JPH0574055B2 - - Google Patents
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- JPH0574055B2 JPH0574055B2 JP59079114A JP7911484A JPH0574055B2 JP H0574055 B2 JPH0574055 B2 JP H0574055B2 JP 59079114 A JP59079114 A JP 59079114A JP 7911484 A JP7911484 A JP 7911484A JP H0574055 B2 JPH0574055 B2 JP H0574055B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0058—Flexible endoscopes using shape-memory elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Endoscopes (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
Description
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、多数のフアイバ素線を整列状態に
束ねて直接画像を伝送するイメージフアイバを利
用したフアイバスコープ、特に形状記憶合金を使
用することにより、先端部分を自在に屈曲又は伸
縮できるようにしたフアイバスコープに関するも
のである。 (ロ) 従来技術 イメージフアイバを利用したフアイバスコープ
においては、例えば胃の内視鏡のように、先端の
撮像部を外部からの操作により屈曲して向きを変
えたり、或いは光学系の焦点距離を合わせるため
長さ方向に伸縮させる必要があることが多い。そ
のため、従来は第１図に示すように、イメージフ
アイバ１の周りに多数の節輪２を挿通し、各節輪
２相互をその中央部に設けた球面支点部３で突き
合わせ、各節輪２に挿通した操作ワイヤ４によ
り、イメージフアイバ１を屈曲するようにしてい
た。 上述のごとき構成をもつたフアイバスコープ
は、節輪２を使用するために太くなる欠点がある
と共に、ワイヤ４の摩擦力が長さの増加に従つて
累積されるため制御可能な距離は２〜数ｍ以内で
あり、それ以上に長いフアイバスコープの場合に
は使用できない欠点があつた。 一方、最近はイメージフアイバの新しい製造方
法が開発され、極めて細く且つ長いフアイバスコ
ープの製作が可能となつているが、その応用分野
を広げるために、前述のごとき欠点を解消し、新
しいフアイバスコープに適した先端駆動手段の開
発が必要となつている。 この問題点を解決するために、イメージフアイ
バを挿通したフアイバスコープ本体に、形状記憶
合金でなる変形部材を装着し、その変形部材に加
熱手段を設けた構成が考案された。 第２図に示す従来例は、先端部の屈曲手段を備
えたフアイバスコープである。このフアイバスコ
ープ１０は、第３図に示すように、断熱材でなる
フアイバスコープ本体１１の内部に、その長さ方
向にイメージフアイバでなる画像伝送部１２とこ
れに並行した照明光伝送部１３を一体に組込み、
更にこれらと並行に薬品注送用孔１４及び鉗子挿
通用孔１５を設けたものである。また、上記本体
１１の外周壁に近い部分に、それぞれ中心から90
度づつ円周方向の間隔をおいて線状の４本の変形
部材１６を上記各部と並行に組込み一体化してい
る。これらの変形部材１６は、Au−Cd、In−Tl
等の組成をもつた形状記憶合金でなり、第３図に
おいて左右一対の変形部材１６は、その先端にお
いて結線１７（第２図参照）によつて電気的に接
続されると共に、スイツチ１８を介して直流電源
１９に対し直列に接続されており、スイツチ１８
の投入により変形部材１６がそれ自体の電気抵抗
により発熱する。また、上下一対の変形部材１６
も他の直流電源１９に対し、同様に直列接続され
ている。 なお、変形部材１６の加熱手段としては、第４
図に示すように、各変形部材１６にニクロム線等
の抵抗発熱線１６′を沿わせ、これに前述の直流
電源１９をそれぞれ接続したものであつてもよ
い。 上記の左右一対の変形部材１６は、矢印ａで示
すように、常温において上向きにわん曲し、加熱
によつて変態温度に達すると、その記憶形状、す
なわち下向きにわん曲し、再び常温に戻ると上向
きにわん曲する性質を有する。また、上下一対の
