JP2760585B2 - Endoscope system - Google Patents
Endoscope systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は湾曲角表示手段を備えた内視鏡システムに関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an endoscope system provided with a curved angle display means.
[従来技術] 近年、医療分野及び工業用分野等で内視鏡が広く用い
られるようになった。[Prior Art] In recent years, endoscopes have been widely used in medical fields, industrial fields, and the like.
この内視鏡は、一般に屈曲した部位にも挿入したり、
所望の方位に向けて観察できるように、挿入部の先端近
く等に湾曲部が設けてあり、手元側操作部にて湾曲操作
を行えるようにしている。This endoscope is generally inserted into a bent part,
A bending portion is provided near the distal end of the insertion portion or the like so that the user can observe the object in a desired direction.
例えば特開昭62−129811号公報では、湾曲操作による
駆動位置等を検出するセンサを設けて、内視鏡画像と共
にモニタ画面上に表示するようにしている。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-122981, a sensor for detecting a driving position or the like by a bending operation is provided so as to be displayed on a monitor screen together with an endoscope image.
又、本出願人は、特願昭63−321537号にて内視鏡挿入
部に設けた湾曲機構をモータ駆動すると共に、フォトリ
フレクタを用いて湾曲角を測定してモニタに湾曲角を表
示する内視鏡システムを提案した。In addition, the present applicant drives the bending mechanism provided in the endoscope insertion portion in Japanese Patent Application No. 63-321537 by motor, and measures the bending angle using a photo reflector to display the bending angle on a monitor. An endoscope system was proposed.
上記公報の内視鏡の湾曲装置では、モータ駆動でない
ので、術者(操作者)は湾曲操作時に湾曲装置の反力に
よって、湾曲角が推定できる。In the bending device of the endoscope disclosed in the above publication, since the motor is not driven, the operator (operator) can estimate the bending angle by the reaction force of the bending device during the bending operation.
[発明が解決しようとする問題点] しかし、この場合には湾曲量を大きくしたい場合等に
は湾曲操作の力量を大きくしなければならず、操作性が
低下する。[Problems to be Solved by the Invention] However, in this case, if it is desired to increase the amount of bending, the force of the bending operation must be increased, and the operability is reduced.
これに対し、本出願人によるモータ駆動のようにする
と、大きく湾曲させる場合にも簡単に行うことができ
る。On the other hand, when the motor is driven by the present applicant, it can be easily performed even when the motor is largely curved.
しかし、モータ駆動の場合には、湾曲装置からの反力
がないので、そのままでは術者は湾曲角が分らない。こ
の場合、術者が湾曲角を認識せずに、無理な湾曲をかけ
たり、湾曲したまま引き抜こうとすると、特に医療用の
場合には体壁等に傷つけたりする可能性が生じるため、
非常に危険である。However, in the case of motor driving, there is no reaction force from the bending device, and thus the surgeon cannot know the bending angle as it is. In this case, if the surgeon does not recognize the angle of curvature and applies an excessive curve or attempts to withdraw while curved, there is a possibility that the body wall etc. may be damaged, especially in the case of medical use.
Very dangerous.
従って、この提案のように、操作部内にフォトリフレ
クタ等の湾曲角を検出するセンサを設け、モニタで湾曲
情報を表示するようにしている。このように、モータ駆
動の湾曲装置では、湾曲角表示は安全上不可欠となる。Therefore, as in this proposal, a sensor for detecting a bending angle, such as a photoreflector, is provided in the operation unit, and bending information is displayed on a monitor. As described above, in the bending device driven by the motor, the display of the bending angle is indispensable for safety.
しかしながら、このようなセンサを設けると、そのセ
ンサの収納スペースのために操作部が大型化してしま
い、操作性が低下してしまうという欠点が生じる。操作
部内でなく、挿入部内に湾曲角検知手段を設けることも
考えられるが、この場合には挿入部の外径が太くなって
しまい、患者に大きな苦痛を強いることになったり、挿
入使用できる用途が狭くなってしまう。However, when such a sensor is provided, there is a disadvantage that the operation unit becomes large due to a storage space for the sensor, and the operability is reduced. It is also conceivable to provide a bending angle detecting means in the insertion section instead of in the operation section.However, in this case, the outer diameter of the insertion section becomes large, which causes a great pain to the patient, or an application that can be inserted and used. Becomes narrower.
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、大
きな力量を必要とすることなく湾曲でき、且つ湾曲角検
出のためのセンサを設けることなく湾曲角を表示できる
ようにした内視鏡システム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 has an endoscope system capable of bending without requiring a large amount of force and displaying a bending angle without providing a sensor for detecting a bending angle. The purpose is to provide.
[問題点を解決する手段及び作用] 本発明では湾曲用スイッチからの入力信号を検知する
入力検知手段の出力信号を湾曲駆動手段に入力して、湾
曲部を湾曲駆動させると共に、湾曲角の表示手段を制御
する湾曲角制御手段にも入力して、湾曲角を表示するた
めの信号を生成する構成にすることによって、湾曲角の
検出センサ手段を必要としないで、湾曲角を表示できる
ようにしている。[Means for Solving the Problems and Action] In the present invention, an output signal of an input detection unit that detects an input signal from a bending switch is input to a bending driving unit to drive a bending portion to bend and to display a bending angle. By inputting also to the bending angle control means for controlling the means and generating a signal for displaying the bending angle, the bending angle can be displayed without the need for the bending angle detection sensor means. ing.
