＤノブ及びＲＬノブを指により回動操作し、あとの片手（右手）は、挿入部を持ち、湾曲操作と合わせて、挿入部先端の進退や回転を行っている。

この実開平０５−０４１５０１号公報におけるＵＤノブ及びＲＬノブは、周縁に複数の円弧形状の切り欠きが設けられた多角形、例えば、星型形状を成し、指の掛かりがよい形状が採用されている。また、特開２００９−１５３９５９号公報には、円筒形状の第１，２のノブが提案されている。

実開平０５−０４１５０１号公報 特開２００９−１５３９５９号公報

前述したように、挿入装置である内視鏡装置の操作部は、基本的には片手で把持し、その片手の指によるノブ操作を行うことが好ましい。このような操作は、熟練度が上がれば難しい操作ではない。しかしながら、観察者が操作に不慣れな場合や、個人差により操作部の把持部分の大きさが手の大きさに僅かに適合していない場合、回動させるための指の力が上手く外側のＲＬノブに伝わらず、もう片方の手を挿入部から離して、又は一時的に他者に挿入部の把持を委託して、ノブ操作を行う事態がある。

また、内視鏡装置の挿入部は、表面がゴムや樹脂材料による弾性を有する部材により被覆されている。この湾曲部においては、観察者がノブを回動させると、ワイヤ等を牽引する力が働き、被覆部材が伸縮した状態で湾曲している。つまり、湾曲部には、被服部材の弾性力等により、湾曲した状態から元の伸長した状態に戻ろうとする力が働いている。従って、観察者がノブから手を離してフリー状態にさせた場合には、湾曲部は湾曲した状態から中途半端な位置まで徐々に伸長するように変形し、観察対象が撮像視野から外れてしまう。ＵＤノブの外周近傍に固定保持するための固定機構も備えているが、その都度、ノブを固定操作しなければならない。また、ＲＬノブの固定機構は、その多くがＲＬノブ上に配置されているため、挿入部を持つ片手を離して固定操作することとなる。

観察者からは、ノブ操作の際に挿入部から手を離さずに、ノブの回動に合わせて、挿入部の先端部に対してより細かな進退や回転を行わせるためには、観察者自身で挿入部を移動することが要望されている。この点から観ても、操作部の２つのノブは、片方の手で湾曲動作できることが望ましい。

本発明に従う実施形態は、第１の軸方向及び該第１の軸方向と直交する第２の軸方向に湾曲する湾曲部が設けられた挿入部と、第１の回転軸を有し、前記湾曲部を前記第１の軸方向に湾曲させる操作入力が入力されると前記第１の回転軸を中心に回転する第１の回転体と、前記湾曲部に固定され、牽引されると共に前記湾曲部を前記第１の軸方向に湾曲させるように構成された第１のワイヤと、前記第１の回転軸に連結され、前記第１の回転体の回転に連動して前記第１のワイヤを牽引する第１の牽引機構と、前記第１の回転軸と同軸に設けられた第２の回転軸を有し、前記第２の回転軸に連結され、前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる操作入力が入力されると前記第１の回転軸を中心に回転する第２の回転体と、前記湾曲部に固定され、牽引されると共に前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させるように構成された第２のワイヤと、前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる駆動力を発生する駆動源と、前記第２の回転軸に対して独立して回転し、回転に伴って前記第２のワイヤを牽引するように前記第２のワイヤが取り付けられた回転部位を有し、前記駆動源が前記駆動力を発生させることに連動して前記回転部位を回転させることで前記第２のワイヤを牽引する第２の牽引機構と、前記第２の回転体の回転量を検出する回転量検出器と、前記回転量検出器が検出した前記回転量に基づき、前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる駆動信号を前記駆動源に出力する制御部と、を有する挿入装置を提供する。

本発明によれば、片手で把持し、その片手の指により湾曲部を湾曲させるためのノブ操作が容易にでき、且つ挿入部の湾曲状態を維持することができる操作部を備える挿入装置を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係る挿入装置の操作部を含む概念的なシステム全体の構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態の操作部を片手で把持し、ノブ操作している状態を示す図である。 図３Ａは、操作部のノブの構成例を示す図である。 図３Ｂは、操作部のノブの構成例を示す図である。 図３Ｃは、操作部のノブの構成例を示す図である。 図４Ａは、操作部のノブ内に設けられた中立位置復帰機構の概念的に構成を示す図である。 図４Ｂは、操作部のノブ内に設けられた中立位置復帰機構の概念的に構成を示す図である。 図４Ｃは、操作部のノブ内に設けられた中立位置復帰機構の概念的に構成を示す図である。 図４Ｄは、中立位置復帰機構をＲＬノブ内に設けた場合の構成を示す図である。 図４Ｅは、中立位置復帰機構をＲＬノブ内に設けた場合の構成を示す図である。 図４Ｆは、中立位置復帰機構をＲＬノブ内に設けた場合の構成を示す図である。 図５は、湾曲速度調整部を搭載する操作部の外観構成を示す図である。 図６Ａは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。 図６Ｂは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。 図６Ｃは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。 図６Ｄは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。 図６Ｅは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。 図７は、状態保持機構を搭載する操作部の外観構成を示す図である。 図８は、操作部内に設けられる状態保持機構の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、一実施形態に係る挿入装置の操作部を含む概念的なシステム全体の構成を示す図である。図２は、第１の実施形態の操作部を片手で把持し、ノブ操作している状態を示す図である。