変形部材１６は、矢印ｂで示すように、上記の場
合と同様に変形する性質を有する。 これらの変形部材１６の変形力は、本体１１、
画像伝送部１２及び照明光伝送部１３のイメージ
フアイバ、並びに通電されない他の一対の変形部
材１６の曲げ強度よりも大きい力を発揮するよう
構成される。 したがつて、スイツチ１８を閉じて一対の変形
部材１６を加熱すると、フアイバスコープ１０
は、例えば第２図の一点鎖線で示すように変形す
る。また、その変形量は、変形部材１６に常温で
加える荷重の大きさによつて自由に決めることが
できる。 以上述べた構成例は、フアイバスコープ本体１
１の長さ方向に線状の変形部材１６を組込み、フ
アイバスコープ１０を半径方向にわん曲するよう
にしたものであるが、第５図に示す他の実施例
は、フアイバスコープ１０の先端部を長さ方向に
伸縮できるようにしたものである。 すなわち、イメージフアイバ２０を組込んだフ
アイバスコープ本体２１の先端に伸縮性ある筒体
２２を固着すると共に、その筒体２２の先端にレ
ンズホルダ２３を固着し、そのホルダ２３にレン
ズ２４を装着している。 上記の伸縮性ある筒体２２の内部には、らせん
形の変形部材２５を一体に組込んでいる。変形部
材２５は形状記憶合金をパイプ状に形成し、その
内部にニクロム線等の抵抗発熱線２６を挿入して
ある。変形部材２５は常温において長さ方向に伸
縮状態にあり、加熱によつて収縮する性質を有す
る。 したがつて、通電によつて変形部材２５を加熱
すると、レンズ２４とイメージフアイバ２０間の
間隔ｄを変化させ、レンズ２４の焦点距離を調節
することができる。 なお、上記の伸縮性の筒体２２に替え、この筒
体自体を形状記憶合金により蛇腹形の筒体に形成
し、その筒体に抵抗発熱線を組込むか又は沿わせ
ることによつても、上記の場合と同様にフアイバ
スコープ１０の先端を長さ方向に伸縮させること
ができる。 この構成例では形状記憶合金でなる変形部材を
フアイバスコープ本体に装着し、その変形部材に
加熱手段を設けた構成とすることにより、フアイ
バスコープの径が太くなることがなく、また変形
部材を電気的に制御することができるため、従来
のように機械的に制御するものに比べて、制御距
離がはるかに長くなる効果がある。しかし、直流
電源を用いるため先端部分の運動の自由度の２倍
のリード線が必要となる。リード線の減少とし
て、一対のリード線のうち片側を供用すること
で、先端部分の運動の自由度プラス１のリード線
数とすることができる。しかし、運動の自由度を
大きくしてゆくに従いリード線数が増加し、フア
イバスコープの組立が困難となる。 (ハ) 問題点を解決するための手段 この発明は、前述のごとき問題点を解決しその
目的を達成するために、イメージフアイバを挿通
したフアイバスコープ本体に、形状記憶合金でな
る変形部材を装着した構成において、その変形部
材の加熱手段を改良した構成としたものである。 (ニ) 実施例 第６図に示す実施例は、第２図に示す従来例に
対し、本発明を応用したものである。第７図に電
気回路を示す。図中のR1，R2は第２図〜第４図、
第６図における形状記憶合金からなる変形部材１
６、または抵抗発熱線１６′を示す。それぞれの
変形部材１６または抵抗発熱線１６′に対し、コ
ンデンサー２８とコイル２９を直列に接続し、以
上の回路を並列に接続した部分を、フアイバスコ
ープの先端部に取りつける。手もとの制御には周
波数可変の発振器２７を準備し、先端部との間に
は１対のリード線３０で接続する。 発振器２７の出力電圧が、 υ＝Vsin（ωt） (1) ω：電源の発振角周波数 で表される場合、R1で消費される電力は、 Ｐ＝R1V2／２｛（ωL1−１／ωc1）2＋R1 2｝……(2
) となり、
束ねて直接画像を伝送するイメージフアイバを利
用したフアイバスコープ、特に形状記憶合金を使
用することにより、先端部分を自在に屈曲又は伸
縮できるようにしたフアイバスコープに関するも
のである。 (ロ) 従来技術 イメージフアイバを利用したフアイバスコープ
においては、例えば胃の内視鏡のように、先端の
撮像部を外部からの操作により屈曲して向きを変
えたり、或いは光学系の焦点距離を合わせるため
長さ方向に伸縮させる必要があることが多い。そ
のため、従来は第１図に示すように、イメージフ
アイバ１の周りに多数の節輪２を挿通し、各節輪
２相互をその中央部に設けた球面支点部３で突き
合わせ、各節輪２に挿通した操作ワイヤ４によ
