JPH05176879A - Bending angle detector - Google Patents
Bending angle detectorInfo
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- JPH05176879A JPH05176879A JP3345545A JP34554591A JPH05176879A JP H05176879 A JPH05176879 A JP H05176879A JP 3345545 A JP3345545 A JP 3345545A JP 34554591 A JP34554591 A JP 34554591A JP H05176879 A JPH05176879 A JP H05176879A
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- bending
- angle
- bending angle
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の挿入部などに
設けられた湾曲部の湾曲角を検出する湾曲角検出装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending angle detecting device for detecting a bending angle of a bending portion provided in an insertion portion of an endoscope or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、体腔内に細長の挿入部を挿入する
ことにより、体腔内患部などを観察したり、必要に応じ
て処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治
療処置のできる医療用内視鏡が広く用いられている。ま
た、工業分野においても、ボイラ、エンジンなどの内部
を観察したりすることのできる工業用内視鏡が広く利用
されている。2. Description of the Related Art In recent years, by inserting an elongated insertion portion into a body cavity, it is possible to observe a diseased part in the body cavity and, if necessary, perform various therapeutic treatments using a treatment instrument inserted into a treatment instrument channel. Medical endoscopes are widely used. Further, also in the industrial field, industrial endoscopes capable of observing the inside of boilers, engines, etc. are widely used.
【０００３】上記内視鏡の挿入部の先端側には湾曲部が
設けられ、食道などの屈曲した体腔内に挿入する場合の
挿入性を向上している。また、先端部に形成された観察
光学系を観察を望む方向に向けることができるようにし
ている。この湾曲部を湾曲する操作は一般に操作部のア
ングルノブをマニュアル操作することによって、アング
ルワイヤを牽引、弛緩させて湾曲部を形成する駒を湾曲
するようになっている。このマニュアル操作の場合に
は、かなりの力量が必要になる。このため、モータによ
って、アングルノブを操作したのと同様の機能を持たせ
た電動アングル方式を採用して、アングル操作をし易く
した従来例がある。A curved portion is provided on the distal end side of the insertion portion of the endoscope to improve the insertability when it is inserted into a bent body cavity such as the esophagus. Further, the observation optical system formed at the tip portion can be oriented in a desired direction for observation. The operation of bending the bending portion is generally performed by manually operating the angle knob of the operation portion to pull or loosen the angle wire to bend the piece forming the bending portion. This manual operation requires a considerable amount of skill. Therefore, there is a conventional example in which an electric angle system having a function similar to that of operating an angle knob by a motor is adopted to facilitate the angle operation.
【０００４】この電動アングル方式の場合には、湾曲角
の検出手段が必要になる。従来例では、例えば特開昭５
８ー６５１３２号公報に開示されているように操作部に
収納したモータの回転角などを検出することによって湾
曲角の検出手段を形成していた。In the case of this electric angle system, a bending angle detecting means is required. In the conventional example, for example, JP-A-5
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-65132, the bending angle detecting means is formed by detecting the rotation angle of the motor housed in the operating portion.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、挿入
部が屈曲した状態と真っ直ぐな状態では同じ角度だけモ
ータを回転しても湾曲部が実際に湾曲される湾曲量（湾
曲角）が異なってしまうので、上記従来例のように湾曲
角の検出手段を操作部など手元側に形成した場合には、
実際に湾曲される湾曲角を精度よく検出することが困難
になる。However, the bending amount (bending angle) at which the bending portion is actually bent differs between the state where the insertion portion is bent and the state where the insertion portion is straight even if the motor is rotated by the same angle. Therefore, when the bending angle detecting means is formed on the hand side such as the operating portion as in the above-mentioned conventional example,
It becomes difficult to accurately detect the bending angle that is actually bent.
【０００６】本発明は上述した点にかんがみてなされた
もので、湾曲部の湾曲角を精度よく検出することができ
る湾曲角検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a bending angle detecting device capable of accurately detecting the bending angle of a bending portion.
