内視鏡装置
【課題】観察窓に付着する汚れ除去用の振動子の過剰な発熱を抑えて、この振動子の損傷、特性劣化などを防止する内視鏡装置の提供。
【解決手段】内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系３４に対向して設けられた透明部材３２と、透明部材３２の一方の面に設けられた振動子３７と、振動子３７からの超音波振動ｆが伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材３８と、を具備する。
【解決手段】内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系３４に対向して設けられた透明部材３２と、透明部材３２の一方の面に設けられた振動子３７と、振動子３７からの超音波振動ｆが伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材３８と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察窓表面に付着する汚れを容易に除去することで、観察性を向上させた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年低侵襲医療を目的として内視鏡を用いた外科手術が普及している。このような内視鏡下の手術においては、内視鏡先端部に配設された観察窓に対して、汚れの付着、曇りの発生による観察環境の低下を防止することが課題となっている。
【０００３】
外科用の内視鏡では、付着する汚れが手術によって飛散した血液や脂肪などである場合があり、単純な送水のみでは汚れを除去できないケースがあり、この問題に対する対策としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００４】
内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材の観察窓と、この観察窓の内表面に貼着された振動子と、観察窓の外表面に設けられ、振動子からの超音波振動の伝播方向を変更する偏向部と、を具備している。
【０００５】
内視鏡の観察窓の外表面には、偏向部としての回折格子形状の溝が形成されており、この回折格子形状の溝に入射する超音波振動を観察窓の外表面を伝搬する表面弾性波にモード変換することができる技術が開示されている。そして、表面弾性波は、その振動を観察窓の表面に集中させて伝搬するので、観察窓の外表面に付着した汚れに効率的に振動を伝えて、観察視野内に付着した汚れが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のような観察窓の汚れを除去する従来の技術は、観察窓の内表面に貼着された振動子に高電力を印加して強力な超音波を発生させている。そして、高電力が印加された振動子は発熱する。そのため、振動子の過剰な発熱を抑えて、振動子の損傷、特性劣化などを防止する必要がある。しかしながら、特許文献１のような従来の技術では、振動子の過剰な発熱を抑えるための工夫がされていない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察窓に付着する汚れ除去用の振動子の過剰な発熱を抑えて、この振動子の損傷、特性劣化などを防止する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】
【０００９】
本発明における一態様の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、該透明部材の一方の面に設けられた振動子と、上記振動子からの超音波振動が伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察窓に付着する汚れ除去用の振動子の過剰な発熱を抑えて、この振動子の損傷、特性劣化などを防止する内視鏡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成図
【図２】同、内視鏡システムの内部構成を主に示すブロック図
【図３】同、硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図
【図４】同、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】同、送水シースの先端部分の構成を示す断面図
【図６】同、図５の矢視ＶＩ方向の送水シースの構成を示す平面図
【図７】同、硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図
【図８】同、硬性内視鏡の先端部分の構成を示す部分断面図
【図９】同、振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１０】同、弾性部材の温度と弾性率を示すグラフ
【図１１】同、第１の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１２】同、第２の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１３】同、圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１４】同、変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１６】同、変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明である内視鏡装置について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１３】
