JPH0326227A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波モータを用いて、湾曲部を湾曲する制御
手段を設けた内視鏡装置に関する。

［従来技術１ 近年、体腔内にＩＩＩ長の挿入部を挿通することにより
、体腔内臓器等を観察したり、必要に応じて処置具チャ
ンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のでき
る内？！鏡が広く用いられるようになった。

上記の内視鏡は、体腔内等に挿入された場合、挿入部の
先端側に対向する方向以外の部位でも観察できるように
、挿入部の先端部に隣接する部分に湾曲部が形成され、
この湾曲部を操作部に設けた湾曲駆動装置のアングルノ
ブ等の湾曲操作部材を操作するこにとより、遠隔的に湾
曲できるようにしている。

一般的にはワイヤの牽引及び弛緩により、湾曲させるメ
カニカルな湾曲（駆動〉装蔭が用いられているが、この
場合には特に大きく湾曲させる場合には大きな力徴が必
要となるため、小さな力はで湾曲させることのできる電
動（型）湾曲装置が操作し易いものとなる。

電動型湾曲装置の従来例として、例えば特開昭５８−６
５１３２号に記載されているように、湾曲操作スイッチ
の受ける操作力量を検出して、湾曲駆動モータに対する
駆動電力を制御するものが開示されている。

又、本出願人は特願昭６３−３２１５３７号にて超音波
モータにより、湾曲駆動する内視鏡を提案した。この出
願は、駆動周波数を可変制御することにより、スピード
あるいはトルク制御を行うようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記特開昭５８−６５１３２Ｍの様な電力駆動制御の仕
方では、超音波モータのスピードあるいはトルクの制御
を行うことができないのは明らかである。

又、特願昭６３−３２１５３７号では駆動周波数を変化
させることにより、スピードあるいはトルクを制御して
いるが、この提案による周波数変化による制御方法では
、必要となる電力量は、スピードを低くしたり、トルク
を小さくしても最大スピードあるいは最大トルクの時と
同じであり、電気エネルギーの効率が悪かった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、超音
波モータのスピード等を低下させた場合には電力消費量
も小さくでき電気エネルキーの効率をアップできる電動
湾曲装置を実現できる内祝鏡装置を提供することを目的
とする。

［問題点を解決する手段］ 本発明では湾曲操作手段の湾曲操作量に対応してモータ
駆動回路に供給される駆動パルスのパルス幅とか、駆動
信号の振幅等を変える駆動電力変化手段を設けることに
より、振動波，モータとしての超音波モータのトルク等
を変えて湾曲部を湾曲駆動できるようにし、操作性及び
エネルギー効率の良い湾曲装置を実現している。

〔実施例１ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は超音波モータの制御系の構成を示し、第２図は第１
実施例の全体的構成を示し、第３図は湾曲スイッチ及び
湾曲スイッチ制御系の構成を示し、第４図は動作説明図
である。

第２図に示すように第１実施例の内視鏡装ｔ’ｊ　１は
、ビデオスコープ（電子スコープ）２と、このビデオス
コープ２のコネクタ３が着脱自在に装着されるユニバー
サルコントロール装ｉｌ？（以下ＵＣＡと略記する。〉
４と、このｕｃＡ４と接続され、前記ビデオスコープ２
と泥像された内祝鏡画像を表示するカラーモニタ５とか
ら構成される。

上記ビデオスコープ２は、生体内に挿入されるＩｌｌ長
で例えば可撓性の挿入部６と、この挿入部６の後端に連
設されてい，る太径の把持部（操作部）７と、この把持
部７の後端部からその側方に延設されている可撓性のユ
ニバーサルケーブル８と、このユニバーサルケーブル８
の末端部に設けられてる上記コネクタ３とから構成ざれ
ている。又、上記挿入部６の先端側には、硬性の先端部
９が設けられており、この先端部９に隣接する後方側に
は湾曲可能な湾曲部１１が設けられている。そして、更
にこの湾曲部１１の後方には町撓性の可撓管部１２が設
けられている。

上記把持部７内には、上下（以下ＵＤと称する〉方向の
湾曲ワイア１３を減速ギア１４を介して牽引するＵＤ方
向の振動波モータとしての超音波モータ（以下ＵＳＭと
称する〉１５と、右左（以下ＲＬと称する）方向の湾曲
ワイア１６を減速ギア１７を介して牽引するＲＬ方向の
ＵＳＭ１８とが設けられている上に、送気／送水ボタン
、吸引ボタン、ＣＯ２ガス送気ボタン、鉗子起上機構、
ビデオプロセッサ制御用のフレーズ、レリーズ及びＶＴ
Ｒスタート用の各スイッチ《以上いずれも図示せず》と
、湾曲方向制御用の湾曲スイッチ１９が設けられている
。

又、上記ビデオスコープ２内には、ライトガイドファイ
バ２０，送気／送水チューブ、処置具挿通チャンネル等
が内蔵されている。

又、上記ＬＪＣＡＪ内には、上記ビデオスコープ２に照
明光を供給するランプ２１と、送気を行う送気ボンプ２
３と、送水を行うための水を貯蔵ツる送水タンク２４と
、送水を行うためたの送水ボンプ２５と、上記湾曲スイ
ッチ１９を制１ａＩｌ　？ｌるための湾曲スイッチ制御
回路２６と、上記ＵＳＭ１５．１８をそれぞれ制御する
ためのＬＩ　Ｓ　Ｍ　１１１１御回路２７．２８と、上
記ビデオスコープ２により得られた画像信号の信号処理
を行うビデオプロセッサ２９と、上記湾曲部１１の湾曲
角を検出する湾曲角検出回路３１と、体腔壁と接触する
圧力を検出づる接触圧検出回路３２とが設けられている
。