本システムは、主として、挿入装置である内視鏡本体１と駆動制御装置６とで構成される。内視鏡本体１は、管腔内に挿入される挿入部３と、挿入部３の先端側に設けられた湾曲部４と、挿入部３の基端側に設けられた操作部２と、照明光の導光路であるライトガイドファイバ（又は、光ファイバケーブル）及び信号ケーブル等を含むユニバーサルケーブル５とで構成される。湾曲部４の先端面には、撮像部（対物レンズ）１５及び照明光の照射窓１６が配置されている。他にも、図示していないが、鉗子等の処置具を挿通するための基端側から先端側に貫通する貫通孔が開口され、さらに、対物レンズ１５を洗浄するための洗浄ノズルも配置されている。

駆動制御装置６は、撮像部１５により撮像された観察対象の映像信号に種々の画像処理を施す画像処理部７と、ライトガイドファイバ（図示せず）を通じて照射窓１６から照射する照明光を発生するユニバーサル光源部８と、撮像部１５や操作部２内に設けられた構成部位の駆動制御を含む内視鏡装置全体の制御を行う制御部９と、操作部２内に設けられた後述するモータを駆動するための駆動電源を供給するモータ駆動部１２と、で構成される。さらに、画像処理部７に処理された観察対象の画像を表示するモニタ１４と、図示されないキーボード等の入力装置を備えている。尚、後述するＲＬノブ１１による湾曲動作が手動式の場合には、モータ駆動部１２は、備える必要はない。

図１及び図２において、操作部２の操作部本体は、把持し易いバット状の長方体形状を成し、上側面にはユニバーサルケーブル５が接続され、下端には、湾曲部４の基端部が連結されている。また、正面上側には、星形形状を成し、第１の軸方向である上下（up/down）方向に湾曲操作するために回動させるＵＤノブ（第１の操作部）１０が配置される。そのＵＤノブの外側中央には、円筒形状を成し、第１の軸方向と直交する第２の軸方向である左右（left/right）方向に湾曲操作させるために回動させるＲＬノブ（第２の操作部）１１が配置される。ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１は、互いに同じ回動中心位置となるように構成されている。

図示していないが、湾曲部４内には、複数のワイヤが配線され、各ワイヤの一端側は、湾曲部４を構成する複数の湾曲駒のそれぞれに連結し、他端側が操作部２内に配置された図示しないプーリーに掛けられている。本実施形態では、操作部本体内に、複数のプーリーとワイヤにより構成される湾曲機構を有し、ノブの回動と連動してプーリーを回転させることにより、ワイヤを牽引することで湾曲駒を引き、湾曲部４が湾曲する。

本実施形態のＵＤノブ１０は手動式である。操作部２内において、上下方向に屈曲駆動するためのプーリーは、ＵＤノブ１０の回転軸に連結され、ノブの回動操作に応じて回転し、ワイヤを牽引する。尚、ＵＤノブ１０とプーリーの間に、ギヤ（図８の符号５５）を介在させて、ノブの回動操作とプーリーの回転の動作比を調整してもよい。また、本実施形態のＲＬノブ１１が手動式であれば、ＵＤノブ１０と同等の構成を有する。

本実施形態のＲＬノブ１１がモータを駆動源とする電動式であった時の構成について説明する。操作部２内において、左右方向に屈曲駆動するためのプーリーには、図示しないモータ（又は、モータ駆動源）がギヤを介在させて歯合するように、搭載されている。つまり、モータは、湾曲部４を左右方向に湾曲させる駆動力を発生し、プーリーを回転させて、ワイヤを牽引する。ＲＬノブ１１は、モータに印加する電源を調整するためのスイッチ、例えば、ロータリースイッチとして機能する。従って、ノブの僅かな回動操作により、回動量に応じて、モータに供給される電圧（又は、電流）を調整して、モータ駆動を制御する。例えば、回転角度を検出する回転検出部（ポテンショメータ、エンコーダ等）を用いて、ＲＬノブ１１の回転軸回りの回転角度を検出し、制御部９は、この回転角度に応じて、湾曲部４を左右方向へ湾曲させるための電圧（又は電流）を駆動信号としてモータに出力する。尚、モータの駆動制御においては、観察者がＲＬノブ１１を急激に回動させてしまった場合であっても、その操作には時間的に追従せず、緩慢とした湾曲動作となるように、制御部９により制御されている。

