(57)【要約】【課題】可撓管先端部の構成が小さく、かつ、レンズを所望の静止位置に保持することが可能な拡大内視鏡を提供する。【解決手段】拡大内視鏡は、先端部にコイル５２が同心的に設けられた挿入部可撓管を備える。可撓管の先端部は、コイル５２の軸心に沿って変位し、ズーミング動作するレンズ４８を備える。可撓管の先端部は、レンズ４８に連動してコイルの内側を変位する磁石３８を備える。拡大内視鏡の操作部は、レンズ４８が変位することによりコイル５２に発生するパルスをカウントする。拡大内視鏡は、レンズ４８の駆動源であるモータ４４と、モータ４４の駆動力をレンズ４８に伝達する駆動力伝達部材４２とを備える。拡大内視鏡は、モータ４４が静止しているとき、駆動力伝達部材４２の復元力によってレンズ４８が静止位置から移動されて、パルスがカウントされることによって、レンズ４８が静止させている位置からずれたことを検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部にコイルが同心的に設けられた挿入部可撓管と、
前記コイルの軸心に沿って変位し、ズーミング動作するレンズと、
前記レンズに連動して前記コイルの内側を変位する磁石とを備え、
前記レンズが変位することにより前記コイルに発生するパルスをカウントするパルス数カウント部と、
前記レンズの駆動源であるモータと、
前記モータの駆動力を前記レンズに伝達する駆動力伝達部材と、
前記モータが静止しているときに前記駆動力伝達部材の復元力によって前記レンズが静止位置から移動されて、前記パルスカウント部において前記パルスがカウントされることによって、前記レンズが前記静止させている位置からずれたことを検出することを特徴とする拡大内視鏡。
【請求項２】
前記コイルは、金属線が密に巻かれる第１の領域と疎に巻かれる第２の領域とを有する前記可撓管の先端部を備えることを特徴とする請求項１に記載の拡大内視鏡。
【請求項３】
前記コイルは、前記第１の領域と前記第２の領域とを２回以上繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の拡大内視鏡。
【請求項４】
前記レンズは、前記１つ以上の第１の領域におけるパルスが前記第１の領域毎に発生する速度で前記第１の領域を通過するように前記レンズを駆動することを特徴とする請求項２に記載の拡大内視鏡。
【請求項５】
前記パルスは正の電位または負の電位であって、
前記パルス数カウント部において、前記パルス数は、前記パルスが正の電圧のとき加算され、負の電圧のときに減算されることを特徴とする請求項１に記載の拡大内視鏡。
【請求項６】
前記磁石は、前記レンズを駆動するカム環に備えられたカムピンであることを特徴とする請求項１に記載の拡大内視鏡。
【請求項７】
前記静止させている位置からの変位は、前記パルスの数によって前記レンズを前記静止位置に戻すための前記モータの回転方向及び回転回数が決定されることを特徴とする請求項１に記載の拡大内視鏡。
【請求項８】
前記モータは、前記回転方向に前記回転回数前記モータを駆動して、前記レンズを前記静止位置に戻すことを特徴とする請求項７に記載の拡大内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡大内視鏡に関し、より詳しくは可撓管内のレンズの位置を検出する機能を備えた拡大内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、拡大内視鏡における可撓管先端部のレンズがワイヤを介して操作部で制御される構成が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、レンズがワイヤを介して操作部で制御される構成は、ワイヤの復元力でレンズの位置がずれるという問題がある。この構成では先端のレンズが静止位置からずれたかどうかを判断することができない。また、ギア比を大きくしてレンズの保持力を上げようとすると内視鏡の先端部が大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、可撓管先端部の構成が小さく、かつ、レンズを所望の静止位置に保持することが可能な拡大内視鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る拡大内視鏡は、先端部にコイルが同心的に設けられた挿入部可撓管と、コイルの軸心に沿って変位し、ズーミング動作するレンズと、レンズに連動してコイルの内側を変位する磁石とを備え、レンズが変位することによりコイルに発生するパルスをカウントするパルス数カウント部と、レンズの駆動源であるモータと、モータの駆動力をレンズに伝達する駆動力伝達部材と、モータが静止しているときに駆動力伝達部材の復元力によってレンズが静止位置から移動されて、パルスカウント部においてパルスがカウントされることによって、レンズが静止させている位置からずれたことを検出することを特徴とする。