[実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to the drawings.
第1図ないし第14図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は第1実施例における湾曲駆動手段及び湾曲角表示
手段の制御系の概略構成図、第2図は第1実施例の全体
構成図、第3図ないし第6図は電子内視鏡の外観を示
し、第3図は平面図、第4図は正面図、第5図は第4図
の左側面図、第6図は第4図の右側面図、第7図ないし
第10図は湾曲用スイッチの構造を示し、第7図は断面
図、第8図は第7図の平面図、第9図は第8図のA−O
線断面図、第10図は第8図のB−O線断面図、第11図は
湾曲部の湾曲駒を示す斜視図、第12図は第11図のG−G
線断面図、第13図は第12図のH−H線断面図、第14図は
湾曲駆動制御手段と湾曲角演算手段等を示す構成図であ
る。1 to 14 relate to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system of a bending drive unit and a bending angle display unit in the first embodiment, and FIG. 2 is a first embodiment. 3 to 6 show the appearance of the electronic endoscope. FIG. 3 is a plan view, FIG. 4 is a front view, FIG. 5 is a left side view of FIG. 6 is a right side view of FIG. 4, FIGS. 7 to 10 show the structure of the bending switch, FIG. 7 is a sectional view, FIG. 8 is a plan view of FIG. 7, and FIG. A-O in FIG.
10, FIG. 10 is a sectional view taken along the line B--O of FIG. 8, FIG. 11 is a perspective view showing a bending piece of the bending portion, and FIG. 12 is a line GG of FIG.
13 is a sectional view taken along line HH of FIG. 12, and FIG. 14 is a configuration diagram showing a bending drive control unit and a bending angle calculation unit.
第2図に示すように第1実施例の内視鏡システム1は
撮像手段を内蔵した電子内視鏡2と、この電子内視鏡2
に照明光を供給する光源装置3と、前記電子内視鏡2か
らの出力信号が入力され、テレビ信号に変換するテレビ
信号化回路を備えた信号処理装置4と、この信号処理装
置4からのテレビ信号を映像として表示するモニタ5と
から構成される。As shown in FIG. 2, an endoscope system 1 according to the first embodiment includes an electronic endoscope 2 having built-in image pickup means,
A signal processing device 4 including a light source device 3 for supplying illumination light to the device, a television signal conversion circuit that receives an output signal from the electronic endoscope 2 and converts the signal into a television signal; And a monitor 5 for displaying television signals as video.
上記電子内視鏡2は体腔内等に挿入できるように細長
に形成した挿入部6と、この挿入部6の後端側に形成し
た太幅の操作部7と、この操作部7から延出した2本の
ユニバーサルコード8,9と、一方のユニバーサルコード
8の端部に取付けた信号用コネクタ10と、他方のユニバ
ーサルコード9の端部に取付けた光源用コネクタ11とか
ら構成される。The electronic endoscope 2 has an elongated insertion portion 6 formed so as to be inserted into a body cavity or the like, a wide operation portion 7 formed on the rear end side of the insertion portion 6, and extends from the operation portion 7. And a signal connector 10 attached to the end of one universal cord 8 and a light source connector 11 attached to the end of the other universal cord 9.
上記挿入部6は、先端側から先端(構成)部12、湾曲
可能な湾曲部13、可撓性の可撓管部14が順次形成されて
いる。The insertion portion 6 has a distal end (configuration) portion 12, a bendable bending portion 13, and a flexible tube portion 14 formed in this order from the distal end side.
上記信号用コネクタ10は信号処理装置4の前面に設け
た信号用コネクタ受け15に接続可能であり、光源用コネ
クタ11は光源装置3の光源用コネクタ受け16に接続可能
である。The signal connector 10 can be connected to a signal connector receiver 15 provided on the front surface of the signal processing device 4, and the light source connector 11 can be connected to a light source connector receiver 16 of the light source device 3.
この光源用コネクタ11を光源用コネクタ受け16に接続
することにより、光源装置11内の図示しない光源ランプ
の光は、電子内視鏡2のライトガイド17の手元側端面に
供給され、先端部12側の端面から被写体に向けて照明光
が出射される。照明された被写体は、先端部12に設けた
対物レンズ18によって、その焦点面に配設されたCCD19
に結像される。By connecting the light source connector 11 to the light source connector receiver 16, light from a light source lamp (not shown) in the light source device 11 is supplied to the proximal end face of the light guide 17 of the electronic endoscope 2, and Illumination light is emitted from the side end surface toward the subject. The illuminated subject is moved by a CCD 19 disposed on the focal plane by an objective lens 18 provided at the distal end portion 12.
Is imaged.
このCCD19によって、光電変換された画像信号は信号
処理装置4内に入力され、テレビ信号に変換されてモニ
タ5で表示される。The image signal photoelectrically converted by the CCD 19 is input into the signal processing device 4, converted into a television signal, and displayed on the monitor 5.