【０００７】[0007]
【問題点を解決する手段及び作用】本発明では挿入部に
形成した湾曲部に配置され、高分子圧電材料で形成さ
れ、湾曲角を検出するための高分子圧電センサと、前記
高分子圧電センサの出力信号から湾曲角に対応する信号
を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段の出力信
号に基づき、前記湾曲部の湾曲角を表示する表示手段と
を設けて湾曲角検出装置を構成することによって、挿入
部の屈曲状態などの影響を受けることなく、湾曲部に配
置した高分子圧電センサによって高精度で湾曲角を検出
できる。According to the present invention, there is provided a polymeric piezoelectric sensor for detecting a bending angle, which is disposed in a curved portion formed in an insertion portion and is made of a polymeric piezoelectric material, and the polymeric piezoelectric sensor. A signal processing means for generating a signal corresponding to the bending angle from the output signal of the above, and a display means for displaying the bending angle of the bending portion based on the output signal of the signal processing means constitute a bending angle detection device. As a result, the bending angle can be detected with high accuracy by the polymer piezoelectric sensor arranged in the bending portion without being affected by the bending state of the insertion portion.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係り、図１
は第１実施例を備えた内視鏡装置の構成を示し、図２は
第１実施例のブロック構成を示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention.
Shows the configuration of the endoscope apparatus including the first embodiment, and FIG. 2 shows the block configuration of the first embodiment.
【０００９】図１に示すように第１実施例を備えた内視
鏡装置１は内視鏡２とこの内視鏡２に照明光を供給する
光源３と、この内視鏡２の挿入部４に形成した湾曲部５
を湾曲駆動するモータ６を制御するモータコントロール
ユニット（以下、ＭＣＵと略記する。）７と、湾曲部５
の湾曲角を検出する湾曲角検出回路８とから構成され
る。As shown in FIG. 1, an endoscope apparatus 1 having the first embodiment has an endoscope 2, a light source 3 for supplying illumination light to the endoscope 2, and an insertion portion of the endoscope 2. Curved part 5 formed in 4
A motor control unit (hereinafter abbreviated as MCU) 7 that controls a motor 6 that drives the bending portion, and a bending portion 5.
And a bending angle detection circuit 8 for detecting the bending angle.
【００１０】上記内視鏡２は細長の挿入部４の先端に硬
質の先端部１１が形成されており、この先端部１１に隣
接して湾曲自在の湾曲部５が形成され、この湾曲部５の
後方に可撓部１２が形成され、この可撓部１２の後端に
操作部１３が形成されている。この操作部１３から延出
されたライトガイドケーブルは光源３に接続され、この
光源３から供給される照明光をライトガイドで伝送し、
先端部１１に設けた照明窓に取り付けた出射端面から出
射する。照明された被検体は先端部１１の観察窓に取り
付けた図示しない対物レンズによって図示しないイメー
ジガイドの先端面に結像され、このイメージガイドによ
って、操作部１３の頂部に形成された接眼部１４側の端
面に伝送する。The endoscope 2 has a hard insertion portion 4 formed at the distal end of an elongated insertion portion 4, a bendable bending portion 5 is formed adjacent to the insertion portion 4, and the bending portion 5 is formed. A flexible portion 12 is formed at the rear of the flexible portion 12, and an operation portion 13 is formed at the rear end of the flexible portion 12. The light guide cable extended from the operation unit 13 is connected to the light source 3, and the illumination light supplied from the light source 3 is transmitted by the light guide,
The light is emitted from the emission end face attached to the illumination window provided on the tip portion 11. The illuminated subject is imaged on the tip surface of an image guide (not shown) by an objective lens (not shown) attached to the observation window of the tip portion 11, and an eyepiece portion 14 formed on the top of the operation portion 13 is formed by this image guide. To the end face on the side.
【００１１】また、この操作部１３内には湾曲部５を湾
曲駆動するモータ６（上下湾曲用と左右湾曲用との２つ
があるが、図１では一方のみ示す）が収納され、このモ
ータ６の回転軸にはプーリ１５が取り付けられ、回転駆
動することによって、このプーリ１５に巻き付けた一対
のアングルワイヤ１６、１６の一方を牽引し、他方を弛
緩して、牽引された側が固定されている側に、湾曲部５
を形成する一点鎖線で示す駒５ａ，５ａ、…を湾曲でき
るようになっている。A motor 6 for bending the bending portion 5 (there are two for vertical bending and one for left and right bending, only one of which is shown in FIG. 1) is housed in the operating portion 13. A pulley 15 is attached to the rotation shaft of the, and by rotating and driving, one of the pair of angle wires 16 wound around the pulley 15 is pulled, the other is loosened, and the pulled side is fixed. On the side, the curved portion 5
, Which are indicated by alternate long and short dash lines, can be curved.
