(57)【要約】【課題】体内に挿入し、観察手段および照明手段を備えた先端部分と、この内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続する部材が先端部よりも柔軟で細く、この先端部に内蔵した推進装置により推進可能な内視鏡装置を提供する。【解決手段】観察手段および照明手段を内蔵した内視鏡先端部と、該内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する、前記内視鏡先端部よりも細径かつ柔軟なケーブル束と、前記内視鏡先端部に内蔵された、所定質量の運動体を該内視鏡先端部の前後方向に運動自在に保持し、該運動体を前後方向に往復運動させて該内視鏡先端部を前方または後方に移動させる推進力を発生する推進装置を備えた。【選択図】図２
2008194072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察手段および照明手段を内蔵した内視鏡先端部と、
該内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する、前記内視鏡先端部よりも細径かつ柔軟なケーブル束と、
前記内視鏡先端部に内蔵された、所定質量の運動体を該内視鏡先端部の前後方向に運動自在に保持し、該運動体を前後方向に往復運動させて該内視鏡先端部を前方または後方に移動させる推進力を発生する推進装置を備えたこと、を特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡装置において、前記運動体は電磁力により駆動されることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１記載の内視鏡装置において、前記運動体は流体圧力により駆動されることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記運動体は、回転しながらその回転方向に応じて前後方向に運動することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の内視鏡装置において、前記推進装置は、前記内視鏡先端部に内蔵された、前後方向に中心軸を持つコイルと、該コイル内に移動自在に収納され、前記コイルへの通電によって前後方向に運動する、運動体としての可動コアと、該可動コアの可動範囲における前方の可動端において該可動コアが衝突する衝突部材を備え、可動コアが衝突部材に衝突して推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡装置において、前記可動コアおよび衝突部材は軟磁性材料で形成され、前記コイルに通電されたときに互いに引力を及ぼし合う内視鏡装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の内視鏡装置において、前記コイルに所定以下の電力が供給されているか、または供給されていないときは前記可動コアを後方の可動端まで移動させる弾性付勢部材を備えた内視鏡装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記コイルは、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記可動コアが前方の前記衝突部材に衝突し、その後前記弾性付勢部材によって後方の可動端まで戻るように通電制御される内視鏡装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記後方の可動端には、前記可動コアが当接する衝撃吸収部材が配置されている内視鏡装置。
【請求項１０】
請求項１または２記載の内視鏡装置において、前記推進装置は、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体の運動用空間と、該運動体運動用空間内において、磁気ギャップを備えた内磁型または外磁型の磁気回路と、前記磁気ギャップを通過するように配置されたコイル部材とを備え、前記磁気回路または前記コイル部材のどちらか一方が前記運動体運動用空間に固定され、前記コイル部材内のコイルに所定の手順で通電されたときに、前記運動体運動用空間内に固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材が前後運動して前記推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の内視鏡装置において、前記運動体運動用空間内に固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材が運動してその一部が前記運動体運動用空間に固定された前記衝突部材に衝突して内視鏡先端部を前進させる推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の内視鏡装置において、前記コイル部材は、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材の一部が衝突部材に衝突して推進力を発生し、その後前記運動体の衝突部が衝突部材から離反するように通電制御される内視鏡装置。
【請求項１３】
請求項１または３記載の内視鏡装置において、前記推進装置は、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体運動用空間と、該運動体運動用空間内に配置されたシリンダチューブと、該シリンダチューブ内に前後移動自在に収納された、運動体としてのピストンとを備え、該ピストンが前後運動して前記推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の内視鏡装置はさらに、前記ピストンが前進運動したときに衝突する衝突部材を備え、前記ピストンが前進運動して前記衝突部材に衝突したときに内視鏡先端部を前進させる推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の内視鏡装置において、前記ピストンは、前面に突設されたピストンロッドを備え、前記シリンダチューブの前壁には貫通穴が形成され、該貫通穴と対向する位置に衝突部材が装着されていて、前記ピストンの前進運動により前記貫通穴から押し出されたピストンロッドの先端部が前記衝突部材に衝突したときに前記前進方向の推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記ピストンおよびシリンダチューブは、シリンダチューブ内の流体圧力の変化によって前進または後退運動し、前記シリンダチューブ内に内蔵された弾性付勢部材によって後退または前進運動する単動型シリンダである内視鏡装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至１５のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記ピストンおよびシリンダチューブは、該ピストンをシリンダチューブ内の流体圧力の変化によって前進および後退運動させる復動型シリンダである内視鏡装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の内視鏡装置において、内視鏡先端部および前記シリンダチューブには、前記ピストンを挟んで前記流体が送られる側とは反対側に、内視鏡先端部外と連通する吸排出穴が設けられている内視鏡装置。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８記載の内視鏡装置において、前記シリンダチューブには、前記柔軟なケーブル束に含まれる流体チューブが接続され、該流体チューブには、圧力制御手段を介して流体ポンプに接続されていて、該圧力制御手段による圧力制御により、前記運動が制御される内視鏡装置。
