(57)【要約】【課題】ノイズの少ない高品位な画像を得ることができる内視鏡装置を提供する。【解決手段】内視鏡装置１は、挿入部１０に設けられた湾曲部１５と、湾曲部１５を所望の方向に湾曲させるよう操作される湾曲操作部２０と、湾曲操作部２０での操作に応じて湾曲部１５を湾曲させる湾曲機構２２と、湾曲操作部２０に作用する操作力を検出する操作力検出部２３と、操作力検出部２３で検出された操作力に応じた補助操作力を演算する制御部３と、制御部３で演算された補助操作力を発生させ、補助操作力を湾曲機構２２に作用させる電動補助部２４と、電動補助部２４を動作させる電力を含む電気信号を電動補助部２４に伝送する伝送部２５と、を備え、伝送部２５は、電気信号を光信号に変換する電気‐光変換部７０と、電気‐光変換部で変換された光信号を伝送する光伝送部７１と、光伝送部７１で伝送された光信号を電気信号に復元して電動補助部２４に供給する光‐電気変換部７２と、を有する。【選択図】図１
2010220832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に挿入される挿入部に撮像部を有し、該撮像部より撮像信号を出力する内視鏡装置であって、
前記挿入部に設けられた湾曲部と、
前記湾曲部を所望の方向に湾曲させるよう操作される湾曲操作部と、
前記湾曲操作部での操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる湾曲機構と、
前記湾曲操作部に作用する操作力を検出する操作力検出部と、
前記検出部で検出された操作力に応じた補助操作力を演算する制御部と、
前記制御部で演算された補助操作力を発生させ、該補助操作力を前記湾曲機構に作用させる電動補助部と、
前記電動補助部を動作させる電力を含む電気信号を該電動補助部に伝送する伝送部と、
を備え、
前記伝送部は、前記電気信号を光信号に変換する電気‐光変換部と、前記電気‐光変換部で変換された光信号を伝送する光伝送部と、前記光伝送部で伝送された光信号を電気信号に復元して前記電動補助部に供給する光‐電気変換部と、を有する内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部は、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて変調された光信号を生成する内視鏡装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部は、発光素子を有し、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて前記発光素子に供給する電力を制御する内視鏡装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部は、発光素子と、前記発光素子から射出された光の量を調節する絞りとを有し、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて前記絞りを開閉駆動する内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の内視鏡装置であって、
前記湾曲部は、第１の方向と、該第１の方向に交差する第２の方向と、に独立して湾曲可能であり、
前記電動補助部は、前記湾曲部の前記第１の方向への湾曲に対する補助操作力を発生させる第１の動作部と、前記湾曲部の前記第２の方向への湾曲に対する補助操作力を発生させる第２の動作部と、を有し、
前記電気‐光変換部は、前記第１の動作部を動作させる電力を含む電気信号を、中心波長が第１の波長である第１の光信号に変換し、また、前記第２の動作部を動作させる電力を含む電気信号を、中心波長が前記第１の波長とは異なる第２の波長である第２の光信号に変換し、
前記光伝送部は、前記第１の光信号及び前記第２の光信号が共に通過する光伝送部材を有し、
前記光‐電気変換部は、前記光伝送部材で伝送される前記第１の光信号及び前記第２の光信号をそれぞれ抽出し、前記第１の光信号から復元した電気信号を前記第１の動作部に供給し、また、前記第２の光から復元した電気信号を前記第２の動作部に供給する内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内視鏡装置であって、
前記光‐電気変換部は、前記光伝送部材で伝送された光信号を二分するスプリッタと、前記スプリッタにより二分される光信号の一方の光路上に配置された第１のフィルタ及び他方の光路上に配置された第２のフィルタと、前記第１のフィルタを透過した光信号を電気信号に変換する第１の受光素子と、前記第２のフィルタを透過した光信号を電気信号に変換する第２の受光素子と、を有し、
前記第１のフィルタの透過中心波長は、前記第１の波長であり、また、前記第２のフィルタの透過中心波長は、前記第２の波長である内視鏡装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部は、発光中心波長が前記第１の波長である第１の発光素子と、発光中心波長が前記第２の波長である第２の発光素子と、前記第１の発光素子の発光と前記第２の発光素子の発光とを合成して前記光伝送部材に入射させる光学部材と、を有する内視鏡装置。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部は、白色の発光素子と、前記発光素子から射出された光を透過させ、その透過中心波長を前記第１の波長と前記第２の波長とに逐次切替える透過波長切替部とを有する内視鏡装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８に記載の内視鏡装置であって、