ところで、上記湾曲スイッチ１９は、ジョイスディツク
タイプのスイッチであって、柄３３を傾けることにより
上下（ＵＤ）、右左（ＲＬ）の各方向への湾曲をＩｌｌ
ｔｌｌｌすると共に、その傾き具合に応じて抵抗値の変
化（傾き角が少ないと抵抗値が小さく、傾き角のが大き
いと抵抗値が大きい）をもυＩｌｌする。又、ＵＤ．Ｒ
Ｌの各方向へは、上（下）に湾曲ざれているとき及び右
（左〉に湾曲ざれているときには、下（上）に及び左（
右）には湾曲できないようになっている。又、上と右、
上と左、下と右、下と左の組合せについては、同時に湾
曲することができる。即ら、それぞれの中間方向への湾
曲が可能である。

尚、湾曲スイッチ１９は、中立位置にバネ等の付勢力に
より自動的に復帰されるようになっている。

又、上記湾曲角検出回路３１は、フオトリフレクタ等に
より構成される回転角センサ３４．３５から湾曲角検出
情報を得て、その情報をビデオプロセッサ２９に供給す
るようになっている。又、接触圧検出回路３２には、挿
入部６の適宜位置に設けられた接触圧センサ《図示せず
〉からの接触圧検出信号が入力されるようになっており
、この検出信号から接触圧を検出してビデオプロセッサ
２９に供給するようになっている。ビデオブＯセッサ２
９では、これらの湾曲角情報と接触圧情報を画像信号と
合成してモニタ５に表示ずるようになっている。

次に、ＵＳＭ１５．１８の制御系について説明する。

第１図は、このＵＳＭ１５のＵＤ方向のＵＳＭ制御回路
２７について示づ図であり、ＲＬ方向については、ＵＤ
方向と同様であるので、省略する。

第３図に示すようにスイッチ１９のＵＤ方向は、等価的
にスイッチ３６．３７及び可変抵抗３８．３９により表
現できる。即ち、湾曲スイッチ１９の柄３３が例えば上
方向に傾けられたときは、スイッヂ３６がオンし、その
柄３３の傾き具合により、可変抵抗３８の抵抗値が変化
する。従って、上記柄３３の傾き具合に応じた電圧値（
即ち、傾き具合が小さい時は、低い電圧、傾き具合が大
きい時には高い電圧）Ｕが可変抵抗３８の出力端となる
可変端から出力されるようになっている。

同様に、柄３３が下方向に傾けられた時は、スイッチ３
７がオンし、その柄３３の傾き具合により、可変抵抗３
９の抵抗値が変化し、従って柄３３の傾き具合に応じた
電圧値ｄが可変抵抗３９の出力端となる可変端から出力
されるようになっている。

上記可変抵抗３８の出力端はコンバレータ４１．４２の
非反転入力端に、可変抵抗３９の出力端はコンパレータ
４１の反転入力端及びコンパレータ４３の非反転入力端
に接続されている。

しかして、コンバレータ４１は両可変抵抗３８．３９の
出力レベルを比較して、その比較結果に応じた２値化信
＠Ｘを出力端Ｘから出力する。この信号Ｘはアナログス
イッチ４４の切換制御端に印加ざれ、可変抵抗３８．３
９の出力端が接続された端子ＴＵ．ＴＤの切換を制御し
、出力端Ｚから選択された端子ＴＵ又はＴＯの信号、つ
まり柄３３の傾き具合に対応した電圧値Ｕ又はｄが出力
される。

上記コンバレータ４２．４３の反転入力端には、５Ｖを
抵抗ｒ１，ｒ２：ｒ３，ｒ４で分割した電圧値がそれぞ
れ印加され、可変抵抗３８．３９出力端の電圧ｕ，ｄと
それぞれ比較した２値化信号が、ざらにオア回路４５を
介してその論理和出力が出力１１ｊｆＹから出力される
ようになっている。

上記抵抗ｒ１〜ｒ４による分割した電圧値は低いレベル
であり、柄３３を少し傾けるとその場合の出力はこれら
の電圧値よりも大きくなるように設定してある。従って
、実際上は柄３３を操作しない場合のみ、このオア回路
４５の出力は“Ｌ　＋ｔレベルである。