【請求項２０】
請求項１、２または４記載の内視鏡装置において、前記推進装置は、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体運動用空間と、該運動体運動用空間内に収納された、前後方向に軸を持ったねじを有する固定部材と、該固定部材に螺合するねじを有する回転部材を回転軸として備えたモータと、該モータを回転させることなく前記回転部材と平行に移動自在に支持するガイド部材とを備え、前記固定部材およびガイド部材は前記内視鏡先端部内に固定されていて、前記モータが前記回転部材を回転させて前後運動したときに前記推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の内視鏡装置はさらに、前記回転部材の先端部または前記モータが衝突する衝突部材を備え、前記モータが前記回転部材を回転させて前記回転部材の先端部または前記モータが前記衝突部材に衝突したときに前記前進方向の推進力を発生する内視鏡装置。
【請求項２２】
請求項２０または２１記載の内視鏡装置において、前記ねじは、ボールを挟み込んだボールねじである内視鏡装置。
【請求項２３】
請求項２０乃至２２のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記モータは、前記回転部材と略同軸に配置され、前記ガイド部材は、両端部が前記運動体運動用空間を規制する後壁と前記固定部材とに固定されたガイドロッドである内視鏡装置。
【請求項２４】
請求項２０乃至２３のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記モータは減速ギヤを内蔵していて、前記回転部材は前記減速ギヤを介して回転駆動される内視鏡装置。
【請求項２５】
請求項２０乃至２４のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記モータは、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記モータおよび回転部材を前進または後退させた後、または前記回転部材の先端部またはモータが衝突部材に衝突した後に、前記モータおよび回転部材が後退または前進、または前記衝突部材から離反するように通電制御される内視鏡装置。
【請求項２６】
請求項１乃至２５のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記ケーブル束は、柔軟な樹脂製チューブ内に密封収納されている内視鏡装置。
【請求項２７】
請求項１乃至２６のいずれか一項記載の内視鏡装置において、前記内視鏡先端部は、前記観察手段、照明手段および推進装置を内蔵した剛性部と、該剛性部を所望の方向に向ける湾曲部とを備える内視鏡装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の内視鏡装置において、前記湾曲部の湾曲手段として、通電によって伸縮する導電性高分子膜が長手方向に設けられている内視鏡装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の内視鏡装置において、前記導電性高分子膜は、径方向に対向する２枚を一組として周方向異なる位置に複数組設けられている内視鏡装置。
【請求項３０】
請求項２７記載の内視鏡装置において、前記湾曲部の湾曲手段として、アングルワイヤを利用する内視鏡装置。
【請求項３１】
請求項２７記載の内視鏡装置において、前記湾曲部の湾曲手段として、形状記憶合金または形状記憶樹脂を利用する内視鏡装置。
【請求項３２】
請求項１乃至３１のいずれか一項記載の内視鏡装置はさらに、前記運動体の運動状態を検出する運動状態検出手段と、該運動状態検出手段が検出した運動情報に基づいて前記運動体を駆動制御する制御手段を備えている内視鏡装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の内視鏡装置において、前記運動状態検出手段は、前記運動体の位置、速度、加速度、角速度のいずれかまたは複数の検出手段である内視鏡装置。
【請求項３４】
請求項１乃至３３のいずれか一項記載の内視鏡装置はさらに、内視鏡先端部の外径を変更可能な径可変部材を備えた内視鏡装置。
【請求項３５】
請求項３４記載の内視鏡装置はさらに、前記径可変部材の表面を振動させる振動手段を備えている内視鏡装置。
【請求項３６】
請求項３４または３５記載の内視鏡装置において、前記径可変部材は膨縮自在なバルーン部材であって、該バルーン部材に流体を出し入れする流体供給管路を備え、該流体供給管路には前記バルーン部材内に所定圧力の流体を送る流体供給装置が接続されている内視鏡装置。
【請求項３７】
請求項３６記載の内視鏡装置において、前記流体供給装置は、前記バルーン部材が膨縮振動するように流体圧を可変する機能を備えた内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から機械的な力を与えなくても移動させることができる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡検査において、内視鏡挿入時の患者の苦痛を軽減させることは非常に重要な課題である。特に大きな問題となっているのが肛門を介しての大腸への内視鏡挿入時であり、大腸が柔軟でかつ複雑に屈曲して走行しているために、充分に熟練した医師の手に依らないと、挿入時に腸管が過伸展や穿孔等を起こし患者に多大な苦痛を与えることもある。近年、内視鏡検査におけるこれらの患者の苦痛を軽減するために、従来よりも内視鏡をスムーズに挿入する手法が試みられている。その一例として、従来のように手元から人力で押し込み挿入するだけの方法ではなく、体内挿入部の先端部に推進装置を備えた内視鏡（特許文献１乃至３）が開発されている。また、ケーブル等が接続されていない飲み込み型内視鏡（特許文献４、５）やカプセル内視鏡なども種々開発されている。
【特許文献１】特開２００２-１２５９２３号公報
【特許文献２】特開２００３-２６５４０３号公報
【特許文献３】特開平０６-１３３９２５号公報
【特許文献４】特開２０００-３４２５２２号公報
【特許文献５】特開２０００-３４２５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１乃至３に示される場合、すなわち、従来の内視鏡の体内挿入部の先端部に推進装置を備えていても、先端部以外も先端部と同様の太さを持つために、挿入時の患者の苦痛の軽減度は低く、また内視鏡全体としての質量が比較的大きいために、これを推進させるためには非常に大きな推進力の発生が必要であった。このことは、内視鏡先端部に備えられた観察手段等への機械的なダメージを強める原因となり、また、推進装置に充分な大きさが必要とされるために先端部の径の増大を招き、挿入時の患者の苦痛を増大させる。
一方で、従来の飲み込み型内視鏡やカプセル型内視鏡は、体腔内の蠕動運動によって進むために、蠕動運動に逆らった方向に内視鏡を進めることや、使用者が望む方向に向きを変えたりその方向に進めることが困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、体内に挿入し、観察手段および照明手段を備えた先端部分と、この内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続する部材が先端部よりも柔軟で細く、この先端部に内蔵した推進装置により推進可能な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】
