(57)【要約】【課題】湾曲部の最大湾曲角度の性能を低下させることなく、湾曲部の応答性をよくす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、少なくとも１方向に湾曲する湾曲部１１と、それぞれが湾曲部１１に接続され、遊びを有する湾曲ワイヤ１２ａ及び１２ｂと、それぞれが湾曲ワイヤ１２ａ及び１２ｂの基端に接続され、空気圧により収縮または伸長するアクチュエータ１３ａ及び１３ｂと、それぞれがアクチュエータ１３ａ及び１３ｂと、空気を供給する気体供給源４との間に設けられ、アクチュエータに加わる圧力を調整する電磁弁１５ａ、１６ａ及び電磁弁１５ｂ、１６ｂと、湾曲ワイヤ１２ａ及び１２ｂのそれぞれの遊びをなくすだけアクチュエータ１３ａ及び１３ｂを初期加圧するように電磁弁１５ａ、１６ａ及び電磁弁１５ｂ、１６ｂを制御する制御部１７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１方向に湾曲する湾曲部と、
それぞれが前記湾曲部に接続され、遊びを有する２つの湾曲ワイヤと、
それぞれが前記２つの湾曲ワイヤの基端に接続され、流体圧により収縮または伸長する２つのアクチュエータと、
それぞれが前記２つのアクチュエータと、前記２つのアクチュエータへ流体を供給する流体供給源との間に設けられ、前記２つのアクチュエータに加わる圧力を調整する２つの圧力調整部と、
前記２つの湾曲ワイヤのそれぞれの遊びをなくすだけ前記２つのアクチュエータを初期加圧するように前記２つの圧力調整部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記湾曲部をニュートラル状態に戻すためのニュートラル操作部を有し、
前記制御部は、前記ニュートラル操作部が操作されると、前記２つのアクチュエータの圧力を前記遊びがなくなる圧力以下まで減圧した後、前記初期加圧するように前記圧力調整部を制御することを特徴する請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記湾曲部の湾曲操作を指示する操作部を有し、
前記制御部は、前記操作部からの操作指示に基づいて、前記２つのアクチュエータを加圧または減圧するように前記圧力調整部を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記湾曲部の湾曲角度の維持を指示する湾曲ロック操作部を有し、
前記制御部は、前記湾曲ロック操作部が操作されると、前記２つのアクチュエータの圧力を維持するように前記圧力調整部を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
少なくとも１方向に湾曲する湾曲部と、それぞれが前記湾曲部に接続され、遊びを有する２つの湾曲ワイヤと、それぞれが前記２つの湾曲ワイヤの基端に接続され、流体圧により収縮または伸長する２つのアクチュエータと、それぞれが前記２つのアクチュエータと、前記２つのアクチュエータへ流体を供給する流体供給源との間に設けられ、前記２つのアクチュエータに加わる圧力を調整する２つの圧力調整部とを有する内視鏡装置の湾曲制御方法であって、
前記内視鏡装置の電源のＯＮを検知し、
前記湾曲ワイヤの遊びをなくすだけ前記アクチュエータを初期加圧するように前記２つの圧力調整部を制御することを特徴とする内視鏡装置の湾曲制御方法。
【請求項６】
前記湾曲部をニュートラル状態に戻すためのニュートラル操作部の操作を検知し、
前記２つのアクチュエータの圧力を前記遊びがなくなる圧力以下まで減圧した後、前記初期加圧するように前記２つの圧力調整部を制御することを特徴する請求項５に記載の内視鏡装置の湾曲制御方法。
【請求項７】
前記湾曲部の湾曲操作を指示する操作指示を検知し、
前記２つのアクチュエータを加圧または減圧するように前記２つの圧力調整部を制御することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の湾曲制御方法。
【請求項８】
前記湾曲部の湾曲角度の維持を指示する湾曲ロック操作部の操作を検知し、
前記２つのアクチュエータの圧力を維持するように前記２つの圧力調整部を制御することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡装置の湾曲制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置及び湾曲制御方法に関し、特に、流体圧により伸縮するアクチュエータへ印加する圧力を制御することにより、挿入部先端を湾曲制御する内視鏡装置及び湾曲制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体内に挿入部を挿入して内部を観察する多種多様の内視鏡装置が提供されている。これらの内視鏡装置は、挿入部の先端部の基端に湾曲部が設けられ、この湾曲部を湾曲操作することにより、観察方向を所望の方向に向けることができるようになっている。
【０００３】
例えば、湾曲部を備えた内視鏡装置において、湾曲部を湾曲させる際、空気圧を利用して湾曲部を湾曲させる内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような空気圧を利用して湾曲部を湾曲させる内視鏡装置は、気体供給源と湾曲部の空気室とを細いエアチューブで接続し、エアチューブと電磁弁との接続部に設けた圧力センサにより人工筋肉等のアクチュエータの圧力を検知して湾曲量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−６７３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、湾曲部を備えた内視鏡装置は、最大湾曲角度を得るために、湾曲部を牽引または弛緩する湾曲ワイヤに遊びを持たせている。しかしながら、湾曲ワイヤに遊びを持たせると、湾曲部の湾曲操作が指示された際に、遊びの長さ分だけ湾曲ワイヤを牽引してからでないと、湾曲部が湾曲しない。即ち、湾曲ワイヤに遊びを持たせた場合、湾曲部の応答性が低下するおそれがあった。
【０００７】