り、イメージフアイバ１を屈曲するようにしてい
た。 上述のごとき構成をもつたフアイバスコープ
は、節輪２を使用するために太くなる欠点がある
と共に、ワイヤ４の摩擦力が長さの増加に従つて
累積されるため制御可能な距離は２〜数ｍ以内で
あり、それ以上に長いフアイバスコープの場合に
は使用できない欠点があつた。 一方、最近はイメージフアイバの新しい製造方
法が開発され、極めて細く且つ長いフアイバスコ
ープの製作が可能となつているが、その応用分野
を広げるために、前述のごとき欠点を解消し、新
しいフアイバスコープに適した先端駆動手段の開
発が必要となつている。 この問題点を解決するために、イメージフアイ
バを挿通したフアイバスコープ本体に、形状記憶
合金でなる変形部材を装着し、その変形部材に加
熱手段を設けた構成が考案された。 第２図に示す従来例は、先端部の屈曲手段を備
えたフアイバスコープである。このフアイバスコ
ープ１０は、第３図に示すように、断熱材でなる
フアイバスコープ本体１１の内部に、その長さ方
向にイメージフアイバでなる画像伝送部１２とこ
れに並行した照明光伝送部１３を一体に組込み、
更にこれらと並行に薬品注送用孔１４及び鉗子挿
通用孔１５を設けたものである。また、上記本体
１１の外周壁に近い部分に、それぞれ中心から90
度づつ円周方向の間隔をおいて線状の４本の変形
部材１６を上記各部と並行に組込み一体化してい
る。これらの変形部材１６は、Au−Cd、In−Tl
等の組成をもつた形状記憶合金でなり、第３図に
おいて左右一対の変形部材１６は、その先端にお
いて結線１７（第２図参照）によつて電気的に接
続されると共に、スイツチ１８を介して直流電源
１９に対し直列に接続されており、スイツチ１８
の投入により変形部材１６がそれ自体の電気抵抗
により発熱する。また、上下一対の変形部材１６
も他の直流電源１９に対し、同様に直列接続され
ている。 なお、変形部材１６の加熱手段としては、第４
図に示すように、各変形部材１６にニクロム線等
の抵抗発熱線１６′を沿わせ、これに前述の直流
電源１９をそれぞれ接続したものであつてもよ
い。 上記の左右一対の変形部材１６は、矢印ａで示
すように、常温において上向きにわん曲し、加熱
によつて変態温度に達すると、その記憶形状、す
なわち下向きにわん曲し、再び常温に戻ると上向
きにわん曲する性質を有する。また、上下一対の
変形部材１６は、矢印ｂで示すように、上記の場
合と同様に変形する性質を有する。 これらの変形部材１６の変形力は、本体１１、
画像伝送部１２及び照明光伝送部１３のイメージ
フアイバ、並びに通電されない他の一対の変形部
材１６の曲げ強度よりも大きい力を発揮するよう
構成される。 したがつて、スイツチ１８を閉じて一対の変形
部材１６を加熱すると、フアイバスコープ１０
は、例えば第２図の一点鎖線で示すように変形す
る。また、その変形量は、変形部材１６に常温で
加える荷重の大きさによつて自由に決めることが
できる。 以上述べた構成例は、フアイバスコープ本体１
１の長さ方向に線状の変形部材１６を組込み、フ
アイバスコープ１０を半径方向にわん曲するよう
にしたものであるが、第５図に示す他の実施例
は、フアイバスコープ１０の先端部を長さ方向に
伸縮できるようにしたものである。 すなわち、イメージフアイバ２０を組込んだフ
アイバスコープ本体２１の先端に伸縮性ある筒体
２２を固着すると共に、その筒体２２の先端にレ
ンズホルダ２３を固着し、そのホルダ２３にレン
ズ２４を装着している。 上記の伸縮性ある筒体２２の内部には、らせん
形の変形部材２５を一体に組込んでいる。変形部
材２５は形状記憶合金をパイプ状に形成し、その
内部にニクロム線等の抵抗発熱線２６を挿入して
ある。変形部材２５は常温において長さ方向に伸
縮状態にあり、加熱によつて収縮する性質を有す
る。 したがつて、通電によつて変形部材２５を加熱
すると、レンズ２４とイメージフアイバ２０間の
間隔ｄを変化させ、レンズ２４の焦点距離を調節
することができる。 なお、上記の伸縮性の筒体２２に替え、この筒
体自体を形状記憶合金により蛇腹形の筒体に形成
し、その筒体に抵抗発熱線を組込むか又は沿わせ
ることによつても、上記の場合と同様にフアイバ
スコープ１０の先端を長さ方向に伸縮させること
ができる。 この構成例では形状記憶合金でなる変形部材を
フアイバスコープ本体に装着し、その変形部材に
加熱手段を設けた構成とすることにより、フアイ
バスコープの径が太くなることがなく、また変形