尚、第３図は、ＵＤ方向の湾曲スイッチｉｌ御回路２６
−であり、ＲＬ方向の制御回路（第３図と構成は同様）
とで第１図の湾曲スイッチ制御回路２６を構成り゜る。

ところで、第１図に示すようにＬＩ　Ｓ　Ｍ　ＩＩＪ　
ａｌ１回路２７は、ＵＳＭ１５を駆動させる発振出力を
生成するボルテージ・コントロールド・オツシレータ５
１（以下、ＶＣＯと略記する。）と、このＶＣ０５１の
出力がスイッチ５２を介して入力されることにより、サ
イクリックにパルスを順次出力するリングカウンタ５３
と、前記スイッチ５２を経たＶＣＯ５１の出力によりパ
ルスを出力する単安定マルチパイプレータ《以下モノマ
ルチと略記する。）５４と、このモノマルチ５４のパル
スによりのこぎり波＜ｉｐ．歯状波）を生成するのこぎ
り波発生回路５５と、こののこぎり波を参照電圧とし、
端子Ｚに供給される電圧値に応じたパルス幅のゲート開
成パルスを生成するコンバレータ５６と、このゲート開
成パルス期間のみ前記リングカウンタ５３の出力を通す
ゲート回路５７と、このゲート回路５７を通した出力で
モータ駆動回路５８を構成するトランス５９Ａ．５９Ｂ
を介してＬＪＳＭ１５を駆動するための信号を生成する
スイツチング回路部（駆動回路部）６０と、ＬＪＳＭ１
５の速度に応じた電圧値を襲準電圧と比較して、その差
信号を前記ＶＣＯ５１に戻し、その発振周波数を制御す
るフィードバック回路６１とから構或される。

上記ＶＣＯ５１の発振周波数は、そのｉ．ｌＩ　ＩＩＩ
端に印加される電圧値で制御され、この場合フィードバ
ック回路６１の出力電圧により設定される。この場合Ｕ
ＳＭ１５が常にその共振周波数よりも若干若い周波数で
駆動されるようにしている。

このフィードバック回路６１は、ＵＳＭ１５の駆動速度
に応じた信号電圧が可変抵抗６２を介し、ダイオード６
３で整流され、コンデンサ６４を充電し、コンバレータ
６５によって可変抵抗６６で設定した基準電圧と比較し
た比較出力により■Ｃ０５１の発振周波数がＬＩＳＭ１
５の共振周波数より若干高い周波数に保持するように制
＠１る。尚、コンデンナ６４と並列の抵抗６７はコンデ
ンサ６４の電荷を適宜の時定数で放電するためのもので
、応答速度が低下しないようにしている。

上記ＶＣＯ５１は、第４図（ａ）に示すようなパルスを
出力し、アナログスイッチ５２がオンされている場合に
は、このパルスをこのスイッチ５２を経てリングカウン
タ５３及びモノマルチ５４に供給される。

上記スイッチ５２は、その制ｍ＋端Ｙに供給されるオア
回路（第３図）４５の出力でオン／オフが制御ざれ、オ
ア回路４５の出力が“Ｈ　＋ｔレベルでオンし、゛Ｌ　
ＴＴレベルの場合にはオフである。つまり（ジョイスデ
ックタイプの〉湾曲スイッチ１９の柄３３が操作された
場合のみオンする。

従って、スイッチ５２がオフの場合にはリングカウンタ
５３、モノマルチ５４は非動作状態となり、オンの場合
に動作状態となる。

上記リングカウンタ５３は、シリアルイン／パラレルア
ウトの左右シフトレジスタで構成され（その左右）いず
れかのシフト方向は該リングカウンタ５１の喘子Ｘの２
値化信号《“口”レベル又は゛Ｌ”レベル）により切換
えらるようにしてある。

即ち、ＵＤ方向の切換えにおいて、例えばスイッチ３６
がオンされると、第３図のコンバレータ４１の出力×１
つまり゛口″レベルの信号がリングカウンタ５３の端子
Ｘに供給される。この端子Ｘに“Ｈ”レベルの信号が供
給されると、リングカウンタ５３は４つの出力端５３ａ
．５３ｂ．５３ｃ．５３ｄからこの端子順に第４図（ｂ
）　〜（ｅ）に示すように位相が順次遅れたパルスを出
力し、この場合にはＵＳＭ１５が湾曲部１１をＵＰ方向
に湾曲させる信号となる。逆に、スイッチ３７がオンさ
れると、コンパレータ４１の出力Ｘは“Ｌ”レベルとな
り、従ってリングカウンタ５３の出力端５３ａ．５３ｂ
，５３ｃ，５３ｄから出力されるパルスは位相が遅れる
方向が第４図（ｂ）〜（ｅ）に示づものと逆になってパ
ルスが類次出力されることになり、この場合にはＤＯＷ
Ｎ方向に湾曲させる信号となる。

一方、上記スイッチ５２を経たＶＩＣＯ５１の出力信号
によりモノマルチ５４は一定幅（例えば■ＣＯの周用に
比べてかなり短い時間だけ“Ｈ”レベルとなる．，）の
パルスを出力し、このパルスはのこぎり波発生回路５５
に入力ざれ、のこぎり波を生成する。

こののこぎり波発生回路５５は、直流阻止コンデンサ７
１を経た〈信号〉パルスは抵抗７２を経てトランジスタ
７３のベースに印加される。上記コンデンサ７１と抵抗
７２との接続点は抵抗７４と逆方向ダイオード７５の並
列回路を介して接地され、バルス（信号）が入力されな
い場合にはトランジスタ７３をオフに保持すると共に、
ダイオード７５によりベース電位が負とならないように
保護している。

上記トランジスタ７３のコレクタは出力端となり、抵抗
７６を介して５ｖの電ＩＱ端に接続されると共に、コン
デンサ７７を介して接地されている。

従って、モノマルチ５４からパルスが入力ざれると、そ
のパルスによりトランジスタ７３がオンして、そのコレ
クタに接続されたコンデンサ７７の電荷を放電する。そ
の後、このトランジスタ７３がＡフに／ｉると、コンデ
ンサ７７は抵抗７６を介して充電され、この抵抗７６の
抵抗値及びこのコンデンサ７７の容量の積を時定数とし
て電圧が上昇し第４図（『）に示づようなのこぎり波が
出力される。