【０００５】
かかる課題を解決する本発明の内視鏡は、観察手段および照明手段を内蔵した内視鏡先端部と、該内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続するケーブル類またはチューブ類を内蔵する、前記内視鏡先端部よりも細径かつ柔軟なケーブル束と、前記内視鏡先端部に内蔵された、所定質量の運動体を該内視鏡先端部の前後方向に運動自在に保持し、該運動体を前後方向に往復運動させて該内視鏡先端部を前方または後方に断続的に移動させる推進力を発生する推進装置を備えたことに特徴を有する。
【０００６】
実際的には、前記運動体は、電磁力または流体圧力により前後方向に駆動するが、これらの力により前記運動体に回転運動を発生させ、運動体が回転しながらその回転方向に応じて前後方向に直線運動する構成にしてもよい。
【０００７】
電磁力による前記推進装置は、前記内視鏡先端部に内蔵された、前後方向に中心軸を持つコイルと、該コイル内に移動自在に収納され、前記コイルへの通電によって前後方向に運動する、運動体としての可動コアと、該可動コアの可動範囲における前方の可動端において該可動コアが衝突する衝突部材を備え、可動コアが衝突部材に衝突して推進力を発生する。前記可動コアおよび衝突部材は軟磁性材料で形成し、前記コイルに通電されたときに互いに引力を及ぼし合わせる。そうして、前記コイルに所定以下の電力が供給されているか、または供給されていないときは前記可動コアを後方の可動端まで移動させる弾性付勢部材を備えることが好ましい。
【０００８】
実際的には前記コイルは、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記可動コアが前方の前記衝突部材に衝突し、その後前記弾性付勢部材によって後方の可動端まで戻るように通電制御される。前記後方の可動端には、前記可動コアが当接する衝撃吸収部材を配置することが好ましい。
【０００９】
電磁力により駆動する別の実施形態では、前記推進装置は、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体の運動用空間と、該運動体運動用空間内において、磁気ギャップを備えた内磁型または外磁型の磁気回路と、前記磁気ギャップを通過するように配置されたコイル部材とを備え、前記磁気回路または前記コイル部材のどちらか一方が前記運動体運動用空間に固定され、前記コイル部材内のコイルに所定の手順で通電されたときに、前記運動体運動用空間内に固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材が前後運動して前記推進力を発生することに特徴を有する。
本発明の内視鏡装置において、前記運動体運動用空間内に固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材が運動してその一部が前記運動体運動用空間に固定された衝突部材に衝突して内視鏡先端部を前進させる推進力を発生するように構成してもよい。
【００１０】
実際的には、前記コイル部材は、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記固定されていない運動体としての前記磁気回路または前記コイル部材の一部が衝突部材に衝突して推進力を発生し、その後前記運動体の衝突部が衝突部材から離反するように通電制御する。
【００１１】
本発明の内視鏡装置において、流体により駆動する実施形態の前記推進装置は、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体運動用空間と、該運動体運動用空間内に配置されたシリンダチューブと、該シリンダチューブ内に前後移動自在に収納された、運動体としてのピストンとを備え、該ピストンが前後運動して前記推進力を発生することに特徴を有する。
さらに本発明の内視鏡装置において、前記ピストンが前進運動したときに衝突する衝突部材を備え、前記ピストンが前進運動して前記衝突部材に衝突したときに前進方向の推進力を発生するように構成してもよい。
好ましくは、前記ピストンは、前面に突設されたピストンロッドを備え、前記シリンダチューブの前壁には貫通穴が形成され、該貫通穴と対向する位置に衝突部材が装着されていて、前記ピストンの前進運動により前記貫通穴から押し出されたピストンロッドの先端部が前記衝突部材に衝突したときに前記前進方向の推進力を発生するように形成する。
【００１２】
本発明の流体駆動する内視鏡装置の実施形態では、前記ピストンおよびシリンダチューブを、シリンダチューブ内の流体圧力の変化によって前進または後退運動し、シリンダチューブ内に内蔵された弾性付勢部材によって後退または前進運動する単動型シリンダにより構成した。この単動型シリンダでは、内視鏡先端部および前記シリンダチューブには、ピストンを挟んで前記流体が送られる側とは反対側に、内視鏡先端部外と連通する吸排気穴が設けられる。
別の実施形態では、前記ピストンおよびシリンダチューブを、該ピストンをシリンダチューブ内の流体圧力の変化によって前進および後退運動させる復動型シリンダとした。
【００１３】
実際的には、前記シリンダチューブに、前記柔軟なケーブル束に含まれる流体チューブを接続し、該流体チューブに、圧力制御手段を介して流体ポンプに接続し、該圧力制御手段による圧力制御により前記運動を制御する。
【００１４】
さらに本発明の内視鏡装置の別の実施形態では、前記内視鏡先端部内に形成された、前後方向に延びる前記運動体運動用空間と、該運動体運動用空間内に収納された、前後方向に軸を持ったねじを有する固定部材と、該固定部材に螺合するねじを備えた回転部材を回転軸として備えたモータと、該モータを回転させることなく前記回転部材と平行に移動自在に支持するガイド部材とを備え、前記固定部材およびガイド部材が前記内視鏡先端部内に固定されていて、前記モータが前記回転部材を回転させて前後運動したときに前記推進力を発生することに特徴を有する。
本発明の内視鏡装置において、前記回転部材の先端部または前記モータが衝突する衝突部材を備え、前記モータが前記回転部材を回転させて前記回転部材の先端部または前記モータが前記衝突部材に衝突したときに前記前進方向の推進力を発生するように構成してもよい。
【００１５】
前記ねじは、ボールを挟み込んだボールねじとすることが好ましい。前記モータは、前記ねじと略同軸に配置され、前記ガイド部材は、両端部が前記運動体運動用空間を規制する後壁と前記固定部材とに固定されたガイドロッドにより構成する。前記モータは減速ギヤを内蔵していて、前記回転部材は減速ギヤを介して回転駆動される。
【００１６】
実際的には、前記モータは、前記柔軟なケーブル束に含まれるケーブルを介して電源に接続されていて、該電源によって、前記モータおよび回転部材を前進または後退させた後、または前記回転部材の先端部またはモータが衝突部材に衝突した後に、前記モータおよび回転部材が後退または前進、または前記衝突部材から離反するように通電制御する。
【００１７】
本発明の内視鏡装置において、前記ケーブル束は、柔軟な合成樹脂チューブ内に密封収納することが好ましい。
【００１８】
本発明の内視鏡装置には、好ましくは、前記内視鏡先端部に、前記観察手段、照明手段および推進装置を内蔵した剛性部と、該剛性部を所望の方向に向ける湾曲部とを備える。