そのため、湾曲部の応答性をよくするために、湾曲ワイヤに遊びを持たせないようにすることもできる。しかしながら、湾曲ワイヤに遊びを持たせない場合、湾曲方向と反対側の湾曲ワイヤが、湾曲を妨げるように、湾曲方向と反対方向の力を発生させるため、湾曲部の最大湾曲角度の性能が低下するおそれがあった。
【０００８】
そこで、湾曲部の最大湾曲角度の性能を低下させることなく、湾曲部の応答性をよくすることができる内視鏡装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、少なくとも１方向に湾曲する湾曲部と、それぞれが前記湾曲部に接続され、遊びを有する２つの湾曲ワイヤと、それぞれが前記２つの湾曲ワイヤの基端に接続され、流体圧により収縮または伸長する２つのアクチュエータと、それぞれが前記２つのアクチュエータと、前記２つのアクチュエータへ流体を供給する流体供給源との間に設けられ、前記２つのアクチュエータに加わる圧力を調整する２つの圧力調整部と、前記２つの湾曲ワイヤのそれぞれの遊びをなくすだけ前記２つのアクチュエータを初期加圧するように前記２つの圧力調整部を制御する制御部とを有することを特徴とする内視鏡装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の内視鏡装置によれば、湾曲部の最大湾曲角度の性能を低下させることなく、湾曲部の応答性をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る内視鏡装置の構成を説明するための図である。
【図２】内視鏡装置の湾曲部の構成を説明するための模式的な図である。
【図３】操作例に対するアクチュエータに加わる圧力の変化の例を説明するための図である。
【図４】先端部の動きと電磁弁の制御状態との関係について説明するための図である。
【図５】初期加圧処理を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【図６】Ｕ方向への湾曲操作を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【図７】湾曲角度の維持を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【図８】内視鏡装置の電源をＯＮした場合の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図９】空気圧による湾曲制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】ニュートラル制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】湾曲制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】ＵＤ方向のアクチュエータの操作量を算出する処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本実施の形態の内視鏡装置の変形例の先端部の動きと電磁弁の制御状態との関係について説明するための図である。
【図１４】本実施の形態の内視鏡装置の変形例の初期加圧処理を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【図１５】本実施の形態の内視鏡装置の変形例のＵ方向への湾曲操作を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【図１６】本実施の形態の内視鏡装置の変形例の湾曲角度の維持を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。  
【００１３】
まず、図１及び図２に基づき、本実施の形態に係る内視鏡装置の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る内視鏡装置の構成を説明するための図であり、図２は、内視鏡装置の湾曲部の構成を説明するための模式的な図である。
【００１５】
図１に示すように、内視鏡装置１は、挿入部２と、内視鏡本体３と、気体供給源４と、表示部５と、操作部６と、ニュートラルボタン７と、湾曲ロックボタン８とを有して構成されている。
【００１６】
挿入部２は、先端部１０と、湾曲部１１と、上下左右のそれぞれに対応する湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄと、上下左右方向のそれぞれに対応するアクチュエータ１３ａ〜１３ｄと、上下左右方向のそれぞれに対応するエアチューブ１４ａ〜１４ｄとを有している。
【００１７】
また、内視鏡本体３は、上下左右方向のそれぞれに対応するエアチューブ１４ａ〜１４ｄと、上下左右方向のそれぞれに対応する第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄと、上下左右方向のそれぞれに対応する第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄと、制御部１７とを有している。
【００１８】
気体供給源４は、ガスボンベまたはエア配管等であり、エアチューブ１４ａ〜１４ｄを介して、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄに空気を送り込む。
【００１９】
先端部１０には、図示しない撮像手段が設けられている。撮像手段で撮像された撮像信号は、図示しない画像処理装置に送られて画像処理され、表示部５に表示される。
【００２０】
先端部１０の基端には、湾曲部１１が設けられており、図２（ａ）に示すように、湾曲部１１は、複数、ここでは、３つの湾曲コマ１１ａ〜１１ｃを有している。なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）では、ＵＤ方向についてのみ図示しているが、ＲＬ方向についてもＵＤ方向と同様である。
【００２１】
３つの湾曲コマ１１ａ〜１１ｃのうち先端部１０側の湾曲コマ１１ａには、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄが接続されている。これらの湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄは、図２（ａ）に示すように、内視鏡装置１の電源がＯＦＦの場合、遊び、言い換えると、たるみを有している。