前記電気‐光変換部に含む発光素子は、発光ダイオードである内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８に記載の内視鏡装置であって、
前記光‐電気変換部に含む受光素子は、光電池である内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置は、典型的には、被検体内に挿入される挿入部に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子を含む撮像部、及び撮像部の基端側に連なって湾曲部が設けられる。また、挿入部と接続される操作部には、湾曲部を所望の方向に湾曲させるよう操作される操作ノブが設けられ、湾曲部と操作ノブとの間には、操作ワイヤが渡される。操作ノブの操作に応じて操作ワイヤが牽引され、それにより、湾曲部が所定の方向に湾曲するようになっている。そして、操作部にモータを設け、操作ノブの操作に要する力を軽減するようにした内視鏡装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、撮像部より出力される撮像信号は、典型的には、挿入部、操作部、そして操作部より延出されるユニバーサルコードに順次挿通された信号線を介してプロセッサユニットに送られ、プロセッサユニットにおいて種々の処理が施されて、モニタに画像として表示されるようになっている。
【０００４】
なお、撮像部より出力される撮像信号を、電気信号から光信号に変換して光ファイバでプロセッサユニットに伝送するようにした内視鏡装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された内視鏡装置は、ユニバーサルコードとプロセッサユニットとの接続部において、ユニバーサルコード側の光ファイバの端面とプロセッサユニット側の光ファイバの端面とを同一の円環状に形成し、両光ファイバを光学的に接続している。それにより、プロセッサユニットに対してユニバーサルコードを回転可能とし、ユニバーサルコードの捻れを解消するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８０１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９５６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
操作部に設けられたモータに電力を伝送する電力線は、通常、ユニバーサルコードに挿通されると考えられ、その場合に、モータに電力を伝送する電力線とプロセッサユニットに撮像信号を伝送する信号線とが、ユニバーサルコード内で隣接して配置されることとなる。一般に、両線ともシールド線が用いられるが、モータ駆動に伴う電磁ノイズは、電流性であって磁界ノイズが支配的であり、シールド線を用いてもノイズ遮蔽効果は得られにくい。そのため、モータ駆動に伴う電磁ノイズが撮像信号に電磁的に結合してしまい、モニタに表示される画像にノイズとなって現れる懸念がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、ノイズの少ない高品位な画像を得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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
被検体に挿入される挿入部に撮像部を有し、該撮像部より撮像信号を出力する内視鏡装置であって、
前記挿入部に設けられた湾曲部と、
前記湾曲部を所望の方向に湾曲させるよう操作される湾曲操作部と、
前記湾曲操作部での操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる湾曲機構と、
前記湾曲操作部に作用する操作力を検出する操作力検出部と、
前記検出部で検出された操作力に応じた補助操作力を演算する制御部と、
前記制御部で演算された補助操作力を発生させ、該補助操作力を前記湾曲機構に作用させる電動補助部と、
前記電動補助部を動作させる電力を含む電気信号を該電動補助部に伝送する伝送部と、
を備え、
前記伝送部は、前記電気信号を光信号に変換する電気‐光変換部と、前記電気‐光変換部で変換された光信号を伝送する光伝送部と、前記光伝送部で伝送された光信号を電気信号に復元して前記電動補助部に供給する光‐電気変換部と、を有する内視鏡装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電動補助部から湾曲機構に作用する補助操作力によって湾曲操作部の操作に要する力が軽減される。そして、電動補助部を動作させる電力を光に変換して光伝送部で伝送しており、この光伝送部による伝送区間では電磁ノイズの発生が抑制される。それにより、撮像部より出力される撮像信号に結合する電磁ノイズを低減することができ、ノイズの少ない高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、内視鏡装置の一例の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の内視鏡装置の湾曲機構の構成例を示す模式図である。
【図３】図１の内視鏡装置のブロック図である。
【図４】図１の内視鏡装置の電動補助部のブロック図である。
【図５】図１の内視鏡装置の電動補助部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図１の内視鏡装置の変形例を示すブロック図である。