実際的には、前記湾曲部の湾曲手段として、通電によって伸縮する導電性高分子膜を長手方向に設ける。実際的には、前記導電性高分子膜は、径方向に対向する２枚を一組として周方向異なる位置に複数組設ける。
本発明の内視鏡装置において、湾曲手段として、アングルワイヤ、もしくは形状記憶合金または形状記憶樹脂を利用できる。
【００１９】
本発明の内視鏡装置は、好ましくは、前記運動体の運動状態を検出する運動状態検出手段と、該運動状態検出手段が検出した運動情報に基づいて前記運動体を駆動制御する制御手段を備える。そうしてより実際的には、前記運動状態検出手段は、前記運動体の位置、速度、加速度、角速度のいずれかまたは複数の検出手段で構成する。前記運動状態検出手段は、前記運動体の位置、速度、加速度、角速度のいずれかまたは複数の検出手段で構成することが好ましい。
【００２０】
さらに本発明の内視鏡装置において、内視鏡先端部の外径を変更可能な径可変部材を備えた。この実施形態においては、前記径可変部材の表面を振動させる振動手段を備えることが好ましい。
【００２１】
実際的には、前記径可変部材は膨縮自在なバルーン部材であって、該バルーン部材に流体を出し入れする流体供給管路を備え、該流体供給管路には前記バルーン部材内に所定圧力の流体を送る流体供給装置が接続される。さらに前記流体供給装置には、前記バルーン部材が膨縮振動するように流体圧を可変する機能を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の内視鏡は、種々の機能を実装した内視鏡先端部と、この内視鏡先端部と体外に配置される機器類とを接続する先端部よりも柔軟で細い部材とで構成される。すなわち、全長にわたってほぼ均一な径であった従来の内視鏡と比較し、従来の内視鏡と同等の径の部分が、先端部のみに限られる。このため、挿入時の患者の苦痛および患者への危険性は大きく軽減される。
また、内視鏡全体が軽量化されるために、内視鏡を推進させるために必要な推進力が従来よりも小さくてすむ。このため、推進力発生部を小さくでき、同時に推進力発生時に、内視鏡先端部に搭載した撮像素子などの精密機器への衝撃も小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明について、添付の図面に示した実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内視鏡装置の使用態様を示す図である。この内視鏡装置は、体内、図では大腸１０１に挿入される内視鏡先端部１０を備え、この内視鏡先端部１０と体外の内視鏡操作部とを接続するケーブル類を束ねて、内視鏡先端部１０よりも細径で柔軟なケーブル束４０としてある。ケーブル束４０は、各種ケーブル、チューブ類を束ねたものであって、さらにこれらを柔軟なチューブに収納することが好ましい。内視鏡操作部は、詳細は図示しないが、ユニバーサルケーブルを介して、通常は内視鏡プロセッサに接続されている。内視鏡プロセッサおよび内視鏡操作部が内視鏡先端部に搭載された観察手段および照明手段、推進装置を制御する制御機器となる。
【００２４】
図２は、本発明を適用した内視鏡装置の好ましい第１の実施形態を長手方向に縦断して主要部を示した断面図である。内視鏡先端部１０は、前半部分は屈曲しない硬性の樹脂で形成された剛性部１１からなり、後半部分は任意の方向に撓む可撓性樹脂で形成された湾曲部１２からなる。内視鏡先端部１０の剛性部１１には、長手方向に延びて先端面１１ａの略中央に開口したカメラ収容穴１１ｂが形成されている。このカメラ収容穴１１ｂには先端面１１ａ側から、カバーガラス１３ａ、対物レンズ１３ｂおよび撮像素子１３ｃを備えた撮像手段としてのカメラ部１３が設けられている。撮像素子１３ｃとしては通常、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等が使用される。先端面１１ａには、このカバーガラス１３ａを挟んでまたは囲むように、照明用の高輝度ＬＥＤ１４が複数個配置され、さらに送水チャネル１６など複数のチャネルが開口されている。
【００２５】
撮像素子１３ｃ、高輝度ＬＥＤ１４に接続された柔軟なケーブル、および送水チャネル１６に接続された柔軟なチューブは、ケーブル束４０として内視鏡先端部１０から引き出されている。
【００２６】
さらに剛性部１１内には、撮像素子１３ｃの後方に円筒形の筒状空間１５が形成されている。筒状空間１５は、撮像素子１３ｃとの間は前壁１５ａによって仕切られ、後方は後壁１５ｂによって仕切られている。この空間１５内において、前壁１５ａには衝突部材として固定コア２０が装着され、その後方に所定質量の運動体として可動コア２２が収容されている。この可動コア２２は、復帰用ばね２１を介して後壁１５ｂに連結されている。後壁１５ｂには、可動コア２２が当接する、衝撃吸収部材としてダンパー２３が配置されている。この可動コア２２は、復帰用ばね２１の弾性引張り力に抗して固定コア２０に吸着される前端位置まで前進可能であるが、通常は復帰用ばね２１の弾性復元力によってダンパー２３に当接した初期位置に保持されている。なお、固定コア２０および可動コア２２は軟磁性材料によって形成されている。
【００２７】
剛性部１１内には、可動コア２２を囲むように円筒形に巻かれたコイル２４が収納されている。このコイル２４に電流が流れると、コイル内にコイルを通過する向きの磁場が発生し、この磁場により固定コア２０と可動コア２２が磁化される。この結果として、固定コア２０と可動コア２２との間に互いに引力を及ぼし合う向きの磁力が発生し、可動コア２２が復帰用ばね２１の弾性応力に抗して前方に加速し、固定コア２０に衝突する。この衝突により内視鏡先端部を前方に進める向きの推進力が発生し、内視鏡先端部１０が前進する。内視鏡先端部１０は、コイル２４に通電されて可動コア２２が前方に加速する際に後方への慣性力を受けるが、このときは体腔内壁との摩擦抵抗力によって移動せず、可動コア２２が固定コア２０に衝突したときに前記摩擦抵抗力に抗して前進するように設定されている。
【００２８】
その後コイル２４への電流が遮断され、可動コア２２は復帰用ばね２１の弾性復元力によって後退し、ダンパー２３に当接してゆっくり初期位置で停止する。
【００２９】
以上の動作を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すことで、内視鏡先端部１０を断続的に前進させることができる。
【００３０】
以上の断続的な前進運動を、さらに図３（Ａ）〜（Ｅ）および図４を参照して説明する。図３（Ａ）〜（Ｅ）は、衝撃推進装置を構成する可動コア２２の動作を異なる動作段階で示す縦断面図、図４はコイル２４への通電タイミングと可動コア２２の位置関係の概略をタイミングチャートで示す図である。
【００３１】
初期状態では、可動コア２２が復帰用ばね２１によりダンパー２３に接触した初期位置にある（図３（Ａ））。この初期位置において、復帰用ばね２１は、自然長から僅かに引き延ばされている。
【００３２】
コイル２４への通電を開始すると、発生した電磁力によって可動コア２２が復帰用ばね２１を引き伸ばしながら前方に移動し（図３（Ｂ））、そのまま加速して固定コア２０に衝突する（図３（Ｃ））。この衝突により、内視鏡先端部１０が前進する。
【００３３】
コイル２４への通電が遮断されると、可動コア２２は、復帰用ばね２１の弾性復元力によって固定コア２０から離反する後方に移動し（図３（Ｄ））、ダンパー２３に当接してダンパー２３の変形により運動が吸収され（図３（Ｅ））、その後ダンパー２３の復元により初期位置まで戻って停止する（図３（Ａ））。