【００２２】
湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの各基端には、それぞれアクチュエータ１３ａ〜１３ｄが連結されている。また、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの各基端は、それぞれエアチューブ１４ａ〜１４ｄに接続され、固定されている。アクチュエータ１３ａ〜１３ｄは、それぞれエアチューブ１４ａ〜１４ｄを介して、気体供給源４からの気体が内部に供給される。アクチュエータ１３ａ〜１３ｄは、空気圧式の人工筋肉であり、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が高くなると収縮し、圧力が低くなると伸長する。なお、本実施の形態において、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄは、空気圧により伸縮する空気圧式アクチュエータとして説明するが、空気以外の気体あるいは液体等の流体圧により伸縮する流体圧式アクチュエータであってもよい。この場合、内視鏡装置１は、気体供給源４に代わり流体供給源を用いる構成にすればよい。
【００２３】
上述したように、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの各基端は、それぞれエアチューブ１４ａ〜１４ｄによって固定されているため、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄが収縮すると、それぞれ湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄが牽引され、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄが伸長すると、それぞれ湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄが弛緩される。これにより、湾曲部１１は、所望の方向に湾曲する。
【００２４】
エアチューブ１４ａ〜１４ｄ及び気体供給源４間には、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄが設けられている。第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄは、制御部１７の制御により開閉を行う。Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａ及び第２の電磁弁１６ａと、Ｄ方向の第１の電磁弁１５ｂ及び第２の電磁弁１６ｂと、Ｒ方向の第１の電磁弁１５ｃ及び第２の電磁弁１６ｃと、Ｌ方向の第１の電磁弁１５ｄ及び第２の電磁弁１６ｄとのそれぞれが、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力を調整する圧力調整部を構成する。
【００２５】
制御部１７は、電源がＯＮされると、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉を制御し、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びの長さ分だけ、言い換えると、電源がＯＦＦのときに、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄのたるんでいる長さ分だけ牽引するように、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの加圧を行う。以下では、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びの長さ分だけ牽引するように、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの加圧を行うことを初期加圧処理ともいう。これにより、図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄが収縮し、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びがなくなる。即ち、初期加圧処理より、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄと挿入部２の挿入軸方向とが略平行になる。なお、この初期加圧処理では、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びの長さ分だけ牽引するため、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄにテンションをかけていないが、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びの長さ分以上牽引し、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄにテンションをかけるようにアクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの加圧を行うようにしてもよい。
【００２６】
また、この初期加圧処理では、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに対して均等に加圧しているが、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに対して均等に加圧しなくてもよい。本実施の形態では、Ｕ方向とＤ方向が対になっており、Ｒ方向とＬ方向が対になっている。即ち、Ｕ方向の湾曲ワイヤ１２ａ、アクチュエータ１３ａ、エアチューブ１４ａ、電磁弁１５ａ及び１６ａと、Ｄ方向の湾曲ワイヤ１２ｂ、アクチュエータ１３ｂ、エアチューブ１４ｂ、電磁弁１５ｂ及び１６ｂとが対になっている。同様に、Ｒ方向の湾曲ワイヤ１２ｃ、アクチュエータ１３ｃ、エアチューブ１４ｃ、電磁弁１５ｃ及び１６ｃと、Ｌ方向の湾曲ワイヤ１２ｄ、アクチュエータ１３ｄ、エアチューブ１４ｄ、電磁弁１５ｄ及び１６ｄとが対になっている。そのため、対になっているＵＤ方向のアクチュエータ１３ａ及び１３ｂの圧力が均等になるように加圧し、対になっているＲＬ方向のアクチュエータ１３ｃ及び１３ｄの圧力が均等になるように加圧することにより、湾曲部１１を直線状態にすることができる。