こののこぎり波は、コンバレータ５６に入力され、端子
Ｚに入力される（第３図）のアナログスイッチ４４を経
た信号ｕ／ｄ　（＝Ｑ）と比較される。

上記端子Ｚの信号ｑは、湾曲スイッチ１９の柄３３の傾
け具合に応じて、．その傾斜角が大きい程大きなレベル
の信号となる。又、柄３３がＵＰ方向に傾けられた場合
には信号クはＵとなり、ＤＯＷＮ方向に傾けられた場合
には信号９はｄとなる。

このようにコンパレータ５６の非反転入力端に供給され
る信号ｑは、そのレベルが柄３３の傾け具合に応じて変
化し、一方反転入力端には一定波形ののこぎり波が供給
されるので、このコンパレータ５６の出力ｈは、信号ｑ
のレベル（つまり、柄３３の傾け具合）に応じてパルス
幅が変化するパルスが出力される。

例えば信号ｑが第４図（０）に示すようなレベルである
と、コンパレータ５６の出力ｈは、同図（ｈ）のように
なる。

従って、モノマルチ５４、のこぎり波発生回路５５、コ
ンバレータ５６はゲート回路５７とでいわゆるパルス・
ウィドス・モジュレーション（以下、ＰＷＭと略記）回
路を構成することになる。

上記コンバレータ５６の出力ｈは、ゲート回路５７の４
つの各アンド回路５７ａ．５７ｂ．５７ｃ，５７ｄのゲ
ート開成信号となり、リングカウンタ５３の出力信号の
通過を制御づる。

つまり、上記出力ｈが゛’　１」”レベルの期間のみ、
リングカウンタ５３の各出力ｂ，ｃ，ｄ，ｅをスイッチ
ング回路部６０側に通す。

従って、アンド回路５７ａ〜５７ｄの出力ｉ，ｊ，ｋ，
Ｉは第４図（ｉ）　．　（ｊ）　．　（ｋ）　．　（ｌ
）のようになる。

上記スイッチング回路部６０は４組のダーリントン接続
のトランジスタで構成したスイッチング回路（ドライブ
回路＞６０ａ，　６ｏｂ．６０ｃ，６０ｄで構成してあ
る。各スイッチング回路６０ｎ　（ｎ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ
）にはゲート回路５７を構戒するアンド回路５７ｎの出
力が入力されるようにしてある。例えばスイッチング回
路６０ａは入力端が抵抗８１を介して第１の１・ランジ
スタ８２のベースに接続され、このベースは抵抗８３を
間介して接地されている。又、このトランジスタ８２の
エミッタは抵抗８４を介して接地されると共に、第２の
トランジスタ８５のベースに接続され、このトランジス
タ８５のエミッタは接地され、そのコレクタは保護用の
逆方向ダイオード８６を介して接地されると共に、他方
のトランジスタ８２のコレクタに接続されている。この
コレクタは出力端に接続されている。

他のスイッチング回路６０ｂ．６０ｃ，６０ｄの構成（
図示略〉も同様である。

上記各スイッチング回路６０ｎは、アンド回路５７ｎの
出力が“Ｈ　）ｊになるとオンするようになっている。

１対のスイッチング回路６０ａ．６０ｂ；６０ｃ．６０
ｄの各出力端はトランス５９Ａ，５９Ｂの各１次巻線の
両端にそれぞれプッシュブル接続され、該トランス５９
Ａ，５９Ｂの２次巻線側に接続ざれたＬＪＳＭ１５にそ
れぞれ１　００Ｖｒｍｓのｓｉｎ波及びＣＯＳ波を供給
できるようにしている。尚、各トランス５９Ａ．５９Ｂ
の１次巻線のヒンタタップには１２Ｖの電源が供給され
るようにしてあり、各スイッチング回路６０ｎがオンづ
ると該スイッチング回路６０ｎの各トランジスタ《例え
ば８５〉がオンしてトランス５９Ａ．５９Ｂの１次巻線
より駆ａ電流が流れ、２次巻線には、ＶＣＯ５１の４周
期を１周期としたｓｉｎ波及びＣＯＳ波の誘導電流が流
れ、該誘導電流によりＵＳＭ１５を駆動するようにして
いる。

他方の（ＪＳＭ１８に対するＵＳＭ制御回路２８の構成
も同様であり、その構成を省略している。

この第１実施例の作用を以下に説明する。尚、簡単化の
ため、ＵＤ方向のみについて説明する。

ＶＣＯ５　１は、第４図（ａ）に示すようなパルス信号
を出力する。この場合、湾曲スイッチ１９の柄３３が操
作されず、傾かない時には、両スイッチ３６．３７と共
にオフであるのでコンバレータ４１．４２共にその出力
は“Ｌ　ＩＩレベルであり、従ってオフ回路４５の出力
も゛Ｌ　ＩＩレベルである。

従って、アナログスイッチ５２はオーブン（開放〉とな
っている。よって、ゲート回路５７の各出力は“Ｌ　Ｉ
Ｔレベルであり、各スイッチング回路６０ｎもオフとな
り、ＵＳＭ１５にＵ電力が供給されない。つまり、湾曲
部１１は湾曲されない真直ぐな状態に保持される。