ところで、電子内視鏡2の外観は第3図ないし第6図
のような外観である。The external appearance of the electronic endoscope 2 is as shown in FIGS. 3 to 6.
操作部7における手で把持する把持部21に各種のスイ
ッチを設けている。Various switches are provided on a gripper 21 of the operation unit 7 which is gripped by hand.
つまり、第3図に示すように把持部21は、四隅を比較
的大きな面取りした正方形の断面を持つ。第4図に示す
ように挿入部6と反対側に斜面22を形成し、この斜面22
に湾曲用スイッチ23を取付けてある。That is, as shown in FIG. 3, the grip portion 21 has a square cross section with four corners that are relatively large. As shown in FIG. 4, a slope 22 is formed on the side opposite to the insertion portion 6, and this slope 22 is formed.
The switch 23 for bending is attached to.
上記斜面22の法線方向は、第5図及び第6図に示す矢
印の方向となる。このようにすることにより、湾曲用ス
イッチ23を操作する親指の動きがスムーズになる。The normal direction of the slope 22 is the direction of the arrow shown in FIG. 5 and FIG. By doing so, the movement of the thumb that operates the bending switch 23 becomes smooth.
第5図及び第6図に示すように、把持部21の側面に
は、上方から送気スイッチ24、送水スイッチ25、吸引ス
イッチ26が設けてある。送水スイッチ25の表面積は、送
気スイッチ24、吸引スイッチ26より小さく、且つ角型に
してあり、丸型の送気スイッチ24、吸引スイッチ26と識
別が容易となるようにしてある。又、操作性を良好にす
るために、第6図に示すように送気スイッチ24は、送水
スイッチ25、吸引スイッチ26より右側にずらして配設し
てある。As shown in FIGS. 5 and 6, an air supply switch 24, a water supply switch 25, and a suction switch 26 are provided on the side surface of the grip portion 21 from above. The surface area of the water supply switch 25 is smaller than the air supply switch 24 and the suction switch 26 and is square, so that the water supply switch 25 and the round air supply switch 24 and the suction switch 26 can be easily distinguished. In order to improve the operability, the air supply switch 24 is arranged to be shifted to the right from the water supply switch 25 and the suction switch 26 as shown in FIG.
上記湾曲用スイッチ23、送気スイッチ24、送水スイッ
チ25、吸引スイッチ26は、操作部本体の表面からわずか
に凸になっており、またこの本体とは接着剤、充填剤等
で滑らかにつながっているので、洗浄、消毒に対する処
置を行い易い。The bending switch 23, the air supply switch 24, the water supply switch 25, and the suction switch 26 are slightly convex from the surface of the operation section main body, and are smoothly connected to the main body with an adhesive, a filler, or the like. Therefore, it is easy to take measures for cleaning and disinfection.
上記送気スイッチ24、送水スイッチ25、吸引スイッチ
26は、押圧することで導通する圧電ゴム等のスイッチで
あり、その押圧によってポンプと作動とか弁の作動と連
動する。Above air supply switch 24, water supply switch 25, suction switch
Reference numeral 26 denotes a switch made of a conductive material such as a piezoelectric rubber which is turned on when pressed.
尚、第5図の上方右方位置から延出するユニバーサル
コード8の内側にはライトガイド17とか管路とか湾曲装
置電源コード等が収納されている。A light guide 17, a pipe, a bending device power cord, and the like are housed inside the universal cord 8 extending from the upper right position in FIG.
次に第7図ないし第10図を参照して、湾曲用スイッチ
23の構造を説明する。Next, referring to FIGS. 7 to 10, a bending switch will be described.
The structure of 23 will be described.
湾曲用スイッチ23は、ベース32と、このベース32を操
作部本体33に固定するベース押え36及びナット37と、前
記ベース32上に接着固定されたフレキシブル基板38と、
このフレキシブル基板38上に載置された感圧導電ゴム39
と、前記ベース押え36上部の凹部に傾動可能に載置され
たプラスチック等の絶縁材からなるプレート40と、これ
らを覆うスイッチカバー41とから構成されている。この
スイッチカバー41は、シリコンゴム等の弾性ゴムで形成
してあり、このカバー41内部を水密構造にしている。The bending switch 23 includes a base 32, a base retainer 36 and a nut 37 for fixing the base 32 to the operation unit main body 33, a flexible board 38 bonded and fixed on the base 32,
Pressure-sensitive conductive rubber 39 placed on this flexible substrate 38
And a plate 40 made of an insulating material such as plastic, which is tiltably placed in the concave portion above the base retainer 36, and a switch cover 41 covering these. The switch cover 41 is formed of an elastic rubber such as silicon rubber, and the inside of the cover 41 has a watertight structure.
上記操作部本体33には中心に第1の貫通孔33aが設け
られ、その周囲に90°の間隔に配置された、4箇所の第
2の貫通孔33b、その周囲に配置された第3の貫通孔33c
(第9図参照)、その周囲に配置された第4の貫通孔33
dがそれぞれ穿設されている。A first through hole 33a is provided at the center of the operation unit main body 33, and four second through holes 33b are arranged around the first through hole 33a at intervals of 90 °. Through hole 33c
(See FIG. 9), a fourth through-hole 33 arranged around it
d is drilled respectively.