【００２７】
さらに、この初期加圧処理では、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに対し、初期加圧処理をしなくてもよい。例えば、対になっているＵＤ方向のアクチュエータ１３ａ及び１３ｂに初期加圧処理を行うことにより、湾曲部１１が少なくとも１方向に湾曲する際の応答性を高めることができる。
【００２８】
また、制御部１７には、湾曲操作等を行うための操作部６からの操作量、ここでは、ジョイスティックの傾倒量が供給される。制御部は、操作部６から供給された操作量に応じて、湾曲方向、湾曲速度及び湾曲角度等を制御する湾曲制御を行う。制御部１７は、湾曲制御を行うために、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉を制御し、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの加圧または減圧を行う。
【００２９】
制御部１７は、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの加圧を行う場合、気体供給源４と各アクチュエータ１３ａ〜１３ｄとの間に経路が形成されるように第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄを制御し、気体供給源４から各アクチュエータ１３ａ〜１３ｄに気体を送り込み加圧する。一方、制御部１７は、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄへの減圧を行う場合、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄと後述する第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄの排気口Ｒ（図５等参照）との間に経路が形成されるように第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄを制御し、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄから気体を放出して減圧する。
【００３０】
例えば、湾曲部１１をＵ方向に湾曲させる場合、図２（ｃ）に示すように、制御部１７は、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａを加圧するように電磁弁１５ａ及び１６ａを制御し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂを減圧するように電磁弁１５ｂ及び１６ｂを制御する。これにより、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが伸長するため、湾曲部１１がＵ方向へ湾曲する。
【００３１】
この制御部１７は、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉時間に基づいて、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの圧力を算出している。なお、上下左右方向のそれぞれに対応する４つの圧力センサを、それぞれエアチューブ１４ａ〜１４ｄと電磁弁１５ａ〜１５ｄとの間に設け、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの圧力を計測するようにしてもよい。制御部１７は、４つの圧力センサからの圧力値に基づいて、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉を制御し、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの圧力を制御する。
【００３２】
また、制御部１７は、ニュートラル状態に戻すためのニュートラル操作部としてのニュートラルボタン７が押下されたことを示す制御信号が供給されると、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉を制御し、後述するニュートラル制御を行う。さらに、制御部１７は、湾曲された状態を維持する、即ち、湾曲部１１の湾曲角度を維持するための湾曲ロック操作部としての湾曲ロックボタン８が押下されたことを示す制御信号が供給されると、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの開閉を制御し、後述する湾曲角度維持制御を行う。
【００３３】
本実施の形態では、上述した初期加圧処理等を行うためのソフトウエアプログラムが内視鏡本体３に設けられている図示しないメモリに記憶されている。制御部１７は、そのメモリに記憶されているソフトウエアプログラムを読み出し、初期加圧処理等を実行する。なお、初期加圧処理等は、ソフトウエアプログラムによる実行に限定されることなく、メカ機構により実行するようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態の内視鏡装置１は、空気圧により湾曲制御を行っている。そのため、本実施の形態の内視鏡装置１を、例えば、挿入部が長尺なドラム式の内視鏡装置に適用した場合でも、湾曲部の応答性が悪くなくことはない。
【００３５】
次に、ユーザが内視鏡装置１の電源をＯＮしてから電源をＯＦＦするまでの操作例に対するアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力の変化について説明する。
【００３６】
図３は、操作例に対するアクチュエータに加わる圧力の変化の例を説明するための図である。なお、図３では、ＵＤ方向についてのみ図示しているが、ＲＬ方向についてもＵＤ方向と同様である。