【図７】図１の内視鏡装置の他の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す内視鏡装置１は、内視鏡本体２と、制御部３とを備え、さらにプロセッサユニット４と、モニタ５と、光源ユニット６とを備えている。
【００１２】
内視鏡本体２は、被検体に挿入される挿入部１０と、挿入部１０の基端部に接続している操作部１１と、操作部１１から延出しているユニバーサルコード１２と、を有している。ユニバーサルコード１２の末端部にはコネクタ１３が設けられており、内視鏡本体２は、このコネクタ１３で、制御部３、プロセッサユニット４、及び光源ユニット６に接続されている。
【００１３】
挿入部１０は、被検体の観察領域を撮像する撮像部１７を含む先端部１４と、先端部１４の基端側に連なる湾曲部１５と、湾曲部１５と操作部１１とを接続する軟性部１６とを有している。そして、操作部１１は、湾曲部１５を所望の方向に湾曲させるように操作される湾曲操作部２０を有している。
【００１４】
湾曲部１５は、左右方向（第１の方向）と、左右方向に直交する上下方向（第２の方向）とに独立して湾曲可能に構成されている。そこで、湾曲操作部２０には、左右方向の湾曲操作を行う操作ノブ２１ａと、上下方向の湾曲操作を行う操作ノブ２１ｂとの２つの操作ノブが設けられている。そして、湾曲部１５と湾曲操作部２０とを連結し、操作ノブ２１ａ、２１ｂそれぞれにおける操作に応じて湾曲部１５を湾曲させる湾曲機構２２が、挿入部１０と操作部１１とに跨って設けられている。
【００１５】
さらに操作部１１は、湾曲操作部２０の操作ノブ２１ａ、２１ｂそれぞれに作用する操作力を検出する操作力検出部２３と、補助操作力を湾曲機構２２に作用させる電動補助部２４とを有している。そして、電動補助部２４を動作させる電力を含む電気信号を電動補助部２４に伝送する伝送部２５は、操作部１１からユニバーサルコード１２を経て制御部３に達している。
【００１６】
図２に、湾曲機構２２の一構成例を示す。なお、湾曲部１５の左右方向の湾曲に関する構成のみ図示している。
【００１７】
湾曲機構２２は、プーリ３０と、このプーリ３０と湾曲操作部２０の操作ノブ２１ａとを連結するシャフト３１と、操作ワイヤ３２と、を有している。プーリ３０及びシャフト３１は操作部１１に設けられており、操作ワイヤ３２はプーリ３０に巻回され、操作ワイヤ３２の両端部は挿入部１０の軟性部１６を経て湾曲部１５に達している。操作ワイヤ３２の一方の端部は、湾曲部１５の左側面に沿って配設され、他方の端部は、湾曲部１５の右側面に沿って配設されている。操作ノブ２１ａの回転操作に伴ってプーリ３０が回転し、操作ワイヤ３２の一方の端部側が牽引されると共に他方の端部側は送り出され、それにより、湾曲部１５が左又は右に湾曲する。
【００１８】
電動補助部２４は、モータ３３と、モータ駆動部３４と、互いに噛み合う入力側ギヤ３５及び出力側ギヤ３６と、を有している。入力側ギヤ３５はモータシャフトに固定されており、また、出力側ギヤ３６はプーリ３０と操作ノブ２１とを連結するシャフト３１に固定されている。これらのモータ３３、モータ駆動部３４、及び一対のギヤ３５、３６で左右方向の湾曲に関する一組の動作部３７ａが構成されている。
【００１９】
操作力検出部２３は、トルクセンサ３８ａを有している。トルクセンサ３８ａは、操作ノブ２１ａと出力側ギヤ３６との間でシャフト３１に取り付けられ、操作ノブ２１ａに作用する操作力を検出する。そして、トルクセンサ３８ａは、検出した操作力に応じた信号を制御部３に送信する。
【００２０】
制御部３は、トルクセンサ３８ａから入力される信号に基づき、操作ノブ２１ａに作用する操作力に応じた補助操作力を演算する。
【００２１】
動作部３７ａのモータ駆動部３４は、制御部３で演算された補助操作力に応じた電力をモータ３３に供給し、モータ３３は、供給された電力に応じたトルクを発生させる。モータ３３のトルクは、一対のギヤ３５，３６を介してシャフト３１に伝達され、補助操作力として湾曲機構２２に作用する。それにより、操作ノブ２１ａに作用する操作力に応じた補助操作力が湾曲機構２２に作用し、操作ノブ２１ａの操作に要する力が軽減される。
【００２２】
以上が、湾曲部１５の左右方向の湾曲に関する構成であり、上下方向の湾曲に関しても、同様に、湾曲機構にはプーリ、シャフト、及び操作ワイヤが設けられ、また、操作力検出部にはトルクセンサが設けられ、電動補助部にはモータ、モータ駆動部、及び一対のギヤで構成される一組の動作部が設けられる。
【００２３】
次に図３を参照して、内視鏡装置１の各部をより詳細に説明する。
【００２４】
光源ユニット６は、光源４０と、光源駆動部４１と、絞り４２と、絞り駆動部４３と、光源駆動部４１及び絞り駆動部４３を制御するＣＰＵ４４（Central Processing Unit）とを有している。光源４０には、例えばキセノンランプが用いられる。光源駆動部４１は、ＣＰＵ４４から入力される制御信号に基づいて光源４０に電力を供給する。絞り駆動部４３は、ＣＰＵ４４から入力される制御信号に基づいて絞り４２を開閉駆動する。電力を供給された光源４０からは照明光が射出され、その照明光は、絞り４２を通過して光量を調節される。
【００２５】
光源ユニット６で生成された照明光は、内視鏡本体２のライトガイド４５に入射する。ライトガイド４５は、ユニバーサルコード１２、操作部１１、そして挿入部１０の軟性部１６及び湾曲部１５を経て挿入部１０の先端部１４に達しており（図１参照）、挿入部１０の先端部１４に設けられた照明光学系４６に光学的に接続している。照明光は、ライトガイド４５を通して照明光学系４６に至り、照明光学系４６から観察領域に向けて照射される。そして、観察領域からの戻り光は、内視鏡本体２の挿入部１０の先端部１４に設けられた対物光学系４７によって集光され、撮像部１７に送られる。