【００１２】この湾曲操作は操作部１３に設けたジョイ
スティック１７を操作することによって、このジョイス
ティック１７の傾きに応じた信号がＭＣＵ７に入力さ
れ、この信号に応じてモータ６を回転駆動する駆動信号
をモータ６に供給する。モータ６の回転駆動による湾曲
部５の湾曲角は湾曲角検出回路８で検出され、この湾曲
角検出回路８内の表示部に表示されると共に、ＭＣＵ７
に入力され、ジョイスティック１７の操作により指示さ
れた湾曲角と検出された湾曲角とが一致するようにモー
タ１６の回転駆動を制御するのに用いられる。For this bending operation, a signal corresponding to the inclination of the joystick 17 is input to the MCU 7 by operating the joystick 17 provided in the operation section 13, and a drive signal for rotationally driving the motor 6 is supplied in response to this signal. Supply to the motor 6. The bending angle of the bending portion 5 due to the rotational driving of the motor 6 is detected by the bending angle detection circuit 8 and is displayed on the display portion in the bending angle detection circuit 8 and the MCU 7
Is used to control the rotational drive of the motor 16 so that the bending angle instructed by operating the joystick 17 and the detected bending angle match.
【００１３】湾曲部５は図１の拡大図に示すように高分
子圧電材料としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦと
略記する。）で形成されたチューブ（以下、ＰＶＤＦチ
ューブと略記する。）２１内に駒５ａ，５ａ、… が回
動自在に連結された状態で収納されている。このＰＶＤ
Ｆチューブ２１の先端は先端部１１に固定され、他端は
可撓部１２を形成する軟性チューブ２２の先端に接続さ
れ、従って（先端側の）片持ち支持となっている。As shown in the enlarged view of FIG. 1, the curved portion 5 is inside a tube (hereinafter abbreviated as PVDF tube) 21 made of polyvinylidene fluoride (abbreviated as PVDF) as a polymeric piezoelectric material. The pieces 5a, 5a, ... Are stored in a state of being rotatably connected. This PVD
The tip of the F tube 21 is fixed to the tip portion 11, and the other end is connected to the tip of the flexible tube 22 forming the flexible portion 12, and thus cantilever support (on the tip side).
【００１４】このＰＶＤＦチューブ２１における外周面
には電極２３が例えば全面に取り付けられ、図示しない
保護膜コートで保護されている。また、ＰＶＤＦチュー
ブ２１における内周面には、上下、左右の４箇所に湾曲
部５の長手方向に延びた帯状の電極２４ｕ、２４ｄ、２
４ｌ，２４ｒ（図１では３つを示す）が取り付けてあ
る。これら電極２４ｕ、２４ｄ、２４ｌ，２４ｒは図示
しない絶縁性の保護膜コートで保護されている。An electrode 23 is attached to the entire outer peripheral surface of the PVDF tube 21, for example, and is protected by a protective film coat (not shown). In addition, on the inner peripheral surface of the PVDF tube 21, strip-shaped electrodes 24u, 24d, 2 that extend in the longitudinal direction of the bending portion 5 are provided at four locations, that is, upper, lower, left and right.
4l and 24r (three shown in FIG. 1) are attached. These electrodes 24u, 24d, 24l, 24r are protected by an insulating protective film coat (not shown).
【００１５】このＰＶＤＦチューブ２１は、湾曲部５の
長手方向への伸び縮みに応じて厚み方向に電圧を発生す
る圧電特性を有するものが用いてある。この圧電特性を
有し、湾曲部５における上下、左右の４箇所に発生した
電圧はこれら電極２４ｕ、２４ｄ、２４ｌ，２４ｒ及び
２３から取り出せるようにして湾曲角センサを形成して
いる。The PVDF tube 21 has a piezoelectric characteristic of generating a voltage in the thickness direction according to the expansion and contraction of the bending portion 5 in the longitudinal direction. The bending angle sensor is formed so as to have the piezoelectric characteristics, and the voltages generated at the upper, lower, left and right four positions in the bending portion 5 can be taken out from these electrodes 24u, 24d, 24l, 24r and 23.