【００３７】
まず、ユーザは、時間Ｔ１において、内視鏡装置１の電源をＯＮする。制御部１７は、内視鏡装置１の電源のＯＮを検知すると、時間Ｔ２まで全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに対し、大気圧Ｐ１から初期加圧用の圧力Ｐ２に達するまで加圧する初期加圧処理を行う。そして、制御部１７は、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄの圧力を初期加圧用の圧力Ｐ２で維持する。この初期加圧用の圧力Ｐ２の値は、内視鏡本体３に設けられている図示しないメモリに記憶されている。なお、初期加圧用の圧力Ｐ２の値は、ユーザによって変更できるようにしてもよい。
【００３８】
次に、ユーザは、時間Ｔ３において、ジョイスティック等の操作部６を操作して、Ｕ方向への湾曲操作を行う。制御部１７は、Ｕ方向への湾曲操作を検知すると、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａを操作部６の操作量に応じた所定の圧力Ｐ３まで加圧し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂを操作部６の操作量に応じた所定の圧力、ここでは、大気圧Ｐ１まで減圧する。
【００３９】
次に、ユーザは、時間Ｔ４において、所望の観察ができる湾曲角度になると、湾曲部１１の湾曲角度を維持する湾曲ロック操作を行うために、湾曲ロックボタン８を押下する。制御部１７は、湾曲ロックボタン８の押下を検出すると、アクチュエータ１３ａの圧力を維持するようにＵ方向の第１の電磁弁１５ａ及び第２の電磁弁１６ａを制御し、アクチュエータ１３ｂの圧力を維持するようにＤ方向の第１の電磁弁１５ｂ及び第２の電磁弁１６ｂを制御する。
【００４０】
次に、ユーザは、時間Ｔ５において、湾曲角度を一度ゼロに戻すニュートラル操作を行うために、ニュートラルボタン７を押下する。制御部１７は、ニュートラルボタン７の押下を検知すると、ニュートラル処理を行う。まず、制御部１７は、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が初期加圧用の圧力Ｐ２以下、即ち、遊びがなくなる圧力以下になるまで減圧する。本実施の形態では、制御部１７は、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が大気圧Ｐ１になるまで減圧する。そして、制御部１７は、時間Ｔ６において、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄが大気圧Ｐ１まで減圧されると、初期加圧処理を行い、時間Ｔ７において、ニュートラル処理を完了する。
【００４１】
その後、ユーザは、上述した湾曲操作、湾曲ロック操作及びニュートラル操作を繰り返し、所望の検査を行う。最後に、ユーザは、時間Ｔ８において、内視鏡装置１の電源をＯＦＦする。制御部１７は、内視鏡装置１の電源のＯＦＦを検知すると、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が大気圧Ｐ１になるまで減圧し、処理を終了する。
【００４２】
ここで、図４〜図７を用いて、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２電磁弁１６ａ〜１６ｄの制御状態について説明する。
【００４３】
図４は、先端部の動きと電磁弁の制御状態との関係について説明するための図であり、図５は、初期加圧処理を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図であり、図６は、Ｕ方向への湾曲操作を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図であり、図７は、湾曲角度の維持を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。なお、図５〜図７では、ＵＤ方向についてのみ図示しているが、ＲＬ方向についてもＵＤ方向と同様である。
【００４４】
図５〜図７に示すように、第１の電磁弁１５ａ〜１５ｄ及び第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄは、３ポート電磁弁であり、それぞれ弁の入口Ｐと、弁の出口Ａと、排気口Ｒとを有している。ただし、第２の電磁弁１６ａ〜１６ｄの排気口Ｒの口は塞がれている。
【００４５】
図４に示す電磁弁の状態でＯＮは、弁の入口Ｐ及び弁の出口Ａの間で空気の経路が形成されることを示す。また、図４に示す電磁弁の状態でＯＦＦは、弁の出口Ａ及び排気口Ｒの間で空気の経路が形成されることを示す。さらに、図４に示す電磁弁の状態でＰは、上記ＯＮとＯＦＦとを繰り返すパルス駆動であり、弁の入口Ｐ及び弁の出口Ａの間の経路と、弁の出口Ａ及び排気口Ｒの間の経路とが交互に形成されることを示す。このパルス駆動により、湾曲部１１の湾曲角度を徐々に増加または減少させることができる。
【００４６】
図５に示すように、ユーザにより内視鏡装置１の電源がＯＮまたはニュートラルボタン７が押下されると、制御部１７は、Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａをＯＮし、第２の電磁弁１６ａをパルス駆動する。また、制御部１７は、Ｄ方向の第１の電磁弁１５ｂをＯＮし、第２の電磁弁１６ｂをパルス駆動する。
【００４７】
Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａがＯＮしているため、パルス駆動しているＵ方向の第２の電磁弁１６ａがＯＮしている間、気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ａの圧力が上昇し、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮する。
【００４８】
