JPH0341924A - 内視鏡装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、挿入部の湾曲部に配設された感熱変形部材に
よって該湾曲部を湾曲させる湾曲装置を有する内祝１１
装置に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体
腔内に細長の挿入部を挿入してこの体腔内を観察すると
共に、必要に応じて処置具を使用して治療処理を行った
り、或いは上記挿入部を管孔内に挿入して該管孔内の観
察を行うことが可能な内視鏡装置が広く用いられている
。

これらの体腔内や管孔内の被観察部位は上記挿入部の進
入方向に存在することはまれであるため、観察等を行う
際には、挿入部の先端側に設けられた湾曲部を湾曲操作
することにより先端部を上記被観察部位へ指向させるよ
うになっている。

この湾曲部を湾曲させる手段として−よ、上記挿入部に
操作ワイヤを挿通してこの操作ワイヤの一端を上記湾曲
の先端側に固定すると共に、基端を操作部に設けられた
湾曲操作ノブに連結し、この湾曲操作ノブにより上記操
作ワイヤを引張或いは弛緩して湾曲部を湾曲させること
により先端部を被観察部へ指向させる技術が一般に用い
られている。

しかし、このような構成では、構造が複雑にならざるを
得す、挿入部の大径化を招来する可能性があると共に、
比較的大きな操作力が必要であるため操作性の向上が困
難である。

そこで、例えば特開昭６３−２９２９３３号公報には、
形状記憶合金等の感熱変形部材よりなる駆動部材を上記
湾曲部に配設し、この駆動部材を通電加熱して変形させ
ることにより上記湾曲部を湾曲させることが可能な技術
が開示されている。

そして、上記形状記憶合金の抵抗値を検出してこの検出
結果に基づいて該形状記憶合金への通電量を変化させる
ことにより、上記湾曲部の湾曲量を制御することができ
るようになっている。

しかしながら、上記形状記憶合金Ｕ温度に対づる電気抵
抗の値が直線的に変化しないという性質を右している。

即ち第９図に示す如く、湿度が１１から１２までの間で
は抵抗値はＲ１からＲ２まで直線的に変化づるが、１１
以下或いは１２以上の温度範囲では、温度の変化に対づ
る抵抗値Ｒの変化が緩やかとなる。

そのため、感熱変形部材を駆動部材として使用する技術
ではこの駆動部材の電気抵抗値が直線的に変化する湿度
範囲、即ちＴ１から１２間の温度範囲で湾曲操作の制御
が行われている。

そのため、制御可能な範囲が限定されてしまい、湾曲部
の湾曲量を大きく設定することが困難である。

［発明の目的コ 本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、駆
動部材の電気抵抗値が温度に対して非直線的に変化する
際に、該抵抗値を対数・指数変換して直線的変化をとげ
る抵抗値に変換することにより、駆動部材の制御範囲を
広くして、湾曲部を大きく湾曲させることを可能にした
内視鏡装買の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明による内
ｖＡ鏡装置は、挿入部に配設、した感熱変形部材よりな
る駆動部材と、この駆動部材に通電して該駆動部材を湾
曲させる通電手段と、駆動部材の電気抵抗値が温度に対
して直線的に変化する領域と非直線的に変化りる領域と
を検知づることか可能な抵抗値検出手段と、抵抗値が非
直線的に変化する際に該抵抗値を対数或いは指数変換す
ることにより直線的な変化をとげる抵抗値に変換づる変
換手段と、この変換手段にて変換された値に基づいて上
記通電手段による駆動部材への通電量を制ｔ＆Ｉ１１る
ことが可能な制御手段とを具備したものである。

かかる構成にて、駆動部材の電気抵抗値が温度に対して
非直線的に変化する領域では、該抵抗値を変換手段にて
対数或いは指数変換することにより直線的な変化をする
抵抗値に変換し、この変換された値に基づいて通電手段
による上記駆動部材への通電量を制御手段を介して制御
づる。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第５図は本発明の第一実施例に係り、第１図
はシステムの概略構成図、第２図は抵抗値直線変化部検
出回路のブロック図、第３図は抵抗値直線変化部検出回
路の動作の一部を説明するための波形図、第４図は対数
・指数変換部のブロック図、第５図は駆動部材の温度変
化に対する電気抵抗値の変化特性図である。