上記ベース32は、円板状であり、このベース32にも操
作部本体33の各貫通孔33a,…33dに対応して第1の貫通
孔32a、第2の貫通孔32b、第3の貫通孔32c、第4の貫
通孔32dが穿設されている。又、第10図に示す様に、こ
のベース32の外周の一部には位置決めのための切欠き32
gが設けてある。The base 32 has a disk shape. The base 32 also has a first through hole 32a, a second through hole 32b, and a third through hole corresponding to the through holes 33a,. A hole 32c and a fourth through hole 32d are formed. As shown in FIG. 10, a notch 32 for positioning is provided in a part of the outer periphery of the base 32.
g is provided.
上記操作部本体33とベース32の中心に設けた第1の貫
通孔33a、32aには、上記ベース押え36が貫通され、その
末端(下端)のねじ部においてナット37で固定される。The base presser 36 penetrates through first through holes 33a and 32a provided at the center of the operation unit main body 33 and the base 32, and is fixed with a nut 37 at a screw portion at the end (lower end) thereof.
上記ベース32の上面には、上記円板状のフレキシブル
基板38が接着固定されている。このフレキシブル基板38
の上面には、電極パターンが設けてある。この電極パタ
ーンは、上記ベース32の貫通孔32b,32cに対応する位置
にランド部38bおよび38dが設けられ(第8図参照)、こ
のランド部38b(4箇所全てにおいて)から外周方向に
延びるくし形電極部38eが設けてある。このくし形電極
部38eの一方のパターン部は、上記ランド部38bと接続さ
れ、他の一方は共通のGND(グランド)として、フレキ
シブル基板38の外周を1周してランド部38dに接続され
ている。On the upper surface of the base 32, the disc-shaped flexible substrate 38 is bonded and fixed. This flexible board 38
An electrode pattern is provided on the upper surface of the substrate. In this electrode pattern, lands 38b and 38d are provided at positions corresponding to the through holes 32b and 32c of the base 32 (see FIG. 8), and combs extending from the lands 38b (at all four locations) in the outer peripheral direction. A shaped electrode portion 38e is provided. One pattern portion of the comb-shaped electrode portion 38e is connected to the land portion 38b, and the other pattern portion is connected to the land portion 38d as a common GND (ground) by making one round around the outer periphery of the flexible substrate 38. I have.
又、各ランド部38b,38dには貫通孔が設けてある。 Further, a through hole is provided in each of the lands 38b and 38d.
上記感圧導電ゴム39は、例えば三つ星ベルト社製ツー
デックスで形成され、中心部に貫通孔39a、上記フレキ
シブル基板38のランド部38dに対応する位置に貫通孔39c
(第9図参照)が設けられ、後述するフレキシブル基板
39のハンダ付け部と接触しないようにしている。The pressure-sensitive conductive rubber 39 is formed of, for example, Tudex manufactured by Mitsuboshi Belting Co., Ltd., and has a through hole 39a at the center and a through hole 39c at a position corresponding to the land portion 38d of the flexible substrate 38.
(See FIG. 9), and a flexible substrate to be described later.
It does not come in contact with the 39 soldered parts.
上記プレート40は、その中心部に傾動軸40aが突設さ
れ、ベース押え36の円錐状切欠き凹部に当接して支持さ
れている。また、上記フレキシブル基板38の各くし形電
極部38eに対応する位置に、計4個の押圧凸部40bが設け
られている。各押圧凸部40bの反対側の面には、それぞ
れ位置決め凹部40c(計4個)が設けてある。The plate 40 has a tilt shaft 40a protruding from the center thereof, and is supported in contact with the conical notch recess of the base retainer. Further, a total of four pressing projections 40b are provided at positions corresponding to the respective comb-shaped electrode portions 38e of the flexible substrate 38. Positioning concave portions 40c (four in total) are provided on the opposite surface of each pressing convex portion 40b.
上記スイッチカバー41は、円板状の本体41aと、その
外周部に設けられたスカート部41bとからなる。この本
体41aはその外表面の中心部を若干切欠いて凹部41cが設
けられ、またその内面には、上記プレート40の位置決め
凹部40cに嵌合するように位置決め凸部41dが設けてあ
る。各位置決め凸部41dの反対側の外表面には、方向支
持のための凸部41eが設けられている。The switch cover 41 includes a disk-shaped main body 41a and a skirt 41b provided on an outer peripheral portion thereof. The main body 41a is provided with a concave portion 41c with a center portion of the outer surface thereof slightly cut away, and a positioning convex portion 41d provided on the inner surface thereof so as to fit into the positioning concave portion 40c of the plate 40. On the outer surface on the opposite side of each positioning projection 41d, a projection 41e for supporting the direction is provided.
上記スカート部41b下部には全周にわたり、絞り部41f
が設けられ、上記操作部本体33に設けられた凹部に、上
記ベース32によって嵌め込まれている。In the lower part of the skirt portion 41b, the squeezed portion 41f extends over the entire circumference.