【００２６】
撮像部１７は、ＣＣＤイメージセンサ５０と、ＣＣＤドライバ５１と、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路５２と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路５３と、Ａ／Ｄコンバータ５４と、ＴＧ（Timing Generator）５５と、を有している。観察領域からの戻り光は、対物光学系４７によって撮像部１７のＣＣＤイメージセンサ５０上で結像される。ＣＣＤイメージセンサ５０の各画素には光強度に応じた量の電荷が蓄積される。ＣＣＤドライバ５１は、ＣＣＤイメージセンサ５０を駆動して、各画素に蓄積された電荷を順次転送し信号としてＣＣＤイメージセンサ５０から出力させる。ＣＣＤイメージセンサ５０から出力された信号は、ＣＤＳ回路５２において相関二重サンプリングされた後、ＡＧＣ回路５３でゲイン補正され、そしてＡ／Ｄコンバータ５４でＡ／Ｄ変換される。
【００２７】
ＴＧ５５は、ＣＣＤドライバ５１、ＣＤＳ回路５２、ＡＧＣ回路５３、及びＡ／Ｄコンバータ５４にクロックを供給し、ＣＣＤドライバ５１によるＣＣＤイメージセンサ５０からの信号の取り出し、ＣＤＳ回路５２による相関二重サンプリング、ＡＧＣ回路５３によるゲイン補正、Ａ／Ｄコンバータ５４によるＡ／Ｄ変換のタイミングを制御している。そして、ＴＧ５５によるクロックの供給は、内視鏡本体２に搭載されたＣＰＵ５６によって制御されている。
【００２８】
Ａ／Ｄコンバータ５４から出力される撮像信号は、挿入部１０、操作部１１、及びユニバーサルコード１２を経てプロセッサユニット４に達する撮像信号線５７を介して、撮像部１７からプロセッサユニット４に送信される。
【００２９】
プロセッサユニット４は、画像処理部６０と、この画像処理部６０を制御するＣＰＵ６１とを有している。画像処理部６０は、撮像信号に対して適宜な処理を施して画像データを生成し、この画像データに基づく画像をモニタ５に表示させる。なお、プロセッサユニット４をＬＡＮなどのネットワークを経由してサーバに接続し、画像データをサーバにアップロードするよう構成してもよい。
【００３０】
光源ユニット６、内視鏡本体２、及びプロセッサユニット４にそれぞれ搭載されたＣＰＵ４４、５６、６１は、相互に通信して、照明、撮像、画像処理、画像表示のタイミングを制御している。
【００３１】
図示の例において、プロセッサユニット４のＣＰＵ６１は、電動補助部２４の動作部３７ａ、３７ｂにてそれぞれ発生せる補助操作力を演算する制御部３を兼ねている。ＣＰＵ６１には、操作力検出部２３のトルクセンサ３８ａ、３８ｂそれぞれから、そこで検出した操作力に応じた操作力検知信号が入力される。ＣＰＵ６１は、トルクセンサ３８ａから入力される操作力検知信号に基づき、左右方向の湾曲に関する操作力に応じた補助操作力を演算し、また、トルクセンサ３８ｂから入力される操作力検知信号に基づき、上下方向の湾曲に関する操作力に応じた補助操作力を演算する。補助操作力は、例えば操作力に対して一定の比率となるように設定される。なお、制御部３は、プロセッサユニット４から分離独立して設けられていてもよい。
【００３２】
ＣＰＵ６１で演算された左右方向の補助操作力は、電動補助部２４の一方の動作部３７ａで生成され、この動作部３７ａが接続している左右方向の湾曲機構２２に加えられる。また、ＣＰＵ６１で演算された上下方向の補助操作力は、電動補助部２４の他方の動作部３７ｂで生成され、この動作部３７ｂが接続している上下方向の湾曲機構２２に加えられる。
【００３３】
電動補助部２４を動作させる電力を含む電気信号をこの電動補助部２４に伝送する伝送部２５は、電気信号を光信号に変換する電気‐光変換部７０と、電気‐光変換部７０で変換された光信号を伝送する光伝送部７１と、光伝送部７１で伝送された光信号を電気信号に復元する光‐電気変換部７２と、を有している。
【００３４】
電気‐光変換部７０は、発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）７３と、ＬＥＤ駆動部７４とを有している。ＬＥＤ７３は、ＬＥＤ駆動部７４から電力を供給されて発光し、ここで電力が光信号に変換される。光伝送部７１は、光ファイバ７５を有しており、ＬＥＤ７３で生成された光信号は、光ファイバ７５を通して光‐電気変換部７２に至る。光‐電気変換部７２は、受光素子である光電池７６と、後述する復調器７７とを有している。光ファイバ７５によって伝送された光信号は、光電池７６で電力に変換され、変換された電力は、復調器７７を介して電動補助部２４に供給される。
【００３５】
図示の例では、ＬＥＤ駆動部７４、ＬＥＤ７３、光ファイバ７５、光電池７６、及び復調器７７で構成される伝送系統７８ａ，７８ｂは、電動補助部２４の動作部３７ａ、３７ｂ毎に設けられている。一方の伝送系統７８ａは、電力を含む電気信号を左右方向の湾曲に関する動作部３７ａに伝送し、他方の伝送系統７８ｂは、電力を含む電気信号を上下方向の湾曲に関する動作部３７ｂに伝送する。以下では、一方の伝送系統７８ａによる動作部３７ａへの電気信号の伝送について説明する。
【００３６】