部材を電気的に制御することができるため、従来
のように機械的に制御するものに比べて、制御距
離がはるかに長くなる効果がある。しかし、直流
電源を用いるため先端部分の運動の自由度の２倍
のリード線が必要となる。リード線の減少とし
て、一対のリード線のうち片側を供用すること
で、先端部分の運動の自由度プラス１のリード線
数とすることができる。しかし、運動の自由度を
大きくしてゆくに従いリード線数が増加し、フア
イバスコープの組立が困難となる。 (ハ) 問題点を解決するための手段 この発明は、前述のごとき問題点を解決しその
目的を達成するために、イメージフアイバを挿通
したフアイバスコープ本体に、形状記憶合金でな
る変形部材を装着した構成において、その変形部
材の加熱手段を改良した構成としたものである。 (ニ) 実施例 第６図に示す実施例は、第２図に示す従来例に
対し、本発明を応用したものである。第７図に電
気回路を示す。図中のR1，R2は第２図〜第４図、
第６図における形状記憶合金からなる変形部材１
６、または抵抗発熱線１６′を示す。それぞれの
変形部材１６または抵抗発熱線１６′に対し、コ
ンデンサー２８とコイル２９を直列に接続し、以
上の回路を並列に接続した部分を、フアイバスコ
ープの先端部に取りつける。手もとの制御には周
波数可変の発振器２７を準備し、先端部との間に
は１対のリード線３０で接続する。 発振器２７の出力電圧が、 υ＝Vsin（ωt） (1) ω：電源の発振角周波数 で表される場合、R1で消費される電力は、 Ｐ＝R1V2／２｛（ωL1−１／ωc1）2＋R1 2｝……(2
) となり、
【化】
のとき、R1で消費される電力は最大となり、発
熱する。一方、 L2C2≠L1C1 ……(4) となるように、L2、C2をとれば、L2、C2、R2の
直列回路のインピーダンスは高くなり、この直列
回路を流れる電流は小さいため、R2での発熱は
小さい。 したがつて発振器２７の発振周波数を選ぶこと
で、フアイバスコープ先端の運動を制御すること
が可能になる。また第５図における抵抗発熱線２
６にもコンデンサーとコイルを直列に接続するこ
とで先ほどと同様に伸縮運動を制御することが可
能となる。 また、各加熱回路を閉じ、外部からの電磁エネ
ルギーを共振により取り入れることによりリード
線を不要なものとすることができる。 (ホ) 効果 以上述べたように、この発明は形状記憶合金で
なる変形部材を装着したフアイバスコープの変形
部材の加熱手段として共振回路を接続したことに
より、フアイバスコープ先端部の運動を制御する
のに発振器の発振周波数を変えるだけで、リード
線は１対のみ、または無くてもよい。このため長
尺のフアイバスコープで、運動の自由度に大きい
ものでも組み立てが容易になる。
熱する。一方、 L2C2≠L1C1 ……(4) となるように、L2、C2をとれば、L2、C2、R2の
直列回路のインピーダンスは高くなり、この直列
回路を流れる電流は小さいため、R2での発熱は
小さい。 したがつて発振器２７の発振周波数を選ぶこと
で、フアイバスコープ先端の運動を制御すること
が可能になる。また第５図における抵抗発熱線２
６にもコンデンサーとコイルを直列に接続するこ
とで先ほどと同様に伸縮運動を制御することが可
能となる。 また、各加熱回路を閉じ、外部からの電磁エネ
ルギーを共振により取り入れることによりリード
線を不要なものとすることができる。 (ホ) 効果 以上述べたように、この発明は形状記憶合金で
なる変形部材を装着したフアイバスコープの変形
部材の加熱手段として共振回路を接続したことに
より、フアイバスコープ先端部の運動を制御する
のに発振器の発振周波数を変えるだけで、リード
線は１対のみ、または無くてもよい。このため長
尺のフアイバスコープで、運動の自由度に大きい
ものでも組み立てが容易になる。
第１図は従来のイメージフアイバ屈曲機構の断
面図、第２図は形状記憶合金を用いた従来例を示
すフアイバスコープの斜視図、第３図はその断面
図、第４図はその変形例の断面図、第５図は他の
運動に対する従来例の一部断面図である。第６図
はこの発明の一実施例を示すフアイバスコープの
斜視図、第７図はその運動制御を説明する回路図
である。 １０……フアイバスコープ、１１……フアイバ
スコープ本体、１２……画像伝送部、１６……変
形部材、１６′……抵抗発熱線、１７……結線、
１９……直流電源、２０……イメージフアイバ、
２１……フアイバスコープ本体、２２……筒体、