【００３４】
以上の通電処理を所定サイクルで繰り返すことにより、内視鏡先端部１０は前進および停止を繰り返しながら断続的に前進する。
通電サイクルは、内視鏡先端部１０、可動コア２２の質量、固定コア２０および可動コア２２の素材、コイルの巻数、通電電圧等によって変動するので、予め実験的に求め、設定する。
【００３５】
次に、本発明の第２実施形態について、図５乃至図７を参照して説明する。第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
内視鏡先端部１０の運動体収納空間としての筒状空間１５内には、運動体を構成する、軟磁性材料からなる筒形ヨーク５０を収納してある。筒形ヨーク５０は、後方が開放され、前方に底部５１を有する縦断面コ字形状を呈し、後方の開口部を形成する縁部には、内周に向かって延びる環状フランジ部５２を有する。この筒形ヨーク５０内には、その底部５１の中央から軸心に沿って後方に延びる棒状永久磁石５３が固定されている。棒状永久磁石５３の後端部には、軟磁性材料からなり、環状フランジ部５２の間から筒形ヨーク５０外に延びるポールピース５４が固定されている。なお、図５では永久磁石５３のＮ極が後端側、Ｓ極が前端側に設置されている。筒型ヨーク５０は全体として磁気回路を構成しており、永久磁石５３の発生する磁束をその内部に走行させている。ポールピース５４と環状フランジ部５２の内周面との間には所定間隔の間隙、すなわち磁気ギャップが形成されており、この間隙を永久磁石５３が発生する磁束線（不図示）が、ポールピース５４から環状フランジ５２の内周面に向かって動径方向に通過している。
【００３７】
筒状空間１５内の後壁１５ｂ面には、コイル５６が巻かれたボビン５５の一方の端部が固定されている。このボビン５５は、ポールピース５４とフランジ部５２との間に形成された環状の間隙（磁気ギャップ）を貫通して筒形ヨーク５０内に進入し、ポールピース５４および棒状永久磁石５３に非接触で嵌合されている。コイル５６に接続されたケーブルは、ケーブル束４０内を導かれ、図示しない操作部に設けられたスイッチを介して駆動制御回路に接続される。
【００３８】
以上の構成によれば、コイル５６に通電されると、その通電方向に応じて、電流と磁気ギャップを通る磁束線との間にフレミングの左手の法則として知られる力が発生し、この力が筒形ヨーク５０を前方、または後方に運動させる。このような構成はボイスコイルモータとして知られており、運動の時間的な応答が非常に速いことがその特徴である。コイル５６に筒形ヨーク５０が前進する方向に通電され、筒形ヨーク５０の底部５１が前壁１５ａに衝突すると衝撃力が発生するが、この力が内視鏡先端部１０と外部との摩擦力を凌いだ場合、内視鏡先端部１０は推進する。つまり、筒形ヨーク５０、コイル５６等によって衝撃推進装置が構成されている。前述したようにこの構成の時間的な応答の速さのため、筒型ヨーク５０の加速度を充分大きくすることが比較的容易である。すなわち、筒型ヨーク５０が後方に向かって大きな加速度で加速し、後壁１５ｂに衝突せず運動する場合、内視鏡先端部１０に働く前方への慣性力も充分大きくなり、これが内視鏡先端部１０と外部との摩擦力を凌いだ場合、内視鏡先端部１０は前方に推進する。つまり、筒形ヨーク５０、コイル５６等によって、同様に慣性推進装置が構成されている。
【００３９】
次に、この第２の実施形態の通電制御について、図６（Ａ）〜（Ｄ）および図７を参照して説明する。衝撃推進機構と慣性推進機構は、どちらかだけでも、あるいは両方とも利用しながら推進することが可能であるが、ここでは衝撃により推進する場合について説明する。
【００４０】
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、筒型ヨーク５０の動作を異なる動作段階で示す縦断面図、図７はコイル５６への通電タイミングと筒型ヨーク５０の位置関係の概略をタイミングチャートで示す図である。筒形ヨーク５０が後端１５ｂに接触しており、コイル５６に順方向に通電を開始した状態を、初期状態と呼ぶ（図６（Ａ））。このとき、筒形ヨーク５０を前方に進める力が発生して筒形ヨーク５０が前方に加速され、前方に向かって走行し始める（図６（Ｂ））。前方に向かって走行する筒形ヨーク５０は、やがてその底部５１の外面（先端側の面）が筒状空間１５内の前壁１５ａに衝突する（図６（Ｃ））。この衝突により、内視鏡先端部１０を前方に進める向きの推進力を得る。順方向への通電は、筒形ヨーク５０が衝突するに充分な時間行う。衝突後も順方向に通電していれば筒形ヨーク５０は衝突位置に留まり続ける。内視鏡先端部１０は、筒型ヨーク５０が前方に加速する際に後方への慣性力を受けるが、この慣性力が体腔内壁との摩擦力よりも小さくなるように電圧等が設定されている。
【００４１】
ここでコイル５６への通電を逆方向に切り換えると、筒形ヨーク５０を後方（後壁１５ｂ方向）に加速させる力が発生して筒形ヨーク５０が後方に走行し始める（図６（Ｄ））。逆方向への通電は、順方向への通電に比べて電圧の絶対値を充分下げ、後方への走行速度を充分遅くする。この通電は、筒形ヨーク５０が後壁１５ｂに衝突するに充分な時間行う。後方への走行速度が前方への走行速度に比べて充分遅い場合は、筒型ヨーク５０が筒状空間１５内の後壁１５ｂに衝突する際の衝撃力も充分小さくでき、後方への推進力は無視できる。ここでコイル５６への通電を順方向に切り換え、初期状態に戻る。
【００４２】
以上の順方向通電（＋通電）、逆方向通電（―通電）を所定シーケンスで繰り返すことにより（図７）、内視鏡先端部１０が断続的に前方に移動する。内視鏡先端部１０を後退させるときは、図７に示したシーケンスにおいて、電圧の値を正負逆転させればよい。
【００４３】
第１、第２実施形態は電磁力を利用した実施形態であった。次に、流体を利用した本発明の第３実施形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。第１、第２の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
筒状空間１５内に、シリンダチューブ６０が内蔵されている。シリンダチューブ６０は、前壁１５ａから所定長離反し、後壁１５ｂに固定されている。このシリンダチューブ６０内にはピストン６５が挿入されていて、ピストン６５の前面中央にピストンロッド６６が突設されている。このピストンロッド６６は、シリンダチューブ６０の前壁６０ａに開けられた貫通穴６１を貫通している。ピストンロッド６６は、貫通穴６１に摺接しながら進退動して、ピストン６５がシリンダチューブ６０内を傾斜せずに平行移動するように支持するとともに、先端が前壁１５ａに衝突する衝撃子としても作用するように形成されている。
【００４５】
このシリンダチューブ６０の周壁には、前壁６０ａとの境界付近に吸排気穴６２が形成されている。一方剛性部１１には、この吸排気穴６２と連通する吸排気穴１１ｃが形成されている。したがって、ピストン６５が前進、または後退移動すると、ピストン６５とシリンダチューブ６０の前方壁との間の容積変動に応じた気体（空気）が吸排気穴６２、１１ｃから排出され、または吸入されて、ピストン６５の移動が許容される。
【００４６】