操作部２は、図２に示すように、片手（ここでは、左手）１３の親指（第１指）がＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１に掛かり、本体裏面側を回り込んだ中指（第３指）、薬指（第４指）及び小指（第５指）が操作部本体を握り持ち、図示しない人差し指（第２指）が本体裏面側に宛がわれて把持状態を安定させている。尚、図１及び図２には、図示していないが、操作部に吸引ボタンや送気送水ボタンが設けられていた場合には、人差し指がそれらの操作を担当している。

本実施形態のＵＤノブ１０は、外周側から回動中心に向かう複数の凹曲形状（弧形）に切り欠かれた窪みを有する円盤形状を成している。これらの窪みは、親指の付け根部分が密着するのに適した曲率（ここでは、曲面の曲がりの程度を示唆する）と大きさに形成されている。また、操作部本体に対するＲＬノブ１１の回動中心位置は、この窪みの最も深い部分が操作部本体の側面の位置と一致又は、その近傍となるように位置決めされている。これは、親指の付け根部分が窪みの最も深い部分に当接していることで、親指の可動範囲を最大限に利用するためである。

さらに、ＲＬノブ１１の回動中心位置の設定は、ＵＤノブ１０を乗り越えた親指の可動範囲内にＲＬノブ１１が操作可能に存在することも必要である。この親指の可動範囲を基準として、ＵＤノブ１０の径や厚さ、及び回動位置が決定され、加えてＲＬノブ１１の径と側面の高さも決定される。これらの詳細な数値は、設計事項である。尚、図２では、５つの窪み（凹曲形状）が形成された所謂、星形形状を示しているが、窪みの数が限定されるものではない。

この把持状態において、親指は、指の付け根と第１関節との間の第２指接（基接）がＵＤノブ１０に掛かり、第１関節から先の第１指接（末接）の腹部分から指先がＲＬノブ１１に掛かるように把持している。即ち、親指がＵＤノブ１０を回り込み、指先がＲＬノブ１１に掛かっている状態である。この親指によるＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１の操作は、第２指接をＵＤノブ１０に掛けて、付け根部分を振ることにより、ＵＤノブ１０を回動させる。このとき、後述する保持機構によりＲＬノブ１１を状態保持すれば、ＲＬノブ１１から指が離れたとしても、湾曲部の左右方向の湾曲状態は保持される。また、ＲＬノブ１１は、親指の第１指接の腹部分又は指先を掛けて、第１関節を曲げ伸ばしすることで回動される。

図３は、ＲＬノブ１１の形状の変形例を示している。
図３Ａに示すＲＬノブ２１は、前述したＲＬノブ１１の円筒側面の全表面に、滑り止め用の凹凸ラインを形成又は、溝ラインを切った構成である。図３Ｂに示すＲＬノブ２２は、ＲＬノブ１１の円筒側面が凸曲面の樽形状を成し、滑り止め用の凹凸ラインを形成又は、溝ラインを切った構成である。図３Ｃに示すＲＬノブ２３は、ＲＬノブ１１の円筒側面が凹曲面の所謂、鼓形状を成し、滑り止め用の凹凸ラインを形成又は、溝ラインを切った構成である。滑り止め加工においては、凹凸ライン又は溝ライン以外でも、円筒側面上に多数の微小なドット状突起部を形成してもよい。反対に、円筒側面上に多数の微小な孔を形成してもよい。他には、ＲＬノブ２１の円筒側面をゴム等の滑り難い部材により覆ってもよい。但し、洗浄や滅菌に耐え得る部材である必要がある。

以上のように、ＲＬノブに滑り止め加工を施すことにより、指の掛かりがよくなり、細かな操作が容易になる。また、指の当接面を凸曲面に形成することにより、指の押圧がポイント的になり、ＲＬノブ２２を回動し易くする。また、指の当接面を凹曲面に形成することにより、指の接触面的が大きくなり、軽い押圧でＲＬノブ２２を回動させることができる。

図４Ａ〜４Ｆは、操作部のＵＤノブ１０内に設けられた中立位置復帰機構の概念的に構成を示す図である。尚、図４Ｂは、図４Ａにおける線分Ａ−Ａにおける断面構成を示している。尚、前述したＲＬノブ１１，２１，２２，２３においても、ＵＤノブ１０内に設けた中立位置復帰機構の同等な機構を設けることができ、ここでは、ＵＤノブ１０を一例として説明する。ここで、湾曲部の中立位置とは、湾曲部が略直線的に伸長している状態となる位置をいい、本実施形態では、この中心位置を含めた予め定めた範囲（後述する中位領域：狭幅溝３２ｃ）として設定している。

観察者は、管腔内に挿入部を挿入し、ＵＤノブ１０を反復回動させて、繰り返しノブ操作を行っていた場合、挿入部の湾曲部における現在の屈曲状態が把握できなくなる。そこで、湾曲部が中立位置、即ち、直線的に伸長した状態に復帰させるための機構が必要となっている。