先ず、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、例えば、腹腔鏡下外科手術を行う硬性内視鏡を例示する。また、本発明は、硬性内視鏡に限らず、生体管腔内に挿通する各種内視鏡に適用可能な構成である。
【００１４】
また、図１から図１４は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡システムの全体構成図、図２は内視鏡システムの内部構成を主に示すブロック図、図３は硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は送水シースの先端部分の構成を示す断面図、図６は図５の矢視ＶＩ方向の送水シースの構成を示す平面図、図７は硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図、図８は硬性内視鏡の先端部分の構成を示す部分断面図、図９は振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１０は弾性部材の温度と弾性率を示すグラフ、図１１は第１の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１２は第２の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１３は圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図、図１４は変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、本実施の形態の内視鏡装置である内視鏡システム１は、硬性内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、この内視鏡２の挿入部１１が内部に挿通配置される洗浄液供給手段を構成する送水シース３と、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）５と、光源装置４と、モニタ（装置）６と、によって、主に構成されている。なお、ＣＣＵ５、光源装置４およびモニタ６は、体外装置を構成している。
【００１６】
内視鏡２は、硬質な挿入部１１に連設された操作部１２と、この操作部１２に設けられたスイッチ類１３と、操作部１２から延出する複合ケーブルであるユニバーサルケーブル１４と、このユニバーサルケーブル１４の延出端に配設された光源コネクタ１５と、この光源コネクタ１５の側部から延出する電気ケーブル１６と、この電気ケーブル１６の延出端に配設された電気コネクタ１７と、を有して構成されている。なお、光源コネクタ１５は、光源装置４に着脱自在に接続される。また、電気コネクタ１７は、ＣＣＵ５に着脱自在に接続されている。
【００１７】
ＣＣＵ５は、光源装置４およびモニタ６に電気的に接続されている。このＣＣＵ５は、内視鏡２が撮像した画像データを映像信号化して、モニタ６に表示させる。さらに、ＣＣＵ５は、内視鏡２の操作部１２に配設されたスイッチ類１３の操作信号が入力され、これら信号に基づいて、光源装置４を制御したり、生理的食塩水などの洗浄水が貯留された送水装置である送水タンク２４にＣＣＵ５からエアーを送り、この送水タンク２４内の洗浄水を送水シース３に送液制御したりするための制御手段である制御装置を構成している。なお、送水タンク２４は、ＣＣＵ５に着脱自在な送気コネクタ２６が端部に設けられた送気チューブ２５が接続されている。
【００１８】
次に、内視鏡システム１の主に電気的な構成について、図２に基づいて、以下に説明する。
図２に示すように、ビデオプロセッサ５は、ＣＰＵである制御部５１と、電源／映像信号処理回路５２と、圧電振動子加振回路５３と、ポンプ制御回路５４と、コンプレッサであるポンプ５５と、を有して構成されている。制御部５１は、電源／映像信号処理回路５２、圧電振動子加振回路５３およびポンプ制御回路５４と電気的に接続されており、各回路を制御する。また、電源／映像信号処理回路５２は、モニタ６とも電気的に接続され、モニタ６へ内視鏡画像信号を出力する。
【００１９】
圧電振動子加振回路５３は、内視鏡２の圧電振動子３７を振動させる機能を有し、制御部５１の制御により、圧電振動子３７の振動強度を出力する電力量により可変制御する。ポンプ制御回路５４は、ポンプ５５と電気的に接続され、制御部５１の制御により、ポンプ５５を駆動制御する電気信号を出力する。光源装置４は、ハロゲンランプ等の光源５６と、この光源５６を駆動する光源制御回路５７と、を有して構成されている。光源制御回路５７は、ビデオプロセッサ５の制御部５１と電気的に接続されて、この制御部５１により制御される。
【００２０】
次に、内視鏡２の挿入部１１の先端部分の構成について、図３に基づいて、以下に説明する。
内視鏡２の挿入部１１は、図３に示すように、挿入部外装を構成する金属製の管状部材３１の先端に、観察窓であるここでは略円盤状のガラス板の透明部材３２が接着剤を介して接合されている。
【００２１】
管状部材３１の内部には、撮像用光学系を含む上述した撮像ユニット３４と、ここでは２本の照明用のライトガイド３３が配置されている。撮像ユニット３４の内部には、詳細には図示しないが、結像用光学系、固体撮像素子およびそのドライバチップが組み込まれており、通信ケーブル３５が根元方向へ引き出されている。