Is provided, and is fitted by the base 32 into a concave portion provided in the operation section main body 33.
なお、スカート部41bの下部には、位置決め用凸部41g
(第10図参照)が設けてあり、ベース32の位置決め切欠
き32gに嵌め込まれている。It should be noted that a positioning projection 41g is provided below the skirt 41b.
(See FIG. 10), which is fitted into the positioning notch 32g of the base 32.
上記フレキシブル基板38のランド部38b,38dには、リ
ード線42,43(それぞれ計4本)がハンダ付けされてお
り、各リード線42,43は湾曲指示読取回路44(第1図参
照)に接続される。Leads 42, 43 (four in total) are soldered to the lands 38b, 38d of the flexible substrate 38, and the leads 42, 43 are connected to a bending instruction reading circuit 44 (see FIG. 1). Connected.
尚、第4の貫通孔33d,32dには位置決めピン45が嵌込
まれ、ベース32の位置決めを行っている。Note that positioning pins 45 are fitted into the fourth through holes 33d and 32d to position the base 32.
ところで、この実施例では湾曲操作を行うと、第1図
に示すような湾曲駆動系及び湾曲量表示系が動作するよ
うになっている。湾曲用スイッチ23、つまり湾曲指示入
力手段46が操作されると、その操作量によってその操作
量に対応した信号が湾曲指示読取回路44に入力される。
この湾曲指示読取回路44によって、その信号の大きさが
検出され、この信号は駆動制御回路47に伝達する。この
駆動制御回路47は、伝達された信号の大きさから駆動装
置48を駆動する駆動量を算出し、この駆動量に対応した
信号を駆動装置48に伝達し、湾曲機構49を作動させる。By the way, in this embodiment, when a bending operation is performed, a bending drive system and a bending amount display system as shown in FIG. 1 operate. When the bending switch 23, that is, the bending instruction input means 46 is operated, a signal corresponding to the operation amount is input to the bending instruction reading circuit 44 according to the operation amount.
The magnitude of the signal is detected by the bending instruction reading circuit 44, and the signal is transmitted to the drive control circuit 47. The drive control circuit 47 calculates a drive amount for driving the drive device 48 from the magnitude of the transmitted signal, transmits a signal corresponding to the drive amount to the drive device 48, and operates the bending mechanism 49.
次に第11図ないし第13図を参照して湾曲角部13の構造
について以下に説明する。Next, the structure of the curved corner portion 13 will be described below with reference to FIG. 11 to FIG.
第11図に示すように、湾曲部13は複数の節輪(湾曲
駒)53a,53b,…が静電モータ54a,54a;54b,54b;…を介し
て接続され、静電モータ54i,54i(ここでiはa,b,…)
を回転させることにより、湾曲できるようにしている。As shown in FIG. 11, the bending portion 13 includes a plurality of node rings (bending pieces) 53a, 53b,... Connected via electrostatic motors 54a, 54a; 54b, 54b; (Where i is a, b, ...)
By rotating, it is possible to bend.
上記静電モータ54iは第12図及び第13図に示す構造で
ある。The electrostatic motor 54i has the structure shown in FIG. 12 and FIG.
シリコン基盤61上に、SiO2層62、SiN4層63、多結晶Si
層64が積層されており、第13図に示すように多結晶Si層
64は円周上に12等分された角部65,65,…を有し、各角部
65からの2本の電極線66,66が引き出され、入力切換制
御装置67に接続されている。この入力切換制御装置67
は、外部入力に従って各角部65に順々に電圧を印加する
ことができる。又、この入力切換制御装置67は、集積化
され、シリコン基盤61に固定されている。SiO 2 layer 62, SiN 4 layer 63, polycrystalline Si on silicon substrate 61
Layer 64 is laminated, and as shown in FIG. 13, a polycrystalline Si layer
64 has corners 65, 65,...
Two electrode wires 66, 66 from 65 are drawn out and connected to an input switching control device 67. This input switching control device 67
Can sequentially apply a voltage to each corner 65 in accordance with an external input. The input switching control device 67 is integrated and fixed to the silicon substrate 61.
上記シリコン基盤61は、第1の節輪53aの耳部68aに設
けた孔に嵌挿され、接着等で固定される。The silicon substrate 61 is inserted into a hole provided in the ear 68a of the first node ring 53a, and is fixed by bonding or the like.
一方、この第1の節輪53aと隣接する第2の節輪53bの
耳部68bに設けた孔には、シリコン基盤69が嵌挿され、
接着等で固定されている。このシリコン基盤69はに、Si
O2層70、SiN4層71、多結晶Si層72が積層されており、こ
の多結晶Si層72は角部65の内周側に位置した3本の腕部
73,73,73を有している。On the other hand, a silicon substrate 69 is inserted into a hole provided in the ear 68b of the second node ring 53b adjacent to the first node ring 53a,
It is fixed by bonding or the like. This silicon base 69 is made of Si
An O 2 layer 70, a SiN 4 layer 71, and a polycrystalline Si layer 72 are laminated. The polycrystalline Si layer 72 has three arms located on the inner peripheral side of the corner 65.