伝送系統７８ａによって伝送される電力を含む電気信号は、動作部３７ａのモータ駆動部３４に供給される。モータ駆動部３４は、ＣＰＵ６１で演算された左右方向の補助操作力に応じた電力をモータ３３に供給し、モータ３３を駆動する。ここで、ＣＰＵ６１から動作部３７ａのモータ駆動部３４に、モータ制御線（電線）を介して、補助操作力に応じた制御信号を送信するように構成してもよいが、図示の例では、補助操作力に応じた制御信号を電力に重畳させて伝送部２５で伝送するように構成されており、補助操作力に応じた制御信号をＣＰＵ６１から電気‐光変換部７０に入力し、電気‐光変換部７０において補助操作力の大きさに応じて変調された光信号が生成される。
【００３７】
変調方式としては、例えばパルス幅変調が用いられる。ＬＥＤ駆動部７４は、所定の周波数の電圧若しくは電流のパルス信号をＬＥＤ７３に供給してＬＥＤ７３を駆動する。そして、このＬＥＤ駆動部７４には、左右方向の補助操作力に応じた制御信号がＣＰＵ６１から入力される。ＬＥＤ駆動部７４は、ＣＰＵ６１から入力された制御信号の振幅に基づいて、ＬＥＤ７３を駆動するパルス信号のパルス幅を調整する。ＬＥＤ７３は、ＬＥＤ駆動部７４より供給されるパルス幅変調されたパルス信号に基づいてパルス発光する。それにより、補助操作力の大きさに応じて変調された光信号が生成される。
【００３８】
ＬＥＤ７３で生成された光信号は、光ファイバ７５を通して光電池７６に至り、光電池７６及びその後段に配置された復調器７７を経て電気信号に復元される。この電気信号は、ＣＰＵ６１からＬＥＤ駆動部７４に入力される制御信号の振幅、即ちＣＰＵ６１で演算された補助操作力の大きさに比例した電力となっており、この電力が供給された動作部３７ａは、ＣＰＵ６１で演算された補助操作を発生させる。
【００３９】
ここで、湾曲部の湾曲方向を、例えば左から右、又は右から左へ反転させるのに伴い、動作部３７ａのモータ３３の回転方向を正回転、又は逆回転に切り替える必要がある。そこで、伝送系統７８ａで伝送される電気信号の先頭には、ＣＰＵ６１からの制御信号が入力されるＬＥＤ駆動部７４において、動作部３７ａのモータ３３の回転方向の正逆を制御するためのヘッダ情報が付加される。
【００４０】
図４は、電動補助部及び伝送部のブロック図である。なお、左右方向の湾曲に関する構成のみ図示している。
【００４１】
図４に示すように、モータ駆動部３４は、モータ３３の回転方向を切り替える切替器７９と、切替器７９を制御する切替信号発生器８０とを有している。切替器７９は、印加される電圧のHign／Lowに基づいて、互いに同期して接点を切り替える一対のリレー８１が設けられており、これらのリレー８１の接点の切り替えにより、モータ３３の極性が反転される。切替信号発生器８０は、復調器７７で復元された電気信号からヘッダ情報を抽出し、このヘッダ情報に基づいて、Hign／Lowの電圧を切替器７９に印加する。
【００４２】
図５は、電動補助部の各部の動作を示すタイミングチャートである。
【００４３】
図５に示す例では、モータ駆動部３４に供給された電気信号に付加されているヘッダ情報は、パルス信号で構成されており、図５（Ａ）に示すように、モータ３３の正回転は１つのパルスで、図５（Ｂ）に示すように、モータ３３の逆回転は２つのパルスで指示されている。切替信号発生器８０は、ヘッダ情報に含まれるパルスが１つである場合に、Highの電圧を切替器７９に印加し、また、ヘッダ情報に含まれるパルスが２つである場合に、Lowの電圧を切替器７９に印加する。それにより、モータ３３の極性が反転され、その回転方向が正回転又は逆回転に切り替えられる。
【００４４】
尚、図５には、リレー８１で構成された切替器７９の例を示したが、これに限らず、例えば半導体を使用した回路を用いてモータ３３に流す電流の向きを変え、それによりモータ３３の回転方向を正回転又は逆回転に切り替えてもよい。また、モータ３３にパルスモータを使用した場合は、パルスモータの各相の励磁タイミングを変化させ、モータの回転方向を正回転又は逆回転に切り替えてもよい。
【００４５】
このように、電動補助部２４から湾曲機構２２に作用する補助操作力によって湾曲操作部２０の操作に要する力を軽減することができる。そして、電動補助部２４を動作させる電力を含む電気信号を光信号に変換して伝送部２５の光伝送部７１で伝送しており、この光伝送部７１による伝送区間では電磁ノイズの発生が抑制される。それにより、撮像部１７より出力される撮像信号に結合する電磁ノイズを低減することができ、ノイズの少ない高品位な画像を得ることができる。
【００４６】
ここで、図１に示すように、伝送部２５の伝送経路の一部区間にあたるユニバーサルコード１２では、この伝送経路に沿って、撮像部１７から出力される撮像信号を伝送する撮像信号線５７が設けられる。そこで、光伝送部７１の光ファイバ７５は、好ましくは、伝送部２５の伝送経路のうち少なくとも撮像信号線５７が並設されるユニバーサルコード１２の全長にわたって設けられる。
【００４７】
次に、図６を参照して、上述した内視鏡装置の変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例の内視鏡装置は、上述した内視鏡装置と伝送部の構成を異にするのみであり、図６には、伝送部、それに付随する制御部及び電動補助部の構成のみ示している。
【００４８】
図６に示す内視鏡装置１０１において、伝送部２５の電気‐光変換部７０は、第１のＬＥＤ７３ａ及び第２のＬＥＤ７３ｂと、これらのＬＥＤ７３ａ、７３ｂをそれぞれ駆動する２つのＬＥＤ駆動部７４と、ハーフミラー８２とを有している。
【００４９】
第１のＬＥＤ７３ａ及びこれを駆動するＬＥＤ駆動部７４は、左右方向の動作部（第１の動作部）３７ａを動作させるための電力を含む電気信号を第１の光信号に変換する。また、第２のＬＥＤ７３ｂ及びこれを駆動するＬＥＤ駆動部７４は、上下方向の動作部（第２の動作部）３７ｂを動作させるための電力を含む電気信号を第２の光信号に変換する。