ピストン６５とシリンダチューブ６０の後壁６０ｂとの間には、ピストン６５を後方に引き戻す復帰用ばね６７が張設されている。さらに後壁６０ｂには、シリンダチューブ６０内に流体を流入させる流体供給穴６３が形成されている。この流体供給穴６３には柔軟なエアーチューブ６４が接続されている。このエアーチューブ６４は、内視鏡先端部１０内、細径柔軟ケーブル束４０内を通って外部に引き出され、体腔外に配置された、エアーポンプ７０に、電磁弁６９を介して接続されている。このエアーポンプからは、所定圧力の流体として気体が電磁弁６９、エアーチューブ６４を介してシリンダチューブ６０に供給される。電磁弁６９は、瞬間的に開放または閉鎖動作して、エアーポンプから常時所定圧力で供給されている気体を、瞬時にシリンダチューブ６０内に供給し、またエアーポンプ７０から遮断するとともに排出弁６８を開放してピストン６５が復帰用ばね６７の付勢力によって初期位置まで移動するのを許容する。
【００４７】
この第３実施形態の動作について、図９（Ａ）、（Ｂ）および図１０を参照して説明する。図９（Ａ）、（Ｂ）は、衝撃推進装置を構成するピストン６５の位置を異なる段階で示す図、図１０は、電磁弁６９への通電状態と、シリンダチューブ６０に送気する空気圧（ゲージ圧）と、ピストン６５の位置との関係の概略をタイミングチャートとして示す図である。
【００４８】
電磁弁６９が開放動作すると、所定圧力（４気圧）の気体がシリンダチューブ６０内に流入して、ピストン６５を復帰用ばね６７の付勢力に抗して押し出す。その際ピストン６５よりも前方のシリンダチューブ６０内の空気は、吸排気穴６２、１１ｃから排出される。そうして、ピストンロッド６６が筒状空間１５の前方を規制する前壁１５ａに衝突して（図９（Ｂ））、内視鏡先端部１０を前方に進める向きの推進力を発生する。つまり、内視鏡先端部１０が一体に前進しまたは内視鏡先端部１０を前方にはじき飛ばす。内視鏡先端部１０は、ピストン６５が前方に加速する際に後方への慣性力を受けるが、この慣性力が体腔内壁との摩擦力よりも小さくなるように圧力等が調整されている。
【００４９】
その後、電磁弁６９が閉動作すると、エアーポンプ７０からの空気が遮断されるとともに、エアーチューブ６４途中に設けられた排出弁６８が開いて、ピストン６５が復帰用ばね６７の弾性復元力によって初期位置まで戻る（図９（Ａ））。
【００５０】
以上の動作を繰り返すことによりこの内視鏡先端部１０を、前進、停止を繰り返しながら断続的に前進させることができる。
【００５１】
流体により運動体を駆動する実施形態は図示した単動型シリンダに限定されず、前進および後退を流体駆動する復動型シリンダで構成してもよい。
【００５２】
以上の流体としては空気を使用してあるが、人体に安全な他の気体や、復動型シリンダではさらに液体を使用できる。
【００５３】
以上の実施形態は、運動体が回転しないで往復運動していた。次に、運動体が回転しながら往復運動する第４の実施形態について、図１１乃至図１３を参照して説明する。他の実施形態と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
筒状空間１５内には、固定部材としてのナット７１が固定され、ナット７１の中央に形成された雌ねじ７２に、ギヤードモータ７５の雄ねじ７６が螺合されている。雌ねじ７２および雄ねじ７６は、これらの間にボール７３を挟み込んだボールねじ構造である。雄ねじ７６はギヤードモータ７５の回転軸と一体に形成されている。さらにこのギヤードモータ７５は、ナット７１と後壁１５ｂとの間に固定された複数本のガイドロッド７７に、回転しないで自在に前後移動するようにガイドされている。ギヤードモータ７５の入力端子に接続された柔軟なケーブル（不図示）は、ケーブル束４０内を導かれ、図示しない、操作部に設けられたスイッチを介して駆動制御回路に接続される。なお、雌ねじ７２、雄ねじ７６は多条ねじでもよく、また若干構成は変わるものの、ねじに代えてウォームギヤを使用してもよい。
【００５５】
このギヤードモータ７５に通電されると、雄ねじ７６が回転して雄ねじ７６と雌ねじ７２とによるねじ作用によって、ギヤードモータ７５自体が前後移動する。ギヤードモータ７５を前進方向に回転させると、雄ねじ７６の先端部７６ａが前壁１５ａに衝突してギヤードモータ７５の前進移動が止まり、この衝突により内視鏡先端部１０を前方に進める向きの推進力が発生する。ギヤードモータ７５の回転速度を調整すれば、内視鏡先端部１０を前進させる推進力を調整することができる。衝突後、ギヤードモータ７５への通電を遮断する。ギヤードモータ７５を、雄ねじ７６の先端部７６ａが前壁１５ａから離反した初期位置に復帰させるときは、ギヤードモータ７５を低速逆回転させる。低速で回転させると、仮にギヤードモータ７５が後壁１５ｂに当接して移動が止まっても、内視鏡先端部１０は後退しない。このギヤードモータ７５は、例えば、減速歯車列を内蔵したブラシレスＤＣモータであって、出力軸に雄ねじ７６が装着されている。
【００５６】
次に、この第４実施形態の制御および動作について、図１２（Ａ）、（Ｂ）および図１３を参照して説明する。図１２（Ａ）、（Ｂ）は衝撃推進装置を構成するナット７１およびギヤードモータ７５の要部を異なる状態で示す図、図１３はギヤードモータ７５の駆動の概略のタイミングチャートである。
【００５７】
ギヤードモータ７５が後壁１５ｂに最接近する初期位置まで後退した状態（図１２（Ａ））において、ギヤードモータ７５が正回転する向きに通電する。すると、雄ねじ７６が正回転して雌ねじ７２とのねじ作用によって、ギヤードモータ７５自体が回転しないで前進移動を開始する。そうしてギヤードモータ７５は、雄ねじ７６の先端部７６ａが前壁１５ａに衝突して前進移動が阻止される（図１２（Ｂ））。この衝突によって内視鏡先端部１０は、ギヤードモータ７５、雄ねじ７６と一体に前進移動する。内視鏡先端部１０は、ギヤードモータ７５が前方に加速する際に後方への慣性力を受けるが、この慣性力が体腔内壁との摩擦力よりも小さくなるように電圧等が設定されている。
【００５８】
次に、ギヤードモータ７５への通電を遮断し、その後逆転、つまりギヤードモータ７５が逆回転する向きに通電する。すると、雄ねじ７６が反対方向に回転して、ギヤードモータ７５が後退移動する。その後、ギヤードモータ７５への通電を、後壁１５ｂに最接近した初期位置で遮断して停止させる（図１２（Ａ））。また、ギヤードモータ７５と後壁１５ｂとの間に衝撃吸収部材を配置させておけば、後退移動しているギヤードモータ７５が衝突しても内視鏡先端部１０を後退させることがない。
【００５９】
上で述べた制御手法においては、通常、ギヤードモータ７５への正回転通電は、逆回転通電に比して、電流値を大きく（または電圧を高く）、または通電時間が長くなるように制御する。この電流値および通電時間は、実測して設定することが好ましい。
【００６０】
内視鏡先端部１０、剛性部１１および湾曲部１２の実施形態は横断面形状を円形としたが円形に限らず、楕円形、多角形などとしてもよい。また、内視鏡先端部１０全体として外形を円筒状とし、内蔵のカメラ収容穴、コイル２４、コア２０、２２などの横断面形状を円形以外の形状としてもよい。
【００６１】
また、各実施形態において、運動体の衝突１回当たりの移動量、推進力、衝突の周期を調節できるように、例えばコイル、電磁弁、モータに供給する電流、電圧を使用者が調節できる調節装置を設けると、内視鏡先端部１０の粗動や微動が可能になり、操作性がさらに向上する。
実施形態２乃至４では前壁１５ａを衝突部材としたが、別体として衝突部材を設けてもよい。
【００６２】
『運動状態を参照した制御』
運動体の運動状態を検出し、それを参照しながら運動体を制御し、推進力発生を可能にした実施例について、図１４および図１５を参照して説明する。第２の実施例では、筒形ヨーク５０、コイル５６等によって構成された推進機構による、衝撃力による推進について説明していたが、ここで説明する実施例は、第２の実施形態を基にして、慣性力による推進が効率よく行えるように適用した実施例である。