又、この場合上記のように各スイッチング回路６０ｎが
オフでありと、１２Ｖの電源端からの駆動電流が流れな
いので、電力消費量は非常に小さくなる。

一方、湾曲スイッチ１９の柄３３が、例えば」二方に傾
けられると、スイッチ３６がオンし、可変抵抗３８はそ
の傾き具合に応じた電圧Ｕを出ノｊする。づると、コン
バレータ４１は゛口”レベノレの信号Ｘを出力する。こ
の信号Ｘはリングカウンタ５３の端子Ｘに印加される。

また、この゛ト１′゛レベルの信号Ｘは、第３図のアナ
ログスイッヂ４４の制御端に印加され、端子ＴＬＩ側が
選択されるようにする。従って、ＰＷＭ回路を構戒す′
るコンバレータ５６の端子Ｚには可変抵抗３８の出力電
圧値が印加される。

又、］ンパレータ４２の出力が“口”レベルとなり、オ
ア回路４５からアナ【］グスイッチ５２の喘子Ｙには、
このスイッヂ５２をオンする゛’　＋１　”レベルの信
号が印加される。従って、リングカウンタ５１及びモノ
マルチ５４にはＶＣＯ５１の出力ａが入力され、リング
カウンタ５３の出力端５３ａ〜５３ｄは第４図（ｂ）〜
（ｅ）のようなパルスを出力する。

一方、■ＣＯ５１の出力ａがモノマルヂ５４を介して入
力されるのこぎり波発生回路５５は、第４図（ｆ）に示
すようなのこぎり波を出力する。

こののこぎり波はコンパレータ５６に入力ざれ、このの
こぎり波に対し、他方の端子２に供給ざれる可変抵抗３
８又Ｇ．ｔ３９の出力電圧値が正となる期間、コンバレ
ータ５６は第４図（ｈ）に示すようなパルスを出力する
。

このパルスはゲート回路５７を構成する各アンド回路５
７ａ〜５７Ｃｌにゲート開成信号となり、従ってリング
カウンタ５３の各出力端から出力される第４図（ｂ）〜
（ｅ）のパルスは、このゲート開成信号により、同図（
ｉ）〜（１）に示すパルスがスイッチング回路部６０に
出力される。

このスイッチング回路部６０は入力されるパルスが“Ｈ
”レベルの朗間オンし、トランス５９Ａ．５９Ｂを経て
ＵＳＭ１５に駆動電力を供給する。

今、ここで操作者がゆっくり湾曲部１１を湾曲させたい
と考えた時には、湾曲スイッチ１９を少しだけ傾ける。

すると、この場合のコンバレータ５６の端子Ｚへの信号
Ｑのレベルは低くなり、コンバレータ５６の出力パルス
の“Ｈ　ＩＩレベルのパルス幅は短くなる。従って、ト
ランス５９Ａ．５９Ｂを経てＵＳＭ１５に駆動電力が供
給される朋間は短くなり、そのトルクは小さいのでこの
ＰｗＭ制御により湾曲部１１がゆっくり湾萌されること
になる。この場合、モータ駆動回路５８を構成するトラ
ンス５９Ａ．５９Ｂには、この短い期間のみ１２Ｖ電源
から電力が供給されるので、電力消費植は少なくて済む
。逆に、湾曲スイッチ１９を大きく傾けると、コンバレ
ータ５６の出力パルスの″口″レベルのパルス幅番よ長
くなる。従って、そのトルクは大きくなり湾曲部１１は
素早く湾曲づる。湾曲を止めたい場合には、湾曲スイッ
チ１９から手を離せば、湾曲スイッチ１９は中立状態に
戻る。従って、スイッチ３６．３７はオフとなり、湾曲
部１１はその状態にロックする。

ところで、一般にＵＳＭ１５は、その駆動電力悠が変化
すると共振周波数がずれることがある。

この場合にはフィードバック回路６１により■Ｃ０５１
に対してＵＳＭ１５の共振周波数より若干高い周波数に
て発振させるように制御する。従って、駆動電力量を変
えて制即しても、υＳＭ１５を常峙効率良く駆動できる
。

この第１実施例によれば、ＬＪＳＭ１５をＰＷＭ制御で
駆動することにより、ビデオスコープ２の湾曲部１１を
ゆっくり湾曲させたい時でも、素早く湾曲させたい時で
も、その必要に応じて最小限の電力により、湾曲するこ
とが可能となり、電力消費効率の良く、且つ操作性の良
い湾曲装置を実現できる。

さらにＰＷＭｉｔＩＩＩｗによる電力増減によりＵＳＭ
１５の共振周波数がずれても、フィードバック回路６１
により最適なく効率の良い）共振周波数に設定できる。

第５図は本発明の第２実施例における（ＬＪＤｈ向に対
する〉湾曲スイッチ制御回路１００の構或を示し、第３
図の制御回路２６′の代りにこの制御回路１００を用い
ると第２実施例を構或できる。

湾曲スイッチ１９のＵＤ側は等価的に可変抵抗１０１で
表わされるＣＲＬ側も同様の構成であるので説明を省略
する〉。この可変抵抗１０１の両端は±１２Ｖに撥続さ
れているので、その中立状態ではその出力は約Ｏ■とな
る。この湾曲スイッチ１つは、いずれの付勢も受けてな
く、その操作を止めた位置（傾き具合）に保持される。