【００５０】
第１のＬＥＤ７３ａの発光色と第２のＬＥＤ７３ｂの発光色とは互いに異なっており、例えば、第１のＬＥＤ７３ａの発光色は赤で、第２のＬＥＤ７３ｂの発光色は青である。第１のＬＥＤ７３ａで生成される第１の光信号の中心波長（第１の波長）は、第１のＬＥＤ７３ａの発光中心波長であり、第２のＬＥＤ７３ｂで生成される第２の光信号の中心波長（第２の波長）は、第２のＬＥＤ７３ｂの発光中心波長であり、両光信号の中心波長は互いに異なっている。第１のＬＥＤ７３ａ及び第２のＬＥＤ７３ｂは、発光スペクトルが比較的離れているものを用いることが好ましく、それによれば、両光信号の分離が容易となる。
【００５１】
第１のＬＥＤ７３ａを駆動するＬＥＤ駆動部７４は、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力に応じた制御信号がプロセッサユニットのＣＰＵ（制御部）６１から入力され、その制御信号に基づいてＬＥＤ７３ａに供給する信号を変調させる。それにより、第１のＬＥＤ７３ａは、補助操作力の大きさに応じて変調された第１の光信号を生成する。同様に、第２のＬＥＤ７３ｂを駆動するＬＥＤ駆動部７４は、第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力に応じた制御信号がＣＰＵ６１から入力され、その制御信号に基づいてＬＥＤ７３ｂに供給する信号を変調させる。それにより、第２のＬＥＤ７３ｂは、補助操作力の大きさに応じて変調された第２の光信号を生成する。第１のＬＥＤ７３ａにて生成された第１の光信号及び第２のＬＥＤ７３ｂにて生成された第２の光信号は、それぞれハーフミラー８２に入射し、そこで合成され、光伝送部７１に送られる。
【００５２】
光伝送部７１は、１つの光ファイバ７５で、第１の光信号と第２の光信号とが合成された光信号を伝送する。
【００５３】
光‐電気変換部７２は、スプリッタ８３と、第１のフィルタ８４ａ及び第２のフィルタ８４ｂと、第１のフィルタ８４ａの後段に配置された第１の光電池７６ａ及び復調器７７と、第２のフィルタ８４ｂの後段に配置された第２の光電池７６ｂ及び復調器７７とを有している。
【００５４】
スプリッタ８３は、光ファイバ７５で伝送される光信号を二分する。第１のフィルタ８４ａは、スプリッタ８３で二分された光信号の一方の光路上に配置され、また第２のフィルタ８４ｂは、他方の光路上に配置されている。第１のフィルタ８４ａの透過中心波長は、第１のＬＥＤ７３ａの発光中心波長と実質的に同一となっており、第１のＬＥＤ７３ａにて生成された第１の光信号成分のみ抽出する。第２のフィルタ８４ｂの透過中心波長は、第２のＬＥＤ７３ｂの発光中心波長と実質的に同一となっており、第２のＬＥＤ７３ｂにて生成された第２の光信号成分のみ抽出する。
【００５５】
第１のフィルタ８４ａで抽出された第１の光信号成分は、第１の光電池７６ａ及び復調器７７を経て、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力の大きさに比例した電力に復元される。そして、復元された電力は、第１の動作部３７ａに供給され、そこで、所望の補助操作力が生成される。同様に、第２のフィルタ８４ｂで抽出された第２の光信号成分は、第２の光電池７６ｂ及び復調器７７を経て、第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力の大きさに比例した電力に復元される。そして、復元された電力は、第２の動作部３７ｂに供給され、そこで、所望の補助操作力が生成される。
【００５６】
光ファイバを通過する光信号は他の波長の光信号との干渉を起こし難く、また、光信号は、その周波数で容易に抽出することができるので、波長の異なる２つの光信号を合成して共通の光ファイバで伝送することができ、２つの光信号を別々の光ファイバで伝送する場合に比べて構成を簡素化できる。なお、上述した例では、いずれも電気‐光変換部７０の発光素子にＬＥＤが用いられているが、ＬＥＤに替えて、よりパワーの大きいレーザー素子を用いてもよい。
【００５７】
次に、図７を参照して、上述した内視鏡装置の変形例を説明する。なお、以下に説明する変形例の内視鏡装置は、上述した内視鏡装置と伝送部の構成を異にするのみであり、図７には、伝送部、それに付随する制御部及び電動補助部の構成のみ示している。
【００５８】
図７に示す内視鏡装置２０１において、伝送部２５の電気‐光変換部７０は、白色ランプ８５と、透過波長切替部８６と、絞り８７と、絞りを開閉駆動する絞り駆動部８８とを有している。
【００５９】
白色ランプ８５は、常時、一定強度の白色光を射出する。
【００６０】
透過波長切替部８６は、ロータリーフィルタ８９と、ロータリーフィルタ８９を駆動するフィルタ駆動部９０とを有している。ロータリーフィルタ８９には、透過中心波長が第１の波長である第１のフィルタ部９１ａと透過中心波長が第２の波長である第２のフィルタ部９１ｂとが設けられている。フィルタ駆動部９０は、プロセッサユニットのＣＰＵ（制御部）６１からの制御信号を受けてロータリーフィルタ８９を回転駆動する。ロータリーフィルタ８９の第１のフィルタ部９１ａ及び第２のフィルタ部９１ｂのいずれか一方が、白色ランプ８５から射出される光の光路上に配置され、ロータリーフィルタ８９の回転に伴い、光路上に配置されるフィルタ部が順次切り替わる。
【００６１】