この中立位置復帰機構は、図４Ａ，４Ｂに示すように、操作部本体と対向する面側で、ＵＤノブ１０内に回転軸３１を中心とする環状溝３２を形成する。この環状溝３２には、一部分で幅を狭めた中位領域即ち、湾曲部４が略直線的に伸長した状態となる範囲（遊び領域）として、狭幅溝３２ｃが形成される。この狭幅溝３２ｃの範囲中央位置で、操作部２の本体側に柱状の固定ピン３３が立設されている。この固定ピン３２の位置で湾曲部の中央位置が規定される。さらに、環状溝３２内の端部３２ａ，３２ｂには、移動球体３４，３５が配置され、これらの球体間で、伸長するように付勢するコイルバネ３６が環状溝３２内に嵌め込まれている。

このような構成において、図４Ｃに示すように、回転軸３１を中心として、ＵＤノブ１０を矢印の方向に回動させた場合、移動球体３５は端部３２ａに押されて一体的に移動する。一方、移動球体３４は、端部３２ｂが回動すると共に、コイルバネ３６に押されて固定ピン３３に当接し、停止した状態となる。このため、ＵＤノブ１０を回動させるほど、コイルバネ３６が縮退されて、付勢力が増大する。ここで、ＵＤノブ１０から手を離すと、コイルバネ３６の付勢力により、移動球体３５を端部３２ａと共に、矢印とは反対方向に押し戻して、図４Ａに示す状態に復帰する。本実施形態で採用するコイルバネ３６は、大幅に縮められた場合でも、緩慢に伸長するように、材質の選択及びバネ特性等が考慮されて形成されている。そして、ＵＤノブ１０は、湾曲部４が中立状態（略直線となる状態）となることに相当する中立位置を有し、湾曲部４が上下方向に湾曲された後、手を離されたＵＤノブ１０の回転位置から、上記中立位置復帰機構が発生する上記中立位置復帰機構に設けられた弾性部材（コイルバネ３６、渦巻きバネ等）が発生するＵＤノブ１０を中立位置に復帰させる復帰力（コイルバネ３６が発生する付勢力等）の作用を受けて、ＵＤノブ１０の中立位置に向かって緩やかに復帰する。これに伴い、上下方向に湾曲していた湾曲部４は、中立状態へ緩やかに復帰する。

図４Ｄ〜４Ｆは、上述した中立位置復帰機構をＲＬノブ１１内に設けた場合の構成を示す図である。図４Ｄ〜４Ｆにおける中立復帰機構の構成要素は、図４Ａ〜Ｃ記載した中立復帰機構の構成要素と同じ構成要素に加え、固定部材３８と回転軸３７が追加される。固定部材３８は、固定ピン３３を操作部２の本体側に対して固定する。回転軸３７はＲＬノブ１１に固定され、ＲＬノブ１１の回転と共に回転する。

図４Ｆに示すように、回転軸３１は固定部材３８を挿通可能な孔が設けられている。また固定部材３８にも回転軸３７を挿通可能な孔が設けられている。回転軸３１の孔に固定部材３８は挿通され、一端が操作部の本体側に対して固定される。操作部２の本体側に固定された固定部から延出しＵＤノブ１０に回転軸３１に沿って設けられた孔に挿通されてＵＤノブ１０から突出した固定部材３８には、狭幅溝３２ｃに嵌合可能な固定ピン３３が設けられている。つまり、固定ピン３３は操作部２に対して固定部材３８を介して固定されていることになる。そして、回転軸３７は固定部材３８の孔に挿通され、固定部材３８の孔の内周面に対して回転可能に操作部２の本体側に取り付けられている。固定部材３８は、前記ＲＬノブ１１が中立位置にある際に固定ピンが狭幅溝３２ｃの中央位置に位置するように固定ピン３３を固定している。

図４Ｅに示すように、固定部材３８には回転軸３７を中心として、ＲＬノブ１１を矢印の方向に回動させた場合、移動球体３５は端部３２ａに押されて一体的に移動する。一方、移動球体３４は、端部３２ｂが回動すると共に、コイルバネ３６に押されて固定ピン３３に当接し、停止した状態となる。このため、ＲＬノブ１１を回動させるほど、コイルバネ３６が縮退されて、付勢力が増大する。ここで、ＲＬノブ１１から手を離すと、コイルバネ３６の付勢力により、移動球体３５を端部３２ａと共に、矢印とは反対方向に押し戻して、図４Ｄに示す状態に復帰する。本実施形態で採用するコイルバネ３６は、大幅に縮められた場合でも、緩慢に伸長するように、材質の選択及びバネ特性等が考慮されて形成されている。そして、ＲＬノブ１１は、湾曲部４が中立状態（略直線となる状態）となることに相当する中立位置を有し、湾曲部４が左右方向に湾曲された後、手を離されたＲＬノブ１１の回転位置から、上記中立位置復帰機構に設けられた弾性部材（コイルバネ３６、渦巻きバネ等）が発生するＲＬノブ１１を中立位置に復帰させる復帰力（コイルバネ３６が発生する付勢力等）の作用を受けて、ＲＬノブ１１の中立位置に向かって緩やかに復帰する。これに伴い、左右方向に湾曲していた湾曲部４は、中立状態へ緩やかに復帰する。