そして、その傾き具合は後述するように、湾曲部１１の
湾曲角度に対応しており、手感でその湾曲角度を推測で
きるようにしてある。

この実施例では第１図に示す上記湾曲角検出回路３１か
らの出力は、第５図の端子Ｑに入力されるようにしてい
る。この湾曲角検出回路３１の端子Ｑへの出力信号は第
６図に示すような特性に設定してある。

即ち、湾曲角度がＵＰ方向で最大ＬＪＰｍａｘ（この場
合、例えば１８０”とした〉の時には＋１２Ｖ１ＤＯＷ
Ｎ方向で最大ＤＯＷＮｍａｘ（この場合は−１８０″と
した）の時には−１２Ｖが、湾曲角度が０６の時にはＯ
ｖが出力される。しかして、この特性は、可変抵抗１０
１の出力特性とほぼ一致している。つまり湾曲スイッチ
１９が中立状態の時はＯｖが、ＬＩＰ方向最犬傾ａ峙は
＋１２Ｖが、ＤＯＷＮ方向最大傾度時は−１２Ｖが出力
される。

上記端子Ｑはコンバレータ１０２の非反転入力端、コン
バレータ１０３，１０４の反転入力端にそれぞれ接続ざ
れている。又、上記可変抵抗１０１の出力端は、コンバ
レータ１０２の反転入力端、ダイオード回路１０５を通
したコンバレータ１０３及びこのダイオード回路１０５
を通ざないコンバレータ１０４の非反転入力端にそれぞ
れ接続ざれている。

上記ダイオード回路１０５は、２つのダイオードを互い
に逆極性で並列接続して構成されている。

又、可変抵抗１０１の出力端と±１２Ｖとの電源端との
間にコンデンザＣ１．Ｃ２が接続してある。

ところでこれらコンバレータ１０２．１０３．１０４は
±１２Ｖの電源電圧で駆動される。従って、各コンパレ
ータ１０２．１０３，１０４の出力は約−１２Ｖ又は＋
１２Ｖになる。しかして、コンパレータ１０２．１０３
．１０４の各出力を（例えば）５Ｖのディジタル論理レ
ベルに変換づるため、コンバレータ１０２．１０３．１
０４の各出力端にはレベル変換回路１０６，１０７，１
０８がそれぞれ接続されている。

これらレベル変換回路１０６，１０７，１０８は同一構
成である。例えばレベル変換回路１０６は、コンパレー
タ１０２の出力信号を抵抗１０９．１１０で分圧して約
１２Ｖの人力信Ｂを約５■に変換し、この分圧点とアー
ス間に逆方向ダイオード１１１を接続して入力信号が負
のレベルの場合にはこのダイオード１１１で約Ｏ■とな
るようにレベル変換を行うようにしている。

上記コンバレータ１０４の出力信号は、レベル変換回路
１０８を経て端子Ｘからリングカウンタ５３（第１図参
照）に入力される。

又、コンパレータ１０２．１０３の出力番よ、それぞれ
レベル変換回路１０６．１０７を経てオア回路１１２に
入力される。このオア回路１１２の出力はアナ口グスイ
ッチ１１３を介して端子Ｙから第１図のアナログスイッ
チ５２をＡン／Ａフする制御信号として出力される。

ところでこの実施例では、第２図の点線で示すように湾
曲部フリー／エンゲージスイッチ（以下Ｆ／Ｅスイッチ
と略記づる。）１１４が設けあり、このＦ／Ｅスイッチ
１１４は第５図に示すよう一方の接点Ｅは解放、他方の
接点Ｆは低抗１１５を介して５■の電源端に、切換接点
はＧＮＤにそれぞれ接続されている。

又、上記接点Ｆはアナログスイッチ１１３及び１１６の
制ｌＩＩ端に接続されている。このアナログスイッチ１
１３の「側の接点ＴＦには＋５Ｖが、Ｅ側の接点ＴＥに
はオア回路１１２の出力が供給される。又、他方のアナ
ログスイッチ１１６の「側の接点ＴＥに＆；ｔ５Ｖを抵
抗１１７．１１８ｒ分圧した電圧が供給され、Ｅ側とな
る接点ＴＥには第２図では図示されてない湾曲スピード
コント［１一ルポリューム（以下ＢＳＣボリューム）１
１９からの出力電圧が供給される。

このアナ日グスイッチ１１６の出力は第１図のコンバレ
ータ５６の端子Ｚに供給される。

従って、上記Ｆ／Ｅスイッチ１１４を接点Ｅ側が選択さ
れるように操作すると、抵抗１１５を介して５Ｖ（“Ｈ
ＩＩレベル）の電圧が両アナログスイッチ１１３．１１
６の制御端に供給され、端子Ｙからは５Ｖ（”Ｈ”レベ
ル〉が、端子Ｚからは抵抗１１７，１１８で分圧したフ
リー時用電圧が出力される。

一方、接点Ｆ側が選択されるような操作を行うと、アナ
ログスイッチ１１３．１１８はにＯｖ（゛Ｌ”レベル）
の電圧が供給され、端子Ｙからはオア回路１１２の出力
が、端子ＺからはＢＳＣボリューム１１９の出力電圧が
それぞれ出力される。　ところで上記フリー時の電圧を
出力する抵抗１１７，１１８Ｇ１次のように定められる
。