これらの図において、符号１は内視鏡、２は光源装置で
ある。

上記内視鏡１は体腔内等へ挿入することが可能な細長で
可撓性を右する挿入部３と、この仲人部３の基端側に連
設された大径の操作部４とを有し、この操作部４の一側
よりユニバーサルコード５が延設されている。該ユニバ
ーサルコード５の先端部には上記光源装置２のコネクタ
受けに接続されるコネクタ装置５ａが設けられており、
上記ユニバーサルコード５はこのコネクタ装置１５ａを
介して上記光源装置２へ接続されるようになっている。

そして、該光源装置２による照明光を上記挿入部３内に
配設されたライトガイドを介して先端部６へ導き、被観
察部位へ照射４−ることができるよう構成されている。

また、上記先端部６の基端側には湾曲部７が設けられ、
この湾曲部７に、例えば帯状に形成された感熱変形部材
よりなる駆動部材８が、該湾曲部７の軸方向に内蔵され
ている。この駆動部祠８は、例えばＴ　ｉ　−Ｎ　ｉ系
合金やＣｕ−Ｚｎ−Ａｊ系合金等の形状記憶合金で構成
されており、変態点温度以上に加熱されると予め記憶さ
れた形状に変形することにより上記湾曲部７を湾曲させ
ることが可能となっている。

この駆動部ＩＡ８には一対の電線９の一端が接続されて
いる。該電線９の他端は上記操作部４を介してユニバー
サルコード５内へ延設され、コネクタ装置　５　ａを介
して上記光源装置８内に設けられた抵抗値検出部１１に
接続されるようになっている。

またこの抵抗値検出部１１は抵抗値直線度化部検出回路
１２及び変換手段の一例である対数・指数変換部２２に
接続されており、上記駆動部Ｉ４８の抵抗値が抵抗値検
出部１１にて検出され、この検出結果がこれら抵抗値直
線度化部検出回路１２及び対数・指数変換部２２に出力
されるようになっている。尚、上記抵抗値検出部１１と
抵抗値直線度化部検出回路１２とで抵抗値検知手段１０
が構成されている。

第２図に示す如く、上記抵抗値直線度化部検出回路１２
は、初期通電による駆動部利８の電気抵抗値の変化を計
測し、第５図においてＲ１−Ｒ２として示されるように
、抵抗値が直線的に変化づる範囲を検出し、これを記憶
する手段と、この検出結果に基づいて、実際に駆動して
いるときの駆動部材８の電気抵抗値が直線的に変化する
領域にあるか否かを判断し、その結果を変換制御部２１
へ出力する手段からなるものである。

初期通電により検出される駆動部材８の電気抵抗値は、
抵抗値直線度化部検出回路１２内に配置されたゲート回
路１３に入力されるようになっている。このゲート回路
１３には、第３図（ａ）に示すような通電制御部２６か
らの初期通電制御信号が入力されている。また、上記初
期通電制御信号と同じタイミングで、通電回路２７によ
って駆動部材８に、第３図（ｂ）に示すような電流が通
電される。そして、第３図（Ｃ）に示すような、初期シ
ｎ電用間における駆動部ｊｆＡ８の電気抵抗伯検出信Ｂ
だけが、後段の微分回路１４並びに記憶部１８へと出力
されるようになっている。上記微分回路１４では、第３
図（ｄ）に示すように、入力された電気抵抗値検出信号
が直線変化をとげる期間に零となるような微分出力信号
が比較回路（ａ）１５に出力される。この比較回路（ａ
）１５においては、入力された信号が零となる期間に、
第３図（ｅ）に示すような信号を出力するようになって
いる。すなわち、比較回路（ａ）１５から信号が出力さ
れる期間は、駆動部材８の電気抵抗値が直線的に変化し
ている期間と一致することになる。

従って、上記比較回路（ａ、）１５からの出力信８の立
上りを基に、トリガ信号発生回路（ａ）１６から第３図
（ｆ）に示すようなトリガ信号が出力され、駆動部材８
の電気抵抗値が直線的な変化を示し始める抵抗値信号が
記憶部１８に記憶される。