同様に、Ｄ方向の第１の電磁弁１５ｂがＯＮしているため、パルス駆動しているＤ方向の第２の電磁弁１６ｂがＯＮしている間、気体供給源４及びアクチュエータ１３ｂ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ｂの圧力が上昇し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが収縮する。特に、初期加圧では、アクチュエータ１３ａ及び１３ｂの圧力が初期加圧用の圧力Ｐ２になるように第１の電磁弁１５ａ、１５ｂ及び第２の電磁弁１６ａ、１６ｂが制御され、湾曲ワイヤ１２ａ及び１２ｂの遊びがなくなる。
【００４９】
図６に示すように、ユーザにより操作部６が操作され、Ｕ方向への湾曲操作が指示されると、制御部１７は、Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａをＯＮし、第２の電磁弁１６ａをパルス駆動する。また、制御部１７は、Ｄ方向の第１の電磁弁１５ｂをパルス駆動し、第２の電磁弁１６ｂをＯＦＦする。
【００５０】
Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａがＯＮしているため、パルス駆動しているＵ方向の第２の電磁弁１６ａがＯＮしている間、気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ａの圧力が上昇し、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮する。
【００５１】
また、パルス駆動しているＤ方向の第１の電磁弁１５ｂがＯＦＦしている間、アクチュエータ１３ｂ及びＤ方向の第１の電磁弁１５ｂの排気口Ｒの間の経路が形成され、アクチュエータ１３ｂの圧力が下降し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが伸長する。このように、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが伸長するため、湾曲部１１がＵ方向へ湾曲する。
【００５２】
図７に示すように、ユーザにより湾曲ロックボタン８が押下され、湾曲角度の維持が指示されると、制御部１７は、Ｕ方向の第１の電磁弁１５ａをＯＮし、第２の電磁弁１６ａをＯＦＦする。また、制御部１７は、Ｄ方向の第１の電磁弁１５ｂをＯＮし、第２の電磁弁１６ｂをＯＦＦする。
【００５３】
気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ間の経路と、アクチュエータ１３ａ及びＵ方向の第１の電磁弁１５ａの排気口Ｒ間の経路とのいずれも形成されない状態となり、アクチュエータ１３ａに空気が保持される。
【００５４】
同様に、気体供給源４及びアクチュエータ１３ｂ間の経路と、アクチュエータ１３ｂ及びＤ方向の第２の電磁弁１５ｂの排気口Ｒ間の経路とのいずれも形成されない状態となり、アクチュエータ１３ｂに空気が保持される。このように、アクチュエータ１３ａ及び１３ｂに空気が保持される、即ち、アクチュエータ１３ａ及び１３ｂの圧力が変化しないため、湾曲部１１の湾曲角度が維持される。
【００５５】
次に、図８〜図１２を用いて、内視鏡装置１の各処理について説明する。図８〜図１２の各処理は、制御部１７によって実行される。
【００５６】
図８は、内視鏡装置の電源をＯＮした場合の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
まず、内視鏡装置１の電源がＯＮされたか否かが検出される（ステップＳ１）。内視鏡装置１の電源がＯＮされていない場合、ＮＯとなり、ステップＳ１に戻る。一方、内視鏡装置１の電源がＯＮされた場合、初期加圧、即ち、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が初期加圧用の圧力Ｐ２まで加圧され（ステップＳ２）、処理を終了する。
【００５８】
図９は、空気圧による湾曲制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
まず、サンプリング周期が経過したか否かが検出される（ステップＳ１１）。サンプリング周期が経過していない場合、ＮＯとなり、ステップＳ１１に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、サンプリング周期が経過した場合、ユーザ操作が解析される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の解析では、ユーザにより操作部６が操作された湾曲操作、ニュートラルボタン７が押下されたニュートラル操作または湾曲ロックボタン８が押下された湾曲角ロック操作かを判断している。
【００６０】
次に、ユーザ操作がニュートラル操作か否かが検出される（ステップＳ１３）。ユーザ操作がニュートラル操作の場合、ＹＥＳとなり、ニュートラル制御が行われ（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１３において、ユーザ操作がニュートラル操作でない場合、ＮＯとなり、ユーザ操作が湾曲操作か否かが検出される（ステップＳ１５）。ユーザ操作が湾曲操作の場合、ＹＥＳとなり、湾曲制御が行われ（ステップＳ１６）、ステップＳ１１に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１５において、ユーザ操作が湾曲操作でない場合、ＮＯとなり、ユーザ操作が湾曲ロック操作か否かが検出される（ステップＳ１７）。ユーザ操作が湾曲ロック操作の場合、湾曲角度維持処理が行われ（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、ユーザ操作が湾曲ロック操作でない場合、ＮＯとなり、ステップＳ１１に戻り、同様の処理が繰り返される。
【００６１】
次に、ステップＳ１４におけるニュートラル制御の処理について説明する。  
【００６２】
図１０は、ニュートラル制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【００６３】