【０００７】
また、コイルは、金属線が密に巻かれる第１の領域と疎に巻かれる第２の領域とを有する可撓管の先端部を備えることが好ましい。
【０００８】
また、コイルは、第１の領域と第２の領域とを２回以上繰り返すことが好ましい。
【０００９】
また、レンズは、１つ以上の第１の領域におけるパルスが第１の領域毎に発生する速度で第１の領域を通過するようにレンズを駆動することが好ましい。
【００１０】
また、パルスは正の電位または負の電位であって、パルス数カウント部において、パルス数は、パルスが正の電圧のとき加算され、負の電圧のときに減算されることが好ましい。
【００１１】
また、磁石は、レンズを駆動するカム環に備えられたカムピンであることが好ましい。
【００１２】
また、静止させている位置からの変位は、パルスの数によってレンズを静止位置に戻すためのモータの回転方向及び回転回数が決定されることが好ましい。
【００１３】
また、モータは、回転方向に回転回数モータを駆動して、レンズを静止位置に戻すことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によって、可撓管先端部の構成が小さく、かつ、レンズを所望の静止位置に保持することが可能な拡大内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を適用した拡大内視鏡の全体図である。
【図２】図１における可撓管先端部に備えられたズーミング装置の概略図である。
【図３】図２におけるズーミング装置の断面図である。
【図４】図２におけるズーミング装置の電気的な構成を表すブロック図である。
【図５】図２におけるズーミング装置のパルス波形であり、（ａ）はレンズがテレ側へ変位する場合を表し、（ｂ）はレンズがワイド側に変位する場合を表す。
【図６】本発明実施形態を適用した拡大内視鏡のレンズ静止位置からのズレを検出し修正するフローチャートである。
【図７】図２におけるズーミング装置のパルス波形を表す図であり、（ａ）はモータの回転速度が適切な場合を表し、（ｂ）はモータの回転速度が速すぎる場合を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る拡大内視鏡の全体図である。拡大内視鏡は、ズーミング動作をするズーミングレンズによって体腔内の被観察部を拡大観察することが可能である。拡大内視鏡１０は、挿入部可撓管１２を操作するための操作部１４を有する。操作部１４は、可撓管先端部１６を湾曲させる湾曲ダイヤル１８と、可撓管先端部１６に備えられたズーミングレンズ（図示せず）を光軸方向に変位させるレンズダイヤル２０を有する。また、操作部１４には、レンズダイヤル２０の操作に連動してズーミングレンズを駆動するモータ（図示せず）及びモータの回転回数を記録する回転回数カウント部（図示せず）が備えられている。
【００１７】
湾曲ダイヤル１８は、図１において時計回り及び反時計回りに回転し、その回転に連動して可撓管先端部１６が湾曲する。レンズダイヤル２０は、時計回り及び反時計回りに回転され、その回転に連動してズーミングレンズが光軸方向に変位する。
【００１８】
図２を参照するとズーミング装置３０は、体腔内の被観察部を拡大観察するための装置である。モータ４４は、ワイヤ４２に連結される。ズーミングレンズの駆動源であるモータ４４の駆動力は、駆動力伝達部材であるワイヤ４２を介してギア４０に伝達され、ギア４０に噛合するギア３６が回転する。ギア３６にはカム環３４が一体的に連結されており、カム環３４は、ギア４０に連動して回転する。カム環３４には、らせん状溝３４ａが形成される。カム環３４の中には円筒状のフレーム３２が同心的に設けられ、フレーム３２には、光軸方向に延びる直線状溝３２ａが形成される。フレーム３２は、軸周りに回転不能である。カムピン３８は、らせん状溝３４ａと直線状溝３２ａの重合部分に嵌合される。ワイヤ４２が矢印Ｐの方向に回転されると、カム環３４は矢印Ｑの方向に回転され、これにより、溝３４ａ、３２ａの重合部分が変位し、カムピン３８は直線状溝３２ａに沿って、矢印Ｒの方向へ移動される。また、モータ４４の回転回数をカウントするための回転回数カウント部４６及び回転回数を記録するための回転回数記録部４７がモータ４４に連結される。