【００６３】
運動体の往復運動による慣性力により、内視鏡先端部を効率よく推進させるためには、できるだけ運動体の前方への加速を小さく、前方への減速を大きく、後方への加速を大きく、後方への減速を小さくする必要がある。まず、これを満足する筒形ヨーク５０の速度の時間変化のパターンを、筒形ヨーク５０の一往復分計算し、コンピュータ８４にこのパターンを入力する。
【００６４】
このパターンに実際の運動体の速度を合わせるように制御を行っていく。この速度がＡ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ８３によってアナログ信号に変換され、速度指令電圧となって出力される。
【００６５】
筒形ヨーク５０が運動する際には、コイル５６の両端子には、筒型ヨーク５０の速度に比例した逆起電力が生じる。コイル５６の両端子にかかる電圧から、逆起電力検出部８６がこの逆起電力を検出し、検出した逆起電力を比較決定部８５に出力する。前述した速度指令電圧は比較決定部８５に出力されており、この比較決定部８５は、逆起電力、すなわち運動体の現在の速度を示す電圧と速度指令電圧とを比較し、指令速度と実際の速度とのずれを速やかに解消すべくコイル５６に流すべき電流値を決定する。そうしてこの電流値に基づいた電流を、コイル定電流駆動部８７がコイル５６に流す。これまで述べてきたように、この実施例では、コイル５６を筒型ヨーク５０の速度検出手段としても利用している。
【００６６】
コンピュータ８４に入力されている速度の時間変化のパターンが時々刻々と速度指令電圧として出力されていくにつれ，筒形ヨーク５０の速度もそれに応じた値に制御され、所望の慣性推進力を発生する。筒形ヨーク５０の一往復分のパターンを１つのサイクルとし、これを必要なだけ繰り返すことで、推進力を発生し続けることができる。
【００６７】
このように運動体の速度制御を行う場合、始めの運動体の位置を知る必要がある。また，制御を続けていくと、設定した速度パターンと実際の速度とのずれが積算されることなどが原因で、運動体の位置が本来想定している位置と大きくずれるおそれがあるので、適宜運動体の位置を補正する必要がある。これを行わない場合、運動体が後方に衝突するなどの可能性が高まる。
【００６８】
そこで本実施例では、運動体の位置を直接得るために、ポールピース５４の後端面を鏡面５４ａとし、鏡面５４ａと対向する後壁１５ｂに反射式のフォトインタラプタであるフォトリフレクタ８１を配置した。フォトリフレクタ８１は、ＬＥＤ８１ａと、ＬＥＤ８１ａから発光され、鏡面５４ａで反射した検出光を受光するフォトトランジスタ８１ｂを備えている。鏡面５４ａとフォトリフレクタ８１の距離に応じてフォトトランジスタ８１ｂに入射する検出光の強度が変化し、その強度変化に応じた電流がフォトトランジスタ８１ｂから出力される。
【００６９】
フォトトランジスタ８１ｂから出力された電流は、光電流−電圧変換回路８２によって電圧に変換され、さらにこの電圧がＡ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ８３によってデジタル信号に変換され、このデジタル信号を入力したコンピュータ８４によって運動体の位置が演算される。
【００７０】
このように求めた筒形ヨーク５０の位置を、運動開始時および、制御中にコンピュータ８４が適宜参照し補正することによって、筒形ヨーク５０の運動の精密な制御が可能となる。
【００７１】
運動体の位置は速度を積分することによっても求められるが、この場合は積分誤差の積算による位置のずれが無視できなくなるため、この実施例のように直接位置検出手段を設けるのがよい。
【００７２】
また、この推進方法のように運動体を素早く運動させる必要がある場合、つまり速度成分が大きい場合は特に，速度変化に比べて位置変化が極めて大きくなり、位置フィードバックよりも速度フィードバックを行う方が制御系が安定する。そのため、この実施例では運動体の運動制御には速度の制御を主体として、これに位置検出を組み合わせたものを採用している。
【００７３】
また、運動体の位置検出手段は鏡面５４ａとフォトリフレクタ８１に限定されず、運動体が往復運動する空間内における、運動体の相対位置を検出できればよい。同様に運動体の速度検出手段はコイル５６の逆起電力検出に限定されず、リニアエンコーダ等を実装してもよい。さらに、この実施例では行っていないが、運動体の加速度検出手段を用いれば慣性力を直接観測することが可能となり、より精度の高い制御が可能となる。
【００７４】
以上述べた運動体の運動状態を検出し、それを参照しながら運動体を制御し、より効率のよい推進力発生を可能にする方法は、第２の実施形態に限らず、全ての実施形態に適用可能である。
【００７５】
『湾曲機構』
以上は内視鏡先端部１０を前進移動させる推進装置の実施形態の説明であった。次に、内視鏡先端部１０の湾曲方向または移動方向を決める湾曲部１２の湾曲機構について、さらに図１６乃至図１８を参照して説明する。
【００７６】
湾曲部１２には、剛性部１１の先端を所望の方向に向けるべく湾曲部１２を湾曲させるアクチュエータが内蔵されている。図２、図５、図８、図１１、図１６乃至図１８には、湾曲用アクチュエータとして、電圧をかけると収縮する導電性高分子、いわゆる人工筋肉とも呼ばれている素子を使用した実施形態を示した。図１６は、図２の切断線XVI-XVIに沿う横断面図である。この実施形態では、湾曲部１２を、合成ゴムなどの可撓性、弾性を有する素材によって形成し、その周囲長手方向に、４枚の導電性高分子膜３１、３２、３３および３４を周方向に等間隔で埋め込んである。各導電性高分子膜３１乃至３４に接続されたケーブルは、細径柔軟ケーブル束４０内を導かれ、操作部に設けられたスイッチ（図示せず）を介して駆動制御回路（不図示）に接続される。なお、導電性高分子膜は、径方向に対向する２枚を一組として周方向に複数組設けるのが好ましい。
【００７７】
各導電性高分子膜３１乃至３４に電圧を印加すると、電圧を印加された導電性高分子膜３１乃至３４が電圧に応じて収縮もしくは伸長する（図１７（Ａ）、（Ｂ））。この動作によって湾曲部１２を任意の方向に湾曲させることができる（図１８）。図１７（Ａ）、（Ｂ）では、対向する導電性高分子膜３１、３３にのみ通電して導電性高分子膜３１に収縮力を、導電性高分子膜３３に伸長力を発生させた。これらの収縮力および伸長力によって、湾曲部１２の先端部（剛性部１１）側が上方を向くように湾曲する（図１８参照）。
【００７８】
以上のように湾曲部１２を湾曲させることにより、剛性部１１の向きを制御して、内視鏡先端部１０の移動方向を制御することが可能になる。なお、導電性高分子膜３１乃至３４への通電制御は、詳細は図示しないが、操作部に設けられたスイッチの操作によって行う。湾曲部の湾曲方法は、ここに挙げた実施形態に限定されることなく、例えば従来の内視鏡で採用されているアングルワイヤや、形状記憶合金または形状記憶樹脂を利用してもよい。
【００７９】
『径可変手段』
内視鏡により大腸観察する場合、内視鏡挿入時には、大腸１０１内面の観察性を高めるために、大腸１０１内に送気を行い、気圧をわずかに高め大腸１０１を膨張させている。大腸１０１内にはハウストラと呼ばれる、大腸走行軸に対してほぼ直交する向きに高さを持つひだ１０３が多数存在しているが、ひだ以外に比べひだ１０３はあまり膨張することができず、そのため膨張時にはひだ１０３の高さは、従来使用されている大腸内視鏡の径（１４ｍｍ程度）と同程度か、もしくはそれ以上となることもある。
【００８０】