例えばｔＪｓＭ１５の駆動電圧が１００Ｖｒｍｓで一定
であると号ると、その電流値を徐々に上げてゆき（つま
り電力品を徐々に上げてゆき）、ＵＳＭ１１５が回転を
始める直前の電流（＋ｆ｛　（電力組）となるように、
これら抵抗１１７．１１８の分圧比を設定しで、その出
力電圧を定める。

従って、この際のＵＳＭ１５の状蝶は、ロータとステー
タのｒ９．擦力が小さな状態であり、外力が加われば、
その外力で回転する様になっている。

上記可変抵抗１０１の出力電圧変化に応じて、ＵＳＭ１
５は回転するわけであるが、ＵＳＭ１５は次のように位
『９決めざれる。

即ち、コンバレータ１０３の前段にはダイオード回路１
０５が設けてあるので、このダイオード回路１０５の順
方向降下電圧分だけ、コンパレータ１０２と１０３とで
は（出力が反転する）閾値が若干異なるようになる。こ
のダイオード同路１０５が設けてないと、コンバレータ
１０２の出力はコンバレータ１０３の出力を反転させた
ものになるが、ダイオード回路１０５を設けることによ
り、両コンバレータ１０２と１０３とが同極性になる微
小電圧範（ｆｌ１（上記順方向降下電圧範囲）が存在す
ることになる。

従って、コンパレータ１０２の入力端間電圧と、コンバ
レータ１０３の入力端間電圧との差（つまり可変抵抗１
０１の出力端と端子Ｑの電圧差）がこの範囲内ではオア
回路１１２の出力が゜゛Ｌ″レベルになり、第１図のア
ナログスイッチ５２をオフにして、リングカウンタ５３
からパルスが出力されない状態にし、ＵＳＭ１　５に電
力が供給されない状態にしてその状態が保持（位置決め
）されるようにする。

この第２実施例の作用を以下に説明する。

Ｆ／Ｅスイッチ１１４がＥ側の時について先ず説明する
。この場合、アナログスイッチ１１３．１１６は接点Ｔ
Ｅ側がクローズしている。湾曲スイッチ１９を例えばｔ
ＪＰ側に傾けてゆくと、可変抵抗１０１の出力電圧が０
■から徐々に上がってゆき、端子Ｑの電圧よりも約０．
７Ｖ（ダイオード回路１０５の順方向降下分の電圧）上
昇した時、レベル変換回路１０７の出力は“ト１″レベ
ルとなり（この時、レベル変換回路１０６の出力はすで
に“Ｌ″レベルとなっている）、オア回路１１２、アブ
ログスイッチ１１３を経て、第１図のアナログスイッチ
５２の制御端には“１ｌ″レベルの電圧が供給され、こ
のスイッチ５２をク［Ｉ−ズさせる。

このため、ＶＣＯ５１のバルスａはリングカウンタ５３
、モノマルチ５４に出力される。

又、レベル変換回路１０８の出力は゛口“レベルとなり
、リングカウンタ５３は第１実施例と同様に第４図の（
ｂ）〜（０）に示づ様なパルスを出力する。このとき、
ＢＳＣボリューム１１９の出力電圧は第１図のコンパレ
ータ５６の端子Ｚに供給され、その設定電圧に従ったス
ピードでｔＪｓＭ１５はＵＰ方向に回転する。

湾曲スイッチ１９の動きがストップされ、その時の可変
抵抗１０１の出力電圧が例えば＋１０■であるとすると
、ＬＪＳＭ１５は端子Ｑの出力電ｆｆが約９．３Ｖ（１
０Ｖからダイオード回路１０５を構成するダイオードの
電圧降下電圧分を差し弓いた値）まで回転し、９．３■
を越えると、レベル変換回転１０６．１０７は共に゛Ｌ
”レベルとなり、アナログスイッチ５２は開接点状態、
つまりオフとなる。従って、湾曲部１１はその湾曲角度
位置でロックされた状態になる。

次にＤＯＷＮ側に湾曲スイッチ１９の柄３３を傾１ノで
いくと、ＤＯＷＮ側（ＬＪＰ側と反対側）にＬＪＳＭ１
５は回転し、柄３３の傾き量に対応した湾西角度まで湾
萌部１１が湾曲して、その後ロック状態になる。

一方、Ｆ／Ｅスイッチ１１４をＦ側にすると、アナログ
スイッチ１１３．１１６は接点ＴＦ側がオンし、従って
第１図のアナログスイッチ５２は常時オン状態になる。

従って、抵抗１１７．１１８による設定電圧がコンバレ
ータ５６に供給され、湾曲部１１はそのＦ／Ｅスイッチ
１１４の操作直前の湾曲状態でストツブしているが、外
力が加わればＵＳＭ１５は回転し、従って湾曲部１１も
外力に上って湾曲状態が女化できる。

Ｊ《ハ第２実施Ｉｆ！４ｌ二よれば、Ｆ／Ｅスイッチ１
１４を設けてあるので、このスイッチ１１４をＦ側にり
れば、ビデオスコープ２を被検体から抜く時等も安全に
行うことができる。

第７図は本発明の第３実施例におけるＵＳＭ制御回路１
２１の構成を示す。第１実施例における第１図の部分を
この回路１２１に置換すれば第３実施例となる。

第７図に示づように正弦波発生回路１２２はスイッヂ１
２３を介して第１の駆動用アンプ１２４及びＵＰ方向及
びＤＯＷＮ方向に回転させる信号を生成するための９０
゜移相忍１２５．２７０’移相器１２６に正弦波を出力
する。