73, 73, 73.
上記角部65と腕部73がわずかの隙間を持って配置され
るように、多結晶Si層72に設けた軸74は、シリコン基盤
61に設けた穴75に回転自在に嵌合している。The shaft 74 provided on the polycrystalline Si layer 72 is made of a silicon base so that the corner 65 and the arm 73 are arranged with a slight gap.
It is rotatably fitted in a hole 75 provided in 61.
上記軸74の表面及び角部65と腕部73の各対向する面に
はSi3N4の潤滑層が設けられている。A lubricating layer of Si3N4 is provided on the surface of the shaft 74 and the opposing surfaces of the corner 65 and the arm 73.
しかして、角部65に電圧を印加すると、静電力によ
り、腕部73が電圧が印加された該角部65に牽引される。
電圧を印加する角部65を順次隣に変えると、それに伴っ
て腕部73が回転する。電圧のかけかたを逆方向にすれ
ば、腕部73は逆回転となる。これが静電モータによる回
転の基本原理である。Thus, when a voltage is applied to the corner 65, the arm 73 is pulled by the corner 65 to which the voltage is applied by the electrostatic force.
When the corner 65 to which the voltage is applied is sequentially changed to the next side, the arm 73 rotates accordingly. If the voltage is applied in the opposite direction, the arm 73 rotates in the reverse direction. This is the basic principle of rotation by an electrostatic motor.
ここで仮りに電圧をかける角部65を1個づつ順次に変
えた場合、最初に電圧を印加した角部65の近くに腕部73
が存在すれば、直ぐに回転が始まるが、近くに腕部73が
ない場合には、電圧をかける角部65を順次変えていっ
て、腕部73が近づいた所から回転が始まる。Here, if the corners 65 to which the voltage is applied are sequentially changed one by one, the arm 73 is placed near the corner 65 to which the voltage is first applied.
Is present, the rotation starts immediately, but if there is no arm 73 nearby, the corner 65 to which the voltage is applied is sequentially changed, and the rotation starts from the position where the arm 73 approaches.
これでは、回転角の誤差となってしまったり、応答が
悪化する。そこで本実施例では、90°間隔の4個の角部
65,65,65,65に同時に電圧を印加する。すると、必ずい
ずれかの腕部73が電圧をかけた角部65の近くに存在する
ので、上記不具合を解消できる。In this case, an error in the rotation angle occurs, or the response deteriorates. Therefore, in this embodiment, four corners at 90 ° intervals are used.
A voltage is applied to 65, 65, 65, 65 simultaneously. Then, since one of the arms 73 always exists near the corner 65 to which the voltage is applied, the above problem can be solved.
一方、応答性よりも、パワーを必要としたい場合は、
120°間隔の3つの角部65,65,65に同時に電圧を印加す
れば良い。この場合には、腕部73の数を4本に増大し、
90°間隔の4つの角部65,…に同時に電圧をかければさ
らに有効である。On the other hand, if you want more power than responsiveness,
A voltage may be applied simultaneously to the three corners 65, 65, 65 at 120 ° intervals. In this case, the number of arms 73 is increased to four,
It is more effective if voltages are simultaneously applied to the four corners 65,.
次に第14図を参照して、湾曲駆動する制御系及びモニ
タ5に湾曲角を表示する信号処理系について説明する。Next, with reference to FIG. 14, a control system for driving the bending and a signal processing system for displaying the bending angle on the monitor 5 will be described.
第7図に示す湾曲用スイッチ23の上下方向湾曲スイッ
チ部分は第14図において2つのスイッチ23a,23bで表わ
してあり、スイッチ23aは上方湾曲用、スイッチ23bは下
方湾曲用である。各スイッチ23a又は23bは等価的にスイ
ッチSWと可変抵抗VRで構成される。The vertical bending switch portion of the bending switch 23 shown in FIG. 7 is represented by two switches 23a and 23b in FIG. 14, wherein the switch 23a is for upward bending and the switch 23b is for downward bending. Each switch 23a or 23b is equivalently composed of a switch SW and a variable resistor VR.
これらスイッチ23a,23bはそれぞれ定電流回路77a,77b
及び電圧測定回路78a,78bに接続され、電圧測定回路78
a,78bはそれぞれスイッチ23a,23bの抵抗変化を電圧変化
として出力する。この出力は、A/D変換回路79a,79bでA/
D変換され、そのA/D変換出力は入力切換制御装置67と加
算器80a,80bに伝達される。入力切換制御装置67では、A
/D変換回路79a,79bからのディジタル信号をもとに、駆
動ステップ数と向きを演算し任意の電極を経て順次電圧
を駆動ステップ数だけ加えていく。これに伴って上述の
ように静電モータ54a,54b…(第14図では54で代表して
表わしてある。)が回転し、電子内視鏡2の湾曲部13が
湾曲される。These switches 23a and 23b are connected to constant current circuits 77a and 77b, respectively.
And voltage measurement circuits 78a and 78b.
a and 78b output resistance changes of the switches 23a and 23b as voltage changes. This output is supplied to the A / D conversion circuits 79a and 79b.