【００１６】各電極２４ｉ（ｉ＝ｕ、ｄ、ｌ，ｒ）はリ
ード線２５ｉと接続され、リード線２５ｉは湾曲角検出
回路８と接続されており、この湾曲角検出回路８によっ
て湾曲角を検出する。また、電極２３も図示しないリー
ド線を介して湾曲角検出回路８と接続されている。ＰＶ
ＤＦチューブ２１で形成したセンサと湾曲角検出回路８
とで第１実施例の湾曲角検出装置３１が構成され、この
湾曲角検出装置３１のブロック構成を図２に示す。Each electrode 24i (i = u, d, l, r) is connected to a lead wire 25i, and the lead wire 25i is connected to a bending angle detection circuit 8. The bending angle detection circuit 8 determines the bending angle. To detect. The electrode 23 is also connected to the bending angle detection circuit 8 via a lead wire (not shown). PV
Sensor formed by DF tube 21 and bending angle detection circuit 8
The bending angle detecting device 31 of the first embodiment is constituted by the above, and the block configuration of the bending angle detecting device 31 is shown in FIG.
【００１７】対となる電極２４ｕ、２４ｄと電極２４
ｒ，２４ｌの出力はそれぞれ減算器３２、３３に入力さ
れ、一方から他方の出力が減算され、それぞれ絶対値回
路３４、３５に出力されると共に、方向検出回路３６に
出力される。絶対値回路３４、３５では絶対値が求めら
れ、比較部３７に出力され、絶対値の大きい方に湾曲し
ていることが検出され、この出力も方向検出回路３６に
出力される。方向検出回路３６は３つの入力から、湾曲
方向を検出する。The pair of electrodes 24u and 24d and the electrode 24
The outputs of r and 24l are input to subtractors 32 and 33, respectively, and the outputs of the other are subtracted from one and output to absolute value circuits 34 and 35, respectively, and to the direction detection circuit 36. The absolute value circuits 34 and 35 obtain the absolute value and output the absolute value to the comparison unit 37. It is detected that the absolute value is curved toward the larger absolute value, and this output is also output to the direction detection circuit 36. The direction detection circuit 36 detects the bending direction from the three inputs.
【００１８】また、各電極２４ｉの出力は電圧検出回路
３８ｉにそれぞれ入力され、各時刻での電圧が検出さ
れ、演算回路３９ｉを介して保持回路４０ｉに保持され
た過去の電圧値に、加算或いは減算されて、現在時刻で
の湾曲角に対応する電圧値に更新されて保持される。演
算回路３９ｉによる加算或いは減算の演算は方向検出回
路３６の湾曲方向を表す信号で制御される。Further, the output of each electrode 24i is input to the voltage detection circuit 38i, the voltage at each time is detected, and the addition or addition is performed to the past voltage value held in the holding circuit 40i via the arithmetic circuit 39i. It is subtracted, updated to the voltage value corresponding to the bending angle at the current time, and held. The addition or subtraction calculation by the calculation circuit 39i is controlled by a signal indicating the bending direction of the direction detection circuit 36.
【００１９】一対の演算回路３９ｕ、３９ｄと３９ｒ、
３９ｌを経て出力される（保持回路４０ｕ，４０ｄと４
０ｒ、４０ｌで保持された）湾曲角データは、それぞれ
角度検出回路４１、４２に入力され、減算の演算を行う
ことによってそれぞれ上下、左右の湾曲角が検出され
る。角度検出回路４１、４２の出力は表示部４３に入力
され、上下、左右の湾曲角が表示されると共に、ＭＣＵ
７に入力される。A pair of arithmetic circuits 39u, 39d and 39r,
It is output via 39l (holding circuits 40u, 40d and 4
The bending angle data (held at 0r and 40l) are input to the angle detection circuits 41 and 42, respectively, and the up / down and left / right bending angles are detected by performing subtraction calculation. The outputs of the angle detection circuits 41 and 42 are input to the display unit 43, the vertical and horizontal bending angles are displayed, and the MCU
Input to 7.
【００２０】この実施例によれば、ジョイスティック１
７が操作されると、この操作に対応した信号がＭＣＵ７
に入力され、その信号に対応する駆動信号がモータ６に
供給され、このモータ６を駆動する。このモータ６が回
転駆動されると、アングルワイヤ１６、１６の一方が牽
引、他方が弛緩され、牽引された側に湾曲部５は湾曲さ
れる。この湾曲に応じて、湾曲部５の湾曲チューブを形
成するＰＶＤＦチューブ２１が伸縮する。According to this embodiment, the joystick 1
When 7 is operated, the signal corresponding to this operation is MCU7.