絞り駆動部８８には、ロータリーフィルタ８９の回転に同期して、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力に応じた制御信号又は第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力に応じた制御信号がＣＰＵ６１から入力され、その制御信号に基づいて絞り８７を開閉駆動する。即ち、光路上に第１のフィルタ９１ａが配置されている際には、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力に応じた制御信号が入力され、それに基づいて絞り８７を開閉駆動する。また、光路上に第２のフィルタ９１ｂが配置されている際には、第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力に応じた制御信号が入力され、それに基づいて絞り８７を開閉駆動する。
【００６２】
第１のフィルタ部９１ａを透過した光は、その中心波長が第１の波長となり、そして、絞り８７を通過して、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力の大きさに応じて変調された第１の光信号となる。また、第２のフィルタ部９１ｂを透過した光は、その中心波長が第２の波長となり、そして、絞り８７を通過して、第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力の大きさに応じて変調された第２の光信号となる。
【００６３】
第１の光信号及び第２の光信号は、ロータリーフィルタ８９の回転に同期して交互に生成され、時分割で光伝送部７１の共通の光ファイバ７５に入射し、光‐電気変換部７２に伝送される。
【００６４】
光‐電気変換部７２は、スプリッタ８３と、第１のフィルタ８４ａ及び第２のフィルタ８４ｂと、第１のフィルタ８４ａの後段に配置された第１の光電池７６ａ及び復調器７７と、第２のフィルタ８４ｂの後段に配置された第２の光電池７６ｂ及び復調器７７とを有している。
【００６５】
スプリッタ８３は、光ファイバ７５で伝送される光信号を二分する。第１のフィルタ８４ａは、スプリッタ８３で二分された光信号の一方の光路上に配置され、また第２のフィルタ８４ｂは、他方の光路上に配置されている。第１のフィルタ８４ａの透過中心波長は、第１のフィルタ部９１ａの透過中心波長と実質的に同一となっており、第１のフィルタ部９１ａを透過して生成された第１の光信号成分のみ抽出する。第２のフィルタ８４ｂの透過中心波長は、第２のフィルタ部９１ｂの透過中心波長と実質的に同一となっており、第２のフィルタ部９１ｂを透過して生成された第２の光信号成分のみ抽出する。
【００６６】
第１のフィルタ８４ａで抽出された第１の光信号成分は、第１の光電池７６ａ及び復調器７７を経て、第１の動作部３７ａにて発生させる補助操作力の大きさに比例した電力に復元される。そして、復元された電力は、第１の動作部３７ａに供給され、そこで、所望の補助操作力が生成される。同様に、第２のフィルタ８４ｂで抽出された第２の光信号成分は、第２の光電池７６ｂ及び復調器７７を経て、第２の動作部３７ｂにて発生させる補助操作力の大きさに比例した電力に復元される。そして、復元された電力は、第２の動作部３７ｂに供給され、そこで、所望の補助操作力が生成される。
【００６７】
尚、図７に示す例では、絞り８７を開閉駆動することにより、所望の補助操作力を動作部３７ａ、３７ｂにて発生させるための光信号を生成しているが、これに限らず、例えば、絞り８７に替えて、光透過率を変えることのできる液晶素子などを用い、その光透過率を変えることで、所望の補助操作力を動作部３７ａ、３７ｂにて発生させるための光信号を生成してもよい。
【００６８】
また、図７に示す例では、補助操作力の伝送を光の強度変化で伝えているがこれに限らず、光強度を一定にした光のＰＷＭ変調を行い、パルス幅により補助操作力の伝送を行っても良い。加えて、光量を一定にした光のパルス列変調を行い、パルス列内に補助操作力を伝えるコマンドを入れて補助操作力の伝送を行ってもよい。
【００６９】
以上説明したように、本明細書に開示された内視鏡装置は、被検体に挿入される挿入部に撮像部を有し、該撮像部より撮像信号を出力する内視鏡装置であって、前記挿入部に設けられた湾曲部と、前記湾曲部を所望の方向に湾曲させるよう操作される湾曲操作部と、前記湾曲操作部での操作に応じて前記湾曲部を湾曲させる湾曲機構と、前記湾曲操作部に作用する操作力を検出する操作力検出部と、前記操作力検出部で検出された操作力に応じた補助操作力を演算する制御部と、前記制御部で演算された補助操作力を発生させ、該補助操作力を前記湾曲機構に作用させる電動補助部と、前記電動補助部を動作させる電力を含む電気信号を該電動補助部に伝送する伝送部と、を備え、前記伝送部は、前記電気信号を光信号に変換する電気‐光変換部と、前記電気‐光変換部で変換された光信号を伝送する光伝送部と、前記光伝送部で伝送された光信号を電気信号に復元して前記電動補助部に供給する光‐電気変換部と、を有する。
【００７０】
上記の内視鏡装置によれば、電動補助部から湾曲機構に作用する補助操作力によって湾曲操作部の操作に要する力が軽減される。そして、電動補助部を動作させる電気を光に変換して光伝送部で伝送しており、この光伝送部による伝送区間では電磁ノイズの発生が抑制される。それにより、撮像部より出力される撮像信号に結合する電磁ノイズを低減することができ、ノイズの少ない高品位な画像を得ることができる。
【００７１】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部が、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて変調された光信号を生成する。この内視鏡装置によれば、補助操作力の大きさを制御するための信号を電力に重畳させ、伝送部で伝送することができる。それにより、補助操作力の大きさを制御するための信号を制御部から電動補助部に伝送するための信号線をなくし、信号線を発生源とする電磁ノイズを排除して、より一層ノイズの少ない高品位な画像を得ることができる。