【００２２】
また、透明部材３２の一方の面である内表面（裏面）には、観察視野を妨げない位置、つまり対向配置された撮像ユニット３４の外方（ここでは外周一部から所定距離だけ離間した方向）の一領域側に、振動子ユニット３０（図８、図９参照）における、例えば、ＰＺＴからなる矩形状の圧電振動子３７が貼着されている。圧電振動子３７には、配線３６が接続され、電気的に駆動されるようになっている。つまり、圧電振動子３７には、加振のための電圧を供給する配線３６が内視鏡２の根元方向に引き出されている。また、圧電振動子３７の透明部材３２への固定は、接着剤による固定に限定することなく、半田などを用いてもよい。さらに、管状部材３１と透明部材３２の固定にも半田などを用いても良い。この圧電振動子３７は、その共振周波数または共振周波数近傍で駆動され、超音波振動ｆを透明部材３２内に発生させる（図８参照）。
【００２３】
透明部材３２は、図３（図８）に示すように、内表面(裏面)に貼着された圧電振動子３７に対向した外表面の位置に、超音波振動ｆを回折して表面弾性波Φに変換（偏向）する偏向部の回折格子４０が設けられている。ここでの回折格子４０は、透明部材３２の外表面に形成された断面矩形状の複数の凹凸、ここでは５つの溝部４０ａである（図８参照）。これら溝部４０ａは、透明部材３２の外表面に等間隔で並列形成され、それぞれが平行な直線凹部状の溝である。
【００２４】
上述の圧電振動子３７から発生された超音波振動は、主として圧電振動子３７の貼着面（透明部材３２の内表面）に垂直な方向に伝播し、圧電振動子３７に対向した透明部材３２の回折格子４０に入射する。この回折格子４０に入射した超音波振動ｆは、回折格子４０により透明部材３２の外表面を伝播する表面弾性波Φに変換（偏向）される（図８参照）。
【００２５】
また、内視鏡２の構成部品は、管状部材３１と、接合された透明部材３２によって封止されており、高圧蒸気による滅菌処理に耐え得る構造となっている。
また、本実施の形態のライトガイド３３は、ユニバーサルケーブル１４へ延設され、ライトガイド３３が光源コネクタ１５で終端されている。そして、通信ケーブル３５および配線３６が電気ケーブル１６を介して、電気コネクタ１７に接続されている。
【００２６】
つまり、内視鏡２は、ユニバーサルケーブル１４および電気ケーブル１６を介して、ライトガイド３３が光源制御回路を含む光源装置４の光源に、撮像ユニット３４から引き出された通信ケーブル３５および圧電振動子３７から引き出された配線３６がＣＣＵ５に夫々接続される構成となっている。
【００２７】
次に、送水シース３について図１、図５、図６および図７に基づいて、以下に説明する。
送水シース３は、先端部材を備えた被覆チューブ２１と、この被覆チューブ２１の基端に連設された接続部２２と、この接続部２２の側部から延出する送水チューブ２３と、を有して構成されている。なお、送水チューブ２３の延出端は、送水タンク２４に接続されている。この送水タンク２４には、ＣＣＵ５の送気コネクタ２６に一端が接続された送気チューブ２５の他端が接続されている。
【００２８】
送水シース３の被覆チューブ２１は、チューブ本体４１と、このチューブ本体４１の先端に嵌着された略円筒形状の先端部材４２と、を有して構成されている。チューブ本体４１の肉厚部分の一部には、送水用の断面円形状の送水路４３が１つ形成されている。この送水路４３は、接続部２２まで配設され、この接続部２２を介して送水チューブ２３と連通している。
先端部材４２は、チューブ本体４１の送水路４３に対向する位置の開口端面に沿った板体である、ひさし部４４を有している。
【００２９】
このように構成された送水シース３は、送水路４３が送水タンク２４と送水チューブ２３を介して連通するように接続される。そして、送水タンク２４内の洗浄水である生理食塩水などは、ポンプ制御回路によって制御されるポンプからのエアーにより送水タンク２４内の圧力が上昇されることで、送水路４３中に送液されて内視鏡先端部へ流れるようになっている。
【００３０】
そして、内視鏡システム１は、図７に示すように、内視鏡２の挿入部１１が送水シース３の被覆チューブ２１に挿通配置され、例えば、腹腔鏡下外科手術に用いられる。
【００３１】
ここで、本実施の形態の圧電振動子３７を含む振動子ユニット３０の構成について、図８および図９に基づいて、以下に説明する。
振動子ユニット３０は、図８から図１０に示すように、ガラス板である透明部材３２の一方の面に接着剤３９を介して貼着された圧電振動子３７における透明部材３２の貼着面とは反対側の面に所定温度で物性値である弾性率が変化するガラス転移点Ｔｇを有するブロック状の弾性部材３８が設けられている。なお、弾性部材３８の設ける位置は、圧電振動子３７からの超音波振動ｆが伝わる箇所であればどこでも良い。
【００３２】
この弾性部材３８は、接着剤３９介して圧電振動子３７に接着されており、圧電振動子３７の機械的な負荷部材（抵抗部材）となっている。なお、接着剤３９は、そのガラス転移点Ｔｇが弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇよりも高いものが選択され、接着剤３９による影響をできるだけ受けないように圧電振動子３７の電気インピーダンスが弾性部材３８の温度特性と相関するようになっている。弾性部材３８の弾性率の温度特性は、図１０に示すように、ガラス転移点Ｔｇまで略弾性率が変化せず、ガラス転移点Ｔｇ近傍において、急峻に弾性率が大きく変わる材料を用いることが望ましい。