Is input to the motor 6, and a drive signal corresponding to the signal is supplied to the motor 6 to drive the motor 6. When the motor 6 is rotationally driven, one of the angle wires 16 and 16 is pulled and the other is loosened, and the bending portion 5 is bent on the pulled side. According to this bending, the PVDF tube 21 forming the bending tube of the bending portion 5 expands and contracts.
【００２１】この伸縮に応じてＰＶＤＦチューブ２１の
圧電特性により電極２４ｕ、２４ｄ、２４ｒ、２４ｌに
は起電力が発生し、その起電力は湾曲角検出回路８で検
出され、表示部４３に検出された湾曲角が表示されると
共に、ＭＣＵ７に入力される。このＭＣＵ７はジョイス
ティック１７の操作による信号と実際に検出された湾曲
角とが一致させるべくこれらの誤差信号を求め、この誤
差信号に基づいてモータ６を駆動する信号の補正の信号
をモータ６に出力する。この補正により、湾曲部５の湾
曲角は、ジョイスティック１７の操作量に一致したもの
となる。In response to this expansion / contraction, electromotive force is generated in the electrodes 24u, 24d, 24r, 24l due to the piezoelectric characteristics of the PVDF tube 21, and the electromotive force is detected by the bending angle detection circuit 8 and detected by the display section 43. The curved angle is displayed and input to the MCU 7. The MCU 7 obtains these error signals so that the signal by the operation of the joystick 17 and the actually detected bending angle match, and outputs a signal for correcting the signal for driving the motor 6 to the motor 6 based on this error signal. To do. By this correction, the bending angle of the bending portion 5 matches the operation amount of the joystick 17.
【００２２】この実施例では、湾曲部５に配置したＰＶ
ＤＦチューブ２１で湾曲角を検出しているので、挿入部
４の屈曲状態などに左右されることなく、湾曲部５の湾
曲角を精度よく検出できる。特に湾曲部５の長手方向全
体に対して、伸縮量を検出しているので、高い精度で検
出できる。また、このＰＶＤＦチューブ２１は大きな可
撓性を有するので、大きな湾曲角の検出も可能である。In this embodiment, the PV arranged on the curved portion 5 is
Since the DF tube 21 detects the bending angle, the bending angle of the bending portion 5 can be accurately detected without being affected by the bending state of the insertion portion 4 and the like. In particular, since the expansion / contraction amount is detected for the entire longitudinal direction of the curved portion 5, it can be detected with high accuracy. Further, since the PVDF tube 21 has great flexibility, it is possible to detect a large bending angle.
【００２３】このため、術者が操作した操作量に対応す
る量だけ、湾曲部５を湾曲できるので、再現性のある湾
曲操作を行うことができるし、細かい湾曲操作も行い易
い。また、この実施例では、湾曲チューブ自体をＰＶＤ
Ｆチューブ２１で形成しているので、湾曲部５を殆ど太
くすることなく、湾曲角センサを設けることができる。
なお、ＰＶＤＦチューブ２１を湾曲部５の後方の可撓部
１２側に延出させるようにしても良い。Therefore, since the bending portion 5 can be bent by an amount corresponding to the operation amount operated by the operator, the bending operation can be performed with reproducibility and the fine bending operation can be easily performed. Also, in this example, the curved tube itself is PVD.
Since it is formed of the F tube 21, the bending angle sensor can be provided without making the bending portion 5 thick.
The PVDF tube 21 may be extended to the flexible portion 12 side behind the bending portion 5.
【００２４】図３は第１実施例の変形例における湾曲部
のチューブ５１を示したものである。この可撓性のチュ
ーブ５１内に帯状のＰＶＤＦ板５２ｕ、５２ｄ、５２
ｌ、５２ｒ（５２ｕは図示してない）を埋め込んでい
る。チューブ５１における上下、左右の位置に対応する
部分には、例えば内側の面に切り欠き溝が形成され、Ｐ
ＶＤＦ板５２ｕ、５２ｄ、５２ｌ、５２ｒ５２ｉがそれ
ぞれ収納され、絶縁テープ５３で覆っている。各ＰＶＤ
Ｆ板５２ｉの両面には電極５４、５４がそれぞれ取り付
けられ、図示しないリード線を介して湾曲角検出回路に
接続される。この変形例の作用、効果は第１実施例とほ
ぼ同様のものとなる。FIG. 3 shows a tube 51 of a curved portion in a modification of the first embodiment. In this flexible tube 51, strip-shaped PVDF plates 52u, 52d, 52
1, 52r (52u is not shown) are embedded. Notch grooves are formed on the inner surface of the tube 51 at portions corresponding to the upper, lower, left and right positions, respectively, and P
The VDF plates 52u, 52d, 52l, 52r52i are housed and covered with the insulating tape 53. Each PVD
Electrodes 54, 54 are attached to both surfaces of the F plate 52i, and are connected to a bending angle detection circuit via lead wires (not shown). The operation and effect of this modification are almost the same as those of the first embodiment.