各移相２８１２５．１２６は切換用アナログスイッヂ１
２７を介して第２の駆動用アンプ１２８に入力される。

上記両アンプ１２４，１２８はゲインｉ！Ｉｌ御回路１
２９により、その増輻率が制御され、両アンプ１２４．
１２８の出力レベルを適切な値に変え、この出力でＵＳ
Ｍ１５が駆動される。このＵＳＭ１５のフィードバック
出力は、フィードバック回路１３０に入力され、この回
路１３０の出力は正弦波発生回路１２２の発振周波数を
ＵＳＭ１５の共振周波数より若干高い周波数となる様に
制御する。

尚、スイッチ１２７．１２３の各制御端は端子Ｘ．Ｙに
それぞれれ接続され、ゲイン制御回路１２９の入力端は
端子Ｚに接続されている。

この第３実施例の作用を以下に説明する。スイッチ１２
７，１２３は第３図（又は第５図を用いても良い。〉の
コンパレータ４１の出力及びオア回路４５の出力でそれ
ぞれオン／オフされる。

ゲイン制御回路１２９にも第３図又は第５図の端子２か
らの信号が入力される。しかして、その入力信号の電圧
値に応じて、ゲイン制御回路１２９儲、アンプ１２４．
１２８のゲインを変えさせ、出力電圧を制御する６ｒＩ
Ｊち、第３図の制御回路２６を用いた場合には、可変抵
抗３８又は３９の出力電圧が高い程、アンプ１２４．１
２８が高い電圧（振幅）の駆動信号を出力づるように制
御する。

又、第５図の制御回路１００を用いた場合には、可変抵
抗１１９の出力電圧に応じてゲイン制御回路１２９はア
ンプ１２４，１２８の出力電圧を制御する。

この第３実施例の効果は上記第１実施例又は第２実施例
と同様のものとなる。

又、比較灼簡単な構成で湾ＩＩＩｌ装置を実現できるこ
とになる。

上述の実施例では、ビデオスコープ２を用いているが、
ファイバスコープに適用できることは明らかである。

又、本発明は上述の各実施例に限定されるものでない。

例えば２方内の湾曲のみを行う内視鏡にも適用できる。

ざらにＵＳＭは円環型のものに限らず、円板型あるいは
リニア型でも良い。ざらにＵＳＭを操作部内に設けるも
のに限定されるものでなく、沖入部内に配設したり、コ
ネクタ内に配設したものでも良い。

尚、例えば第１実施例において、ＶＣＭ５１の発振周波
数を可変抵抗３８．３９の出力電圧に塁づいて変化させ
、湾曲量を小さくする場合にはＵＳＭ１５の回転スピー
ド（及びトルク）を小さくするようにしても良い。この
場合の出力電圧による回転スピードの制御は、回転スピ
ードを小さくした場合にもＬＪＳＭのロータ及びステー
タ間ですべりを生じさせることなく回転させるトルクを
雑持させ、摩擦（すべり）による発熱を殆ど生じること
なく湾曲部１１を回転させるようにしても良い。

尚、本発明はその用途が医療用及び工業用分野に限定さ
れるものでなく、他の分野でも使用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば振動波モータの駆ω１
回路への駆動゛市力の増減により、スピード又はトルク
のコントロールを行うようにしているので、スピード等
を小さくすれば少ない電力で駆動でき、電力消費効率の
良い湾曲装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第４図ＧＪＡ発明の第１実施例に係り、第
１図は超音波モータ制御系の構或図、第２図は第１尖施
例の全体的構成図、第３図は湾曲スイッチｉｌｌ御系の
回路図、第４図は第１実施例の動作説明図、第５図は本
発明の第２実施例における湾曲スイッチ制御系の回路図
、第６図は湾曲スピードコントロールボリコームの回転
角と出力電圧の関係を示す特性図、第７図は本発明の第
３実施例における超音波モータｉｌ＋御系の構或図であ
る。 １・・・内視鏡装置 ２・・・ビデオスコープ（電子スコープ〉４・・・ユニ
バーサルコントロール装置（ＵＣＡ）６・・・挿入部　
　　　　　７・・・操作部１１・・・湾曲部 １５．１８・・・超音波モータ（ＵＳＭ）１９・・・湾
曲スイッチ ２６・・・湾曲スイッチ制御回路 ２７．２８・・・ＬＩＳＭ制御回路 ３３・・・柄　　　　　　　５１・・・ｖＣＯ５２・・
・アナログスイッチ ５３・・・リングカウンタ　５４・・・モノマルチ５５
・・・のこぎり波発生回路 ５６・・・コンバレータ　　５７・・・ゲート回路５８
・・・モータ駆動回路 ５９Ａ．５９Ｂ・・・トランス ６０・・・スイッチング回路部 第 １ 図 トフ 第 ２ 図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 挿入部に設けられた湾曲部を湾曲させる振動波モータと
   、該振動波モータを駆動するモータ駆動回路とを具備す
   る内視鏡装置において、前記モータ駆動回路の駆動電力
   を変化させることにより前記振動波モータの速度とトル
   クのうち少なくともどちらか一方を制御する制御手段を
   設けたことを特徴とする内視鏡装置。