２５……変形部材、２６……抵抗発熱線、２７…
…発振器、２８……コンデンサー、２９……コイ
ル、３０……リード線。
面図、第２図は形状記憶合金を用いた従来例を示
すフアイバスコープの斜視図、第３図はその断面
図、第４図はその変形例の断面図、第５図は他の
運動に対する従来例の一部断面図である。第６図
はこの発明の一実施例を示すフアイバスコープの
斜視図、第７図はその運動制御を説明する回路図
である。 １０……フアイバスコープ、１１……フアイバ
スコープ本体、１２……画像伝送部、１６……変
形部材、１６′……抵抗発熱線、１７……結線、
１９……直流電源、２０……イメージフアイバ、
２１……フアイバスコープ本体、２２……筒体、
２５……変形部材、２６……抵抗発熱線、２７…
…発振器、２８……コンデンサー、２９……コイ
ル、３０……リード線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イメージフアイバを挿通し、形状記憶合金で
なる変形部材を装着したフアイバスコープにおい
て、その変形部材の加熱手段と、加熱手段に共振
回路を接続した加熱回路と、加熱用電源として交
流発振器を用いることを特徴とするフアイバスコ
ープ。 ２ 上記共振回路を直列共振回路とし、加熱手段
に直列接続したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載のフアイバスコープ。 ３ 上記変形部材を複数個装着し、各々または、
その一部の加熱回路の共振回路の共振周波数を異
る値にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のフアイバスコープ。 ４ 上記共振回路を接続した複数個の変形部材加
熱回路を並列接続したことを特徴とする特許請求
の範囲第２、３項に記載のフアイバスコープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079114A JPS60221718A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | フアイバスコ−プ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079114A JPS60221718A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | フアイバスコ−プ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60221718A JPS60221718A (ja) | 1985-11-06 |
| JPH0574055B2 true JPH0574055B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13680880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079114A Granted JPS60221718A (ja) | 1984-04-18 | 1984-04-18 | フアイバスコ−プ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60221718A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741018B2 (ja) * | 1986-06-12 | 1995-05-10 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡 |
| JPH0346723Y2 (ja) * | 1987-12-19 | 1991-10-03 | ||
| US5231989A (en) * | 1991-02-15 | 1993-08-03 | Raychem Corporation | Steerable cannula |
-
1984
- 1984-04-18 JP JP59079114A patent/JPS60221718A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60221718A (ja) | 1985-11-06 |
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