【００３３】
このような具体的な弾性部材３８を形成する材料の一例として、ビスフェノール系エポキシ樹脂などがある。ビスフェノール系エポキシ樹脂のような温度変化に応じた弾性率の変化特性は、上述したようにガラス転移点Ｔｇまで略弾性率が変化せず、ガラス転移点Ｔｇ近傍において、急峻に弾性率が大きく変わる（低下する）ため、圧電振動子３７にかかる抵抗の変化に基づいて、圧電振動子３７の温度が弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇ以上になったことを検出し易くなる。このような弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇは、圧電振動子３７が高温となって損傷、特性劣化などが生じない温度となる。このような構成では、弾性部材３８を接着剤３９で着けるため、材料の選択範囲が広いという利点もある。
【００３４】
また、図１１に示すように、透明部材３２の一方の面に接着剤３９を介して貼着された圧電振動子３７における透明部材３２への貼着面とは反対側の面上に、所定温度のガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材としての機械的な負荷部材（抵抗部材）となるように所定の厚さにエポキシ系樹脂接着剤を用いて接着剤ブロック３９ａを形成しても良い。
【００３５】
つまり、所定の厚さに形成した接着剤ブロック３９ａは、ガラス転移点Ｔｇを有する、ここでの弾性部材として、この接着剤ブロック３９ａの温度による弾性率の変化に応じて圧電振動子３７への抵抗を変化させる。
【００３６】
なお、接着剤ブロック３９ａを形成する接着剤は、圧電振動子３７を透明部材３２に接着する接着剤３９に対して、ガラス転移点Ｔｇが低いものが用いられる。
【００３７】
ここでの振動子ユニット３０は、上記構成とすることで、上述した弾性部材３８を有する振動子ユニット３０の構成と比較して、別途弾性部材３８を設ける必要がなくなるため、構成の簡素化がなされる。
【００３８】
さらに、図１２に示すように、圧電振動子３７と透明部材３２とを接着する接着剤層３９ｂを所定温度のガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材としても良い。ここでの振動子ユニット３０では、圧電振動子３７と透明部材３２を接着する接着剤層３９ｂを、ガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材として用い、必要最低限の構成に新たに部材を設けることがなく、構成の簡素化を行なえる。
【００３９】
以上に説明した振動子ユニット３０を備えた本実施の形態の内視鏡システム１は、振動子ユニット３０の圧電振動子３７の高温化を防止するために、圧電振動子３７の電気インピーダンスの変化を検出し、その検出結果に基づいて、ＣＣＵ５が圧電振動子３７の駆動制御を行う。そのため、振動子ユニット３０の圧電振動子３７の電気インピーダンスの変化を検出する構成として、ＣＣＵ５に設けられた圧電振動子加振回路５３は、図１３に示す構成を備えている。
【００４０】
具体的には、図１３に示すように圧電振動子加振回路５３は、発振器６２と、この発振器６２からの信号を増幅するアンプ６３と、入射電力と反射電力を各々分離して取り出す方向性結合器６４と、整合回路６５と、検波器６６と、を有している。つまり、ここでの圧電振動子加振回路５３は、発振器６２からの信号をアンプ６３で増幅し、入射電力と反射電力を各々分離して取り出す方向性結合器６４、整合回路６５を介して、圧電振動子３７に電力が供給される。なお、整合回路６５は、圧電振動子３７の発熱がない状態で反射電力が小さくなるように調整されている。
【００４１】
つまり、圧電振動子３７が駆動することで高温となり、その熱が伝熱されて、ガラス転移点Ｔｇの温度に達した弾性部材３８の弾性特性がより大きく変化すると、圧電振動子３７の電気インピーダンスも大きく変化する。この電気インピーダンスの大きな変化に応じて圧電振動子３７からの反射電力が変化する。
【００４２】
反射電力は、方向性結合器６４で分離されて検波器６６に入力される。そして、検波器６６は、反射電力の大きさに比例したＤＣ信号に変換する。そのＤＣ信号は、ＣＣＵ５の制御部５１に出力される。
【００４３】
このＤＣ信号が入力された制御部５１は、そのＤＣ信号の大きさに応じて、アンプ６３の出力をＯＮ／ＯＦＦしたり、アンプ６３のゲインを調整したりして、圧電振動子３７への入力電力を制御する。こうして、圧電振動子３７の過剰な発熱を防止することができる。なお、制御部５１は、アナログ回路もしくはロジック回路により構成される。
【００４４】
なお、弾性部材３８の特性が大きく変化し、圧電振動子３７の発熱時に、反射電力が大きくなって、実質的に圧電振動子３７への入射電力が小さくなる場合には、図１４に示すように制御部５１によるアンプ６３の制御が行なわれない構成としても良い。
【００４５】
このように、本実施の形態では、内視鏡２の透明部材３２の内表面に貼着された圧電振動子３７に温度により弾性特性が変化する弾性部材３８を設けて、この弾性部材３８が所定の温度以上となると弾性特性が急峻に変化して、弾性率が大きい状態から小さい状態に大きく変化する。
【００４６】