以上説明したように、本実施形態によれば、内視鏡の操作部を把持する片手の親指操作により、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１の両方の回動操作を容易に且つ同時に行うことができる。またＲＬノブ１１は、モータの電気的スイッチとして機能する構成部位であるため、手動用ＲＬノブに比べて、回動動作が軽負荷となり、第１指接又は、指先にて容易に操作を行うことができる。従って、上述した中立位置復帰機構は湾曲部４を駆動させるための電気的スイッチに対して設けることが好適である。

以上、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１のそれぞれについて中立位置復帰機構を設けた構成について説明したが、図１、図２の実施形態のように、上下方向に手動で湾曲部４を湾曲させるＵＤノブ１０と、左右方向に電動で湾曲部４を湾曲させる電気的スイッチとして機能するＲＬノブ１１が設けられた内視鏡の場合においては、特にＲＬノブ１１に中立位置復帰機構を設けることが好適である。ＲＬノブ１１のみに上述した中立位置復帰機構を設けるだけでも観察者による湾曲部の湾曲状態の推定を容易とすることが可能である。また、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１のそれぞれに中立位置復帰機構を設けた場合には、観察者がＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１を反復的な回動を繰り返して行ったとしても、ノブを手放すことにより、緩慢に湾曲部が中立位置である直線的に伸長した状態に復帰することができる。これにより、観察者は、湾曲部の湾曲状態を容易に推定することができる。

図５は、湾曲速度調整部を搭載する操作部の外観構成を示す図である。図６Ａ〜Ｅは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。本実施形態は、操作部２及び制御部９に、モータに対する速度調整部を設けて、湾曲部３の湾曲速度を制御する構成である。

これまでの内視鏡装置の湾曲部３における湾曲速度の制御は、ユニバーサル光源部８又は制御部９に設けられた速度調整用スイッチを操作して行っている。このため、観察者自身であれば、観察を中断してスイッチ操作する、又はスイッチの近傍に存在するスタッフにその都度、指示を出すこととなり、手間が掛かる上、その操作に時間を費やす事態も想定される。

図５に示すように、操作部２のＵＤノブ１０の下方に、モータの回転速度を速める又は遅くする指示を行う湾曲速度調整スイッチ４１，４２を設けている。これらのスイッチ４１，４２は、ユニバーサルケーブル５を経て制御部９に配線接続される。スイッチ操作を受けた制御部９は、モータ駆動部１２を制御して、操作部本体内に設けられたモータの回転を調整することで、湾曲速度が制御される。これらのスイッチ４１，４２は、いずれも押下されなければ、予め設定されたモータの回転速度（初期回転速度）で駆動される。

これらのスイッチ４１，４２においては、例えば、スイッチ４１を押すことで、押下時間（カウント時間）に応じて、モータの回転速度がリニアに減速され、反対に、スイッチ４２を押すことで、押下時間に応じて、モータの回転速度がリニアに加速される。いずれのスイッチ４１，４２も手を離した時には、予め設定されたモータの回転速度に復帰する。

又は、このような速度調整方法以外として、いずれのスイッチ４１，４２も手を離した時には、その時の加速された又は減速されたモータの回転速度が維持される。スイッチ４１により回転速度が変更された場合には、スイッチ４２の押下でリセットされて、初期回転速度に復帰するように設定してもよい。反対に、スイッチ４２により回転速度が変更された場合には、スイッチ４１の押下でリセットされて、初期回転速度に復帰してもよい。これらの速度調整方法は、制御部のプログラムを変更することにより、種々の方法が適用できる。

図６Ａ〜Ｅは、操作部に設けられる湾曲速度調整スイッチの構成例を示す図である。以下に説明する湾曲速度調整スイッチは、基本的には、モーメンタリ動作するスイッチを採用している。尚、湾曲速度即ち、モータの回転速度の加減調整は、加速度が予め設定された範囲内で行われ、速度の上下限が制限されている。
図６Ａに示すスイッチ４３，４４は、押しボタン型スイッチである。これらのスイッチは、前述したスイッチ４１，４２と同等であり、それぞれ回転速度の加速スイッチ４３と減速スイッチ４４となる。勿論、反対に入れ替えた位置に配置されてもよい。

図６Ｂに示すスイッチ４５は、中央で支持されて揺動（シーソー動作）する、所謂、ロッカー型スイッチであり、両端とも押し込みでオンし、図示するように、通常が中立位置でオフ状態である。このスイッチ４５は、例えば、スイッチ端４５ａ側の押し込みにより、押下時間（カウント時間）に応じて、モータの回転速度がリニアに減速され、反対に、スイッチ端４５ｂ側の押し込みにより、押下時間に応じて、モータの回転速度がリニアに加速される。いずれのスイッチ端４５ａ，４５ｂも手を離した時には、図示しない付勢部材により図６Ｂの中立位置に戻り、予め設定されたモータの回転速度に復帰する。