【００２５】第１実施例及びその変形例では周方向の４
つの位置に検出部を設けたが、３つ設けても４つの方向
の湾曲角を検出することが可能である。また、５つ以上
の検出部を設けるようにしても良い。２つの方向を検出
する場合には２つの検出部で良い。また、モータ６はＭ
ＣＵ７などに設けても良い。In the first embodiment and its modification, four in the circumferential direction.
Although the detectors are provided at one position, even if three detectors are provided, it is possible to detect bending angles in four directions. Further, five or more detection units may be provided. When detecting two directions, only two detectors are required. Also, the motor 6 is M
It may be provided in the CU 7 or the like.
【００２６】図４はアングルワイヤの途中に設けた湾曲
角検出のためのセンサ部を示す。図４に示すようにプー
リ駆動モータ６１で回転駆動されるプーリ６２に巻き付
けられた一対のアングルワイヤ６３、６３の途中に弾性
片などで形成したセンサ部６４、６４を取付け、各セン
サ部６４にはＰＶＤＦ６５を張り付けている。各ＰＶＤ
Ｆ６５はアングルワイヤ６３の張力に応じて伸張するの
で、この伸張に応じた電圧がその電極（図示せず）に現
れ、図示しないリード線を介して電圧検出手段などによ
り、湾曲部の湾曲角を検出するようになっている。FIG. 4 shows a sensor section for detecting a bending angle provided in the middle of the angle wire. As shown in FIG. 4, sensor parts 64, 64 formed of elastic pieces or the like are attached in the middle of a pair of angle wires 63, 63 wound around a pulley 62 which is rotationally driven by a pulley drive motor 61, Attaches PVDF65. Each PVD
Since F65 expands in accordance with the tension of the angle wire 63, a voltage corresponding to this expansion appears in its electrode (not shown), and the bending angle of the bending portion is changed by a voltage detecting means or the like via a lead wire (not shown). It is designed to detect.
【００２７】図５は内視鏡の挿入部の屈曲状態を検出可
能な挿入部形状測定装置７１の構成を示す。この挿入部
形状測定装置７１は、挿入部形状測定センサ７２と、こ
の挿入部形状測定センサ７２の出力を演算して挿入部形
状の信号を生成する演算装置７３と、この挿入部形状を
表示するモニタ７４とから構成される。FIG. 5 shows the construction of an insertion portion shape measuring device 71 capable of detecting the bending state of the insertion portion of the endoscope. The insertion portion shape measuring device 71 displays an insertion portion shape measuring sensor 72, an arithmetic device 73 that calculates an output of the insertion portion shape measuring sensor 72 to generate a signal of the insertion portion shape, and the insertion portion shape. And a monitor 74.
【００２８】上記挿入部形状測定センサ７２は、図６に
示すようにガイドワイヤ７５の外周面にＰＶＤＦ板７６
を巻き付け、接着剤などで固定される。このＰＶＤＦ板
７６の一方の面（この場合ガイドワイヤ７５に接着され
る側の面）には全面電極７７が設けられ、他方の面、つ
まり外側となる面には円周方向に、等間隔で例えば３つ
の電極部７８ａ、７８ｂ、７８ｃが設けられていると共
に、各電極部７８ｊ（ｊ＝ａ，ｂ，ｃ）は長手方向には
等間隔で形成した電極７８ｊ−１，７８ｊ−２，…で形
成されている。As shown in FIG. 6, the insertion portion shape measuring sensor 72 has a PVDF plate 76 on the outer peripheral surface of the guide wire 75.