The D / A conversion is performed, and the A / D conversion output is transmitted to the input switching control device 67 and the adders 80a and 80b. In the input switching control device 67, A
Based on the digital signals from the / D conversion circuits 79a and 79b, the number of driving steps and the direction are calculated, and a voltage is sequentially applied to the number of driving steps via an arbitrary electrode. Along with this, the electrostatic motors 54a, 54b ... (represented by 54 in FIG. 14) rotate as described above, and the bending portion 13 of the electronic endoscope 2 is bent.
上記駆動ステップ数にて静電モータ54の回転数を管理
する一方、加算器80a,80bではデータを経時的に積算
し、角度変換回路81に出力する。この角度変換回路81で
は、加算器80a,80bの出力の差を演算し、駆動ステップ
数と湾曲角の関係に基づき、角度データに変換する。こ
の角度データはスーパーインポーズ回路82によって、電
子内視鏡2のCCD19に対する信号処理回路83のテレビ信
号と重畳され、モニタ5に出力され、例えば第14図に示
すように内視鏡画像84の周囲の湾曲角表示部85で表示す
る。While the number of rotations of the electrostatic motor 54 is managed by the number of drive steps, the adders 80a and 80b integrate data over time and output the integrated data to the angle conversion circuit 81. The angle conversion circuit 81 calculates the difference between the outputs of the adders 80a and 80b and converts the difference into angle data based on the relationship between the number of drive steps and the bending angle. This angle data is superimposed on the television signal of the signal processing circuit 83 for the CCD 19 of the electronic endoscope 2 by the superimposing circuit 82 and output to the monitor 5, for example, as shown in FIG. It is displayed on the surrounding bending angle display section 85.
上記湾曲角表示部85は、上下、左右方向の湾曲角表示
のために例えば小円状の表示部がそれぞれ4つづつ設け
てあり、それぞれの方向に例えば30°の湾曲角ごとに1
つづつ、LEDが点灯したように表示するようにしてい
る。The bending angle display section 85 is provided with, for example, four small circular display sections each for displaying the bending angle in the vertical and horizontal directions, and one display for each of the bending angles of, for example, 30 ° in each direction.
Subsequently, the LED is displayed as if it were lit.
例えば第14図に示す状態では黒丸がLEDを点灯させた
ように色表示を行っている小円を示し、この場合には右
側90°、下側30°に湾曲していることを表わす。For example, in the state shown in FIG. 14, a black circle indicates a small circle displaying a color as if the LED was lit, and in this case, it indicates that the circle is curved 90 ° to the right and 30 ° to the lower side.
尚、最大湾曲角を表示する場合には、それまで色表示
していた色と異る色で表示するようにすれば、術者に警
告を知らせることができる。When the maximum bending angle is displayed, a warning can be given to the operator by displaying the maximum bending angle in a color different from the color that has been displayed.
尚、第14図の1点鎖線で示す回路86は、1つのユニッ
トにされ、例えばコネクタ10内に収納されている。The circuit 86 shown by a dashed line in FIG. 14 is made into one unit and housed in the connector 10, for example.
この第1実施例によれば、湾曲角の検出手段を挿入部
とか操作部に設けないで済むので、挿入部を太くしない
で済み、且つ操作部を大型化しないで済み、操作性が低
下することを防止できる。又、この1実施例では、湾曲
駆動手段を静電モータを用いているので、操作部に駆動
モータを設ける場合よりも小型化できる。According to the first embodiment, since there is no need to provide a bending angle detecting means in the insertion section or the operation section, the insertion section does not need to be thick and the operation section does not need to be large, and the operability is reduced. Can be prevented. In this embodiment, since the bending drive means uses an electrostatic motor, the size can be reduced as compared with the case where a drive motor is provided in the operation unit.
第15図は本発明の第2実施例における主要部を示す。 FIG. 15 shows a main part in a second embodiment of the present invention.
この第2実施例は、例えばファイバスコープに適用し
た場合における湾曲角表示手段周辺部を示す。In the second embodiment, for example, a peripheral portion of a bending angle display means when applied to a fiberscope is shown.
ファイバスコープの場合には、第1実施例におけるモ
ニタ5を必要としないので、第14図に示す回路86内の角
度変換回路81(この実施例では、ディジタル出力信号を
出力するので81′で示す。)の出力信号で湾曲角表示手
段としてのLED表示部91のLED92,92,…を点灯させること
により、湾曲角を表示するようにしている。尚、デコー
ダを介してLED表示部91に信号を出力しても良い。In the case of a fiberscope, since the monitor 5 in the first embodiment is not required, the angle conversion circuit 81 in the circuit 86 shown in FIG. 14 (in this embodiment, a digital output signal is output, so it is indicated by 81 '). .) Of the LED display section 91 as the bending angle display means with the output signal of (1), the bending angle is displayed. Note that a signal may be output to the LED display unit 91 via the decoder.
LED92,92,…による湾曲角の表示方法は、例えば第1
実施例と同様である。又、湾曲駆動系等の構成は第1実
施例と同様である。The display method of the bending angle by the LEDs 92, 92,.