【００１９】
図３は、ズーミング装置３０の断面図である。ズーミングレンズ４８は、カムピン３８と一体的に連結される。つまり、上記のようにカムピン３８が挿入部可撓管１２の先端方向すなわち対物レンズ４５の方向へ移動されると、ズーミングレンズ４８は後述するコイル５２の軸心に沿ってテレ方向へ移動されて、被観察部は縮小観察される。また、カムピン３８が可撓管の先端とは反対の方向すなわち撮像素子７２の方向へ移動されると、ズーミングレンズ４８はコイル５２の軸心に沿ってワイド方向へ移動されて、被観察部は拡大観察される。
【００２０】
カム環３４は、ハウジング５０の中に設けられる。ハウジング５０の外周面には、コイル５２が巻きつけられる。すなわち、コイル５２は可撓管先端部１６に同心的に設けられる。コイル５２の両端は、撮像素子の電源線５４と接地線５６に各々接続される。また、コイル５２は、金属線が密に巻かれる領域すなわち第１の領域Ａ１と疎に巻かれる領域すなわち第２の領域Ａ２とを有する。本実施形態では、密に巻かれる領域Ａ１と疎に巻かれる領域Ａ２とが４回繰り返される。
【００２１】
カムピン３８は磁石である。カムピン３８は、ズーミングレンズ４８と連動して、コイル５２が巻かれる範囲内で且つコイルの内側を、コイルの軸心に沿って変位する。したがって、カムピン３８と連動してズーミングレンズ４８が変位する際、磁石であるカムピン３８が第１の領域Ａ１を通過し、誘導起電力と等しい大きさのパルスが発生する。これにより、パルスの発生を検出することにより、ズーミングレンズ４８が、第１の領域Ａ１を通過した時点が検出される。
【００２２】
図４を用いてパルスの数のカウント方法について説明する。パルスは正の電位または負の電位である。パルスの数は、パルスが正の電圧のとき加算され、負の電圧のとき減算される。
【００２３】
コイル５２において発生したパルスＰ０は、カップリングコンデンサ５３によって直流成分が除かれた後、撮像素子７２の電源線５４を通って、基板接続部７６に伝達される。パルスＰ０は、基板接続部７６を介してアンプ７８によって増幅され、パルスＰ１となる。パルスＰ１は、逆方向にバイアスがかけられたダイオード８０を通って、正方向の電位のみ取り出されてパルスＰ２となる。一方で、パルスＰ１は順方向にバイアスをかけられたダイオード８２を通ってパルスＰ３となる。パルスＰ２及びＰ３は、マイコン又はＦＰＧＡからなるパルス数カウント部８４においてカウントされる。このように、パルス数カウント部８４においてパルスの数が検出される。なお、ローパスフィルタ７４は、撮像素子７２の電源電圧を安定させるために備えられる。
【００２４】
図５は、ズーミングレンズ４８が変位する方向に対して発生するパルス波形を表した図である。本実施形態では、図５（ａ）に示されるようにズーミングレンズ４８がテレ方向に変位されると正のパルスが先に発生する。そして、図５（ｂ）に示されるようにズーミングレンズ４８がワイド方向に変位されると負のパルスが先に発生する。このように、ズーミングレンズ４８の変位の方向は、パルス数カウント部８４（図４参照）において検出されるパルスの正負のタイミングが異なることによってわかる。
【００２５】
ここで、図６を参照してズーミングレンズ４８が静止位置からずれたことを確認する方法を説明する。具体的には、ステップＳ０１からステップＳ０７においては、レンズダイヤル２０が操作される間の工程であり、ステップＳ０９及びステップＳ１１においては、レンズダイヤル２０が操作されない間にズーミングレンズ４８が静止位置からずれた場合の工程である。
【００２６】
図６を参照して、レンズダイヤル２０が操作されている間の工程を説明する。ステップＳ０１では、ユーザが所望の位置にズーミングレンズ４８を静止させたときに、モータ４４の駆動が停止される。その後、ステップＳ０３において、レンズダイヤル２０の操作の有無が判断される。レンズダイヤル２０が操作されたと判断されると、ステップＳ０５においてモータ４４は駆動される。
【００２７】
ここで、モータ４４は、ズーミングレンズ４８がテレ方向へ進むように間欠的に規定回転回数ずつ回転する。規定回転回数は、例えば数回転である。規定回転回数は、多くとも、第１の領域Ａ１及び第２の領域Ａ２の軸心方向の長さに相当する回転数である。
【００２８】