また、上記比較回路（ａ）１５からの出力信号の立下り
を基に、トリガ信号発生回路（ｂ）１７ｈｓら第３図〈
０〉に示ずようなトリガ信号が出力され、記憶部１８に
は、駆動部材８の電気抵抗値が直線的な変化を示づ゛領
域から非直線的に変化−４６領域へと遷移する閾値とな
る抵抗値信号が記憶される。

以上述べたように、初期通電により駆動部＋４８の抵抗
値直線変化部が検出、記憶される。

また、実際に駆動部材８を動作させているときには、抵
抗値検出部１１の出力と、上述の初期通電によって検出
、記憶されていた抵抗値直線変化部を示づ２つの値とが
、比較回路（ｂ）１９において比較される。この比較回
路（ｂ）１９の出力信号は、論理回路２０に入力されて
おり、この論理回路２０にて、上記駆動部材８の抵抗値
が直線的に変化する領域（Ｒ１とＲ２との間〉と、最大
抵抗値に飽和する非直線領域（Ｒ＋以上〉と、最小抵抗
値に漸近りる非直線変化領域（Ｒ２以下）とのいずれの
領域に存在しているかが判定され、その結果に応じた信
号が、抵抗値直線度化部検出回路１２の出力として、光
源装置２内に配設された変換ｉｌ制御部２１へ出力され
るようになっている。

第４図に示す如く、該変換制御部２１は上記対数・指数
変換部２２内に配設された切換スイッチ２３に接続され
ていて、この切換スイッチ２３に設けられた、単数の出
力端子２３ａと３個の入力端子２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ
との間の接続が上記変換１１１１ＩＫ１部２１からの出
力によって切換えられるようになっている。

上記出力端子２３ａは光源装置２内に設けられた制御手
段の一例である通電９１１１１部２６に接続されている
一方、３個の入力端子２３ｂ、２３ｃ。

２３ｄのうら中央に配設されている入力端子２３Ｃが上
記抵抗値検出部１１に接続されている。また、この抵抗
値検出部１１と入力端子２３ｂとの間には対数変換回路
２４が介装されており、抵抗値検出部１１と入力端子２
３ｄとの間には指数変換回路２５が介装されている。そ
して、入力端子２３ｂと出力端子２３ａとが接続された
場合には、上記抵抗値検出部１１の出力が対数変換回路
２４において対数変換された信号が、通電制御部２６に
入力される。一方、入力端子２３ｄと出力端子２３ａと
が接続された場合には、抵抗値検出部１１の出力が指数
変換回路２６において指数変換された信号が、通電制御
部２６へ入力される。更に、出力端子２３ａが入力端子
２３Ｇに接続された場合には、上記抵抗値検出部１１の
出力が、この対数・指数変換部２２の出力として、上記
通電制御部２６へ出力されるようになっている。

従って、上記抵抗値検出部１１にて検出された駆動部材
８の抵抗値が第５図に示すＲ１以上のときにはこの抵抗
値が対数変換され、Ｒ１からＲ２の範囲内にあるときは
なんら変換されず、Ｒ２以下のときには指数変換が施さ
れる。

また、この対数・指数変換部２２の出力が入力される上
記通電！１１１１ｉｔ部２６は、電線９に接続された通
電手段としての通電回路２７と上記抵抗値検出部１１と
に接続されている。そして、この′−Ａ電回路２７は上
記通電制御部２６からの信号によって電線９を介して上
記駆動部４４８を例えばパルス幅変調方式によって通電
加熱する一方、抵抗値検出部１１は、通電制御部２６か
らの信号により、駆動部材８への通電の休止期間中に該
駆ＩＪＪ部材８の電気抵抗値を検出するようになってい
る。

このような構成を１１する内祝ｔＡ￥２ｎにて観察や治
療を行う場合、コネクタ装＠５ａを介して内視鏡１と光
源装置２とを接続しで、挿入部３を体貯内や管孔内へ挿
入した状態で、通電ｔ１１１１１１１部２６からの信号
によって通電回路２７を制御し、この通電回路２７にて
電ＩＩＡ９を介して駆動部材８に通電づ゛る。づると、
この駆動部材８が加熱されることにより変形され、この
変形に応じて湾曲部７が湾助される。