まず、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が大気圧Ｐ１まで減圧される（ステップＳ２１）。全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が大気圧Ｐ１まで減圧されると、初期加圧処理、即ち、全てのアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに加わる圧力が初期加圧用の圧力Ｐ２まで加圧され（ステップＳ２２）、処理を終了する。
【００６４】
次に、ステップＳ１６における湾曲制御の処理について説明する。  
【００６５】
図１１は、湾曲制御の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【００６６】
まず、ＵＤ方向のアクチュエータ１３ａ及び１３ｂの操作量が算出される（ステップＳ３１）。次に、ＲＬ方向のアクチュエータ１３ｃ及び１３ｄの操作量が算出される（ステップＳ３２）。最後に、ステップＳ３１及びＳ３２で算出された操作量に応じて、対応する電磁弁が制御され（ステップＳ３３）、処理を終了する。
【００６７】
次に、ステップＳ３１におけるＵＤ方向のアクチュエータ１３ａ及び１３ｂの操作量を算出する処理について説明する。  
【００６８】
図１２は、ＵＤ方向のアクチュエータの操作量を算出する処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
まず、Ｕ方向に湾曲されたか否かが検出される（ステップＳ４１）。Ｕ方向に湾曲された場合、ＹＥＳとなり、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａの加圧量が算出される（ステップＳ４２）。このステップＳ４２の処理では、制御部１７が気体供給源４とアクチュエータ１３ａとの経路が形成された時間を検出することにより、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａの加圧量が算出される。そして、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂの減圧量が算出され（ステップＳ４３）、処理を終了する。このステップＳ４３処理では、制御部１７がアクチュエータ１３ｂとＤ方向の第１の電磁弁１５ｂの排気口Ｒとの経路が形成された時間を検出することにより、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂの減圧量が算出される。
【００７０】
一方、ステップＳ４１において、Ｕ方向に湾曲されていない場合、ＮＯとなり、ステップＳ４４に進む。即ち、Ｕ方向に湾曲されていない場合、Ｄ方向に湾曲されたと判定され、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂの加圧量が算出される（ステップＳ４４）。このステップＳ４４の処理では、制御部１７が気体供給源４とアクチュエータ１３ｂとの経路が形成された時間を検出することにより、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂの加圧量が算出される。そして、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａの減圧量が算出され（ステップＳ４５）、処理を終了する。このステップＳ４５処理では、制御部１７がアクチュエータ１３ａとＵ方向の第１の電磁弁１５ａの排気口Ｒとの経路が形成された時間を検出することにより、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａの減圧量が算出される。
【００７１】
以上のように、内視鏡装置１は、電源がＯＮされたあるいはニュートラルボタン７が押下された場合に初期加圧処理を行い、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びをなくすように、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄを加圧している。そのため、内視鏡装置１は、操作部６により湾曲操作が指示された際に、湾曲ワイヤの遊びがない場合と同等の応答を得ることができる。
【００７２】
また、内視鏡装置１は、操作部６により湾曲操作が指示された際に、湾曲方向と反対側のアクチュエータに対して減圧するので、減圧されたアクチュエータが伸長し、湾曲ワイヤの遊びが確保される。そのため、湾曲部１１の湾曲角度は、湾曲ワイヤ１２ａ〜１２ｄの遊びが有効に働き、アクチュエータ１３ａ〜１３ｄが湾曲部１１を曲げることができる最大の角度まで曲げることができる。
【００７３】
よって、本実施の形態の内視鏡装置によれば、湾曲部の最大湾曲角度の性能を低下させることなく、湾曲部の応答性をよくすることができる。
（変形例）
【００７４】
次に、上述した実施の形態の変形例について説明する。  
【００７５】
図１３は、本実施の形態の内視鏡装置の変形例の先端部の動きと電磁弁の制御状態との関係について説明するための図であり、図１４は、本実施の形態の内視鏡装置の変形例の初期加圧処理を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図であり、図１５は、本実施の形態の内視鏡装置の変形例のＵ方向への湾曲操作を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図であり、図１６は、本実施の形態の内視鏡装置の変形例の湾曲角度の維持を行う場合の電磁弁の制御状態を説明するための図である。なお、図１４〜図１６では、ＵＤ方向についてのみ図示しているが、ＲＬ方向についてもＵＤ方向と同様である。
【００７６】
図１４〜図１６に示すように、本変形例では、初期加圧用気体供給源２１と、上下左右のそれぞれに対応する逆止弁２２ａ〜２２ｄを設けている。なお、図１４〜図１６では、ＵＤ方向についてのみ図示している。
【００７７】
本変形例では、初期加圧処理が行われる場合、初期加圧用気体供給源２１からアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに空気が供給される。
【００７８】