そして、弾性部材３８による圧電振動子３７への機械的負荷（抵抗）の大きな変化に応じて、圧電振動子３７の電気インピーダンスも大きく変化した場合、圧電振動子３７の温度が高温となっている状態であることを検出している。換言すると、圧電振動子３７の電気的インピーダンスは、圧電振動子３７への機械的負荷によって変動する。
【００４７】
つまり、圧電振動子３７に設けられた弾性部材３８の弾性率が温度により大きく変化することで、圧電振動子３７の電気インピーダンスも温度により大きく変化するようになり、圧電振動子３７の温度変化を電気的に検出することが可能となる。そして、検出された温度変化に基づいて、圧電振動子３７を駆動する振動子駆動信号を制御することが可能となる。
【００４８】
本実施の形態の内視鏡システム１は、以上のような構成とすることで、別途センサを設けたり、新たに配線をしたりすることなく、必要最低限の構成（配線、部品など）の増加、すなわち圧電振動子３７に弾性部材３８を設けて、ＣＣＵ５の電気的な構成から圧電振動子３７の温度変化を検出することができる。これにより、圧電振動子３７の過剰な発熱を抑えて、この圧電振動子３７が損傷、特性劣化などすることを防止することができる。
【００４９】
さらに、内視鏡２の先端部においては、内部空間に余裕がないため、配線、部品などをできるだけ増加させることなく、制約された省スペースで圧電振動子３７の温度を検出する手段を設けることができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。図１５および図１６は本発明の第２の実施の形態に係り、図１５は圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図、図１６は変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図である。
【００５１】
ここでの内視鏡システム１は、第１の実施の形態のＣＣＵ５の圧電振動子加振回路５３の構成とは異なり、圧電振動子加振回路５３が圧電振動子３７の共振周波数を追尾して、圧電振動子３７を駆動する振動子駆動信号を制御する構成となっている。
具体的には、ここでの圧電振動子加振回路５３は、図１５に示すように、位相比較器（ＰＳＤ）６８と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６９と、アンプ６３と、整合回路６５と、を有している。
【００５２】
ＰＳＤ６８は、圧電振動子３７に印加される電圧に比例した電圧検出信号、および圧電振動子３７に流れる電流に比例した電流検出信号を、両者の位相差に比例した信号を出力がフィードバックされる。そして、電圧検出信号と電流検出信号の位相差に比例したＰＳＤ６８の出力がＶＣＯ制御信号としてＶＣＯ６９に入力される。
【００５３】
ＶＣＯ６９は、制御信号を受けて、その発振周波数が制御され、ある一定範囲内の特定周波数で発振する。これらの構成により、ＶＣＯ６９の発振周波数は、圧電振動子３７の共振周波数で発振する自励振系となる。そして、弾性部材３８による圧電振動子３７への負荷の変化により、圧電振動子３７の共振周波数が変化するので、その変化はＰＳＤ６８が出力するＶＣＯ制御信号に現れる。つまり、共振周波数の変化とは、初期状態の範囲を超えることである。このＶＣＯ制御信号が同時に制御部５１に入力され、そのＶＯＣ制御信号に基づいて、アンプ６３の出力をＯＮ／ＯＦＦしたり、アンプ６３のゲインを調整したりして、圧電振動子３７への入力電力を制御する。こうして、圧電振動子３７の過剰な発熱を防止することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においても、弾性部材３８の特性が大きく変化し、圧電振動子３７の発熱時に、反射電力が大きくなって、実質的に圧電振動子３７への入射電力が小さくなる場合には、図１６に示すように制御部５１によるアンプ６３の制御が行なわれない構成としても良い。
【００５５】
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
【００５６】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５７】
１…内視鏡システム
２…内視鏡
３…送水シース
４…光源装置
５…ビデオプロセッサ
６…モニタ
１１…挿入部
１２…操作部
３０…振動子ユニット
３４…撮像ユニット
３７…圧電振動子
３８…弾性部材
３９…接着剤
３９ａ…接着剤ブロック
３９ｂ…接着剤層
４０…回折格子
４０ａ…溝部
５１…制御部
５２…映像信号処理回路
５３…圧電振動子加振回路
５４…ポンプ制御回路
５５…ポンプ
５６…光源
５７…光源制御回路
６２…発振器
６３…アンプ
６４…方向性結合器
６５…整合回路
６６…検波器
ｆ…超音波振動
Ｔｇ…ガラス転移点
ｆ…超音波振動
Φ…表面弾性波
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察窓表面に付着する汚れを容易に除去することで、観察性を向上させた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年低侵襲医療を目的として内視鏡を用いた外科手術が普及している。このような内視鏡下の手術においては、内視鏡先端部に配設された観察窓に対して、汚れの付着、曇りの発生による観察環境の低下を防止することが課題となっている。
【０００３】
外科用の内視鏡では、付着する汚れが手術によって飛散した血液や脂肪などである場合があり、単純な送水のみでは汚れを除去できないケースがあり、この問題に対する対策としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００４】