ところで、上記駆動部材８が変形されると、この駆動部
材８の電気抵抗値が変化する。この抵抗値は駆動部材８
への通電の休止期間中に抵抗値検出部１１にて検出され
、この検出された結果が抵抗値直線度化部検出回路１２
及び対数・指数変換回路２２へ出力される。

そしてこの抵抗値直線度化部検出回路１２にて上記駆動
部４４８の電気抵抗値が第５図に示すＲ１以上の最大抵
抗値に飽和する非直線領域にあるのか、Ｒ１とＲ２との
間の直線変化領域にあるのか、或いはＲ２以下の最小抵
抗値に漸近づる非直線領域にあるのかが判断され、この
判断された結果が変換制御部２１へ出力される。

次に、この変換制御部２１にて上記抵抗値直線度化部検
出回路１２から入力される信号に基づいた制御信号が生
成され、この制御信号が対数・指数変換部２２へ入力さ
れることにより、該対数・指数変換部２２の切換スイッ
チ２３の出力端子２３ａと入力端子２３ｂ、２３ｃ、２
３ｄとの間が適宜な組合わせに切換えられる。

すると、上記駆動部材８の電気抵抗値が第５図に示ｔＲ
１以上のときには、出力端子２３ａが入力端子２３ｂに
接続されることにより、抵抗値検出部１１において検出
した信号が対数変換されたものが、変換部２２の出力と
して通電制御部２６へ入力される。また、駆動部材８の
電気抵抗値がＲ１とＲ２との間である場合には中央の入
力端子２３ｃと出力端子２３ａとが接続され、抵抗値検
出部１１での検出結果そのものが、通電制御部２６へ入
力される。更に、沼気抵抗値がＲ２以下のときには、出
力端子２３ａが入力端子２３６に接続されることにより
、抵抗値検出部１１での検出結果が指数変換されたもの
が、変換部２２の出ツノとして通電制御部２６へ入力さ
れる。

その結果、上記駆動部材８の温度に対する電気抵抗値が
第５図に破線にて示づ如ぎ特性を有していても、同図に
実線にて示す如く、非直線領域が直線的に変化づる抵抗
値に変換され、この変換されたＩ！ｆ、抗値が通電Ｉｌ
ｌ　ｉ部２６へ入力されることになる。

そして、この入力された抵抗値に基づき、通電制御部２
６にて通電回路２７　／）＜　ｔＪＩ御されることによ
り上記駆動部材８への通電の置が制御される。

そのため、該駆動部材８の電気抵抗値が直線変化領域に
ある場合のみならず、非直線領域にある場合であっても
この駆動部材８を正確にｉ１１＠することが可能となり
、湾曲部７の湾曲量を大きく設定することが可能となる
。

尚、上記駆動部材８の形状は帯状だけではなく、例えば
板状やコイル状等地の形状に形成することも可能である
と共に、この駆動部材は形状記憶合金のみならず、加熱
コイルを貼設した形状記憶プラスチック等地の部材にて
形成することも可、能である。

また、上記駆動部材８は湾曲部７に内蔵するのみならず
、外側に設けることも可能である。

更に、本実施例では抵抗値検知手段１０や制御手段２６
等が光源装置２内に配設された例を説明したが、これら
の装置及び手段はこの例に限定されるべきものではなく
、他の装置として光源装置２と別体に形成することも可
能である。

第６図及び第７図は本発明の第二実施例に係り、第６図
は光源装置のブロック図、第７図は駆動部材に供給され
る電圧の波形図である。尚、前述の第一実施例と同じ部
材及び同一の作用をなす部材には同一の符号を付して説
明を省略する。

この実施例では、第−実施例にて説明した抵抗値直線度
化部検出回路１２に代えてＡ／Ｄ変換器５５が抵抗値検
出部１１に接続されていると共に、対数・指数変換回路
２２に代えてＰＡｆＢ部５６部上６Ａ／Ｄ変換器５５と
通電制御部２６との間に介装されている。