図６Ｃに示すスイッチ４６は、スライドスイッチである。このスライドスイッチ４６は、例えば、レバー４６ａをスライド端４６ｂ側に摺動させた場合は、その寄せた時間（カウント時間）に応じて、モータの回転速度がリニアに減速され、反対に、スライド端４６ｃ側に摺動させた場合には、その寄せた時間に応じて、モータの回転速度がリニアに加速される。レバー４６ａから手を離した時には、図示しない付勢部材により図６Ｃに示す中立位置に戻り、予め設定されたモータの回転速度に復帰する。この例では、スライドスイッチを端まで寄せた時間で回転速度を加減速したが、中央位置からスライドした位置までの距離に応じて回転速度を調整してもよい。

図６Ｄに示すスイッチ４７は、ロータリー型スイッチである。このスイッチ４７は、例えば、円盤形状の回転部が操作部２内側で回転可能に支持され、その回転部の一部が露呈するように構成されている。スイッチ４７の側面は、凹凸ラインによる滑り止め加工が施されている。

このスイッチ４７は、例えば、回転部をＣＷ方向（時計回り方向）に回転させた場合、その回転量に応じて、モータの回転速度がリニアに減速される。反対に、回転部をＣＣＷ方向（反時計回り方向）に回転させた場合、その回転量に応じて、モータの回転速度がリニアに加速される。回転部から手を離した時には、図示しない付勢部材により図６Ｄに示す中立位置に戻り、予め設定されたモータの回転速度に復帰する。

図６Ｅに示すスイッチ４８は、一対の電極を対向配置する公知な感圧スイッチを並べたタッチ型スイッチである。このスイッチ４８は、例えば、感圧部（スイッチ部）４８ａにタッチした場合、その接触時間に応じて、モータの回転速度がリニアに減速される。反対に、感圧部４８ｂにタッチした場合、その接触時間に応じて、モータの回転速度がリニアに加速される。感圧部４８ａ，４８ｂから手を離した時には、スイッチがオフ状態となり、予め設定されたモータの回転速度に復帰する。

以上説明したように、本実施形態によれば、操作部２に湾曲速度調整スイッチを配置したことにより、観察者は、所望する湾曲速度に調整することができ、観察対象の探索や注目して観察したい場合など、観察状況に応じて、好適な移動速度に設定することができる。
また、湾曲速度調整スイッチを操作部２の操作部２のＵＤノブ１０の下方に配置したことにより、操作部２を把持している状態の下に第３指により操作を行うことができる。

図７は、湾曲状態の保持機構を搭載する操作部の外観構成を示す図である。図８は、操作部内に設けられる保持機構の概念的な構成例を示す図である。
前述した中立位置復帰機構が設けられたＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１は、ノブから手を離すと、自動的に湾曲部が中立位置に復帰される。観察者は、内視鏡観察を実施した際に、一時的に湾曲状態を固定させて、観察画像を見る状況も生じている。この場合、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１に掛けている親指を動かさないように維持せざるを得ない。

そこで、図７及び８に示す保持機構を操作部内に設ける。図８に示すように、操作部２の側面（ユニバーサルケーブル５が連結する面の反対面）の上部に、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１をそれぞれ固定する押下式ロックボタン５１，５２が並設されている。
これらのロックボタン５１，５２は、押し込んだ際に、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１の回動軸に回転しないようにロックする機能を有している。

図８に示すように、例えば、ロックボタン５１自体は、樹脂材料により成形された操作面５１ａ及び軸部５１ｂと、軸部５１ｂに取り付けられたゴム等の弾性材料からなる係止部５１ｃとで形成される。操作面５１ａ及び軸部５１ｂと一体的に樹脂成形されている。操作部２の外装部材から露呈している部分で操作面５１ａの下方は、軸部５１ｂにバネ５３が嵌め込まれ、カバー５４で覆われている。ロックボタン５２も同様に、操作面５２ａ、軸部５２ｂ及び係止部５２ｃで構成され、バネ５３とカバー５４が設けられている。

この構成において、図８に示すように、ロックボタン５２を指で押し込むと、バネ５３を縮めて、係止部５２ｃがＲＬノブ１１の回動軸１１ａに押し付けられる。係止部５２ｃは、弾性的に変形して回動軸１１ａに密着し、回動軸１１ａが回動することを制止する。