内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材の観察窓と、この観察窓の内表面に貼着された振動子と、観察窓の外表面に設けられ、振動子からの超音波振動の伝播方向を変更する偏向部と、を具備している。
【０００５】
内視鏡の観察窓の外表面には、偏向部としての回折格子形状の溝が形成されており、この回折格子形状の溝に入射する超音波振動を観察窓の外表面を伝搬する表面弾性波にモード変換することができる技術が開示されている。そして、表面弾性波は、その振動を観察窓の表面に集中させて伝搬するので、観察窓の外表面に付着した汚れに効率的に振動を伝えて、観察視野内に付着した汚れが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５４５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のような観察窓の汚れを除去する従来の技術は、観察窓の内表面に貼着された振動子に高電力を印加して強力な超音波を発生させている。そして、高電力が印加された振動子は発熱する。そのため、振動子の過剰な発熱を抑えて、振動子の損傷、特性劣化などを防止する必要がある。しかしながら、特許文献１のような従来の技術では、振動子の過剰な発熱を抑えるための工夫がされていない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察窓に付着する汚れ除去用の振動子の過剰な発熱を抑えて、この振動子の損傷、特性劣化などを防止する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】
【０００９】
本発明における一態様の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、該透明部材の一方の面に設けられた振動子と、上記振動子からの超音波振動が伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材と、を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、観察窓に付着する汚れ除去用の振動子の過剰な発熱を抑えて、この振動子の損傷、特性劣化などを防止する内視鏡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成図
【図２】同、内視鏡システムの内部構成を主に示すブロック図
【図３】同、硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図
【図４】同、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】同、送水シースの先端部分の構成を示す断面図
【図６】同、図５の矢視ＶＩ方向の送水シースの構成を示す平面図
【図７】同、硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図
【図８】同、硬性内視鏡の先端部分の構成を示す部分断面図
【図９】同、振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１０】同、弾性部材の温度と弾性率を示すグラフ
【図１１】同、第１の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１２】同、第２の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図
【図１３】同、圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１４】同、変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【図１６】同、変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明である内視鏡装置について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１３】
先ず、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、例えば、腹腔鏡下外科手術を行う硬性内視鏡を例示する。また、本発明は、硬性内視鏡に限らず、生体管腔内に挿通する各種内視鏡に適用可能な構成である。
【００１４】
また、図１から図１４は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡システムの全体構成図、図２は内視鏡システムの内部構成を主に示すブロック図、図３は硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は送水シースの先端部分の構成を示す断面図、図６は図５の矢視ＶＩ方向の送水シースの構成を示す平面図、図７は硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図、図８は硬性内視鏡の先端部分の構成を示す部分断面図、図９は振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１０は弾性部材の温度と弾性率を示すグラフ、図１１は第１の