そして、通電回路２７よりパルス変調方式によって図示
しない駆動部材に通電がｆ′ｉなわれる一方、通電の休
止期間中にこの駆動部材の電気抵抗値が抵抗１め検出部
１１にて検出される。該検出結果はＡ／Ｄ変換部５５１
．：てＲｎ、Ｒｎ＋１．　Ｒｎ＋２−、−・・・とじて
サンプリグされ、演算部５６に出力される。

この演算部５６ではサンプリングされた抵抗値をもとに
、 Δａ＝Ｒｎ＋１−Ｒｎ、 Δ　ｂ＝Ｒｎ＋２−Ｒｎ＋１ の演東を行うことによりΔａ、Δｂ・・・・・・の値が
求められΔａ＝Δｂの場合にはＲｎ＋２を上記駆動部材
の電気抵抗値として通用ル制御部２６へ出力する一方、
Δａ≠Δｂの場合には、 ２０　　ｌ　　ｇ　　ｇ　（Ａ：／　　（Δ　ｂ　−Δ
　ａ））Ｒｎ＋２（には定数） の値を求めてこの値を上記通電制御部２６へ出力する。

この作用は抵抗値をサンプリングする度に行われ、その
結果、上記駆動部材の抵抗値は茄述の第一実施例におけ
る説明と同様に非直線的に変化する領域が直線的に変化
する抵抗値に変換される。

そして、上記通電制御部２６に入力された演粋値に基づ
いて通゛市回路２７が１ｌｌｔｌＯされる。

従って、駆動部材は非曲線変化領域でも正確に制御する
ことが可能となり、湾曲部の湾曲量を大きく設定するこ
とが可能となる。

尚、本実施例ではＡ／Ｄ変換器５５を使用した例を説明
したが、このＡ／Ｄ変換器５５に代えて、例えばサンプ
ルホールド回路等を用いても同様の作用を行わしめるこ
とが可能である。

第８図は本発明の第三実施例に係るシステムの概略構成
図である。

この実ａｉｒＶ／４は内視鏡１がビデオエンドスコープ
として構成されているものであり、挿入部３の先端側に
設けられた先端部６には被観察部位の映像を結像する対
物レンズ２８が配設され、この対物レンズ２８の焦点位
置にＣ０Ｄ２９が固定されている。

また、このＣ０Ｄ２９には信号線３０の一端が接続され
ており、該信号８３０の他端は操作部４の一側より延出
されたユニバーサルコード５を介して、このユニバーサ
ルコード５の先端部に設Ｕられたコネクタ！！＠５ａに
固定され、該コネクタＳ！！装置５ａを介してカメラコ
ントロールユニット（ＣＣＵ＞５２或いはビデＡブＯセ
ッサに接続されるようになっている。

一方、このＣＣＩＪ５２内にはりＯツク信号発生器３１
．駆動回路３２が設けられており、クロック信号発生器
３１にて発生されたクロック信号がこの駆動回路３２に
入力されると、該駆動回路３２にて上記Ｃ０Ｄ２９のド
ライブ信号が生成され、上記信号線３０を介してＣ０Ｄ
２９へ出力されるようになっている。上記駆動回路３２
内に【よりセット・水平転送パルス発生器３３と垂直転
送パルス発生器３４とが設けられ、それぞれリセットパ
ルスφＨ１水平転送パルスφＶを発生する。

上記！１！直転送パルスφＶは信号線３０を介して上記
Ｃ０Ｄ２９に印加される一方、リセット・水平転送パル
スφＲ及び水平転送パルスφＨは駆動条件制御回路３５
を経て、上記Ｃ０Ｄ２９に印加されるようになっている
。

そして上記駆動回路３２からのドライブ信８が印加され
ると、上記Ｃ０Ｄ２９は光電変換した信号を信号線３０
を介して上記駆動条件ｔｉＩＩＩ１１１回路３５へ入力
づると共に、上記ＣＣＬＪ５２内に設けられたプロセス
回路３６へも入力し、該プロヒス回路３６はこの信号を
取込み、映像信号処理してモニター３７へ出力する。