内視鏡の径は一般的に、被験者への負担を小さくするために、また狭窄部が存在した場合でも挿入可能とするためには、可能な限り細い方がよい。しかし、内視鏡先端部１０の径が細いと、大腸１０１のひだ１０３を乗り越えられない状況を生じる可能性が高くなる（図２０（Ａ）参照）。
【００８１】
そこで本発明の実施形態では、内視鏡先端部１０の先端の剛性部１１にバルーン部材９１を設けた。バルーン部材９１は、剛性部１１の先端面は覆わずに開放し、外周面を覆う筒状に形成されていて、前後の縁部９１ａ、９１ｂが剛性部１１の外周面に液密状に接着固定されている（図１９参照、図１９（Ａ）は膨張時、図１９（Ｂ）は収縮時）。
【００８２】
剛性部１１には、このバルーン部材９１内に流体を出し入れする流体供給管路９２が設けられている。この流体供給管路９２には、ケーブル束４０内を柔軟なチューブとして導かれ、流体供給装置として、圧力制御機器９４を介してポンプ９５に接続されるバルーンチューブ９３がつながれている。つまりポンプ９５から送り出された流体が圧力制御機器９４で調圧され、調圧された流体が、バルーンチューブ９３および流体供給管路９２を介してバルーン部材９１と剛性部１１とで閉塞された空間内に送り込まれて、バルーン部材９１が膨張する。なお、バルーン部材９１は、流体が送り込まれない状態では収縮して剛性部１１の外周面に密着するように形成することが好ましい。
【００８３】
以上の通りバルーン部材９１を装着した実施形態によれば、バルーン部材９１を必要に応じて適切な圧力で膨張させることで、内視鏡先端部１０の径が一時的に大きくなり、図２０（Ｂ）に示すようにひだ１０３に捕らえられるおそれが減るなど、走行性が向上する。
【００８４】
また、内視鏡先端部１０の外径（バルーン部材９１部分の外径）が大腸１０１の内径と同程度になることで、進むべき方向が一意に定まる。これは、特に大腸１０１の屈曲部１０５（図１参照）において、内視鏡先端部１０を適切な向きに向かわせる可能性が高まり、走行性が向上する。
【００８５】
バルーン部材９１の装着位置は内視鏡先端部１０の前方（剛性部１１）、中央（剛性部１１と屈曲部１２を跨ぐ部分）、全体にわたってなど、どこに設けてもよく、また必要に応じて複数位置に設けてもよい。また、バルーン部材９１を膨縮させる流体には、空気、窒素、水などを用いることができる。
【００８６】
また、バルーン部材９１内の圧力を時間的に変動させることで、バルーン部材９１の表面に振動を発生させることができる。内視鏡先端部１０が断続的な推進力を受けて走行する際には、推進開始時にバルーン部材９１を振動させない場合は表面間（バルーン部材９１の外面と大腸１０１の内面）とには静摩擦力が働くが、バルーン部材９１を振動させた場合は動摩擦力となり、摩擦が減少するので走行性が向上する。さらに、振動により表面間の接触が断続的となった場合は、見かけ上の摩擦力はさらに減少し、走行性が向上する。
【００８７】
なおバルーン部材９１は注射器と弁などを組み合わせて膨縮させてもよいが、図１９に示したように、ポンプ９５と圧力制御機器９４とを組み合わせて圧力を設定値に保ち、また圧力を変動させる構成が好ましい。
【００８８】
ここで説明した径可変手段は、第１の実施形態に実装した図を使って説明したが、もちろん第１の実施形態に限らず、全ての実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を適用した内視鏡装置の使用態様を示す図である。
【図２】本発明を適用した内視鏡装置の第１の実施形態を長手方向に縦断して主要部を示した断面図である。
【図３】同第１の実施形態において、衝撃推進装置の運動体を構成する可動コアの動作を異なる動作段階で示す縦断面図である。
【図４】同第１の実施形態において、可動コアの位置と駆動電流値との関係を示すタイミングチャート概略図である。
【図５】本発明を適用した内視鏡装置の第２の実施形態を長手方向に縦断して主要部を示した断面図である。
【図６】同第２の実施形態において、衝撃推進装置を構成する運動体としての筒形ヨークの動作を異なる動作段階で示す縦断面図である。
【図７】同第２の実施形態において、筒形ヨークの位置と駆動電流値との関係を示すタイミングチャート概略図である。
【図８】本発明を適用した内視鏡装置の第３の実施形態を長手方向に縦断して主要部を示した断面図である。
【図９】同第３の実施形態において、衝撃推進装置を構成する運動体としてのピストンの動作を異なる動作段階で示す縦断面図である。
【図１０】同第３の実施形態において、ピストンの位置、圧力、駆動電流値との関係を示すタイミングチャート概略図である。
【図１１】本発明を適用した内視鏡装置の第４の実施形態を長手方向に縦断して主要部を示した断面図である。
【図１２】同第４の実施形態において、衝撃推進装置を構成する運動体としてのボールねじの動作を異なる動作段階で示す縦断面図である。
【図１３】同第４の実施形態において、ボールねじの位置と駆動電流値との関係を示すタイミングチャート概略図である。
【図１４】図５、６に示した第２の実施形態において、筒状ヨークの位置を検出する位置検出手段を設けた実施例を示す要部の縦断面図である。
【図１５】図１４に示した実施例における制御系の実施例をブロックによる構成で示す図である。
【図１６】図２の切断線XVI-XVIに沿う横断面図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の内視鏡先端部における湾曲部の湾曲駆動機構の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７の同湾曲部が湾曲した様子を示す斜視図である。
【図１９】本発明の内視鏡先端部に径可変手段としてのバルーン部材を設けた実施例を、（Ａ）はバルーン部材を膨張させた状態を縦断して示す断面図、（Ｂ）は同バルーン部材を収縮させた状態を縦断して示す断面図である。
【図２０】（Ａ）は本発明の内視鏡先端部が大腸のひだによって走行を邪魔される様子を示す図、（Ｂ）はバルーン部材を設けた本発明の内視鏡先端部がバルーン部材を膨張させてひだを乗り越えながら走行する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  内視鏡先端部
１１  剛性部
１１ａ  先端面
１１ｂ  カメラ収容穴
１１ｃ  吸排気穴
１２  湾曲部
１３  カメラ部
１３ａ  カバーガラス
１３ｂ  対物レンズ
１３ｃ  撮像素子
１５  筒状空間
１５ａ  前壁
１５ｂ  後壁
２０  固定コア
２１  復帰用ばね
２２  可動コア
２３  ダンパー
２４  コイル
３１  ３２  ３３  ３４  導電性高分子膜
４０  ケーブル束
５０  筒形ヨーク
５１  底部
５２  環状フランジ部
５３  棒状永久磁石
５４  ポールピース
５４ａ  鏡面
５５  ボビン
５６  コイル
６０  シリンダチューブ
６０ａ  前壁
６０ｂ  後壁
６１  貫通穴
６２  吸排気穴
６３  流体供給穴
６４  エアーチューブ
６５  ピストン
６６  ピストンロッド
６７  復帰用ばね
６９  電磁弁
７１  ナット
７２  雌ねじ
７７  ガイドロッド
７５  ギヤードモータ
７６  雄ねじ
８１  フォトリフレクタ
８１ａ  ＬＥＤ
８１ｂ  フォトトランジスタ
９１  バルーン部材
９２  流体供給管路
９３  バルーンチューブ
９４  圧力制御機器
９５  ポンプ
１０１  大腸
１０３  ひだ
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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