パルスはズーミングレンズ４８が第１の領域Ａ１を通過する毎に検出される。本実施形態においては、第１の領域Ａ１が４箇所あるが、パルスは、ズーミングレンズ４８が第１の領域Ａ１を通過する度にパルスが発生する。換言すれば、ズーミングレンズ４８がワイド端からテレ端に移動する間に、合計で４回パルスが発生する。そこで、モータ４４は、図７（ａ）のように４つの第１の領域Ａ１を通過する毎に各領域につき４組のパルスが発生するような速度で駆動される必要がある。仮にモータ４４の回転速度が高過ぎる場合、図７（ｂ）に表されるように、パルスは第１の領域Ａ１を通過する毎に検出されない。このとき、ズーミングレンズ４８の位置が正確に検出されない問題が発生する。
【００２９】
ステップＳ０７においてパルス発生の有無に基づいてズーミングレンズ４８がテレ端Ｔまたはワイド端Ｗにあるか否かが検出される。ここで、テレ端Ｔは可動範囲において、対物レンズ４５側の端部であり、ワイド端Ｗは可動範囲において撮像素子７２側の端部である（図３参照）。ズーミングレンズ４８がテレ端Ｔまたはワイド端Ｗにあると判断されると、ステップＳ０１に戻りモータ４４は停止される。ステップＳ０７において、ズーミングレンズ４８がテレ端Ｔまたはワイド端にないと判断されると、ステップＳ０３に戻り、ステップＳ０５及びステップＳ０７の工程が繰返される。
【００３０】
次に、レンズダイヤル２０が操作されていないときにズーミングレンズ４８が静止位置からずれたときの工程を説明する。ステップＳ０３において、レンズダイヤル２０が操作されていないと判断されると、ステップＳ０９に進む。ステップＳ０９において、パルスの有無が検出される。パルスが検出されないとき、ズーミングレンズ４８は静止していると判断されて、ステップＳ０１に戻りモータ４４の駆動は停止される。
【００３１】
ステップＳ０９において、パルスが検出されるときとは、レンズダイヤル２０を操作していないにもかかわらず、意図せずしてズーミングレンズ４８が移動してしまった場合である。パルス数カウント部８４において検出されたパルスの数から、モータ４４の回転量及び回転方向が定められる。パルスの数と、モータ４４の回転回数の関係は、予めテーブル（図示せず）に記録されている。ステップＳ０９において定められたモータ４４の回転量及び回転方向に基づいて、ステップＳ１１では、その回転方向と逆方向にその回転量だけモータ４４が回転される。これにより、ズーミングレンズ４８はもとの静止位置に戻される。その後、ステップＳ０１に戻り、モータ４４は駆動が停止される。
【００３２】
このように、ズーミングレンズ４８が静止位置からずれたことが、パルスが検出されることによって判断できる。そして、パルスの数からズレ量およびズレ方向が検出されるため、もとの静止位置を特定することが可能となる。これによって、ユーザの所望の位置にズーミングレンズ４８を保持することが可能となる。
【００３３】
また、ズーミングレンズ４８の位置は、パルスの数によって検出される。位置検出のために追加される部材はコイルだけである。すなわち、パルスの出力先は撮像素子の電源線５４であり、パルスを発生させるための磁石はカムピン３８であるため、これらが別途設けられる必要は無い。したがって、ズーミング装置３０は簡易な構成とすることができる。この結果、可撓管先端部は小さく設計されるという効果が得られる。
【００３４】
なお、パルスは電気的なパルスではなく、光信号を用いたパルスであっても良い。さらに、コイルの巻き数や巻きつけ方向を領域毎に変えても良い。コイルの巻き方を変化させることによって、パルスの大きさやパルスの正負が第１の領域Ａ１毎に変化し、さらに精度良く位置検出をすることが可能となる。例えば、コイルの巻き数が他の領域よりも相対的に多いときその領域のパルスの電圧は相対的に高くなり、また、コイルの巻きつけ方向が他の領域と相対的に反対であるとき、その領域のパルスは他の領域と相対的に正負が反対になる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  拡大内視鏡
１２  挿入部可撓管
１６  可撓管先端部
３４  カム環
３８  カムピン（磁石）
４２  ワイヤ（駆動力伝達部材）
４４  モータ
４６  回転回数カウント部
４７  回転回数記録部
４８  ズーミングレンズ（レンズ）
５２  コイル
８４  パルス数カウント部
Ａ１  第１の領域
Ｔ  テレ端
Ｗ  ワイド端
Ｐ０〜Ｐ３  パルス
【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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