Is wrapped around and fixed with an adhesive or the like. A full surface electrode 77 is provided on one surface of the PVDF plate 76 (in this case, the surface that is bonded to the guide wire 75), and the other surface, that is, the outer surface, is circumferentially equidistant. For example, three electrode parts 78a, 78b, 78c are provided, and each electrode part 78j (j = a, b, c) is formed with electrodes 78j-1, 78j-2, ... Is formed by.
【００２９】全面電極７７及び各電極７８ｊ−ｋ（ｋ＝
１，２，…）は図示しないリード線で演算装置７３に接
続され、電極７８ｊ−ｋに発生した起電力を演算するこ
とによって各電極７８ｊ−ｋが設けられた部分の湾曲角
を求める演算を行い、その演算結果の（この挿入部形状
測定センサ７２が挿通された長手方向全域の）湾曲（屈
曲）状態をモニタ７４に表示する。The entire surface electrode 77 and each electrode 78j-k (k =
1, 2, ...) are connected to the computing device 73 by lead wires (not shown), and the computation is performed to obtain the bending angle of the portion where each electrode 78j-k is provided by computing the electromotive force generated in the electrode 78j-k. The calculation result is displayed on the monitor 74 in the curved (bent) state (in the entire longitudinal direction in which the insertion portion shape measuring sensor 72 is inserted).
【００３０】図７はこの挿入部形状測定センサ７２を内
視鏡の挿入部８２内に形成されたチャンネル８３内に挿
通した状態を示す。チャンネル８３内に挿通することに
よって、チャンネル８３の屈曲状態、従って挿入部８２
の屈曲状態を知ることが可能になる。FIG. 7 shows a state in which the insertion portion shape measuring sensor 72 is inserted into the channel 83 formed in the insertion portion 82 of the endoscope. By being inserted into the channel 83, the bent state of the channel 83, and hence the insertion portion 82
It becomes possible to know the bending state of.
【００３１】従って、例えば体腔内の深部位置などに挿
入して観察を行う場合、チャンネル８３内にこの挿入部
形状測定センサ７２を挿通した状態で挿入していけば、
挿入部８２の屈曲状態がモニタ７４に表示されるので、
挿入操作を円滑に行うことができる。Therefore, for example, when the insertion portion shape measuring sensor 72 is inserted into the channel 83 when the observation is performed by inserting it at a deep position in the body cavity,
Since the bending state of the insertion portion 82 is displayed on the monitor 74,
The insertion operation can be performed smoothly.
【００３２】この装置７１ではセンサ部をＰＶＤＦ１枚
で構成できるので、構造がシンプルとなり、小型化もで
きる。また、製造が容易である。また、チャンネル８３
内に汚物が付着した場合にも容易に洗浄することができ
る。なお、ＰＶＤＦ板７６を周方向に３分割したが、４
分割以上にしても良い。また、センサは単数でも複数で
も良い。但し、単数の場合には、ワイヤの挿入長を検出
する装置が必要になる。In this device 71, since the sensor portion can be composed of one PVDF sheet, the structure is simple and the size can be reduced. Moreover, it is easy to manufacture. Also, channel 83
Even if dirt adheres to the inside, it can be easily washed. In addition, the PVDF plate 76 was divided into three in the circumferential direction.
It may be divided or more. Further, the sensor may be single or plural. However, in the case of a single device, a device for detecting the wire insertion length is required.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、挿
入部に形成した湾曲部に配置され、高分子圧電材料で形
成され、湾曲角を検出するための高分子圧電センサと、
前記高分子圧電センサの出力信号から湾曲角に対応する
信号を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
力信号に基づき、前記湾曲部の湾曲角を表示する表示手
段とを設けているので、挿入部の屈曲状態などの影響を
受けることなく、湾曲部に配置した高分子圧電センサに
よって高精度で湾曲角を検出できる。As described above, according to the present invention, there is provided a polymeric piezoelectric sensor which is disposed in the curved portion formed in the insertion portion and is made of a polymeric piezoelectric material and which detects a bending angle.
Since the signal processing means for generating a signal corresponding to the bending angle from the output signal of the polymer piezoelectric sensor and the display means for displaying the bending angle of the bending portion based on the output signal of the signal processing means are provided. The bending angle can be detected with high accuracy by the polymer piezoelectric sensor arranged in the bending portion without being affected by the bending state of the insertion portion.
【図１】本発明の第１実施例を備えた内視鏡装置の構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram of an endoscope apparatus including a first embodiment of the present invention.