【００７２】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部が、発光素子を有し、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて前記発光素子に供給する電力を制御する。この内視鏡装置によれば、発光素子に供給する電力を制御することで、発光素子の発光強度が制御され、光を変調させることができる。
【００７３】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部が、発光素子と、前記発光素子から射出された光の量を調節する絞りとを有し、前記制御部で演算された補助操作力の大きさに応じて前記絞りを開閉駆動する。この内視鏡装置によれば、絞りを開閉駆動することで、絞りを通過する光量が制御され、光を変調させることができる。
【００７４】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記湾曲部は、第１の方向と、該第１の方向に交差する第２の方向と、に独立して湾曲可能であり、前記電動補助部は、前記湾曲部の前記第１の方向への湾曲に対する補助操作力を発生させる第１の動作部と、前記湾曲部の前記第２の方向への湾曲に対する補助操作力を発生させる第２の動作部と、を有し、前記電気‐光変換部は、前記第１の動作部を動作させる電力を含む電気信号を、中心波長が第１の波長である第１の光信号に変換し、また、前記第２の動作部を動作させる電力を含む電気信号を、中心波長が前記第１の波長とは異なる第２の波長である第２の光信号に変換し、前記光伝送部は、前記第１の光信号及び前記第２の光信号が共に通過する光伝送部材を有し、前記光‐電気変換部は、前記光伝送部材で伝送される前記第１の光信号及び前記第２の光信号をそれぞれ抽出し、前記第１の光信号から復元した電気信号を前記第１の動作部に供給し、また、前記第２の光から復元した電気信号を前記第２の動作部に供給する。この内視鏡装置によれば、光信号はその周波数で容易に抽出することができるので、第１及び第２の光信号を共通の光伝送部材で伝送しており、これらの光信号を別々の光伝送部材で伝送する場合に比べて構成を簡素化できる。
【００７５】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記光‐電気変換部は、前記光伝送部材で伝送された光信号を二分するスプリッタと、前記スプリッタにより二分される光信号の一方の光路上に配置された第１のフィルタ及び他方の光路上に配置された第２のフィルタと、前記第１のフィルタを透過した光信号を電気信号に変換する第１の受光素子と、前記第２のフィルタを透過した光信号を電気信号に変換する第２の受光素子と、を有し、前記第１のフィルタの透過中心波長は、前記第１の波長であり、また、前記第２のフィルタの透過中心波長は、前記第２の波長である。この内視鏡装置によれば、共通の光伝送部材で伝送される第１及び第２の光信号をそれぞれ抽出することができる。
【００７６】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部は、発光中心波長が前記第１の波長である第１の発光素子と、発光中心波長が前記第２の波長である第２の発光素子と、前記第１の発光素子の発光と前記第２の発光素子の発光とを合成して前記光伝送部材に入射させる光学部材と、を有する。この内視鏡装置によれば、光信号は他の波長の光信号との干渉を起こし難くいので、第１及び第２の光信号を合成して共通の光伝送部材で伝送しており、第１及び第２の動作部それぞれに電力を含む電気信号を同時に伝送することができる。
【００７７】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部は、白色の発光素子と、前記発光素子から射出された光を透過させ、その透過中心波長を前記第１の波長と前記第２の波長とに逐次切替える透過波長切替部とを有する。
【００７８】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記電気‐光変換部に含む発光素子が発光ダイオードである。
【００７９】
また、本明細書に開示された内視鏡装置は、前記光‐電気変換部に含む受光素子が光電池である。
【符号の説明】
【００８０】
１    内視鏡装置
２    内視鏡本体
３    制御部
１０  挿入部
１５  湾曲部
１７  撮像部
２０  湾曲操作部
２２  湾曲機構
２３  操作力検出部
２４  電動補助部
２５  伝送部
３７ａ  第１の動作部
３７ｂ  第２の動作部
６１  ＣＰＵ（制御部）
７０  電気‐光変換部
７１  光伝送部
７２  光‐電気変換部
７３  ＬＥＤ（発光素子）
７３ａ  第１のＬＥＤ（第１の発光素子）
７３ｂ  第２のＬＥＤ（第２の発光素子）
７５  光ファイバ（光伝送部材）
７６  光電池（受光素子）
７６ａ  第１の光電池（第１の受光素子）
７６ｂ  第２の光電池（第２の受光素子）
８２  ハーフミラー（光学部材）
８３  スプリッタ
８５  白色ランプ（白色の発光素子）
８６  透過波長切替部
８７  絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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