この回動軸１１ａの制止により、回動軸１１ａが係合するプーリーの回転を固定して、ワイヤの移動を無くし、湾曲部４の湾曲状態を保持させる。これにより、湾曲部４の湾曲状態がロックされる。また、ロックボタン５２から指を離すと、バネ５３の付勢力により、操作面５２ａが押し上げられて、回動軸１１ａから係止部５２ｃが離間する。これにより、湾曲部４の湾曲状態が解除される。
この例では、ロックボタン５１，５２には、ボタンを押し込んだ際に、その押し込まれた状態を維持及び解除する機構を設けていないが、公知な回転カム方式又は、ラチェットカム方式等による機構を付加して、オルタネイト動作を行える構成にしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の保持機構は、片手操作で湾曲部の湾曲状態を一時的に固定することができるため、観察時に必要に応じて、静止した撮影画像を観察することができる。また、湾曲部における湾曲状態を一時的に固定維持すれば、ノブより手を離すことができる。

また、保持機構は、親指の付け根が当接する把持位置と対向する位置にロックボタンを配置したことにより、ロックボタンが中指（又は、人差し指）により把持する方向に押し込まれるため、指の力を入れやすい操作になり、操作が安定し、且つ疲労が少ない。
また、前述した保持機構の他の構成例としては、ＵＤノブ１０及びＲＬノブ１１の回動軸に形成されたギヤに対して、ギヤを歯止めするストッパを先端に設けたロックボタンを形成して用いてもよい。また、これらの機械的な部材により構成された保持機構だけではなく、ソレノイドコイルを利用した電気的な駆動系を有する構成であってもよい。
第１の例として、例えば、操作部本体内で、前述した軸部５１ｂの係止部５１ｃのように、先端に回動軸に当接するための係止部が設けられた軸部を軸方向に移動可能に支持する。

この軸部の支持は、操作部本体内に支持フレームを張り出し形成又は、別部品を取り付けて行う。その軸部に環状の永久磁石を嵌め込み固定し、この永久磁石にギャップを空けて環状に取り囲む電磁石（ソレノイドコイル）を嵌装して構成する。
さらに、電磁石と、電磁石に駆動電流（直流）を流す磁石駆動電源と、前述したスイッチ４１と同様な電気スイッチとで、閉ループの回路を構成する。電気スイッチは、操作部２上のロックボタン５１（５２）と同様な位置に配置して、第２指又は第３指にて操作する。

この構成において、電気スイッチを押し込むことで、磁石駆動電源から電磁石に駆動電流が流れて、永久磁石が設けられた軸部が移動し、ノブの回動軸に係止部が押し当てられて、回動軸が固定される。この回転軸の固定により、プーリー及びワイヤにより湾曲動作する湾曲部の湾曲動作が停止し、湾曲状態が維持される。さらに、電気スイッチを離すと、電磁石による電磁力が消滅して軸部が移動し、ノブの回動軸から係止部が離間して、固定保持状態が解除される。

また、第２の例について説明する。前述した第１の例においては、電気スイッチは、離せば、回動軸の固定が解除されるモーメンタリ動作である。そこで、電磁石、磁石駆動電源及び電気スイッチからなる閉ループの回路に、ラッチ回路を追加して、オルタネイト動作を行える構成にしてもよい。即ち、電気スイッチを操作してラッチ回路を動作させて、オフからオンにセットして、磁石駆動電源から電磁石への電流供給が開始されて維持される。従って、ラッチ回路をセットすることにより、ノブの回動軸に係止部が押し当てられて、回動が制止される。

次に、電気スイッチを操作してラッチ回路を動作させると、オンからオフにリセットされて、磁石駆動電源から電磁石への電流供給が停止する。よって、ラッチ回路をリセットすることにより、ノブの回動軸から係止部が離間して、回動がフリー状態となる。
以上説明したように、操作部２に保持機構を搭載することにより、観察時に必要に応じて、湾曲部を所望の湾曲状態で保持させることができる。

また、保持機構は、スイッチ操作により基本的には、モーメンタリ動作するが、機械的機構であれば、公知な回転カム方式又は、ラチェットカム方式などを適用して、オルタネイト動作を行える構成することも容易である。さらに、電気系構成であれば、ラッチ回路等の双安定マルチバイブレータを利用して、スイッチのオン状態を保持させることにより、オルタネイト動作を行える構成することも可能である。

１…内視鏡本体、２…操作部、３…挿入部、４…湾曲部、５…ユニバーサルケーブル、６…駆動制御装置、７…画像処理部、８…ユニバーサル光源部、９…制御部、１０…ＵＤノブ、１１，２１，２２，２３…ＲＬノブ、１２…モータ駆動部、１３…片手、１４…モニタ、１５…撮像部（対物レンズ）、１６…照射窓、３１…回転軸、３２…環状溝、３２ａ，３２ｂ…端部、３２ｃ…狭幅環状溝、３３…固定ピン、３４，３５…移動球体、３６…コイルバネ。

Claims (12)