【図２】第１実施例の湾曲角検出装置の構成を示すブロ
ック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a bending angle detection device according to the first embodiment.
【図３】第１実施例の変形例における湾曲チューブの構
造を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing the structure of a bending tube in a modification of the first embodiment.
【図４】アングルワイヤの途中に湾曲角検出のためのセ
ンサ部が設けられたことを示す図。FIG. 4 is a view showing that a sensor unit for detecting a bending angle is provided in the middle of an angle wire.
【図５】挿入部形状測定装置の構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an insertion portion shape measuring device.
【図６】挿入部形状測定センサの構造を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a structure of an insertion portion shape measuring sensor.
【図７】挿入部形状測定センサを内視鏡のチャンネル内
に挿通した状態を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a state in which an insertion portion shape measuring sensor is inserted into a channel of an endoscope.
１…内視鏡装置 ２…内視鏡 ３…光源 ４…挿入部 ５…湾曲部 ６…モータ ７…モータコントロールユニット（ＭＣＵ） ８…湾曲角検出回路 １１…先端部 １２…可撓部 １３…操作部 １５…プーリ １６…アングルワイヤ １７…ジョイスティック ２１…ＰＶＤＦチューブ ２３…電極 ２４ｕ，２４ｄ，２４ｌ，２４ｒ…電極 ２５ｕ，２５ｄ，２５３，２５ｒ…リード線 ３１…湾曲角検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope device 2 ... Endoscope 3 ... Light source 4 ... Insertion part 5 ... Bending part 6 ... Motor 7 ... Motor control unit (MCU) 8 ... Bending angle detection circuit 11 ... Tip part 12 ... Flexible part 13 ... Operation part 15 ... Pulley 16 ... Angle wire 17 ... Joystick 21 ... PVDF tube 23 ... Electrodes 24u, 24d, 24l, 24r ... Electrodes 25u, 25d, 253, 25r ... Lead wire 31 ... Curvature angle detection device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 備藤 士郎 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 長岡 由希子 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 河野 裕宣 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 川島 晃一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 吉野 謙二 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大関 和彦 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山口 征治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 谷口 芳久 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 森山 宏樹 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shiro Bito 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Yukiko Nagaoka 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Hironobu Kono 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (72) Koichi Kawashima 2-43 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Yoshino 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Ozeki 2-43 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo No. 2 Olympus Optical Co., Ltd. (72) Inventor Seiji Yamaguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori Pass Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihisa Taniguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Orin Pass Optical Industry Co., Ltd. (72) Hiroki Moriyama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Ori Inside Npus Optical Industry Co., Ltd.
Claims (1)
曲部と、 前記湾曲部に配置され、高分子圧電材料で形成され、湾
曲角を検出するための高分子圧電センサと、 前記高分子圧電センサの出力信号から湾曲角に対応する
信号を生成する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力信号に基づき、前記湾曲部の湾
曲角を表示する表示手段と、を設けたことを特徴とする
湾曲角検出装置。1. An elongated insertion portion, a bending portion formed in the insertion portion, a polymeric piezoelectric sensor which is disposed in the bending portion and is made of a polymeric piezoelectric material, and which detects a bending angle, A signal processing unit that generates a signal corresponding to the bending angle from the output signal of the polymer piezoelectric sensor, and a display unit that displays the bending angle of the bending portion based on the output signal of the signal processing unit are provided. A characteristic bending angle detection device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345545A JPH05176879A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Bending angle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345545A JPH05176879A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Bending angle detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176879A true JPH05176879A (en) | 1993-07-20 |
Family
ID=18377318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345545A Withdrawn JPH05176879A (en) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | Bending angle detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05176879A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006314775A (en) * | 2005-04-12 | 2006-11-24 | Olympus Corp | Endoscope system |
| JP2012245254A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Hoya Corp | Endoscope, endoscope system, and endoscope management system |
| JP2014064917A (en) * | 2007-01-29 | 2014-04-17 | Intuitive Surgical Operations Inc | System for controlling instrument using shape sensor |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345545A patent/JPH05176879A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006314775A (en) * | 2005-04-12 | 2006-11-24 | Olympus Corp | Endoscope system |
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| US10660509B2 (en) | 2007-01-29 | 2020-05-26 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for controlling an instrument using shape sensors |
| US11039736B2 (en) | 2007-01-29 | 2021-06-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | System for controlling an instrument using shape sensors |
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