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１２は第２の変形例の振動子ユニットの構成を示す部分断面図、図１３は圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図、図１４は変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、本実施の形態の内視鏡装置である内視鏡システム１は、硬性内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、この内視鏡２の挿入部１１が内部に挿通配置される洗浄液供給手段を構成する送水シース３と、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）５と、光源装置４と、モニタ（装置）６と、によって、主に構成されている。なお、ＣＣＵ５、光源装置４およびモニタ６は、体外装置を構成している。
【００１６】
内視鏡２は、硬質な挿入部１１に連設された操作部１２と、この操作部１２に設けられたスイッチ類１３と、操作部１２から延出する複合ケーブルであるユニバーサルケーブル１４と、このユニバーサルケーブル１４の延出端に配設された光源コネクタ１５と、この光源コネクタ１５の側部から延出する電気ケーブル１６と、この電気ケーブル１６の延出端に配設された電気コネクタ１７と、を有して構成されている。なお、光源コネクタ１５は、光源装置４に着脱自在に接続される。また、電気コネクタ１７は、ＣＣＵ５に着脱自在に接続されている。
【００１７】
ＣＣＵ５は、光源装置４およびモニタ６に電気的に接続されている。このＣＣＵ５は、内視鏡２が撮像した画像データを映像信号化して、モニタ６に表示させる。さらに、ＣＣＵ５は、内視鏡２の操作部１２に配設されたスイッチ類１３の操作信号が入力され、これら信号に基づいて、光源装置４を制御したり、生理的食塩水などの洗浄水が貯留された送水装置である送水タンク２４にＣＣＵ５からエアーを送り、この送水タンク２４内の洗浄水を送水シース３に送液制御したりするための制御手段である制御装置を構成している。なお、送水タンク２４は、ＣＣＵ５に着脱自在な送気コネクタ２６が端部に設けられた送気チューブ２５が接続されている。
【００１８】
次に、内視鏡システム１の主に電気的な構成について、図２に基づいて、以下に説明する。
図２に示すように、ビデオプロセッサ５は、ＣＰＵである制御部５１と、電源／映像信号処理回路５２と、圧電振動子加振回路５３と、ポンプ制御回路５４と、コンプレッサであるポンプ５５と、を有して構成されている。制御部５１は、電源／映像信号処理回路５２、圧電振動子加振回路５３およびポンプ制御回路５４と電気的に接続されており、各回路を制御する。また、電源／映像信号処理回路５２は、モニタ６とも電気的に接続され、モニタ６へ内視鏡画像信号を出力する。
【００１９】
圧電振動子加振回路５３は、内視鏡２の圧電振動子３７を振動させる機能を有し、制御部５１の制御により、圧電振動子３７の振動強度を出力する電力量により可変制御する。ポンプ制御回路５４は、ポンプ５５と電気的に接続され、制御部５１の制御により、ポンプ５５を駆動制御する電気信号を出力する。光源装置４は、ハロゲンランプ等の光源５６と、この光源５６を駆動する光源制御回路５７と、を有して構成されている。光源制御回路５７は、ビデオプロセッサ５の制御部５１と電気的に接続されて、この制御部５１により制御される。
【００２０】
次に、内視鏡２の挿入部１１の先端部分の構成について、図３に基づいて、以下に説明する。
内視鏡２の挿入部１１は、図３に示すように、挿入部外装を構成する金属製の管状部材３１の先端に、観察窓であるここでは略円盤状のガラス板の透明部材３２が接着剤を介して接合されている。
【００２１】
管状部材３１の内部には、撮像用光学系を含む上述した撮像ユニット３４と、ここでは２本の照明用のライトガイド３３が配置されている。撮像ユニット３４の内部には、詳細には図示しないが、結像用光学系、固体撮像素子およびそのドライバチップが組み込まれており、通信ケーブル３５が根元方向へ引き出されている。
【００２２】
また、透明部材３２の一方の面である内表面（裏面）には、観察視野を妨げない位置、つまり対向配置された撮像ユニット３４の外方（ここでは外周一部から所定距離だけ離間した方向）の一領域側に、振動子ユニット３０（図８、図９参照）における、例えば、ＰＺＴからなる矩形状の圧電振動子３７が貼着されている。圧電振動子３７には、配線３６が接続され、電気的に駆動されるようになっている。つまり、圧電振動子３７には、加振のための電圧を供給する配線３６が内視鏡２の根元方向に引き出されている。また、圧電振動子３７の透明部材３２への固定は、接着剤による固定に限定することなく、半田などを用いてもよい。さらに、管状部材３１と透明部材３２の固定にも半田などを用いても良い。この圧電振動子３７は、その共振周波数または共振周波数近傍で駆動され、超音波振動ｆを透明部材３２内に発生させる（図８参照）。
【００２３】
透明部材３２は、図３（図８）に示すように、内表面(裏面)に貼着された圧電振動子３７に対向した外表面の位置に、超音波振動ｆを回折して表面弾性波Φに変換（偏向）する偏向部の回折格子４０が設けられている。ここでの回折格子４０は、透明部材３２の外表面に形成された断面矩形状の複数の凹凸、ここでは５つの溝部４０ａである（図８参照）。これら溝部４０ａは、透明部材３２の外表面に等間隔で並列形成され、それぞれが平行な直線凹部状の溝である。
【００２４】