This is the same as the embodiment. The configuration of the bending drive system and the like is the same as in the first embodiment.
尚、この実施例の回路86は例えばファイバスコープの
ライトガイドコネクタ内に収納してある。The circuit 86 of this embodiment is housed in, for example, a light guide connector of a fiberscope.
この第2実施例の作用効果は第1実施例と同様であ
る。The operation and effect of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
尚、本発明は静電モータを用いたものに限らず、超音
波モータとかステップモータ等を用いても良い。The present invention is not limited to the one using an electrostatic motor, but may use an ultrasonic motor or a step motor.
又、ファイバスコープにTVカメラを装着して使用する
ものに対しても適用できる。Further, the present invention can be applied to a device in which a TV camera is mounted on a fiberscope.
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、湾曲用スイッチか
らの信号によって、湾曲駆動系の湾曲量(角)を制御す
ると共に、その湾曲量を表示手段で表示するように構成
しているので、挿入部とか操作部内に湾曲量の検出手段
を設ける必要がなくなり、挿入部の細径化とか操作部の
操作性の向上を可能にする。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the amount of bending (angle) of the bending drive system is controlled by the signal from the bending switch, and the amount of bending is displayed on the display means. Therefore, there is no need to provide a bending amount detecting means in the insertion section or the operation section, and the diameter of the insertion section can be reduced and the operability of the operation section can be improved.
第1図ないし第14図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例における湾曲駆動手段及び湾曲角表示手
段の制御系の概略構成図、第2図は第1実施例の全体構
成図、第3図ないし第6図は電子内視鏡の外観を示し、
第3図は平面図、第4図は正面図、第5図は第4図の左
側面図、第6図は第4図の右側面図、第7図ないし第10
図は湾曲用スイッチの構造を示し、第7図は断面図、第
8図は第7図の平面図、第9図は第8図のA−O線断面
図、第10図は第8図のB−O線断面図、第11図は湾曲部
の湾曲駒を示す斜視図、第12図は第11図のG−G線断面
図、第13図は第12図のH−H線断面図、第14図は湾曲駆
動制御手段と湾曲角演算手段等を示す構成図、第15図は
本発明の第2実施例における湾曲角表示手段を示す説明
図である。 1…内視鏡システム、2電子内視鏡 3…光源装置、4…信号処理装置 5…モニタ、6…挿入部 7…操作部、13…湾曲部 23…湾曲用スイッチ 54a,54b…静電モータ 84…角度表示部FIGS. 1 to 14 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a control system of a bending drive unit and a bending angle display unit in the first embodiment, FIG. 2 is an overall configuration diagram of the first embodiment, and FIGS. 3 to 6 are external views of an electronic endoscope. Indicates that
3 is a plan view, FIG. 4 is a front view, FIG. 5 is a left side view of FIG. 4, FIG. 6 is a right side view of FIG. 4, and FIGS.
Fig. 7 shows the structure of the bending switch, Fig. 7 is a sectional view, Fig. 8 is a plan view of Fig. 7, Fig. 9 is a sectional view taken along the line A-O of Fig. 8, and Fig. 10 is Fig. 11 is a perspective view showing a bending piece of the bending portion, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line GG of FIG. 11, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line HH of FIG. FIG. 14 is a configuration diagram showing a bending drive control unit and a bending angle calculation unit, and FIG. 15 is an explanatory diagram showing a bending angle display unit in a second embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope system, 2 electronic endoscope 3 ... Light source device 4, ... Signal processing device 5 ... Monitor, 6 ... Insertion part 7 ... Operation part, 13 ... Bending part 23 ... Bending switch 54a, 54b ... Electrostatic Motor 84… Angle display
Claims (1)
挿入部の後端側に形成した操作部と、該湾曲部を駆動す
るために前記挿入部に設けた駆動手段と、該駆動手段の
動作指示を入力するために前記操作部に設けた湾曲用ス
イッチと、該湾曲用スイッチによる入力を検知する入力
検知手段と、該入力検知手段から出力される電気信号に
より、前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
前記湾曲部の湾曲状態を表示するための表示手段と、該
表示手段を制御する表示制御手段とを備えた内視鏡シス
テムにおいて、前記入力検知手段より出力される電気信
号を前記駆動制御手段に入力して駆動手段を駆動させる
と共に、前記表示制御手段に入力して該電気信号から前
記表示手段を制御する電気信号を生成するようにしたこ
とを特徴とする内視鏡システム。A bending portion formed on the distal end side of the insertion portion; an operation portion formed on a rear end side of the insertion portion; a driving means provided on the insertion portion for driving the bending portion; A bending switch provided on the operation unit for inputting an operation instruction of the driving means, an input detection means for detecting an input by the bending switch, and an electric signal output from the input detection means, the driving means Drive control means for controlling the drive of
In an endoscope system including display means for displaying a bending state of the bending portion and display control means for controlling the display means, an electric signal output from the input detection means is transmitted to the drive control means. An endoscope system comprising: an input section for driving a driving section; and an input section for inputting to the display control section to generate an electric signal for controlling the display section from the electric signal.
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