また、上記挿入部３内には照明光を伝送づるライトガイ
ド３８が配設されている。このライトガイド３８の一端
は上記先端部６の照明用透孔に固定されている一方、他
端は上記コネクタ装ｆａ５ａに固設され、ＣＣＬＩ５２
内に設けられた光源部３９からの照明光を上記先端部６
へ伝送し、被観察部位へ照射することができるようにｔ
Ｊつている。

本実施例では、上記先端部６の１１端側に設けられた湾
曲部７は、複数の湾曲部４２を互いに回動自在に連結し
て構成されている。上記湾曲部７には、例えば形状記憶
合金等にて形成された駆動部材８が内蔵されている。こ
の駆動部材８は軸方向に伸縮することにより上記湾曲部
４２を回動させて湾曲部７を湾曲させるようになってい
る。該駆動部材８は信号線３０を介して、上記ＣＣＬＪ
　５２内に配設された湾曲ａ、ＩＩ御部４０に接続され
るようになっている。また、上記湾曲部７の中心部には
、この湾曲部７を直線状態となるように付勢づるバイア
スばね４１が設番プられでいる。

この湾曲制御部４０は前述の第一よたは第二実施例にて
説明した光源装置の要部と同じように構成されていると
共に、図示しない通電制御部が目的とする湾曲角、若し
くは抵抗値検出部にて検出された駆動部材８の抵抗値か
ら湾曲部を算出して上記プロセス回路３６に出力するよ
う構成されており、上記モニター３７の画面には、上記
湾曲部７が例えば上方向に３０゛湾曲されでいる場合に
はＵ３０”のように表示されるようになっている。

また、先端部６には、送気送水ノズル４４が設けられ、
挿入部３及びユニバーサルコード５内には、上記送気送
水ノズル４４に連通した送気送水チャンネル４３が設け
られている。また、操作部４には、前記送気送水チャン
ネル４３の途中に介装された送気送水ボタン４５が設け
られている。

このような構成によると、湾西部７の湾曲状態及び湾曲
角度が画面に表示されるため、操作性が０上するという
効果を有する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による内視鏡装置では、駆
動部材の電気抵抗値がｉｔＪ度に対して非直線的に変化
する際に、該抵抗値を対数・指数変換して直線的な抵抗
値に変換できるため、駆動部材の制御範囲が広く、それ
だけ湾曲部の湾曲部を大ぎく設定りることが可能である
という効果を右づる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第一実施例に係り、第１図
はシステムの概略構成図、第２図は抵抗値直線度化部検
出回路の１０９９図、第３図は抵抗値直線度化部検出回
路の動作の一部を説明するための波形図、第４図は対数
・指数変換部のブロック図、第５図は駆動部材の温度変
化に対する電気抵抗値の変化特性図、第６図及び第７図
は本発明の第二実施例に係り、第６図は光源装置のブロ
ック回、第７図は駆動部材に供給される電圧の波形図、
第８図は本発明の第三実施例に係るシステムの概略構成
図、第９図は従来の技術に係る駆動部材の温度変化に対
する電気抵抗値の特性図である。 ８・・・駆動部材 １０・・抵抗値検知手段 １１・・抵抗値検出部 １２・・抵抗値直線度化部検出回路 ２２・・対数・指数変換部（変換手段〉２６・・通電１
ＩＩＩｔｉ！１部（ｔｉｌｌ　１１１１手段）２７　・ ・通電回路 （通電手段〉 弔 「 図 第９図 温度Ｔ 第３ 図 （９）は霊ム一一一−１−一一 第４ 図 第６図 ０ 第７図 ｒｎ挨工 ｊｎ＋ｌ屑３＝ ｒｎ中２３（二ご

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 挿入部に配設した感熱変形部材よりなる駆動部材と、 この駆動部材に通電して該駆動部材を湾曲させる通電手
   段と、 駆動部材の電気抵抗値が温度に対して直線的に変化する
   領域と非直線的に変化する領域とを検知することが可能
   な抵抗値検出手段と、 抵抗値が非直線的に変化する際に該抵抗値を対数或いは
   指数変換することにより直線的な変化をとげる抵抗値に
   変換する変換手段と、 この変換手段にて変換された値に基づいて上記通電手段
   による駆動部材への通電量を制御することが可能な制御
   手段とを具備したことを特徴とする内視鏡装置。