逆止弁２２ａ〜２２ｄは、図１４〜図１６の矢印の方向にしか空気が流れない弁である。逆止弁２２ａ〜２２ｄの両端について、初期加圧用気体供給源２１の圧力よりも電磁弁１５ａ〜１５ｄ側の圧力が高い場合、初期加圧用気体供給源２１からアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに空気は流れず、電磁弁１５ａ〜１５ｄ側の圧力が低い場合、初期加圧用気体供給源２１からアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに初期加圧用の圧力Ｐ２に達するまで矢印の方向に空気が流れる。
【００７９】
このように、初期加圧処理時には、初期加圧用気体供給源２１からアクチュエータ１３ａ〜１３ｄに空気が供給されるようになっている。そのため、図１３に示すように、初期加圧処理時に気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ〜１３ｄ間の経路が形成されないように、電磁弁１６ａ〜１６ｄがＯＦＦになっている。
【００８０】
図１４に示すように、ユーザにより電源がＯＮまたはニュートラルボタン７が押下され、ニュートラル制御が指示されると、制御部１７は、Ｕ方向の電磁弁１５ａをＯＮし、電磁弁１６ａをＯＦＦする。また、制御部１７は、Ｄ方向の電磁弁１５ｂをＯＮし、電磁弁１６ｂをＯＦＦする。
【００８１】
Ｕ方向の電磁弁１５ａがＯＮしている間、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ａ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ａの圧力が上昇し、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮する。
【００８２】
同様に、Ｄ方向の電磁弁１５ｂがＯＮしている間、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ｂ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ｂの圧力が上昇し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが収縮する。
【００８３】
図１５に示すように、ユーザにより操作部６が操作され、Ｕ方向への湾曲操作が指示されると、制御部１７は、Ｕ方向の電磁弁１５ａをＯＮし、電磁弁１６ａをパルス駆動する。また、制御部１７は、Ｄ方向の、電磁弁１５ｂをパルス駆動し、電磁弁１６ｂをＯＦＦする。
【００８４】
パルス駆動しているＵ方向の電磁弁１６ａがＯＮしている間、気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ間の空気の経路が形成され、アクチュエータ１３ａの圧力が上昇し、Ｕ方向のアクチュエータ１３ａが収縮する。
【００８５】
また、パルス駆動しているＤ方向の電磁弁１５ｂがＯＦＦしている間、アクチュエータ１３ｂ及び電磁弁１５ｂの排気口Ｒ間の経路が形成され、アクチュエータ１３ｂの圧力が下降し、Ｄ方向のアクチュエータ１３ｂが伸長する。
【００８６】
逆止弁２２ａが設けられているため、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ａ間の経路は形成されない。同様に、逆止弁２２ｂが設けられているため、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ｂ間の経路は形成されない。
【００８７】
図１６に示すように、ユーザにより湾曲ロックボタン８が押下され、湾曲角度の維持が指示されると、制御部１７は、Ｕ方向の電磁弁１５ａをＯＮし、電磁弁１６ａをＯＦＦする。また、制御部１７は、Ｄ方向の電磁弁１５ｂをＯＮし、電磁弁１６ｂをＯＦＦする。
【００８８】
気体供給源４及びアクチュエータ１３ａ間の経路と、アクチュエータ１３ａ及び電磁弁１５ａの排気口Ｒ間の経路のいずれも形成されない状態となり、アクチュエータ１３ａに空気が閉じ込められる。
【００８９】
同様に、気体供給源４及びアクチュエータ１３ｂ間の経路と、アクチュエータ１３ｂ及び電磁弁１５ｂの排気口Ｒ間の経路のいずれも形成されない状態となり、アクチュエータ１３ｂに空気が閉じ込められる。このように、アクチュエータ１３ａ及び１３ｂに空気が保持される、即ち、アクチュエータ１３ａ及び１３ｂの圧力が変化しないため、湾曲角度が維持される。
【００９０】
逆止弁２２ａが設けられているため、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ａ間の経路は形成されない。同様に、逆止弁２２ｂが設けられているため、初期加圧用気体供給源２１及びアクチュエータ１３ｂ間の経路は形成されない。
【００９１】
本変形例の内視鏡装置によれば、上述した実施の形態と同様に、湾曲部の最大湾曲角度の性能を低下させることなく、湾曲部の応答性をよくすることができる。
【００９２】
なお、本明細書における各フローチャート中の各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実行し、あるいは実行毎に異なった順序で実行してもよい。
【００９３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１…内視鏡装置、２…挿入部、３…内視鏡本体、４…気体供給源、５…表示部、６…操作部、７…ニュートラルボタン、８…湾曲ロックボタン、１０…先端部、１１…湾曲部、１１ａ〜１１ｃ…湾曲コマ、１２ａ〜１２ｄ…湾曲ワイヤ、１３ａ〜１３ｄ…アクチュエータ、１４ａ〜１４ｄ…エアチューブ、１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ…電磁弁、１７…制御部、２１…初期加圧用気体供給源、２２ａ〜２２ｄ…逆止弁。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011229845.tif 000015
【図１４】
2011229845.tif 000016
【図１５】
2011229845.tif 000017
【図１６】
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