1. 第１の軸方向及び該第１の軸方向と直交する第２の軸方向に湾曲する湾曲部が設けられた挿入部と、
   第１の回転軸を有し、前記湾曲部を前記第１の軸方向に湾曲させる操作入力が入力されると前記第１の回転軸を中心に回転する第１の回転体と、
   前記湾曲部に固定され、牽引されると共に前記湾曲部を前記第１の軸方向に湾曲させるように構成された第１のワイヤと、
   前記第１の回転軸に連結され、前記第１の回転体の回転に連動して前記第１のワイヤを牽引する第１の牽引機構と、
   前記第１の回転軸と同軸に設けられた第２の回転軸を有し、前記第２の回転軸に連結され、前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる操作入力が入力されると前記第１の回転軸を中心に回転する第２の回転体と、
   前記湾曲部に固定され、牽引されると共に前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させるように構成された第２のワイヤと、
   前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる駆動力を発生する駆動源と、
   前記第２の回転軸に対して独立して回転し、回転に伴って前記第２のワイヤを牽引するように前記第２のワイヤが取り付けられた回転部位を有し、前記駆動源が前記駆動力を発生させることに連動して前記回転部位を回転させることで前記第２のワイヤを牽引する第２の牽引機構と、
   前記第２の回転体の回転量を検出する回転量検出器と、
   前記回転量検出器が検出した前記回転量に基づき、前記湾曲部を前記第２の軸方向に湾曲させる駆動信号を前記駆動源に出力する制御部と、
   を有する挿入装置。
2. 回転した前記第２の回転体が、前記第２の回転体の中立位置に向かって前記第２の回転体を復帰させる復帰力を発生する弾性部材を有する中立位置復帰機構を前記第２の回転体に備えた請求項１に記載の挿入装置。
3. 前記中立位置復帰機構は、
   前記第２の回転体に設けられ、前記回動中心位置を中心として形成される環状溝と、
   前記環状溝の一部に形成された中位領域となる環状溝よりも幅が狭い狭幅溝と、
   前記操作部本体上に対して固定される固定部と前記狭幅溝に嵌合可能な固定ピンを有し、前記第２の回転体が前記中立位置にある際に固定ピンが前記狭幅溝の中央位置に位置するように前記固定ピンを固定する固定部材と、
   前記環状溝の両端に配置された２つの移動球体と、
   前記移動球体間で伸長するように付勢し、前記環状溝に嵌合されるバネ部材と、
   を有し、
   前記第２の回転体の回動に伴い、いずれかの前記移動球体と前記固定ピンとの間で前記バネ部材を縮退し、前記第２の回転体が開放された際に、前記バネ部材の付勢力により前記中位領域内に前記固定ピンが位置するように前記第２の回転体を押し戻すように形成される請求項２に記載の挿入装置。
4. 前記第２の回転体は、外周が筒状に形成される請求項１に記載の挿入装置。
5. 前記第２の回転体の筒側面は、平曲面の円筒形状、凸曲面の樽形形状及び、凹曲面を成す鼓形状のいずれかを成す請求項４に記載の挿入装置。
6. 前記第２の回転体の前記筒側面に複数のラインからなる滑り止め部が形成される請求項４に記載の挿入装置。
7. 前記第１の回転体は、外面に凹曲状の切り欠きを成す窪みを有し、
   前記窪みは、挿入部を把持し前記第１の回転体を操作する手の親指が前記窪みを回り込んで前記第２の回転体の筒側面に届くように形成されている請求項２に記載の挿入装置。
8. 前記第１の回転体は、外面に凹曲状の切り欠きを成す窪みを有し、
   前記窪みは、挿入部を把持し前記第１の回転体を操作する手の親指が前記窪みを回り込んで前記第２の回転体の筒側面に届くことが可能で、前記第２の回転体を回動操作可能な凹曲状の曲率と大きさを有する請求項４に記載の挿入装置。
9. 前記第１の回転体は、外面に複数の前記窪みが形成される円盤形状を成す請求項７に記載の挿入装置。
10. 前記湾曲部に固定され、牽引されると共に、前記湾曲部を前記第１の軸方向に湾曲させるように構成された第１のワイヤと、
    前記回転軸に設けられ、前記第１の回転体の回転に連動して前記第１のワイヤを牽引する第１の牽引機構と、
    を有する請求項２に記載の挿入装置。
11. 前記回転軸が設けられ、前記第１の牽引機構及び前記第２の牽引機構を収容する操作部本体と、前記駆動源としてモータを有し、
    前記操作部本体上に、前記モータの回転速度を加減速する速度調整用スイッチを具備し、
    前記速度調整用スイッチが非操作の場合には、予め定めた回転速度により前記モータを回転させて、前記湾曲部を湾曲動作させる請求項１０に記載の挿入装置。
12. 前記回転軸が設けられ、前記第１の牽引機構及び前記第２の牽引機構を収容する操作部本体を有し、
    前記第１の回転体の回動軸に当接して、前記第１の回転体の回動を制止する第１のロック部材と、
    前記第２の回転体の回動軸に当接して、前記第２の回転体の回動を制止する第２のロック部材と、で構成される保持機構を具備し、
    前記第１のロック部材及び前記第２のロック部材により、前記湾曲部の湾曲状態が保持される請求項１０に記載の挿入装置。

Images