上述の圧電振動子３７から発生された超音波振動は、主として圧電振動子３７の貼着面（透明部材３２の内表面）に垂直な方向に伝播し、圧電振動子３７に対向した透明部材３２の回折格子４０に入射する。この回折格子４０に入射した超音波振動ｆは、回折格子４０により透明部材３２の外表面を伝播する表面弾性波Φに変換（偏向）される（図８参照）。
【００２５】
また、内視鏡２の構成部品は、管状部材３１と、接合された透明部材３２によって封止されており、高圧蒸気による滅菌処理に耐え得る構造となっている。
また、本実施の形態のライトガイド３３は、ユニバーサルケーブル１４へ延設され、ライトガイド３３が光源コネクタ１５で終端されている。そして、通信ケーブル３５および配線３６が電気ケーブル１６を介して、電気コネクタ１７に接続されている。
【００２６】
つまり、内視鏡２は、ユニバーサルケーブル１４および電気ケーブル１６を介して、ライトガイド３３が光源制御回路を含む光源装置４の光源に、撮像ユニット３４から引き出された通信ケーブル３５および圧電振動子３７から引き出された配線３６がＣＣＵ５に夫々接続される構成となっている。
【００２７】
次に、送水シース３について図１、図５、図６および図７に基づいて、以下に説明する。
送水シース３は、先端部材を備えた被覆チューブ２１と、この被覆チューブ２１の基端に連設された接続部２２と、この接続部２２の側部から延出する送水チューブ２３と、を有して構成されている。なお、送水チューブ２３の延出端は、送水タンク２４に接続されている。この送水タンク２４には、ＣＣＵ５の送気コネクタ２６に一端が接続された送気チューブ２５の他端が接続されている。
【００２８】
送水シース３の被覆チューブ２１は、チューブ本体４１と、このチューブ本体４１の先端に嵌着された略円筒形状の先端部材４２と、を有して構成されている。チューブ本体４１の肉厚部分の一部には、送水用の断面円形状の送水路４３が１つ形成されている。この送水路４３は、接続部２２まで配設され、この接続部２２を介して送水チューブ２３と連通している。
先端部材４２は、チューブ本体４１の送水路４３に対向する位置の開口端面に沿った板体である、ひさし部４４を有している。
【００２９】
このように構成された送水シース３は、送水路４３が送水タンク２４と送水チューブ２３を介して連通するように接続される。そして、送水タンク２４内の洗浄水である生理食塩水などは、ポンプ制御回路によって制御されるポンプからのエアーにより送水タンク２４内の圧力が上昇されることで、送水路４３中に送液されて内視鏡先端部へ流れるようになっている。
【００３０】
そして、内視鏡システム１は、図７に示すように、内視鏡２の挿入部１１が送水シース３の被覆チューブ２１に挿通配置され、例えば、腹腔鏡下外科手術に用いられる。
【００３１】
ここで、本実施の形態の圧電振動子３７を含む振動子ユニット３０の構成について、図８および図９に基づいて、以下に説明する。
振動子ユニット３０は、図８から図１０に示すように、ガラス板である透明部材３２の一方の面に接着剤３９を介して貼着された圧電振動子３７における透明部材３２の貼着面とは反対側の面に所定温度で物性値である弾性率が変化するガラス転移点Ｔｇを有するブロック状の弾性部材３８が設けられている。なお、弾性部材３８の設ける位置は、圧電振動子３７からの超音波振動ｆが伝わる箇所であればどこでも良い。
【００３２】
この弾性部材３８は、接着剤３９介して圧電振動子３７に接着されており、圧電振動子３７の機械的な負荷部材（抵抗部材）となっている。なお、接着剤３９は、そのガラス転移点Ｔｇが弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇよりも高いものが選択され、接着剤３９による影響をできるだけ受けないように圧電振動子３７の電気インピーダンスが弾性部材３８の温度特性と相関するようになっている。弾性部材３８の弾性率の温度特性は、図１０に示すように、ガラス転移点Ｔｇまで略弾性率が変化せず、ガラス転移点Ｔｇ近傍において、急峻に弾性率が大きく変わる材料を用いることが望ましい。
【００３３】
このような具体的な弾性部材３８を形成する材料の一例として、ビスフェノール系エポキシ樹脂などがある。ビスフェノール系エポキシ樹脂のような温度変化に応じた弾性率の変化特性は、上述したようにガラス転移点Ｔｇまで略弾性率が変化せず、ガラス転移点Ｔｇ近傍において、急峻に弾性率が大きく変わる（低下する）ため、圧電振動子３７にかかる抵抗の変化に基づいて、圧電振動子３７の温度が弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇ以上になったことを検出し易くなる。このような弾性部材３８のガラス転移点Ｔｇは、圧電振動子３７が高温となって損傷、特性劣化などが生じない温度となる。このような構成では、弾性部材３８を接着剤３９で着けるため、材料の選択範囲が広いという利点もある。
【００３４】
また、図１１に示すように、透明部材３２の一方の面に接着剤３９を介して貼着された圧電振動子３７における透明部材３２への貼着面とは反対側の面上に、所定温度のガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材としての機械的な負荷部材（抵抗部材）となるように所定の厚さにエポキシ系樹脂接着剤を用いて接着剤ブロック３９ａを形成しても良い。
【００３５】
つまり、所定の厚さに形成した接着剤ブロック３９ａは、ガラス転移点Ｔｇを有する、ここでの弾性部材として、この接着剤ブロック３９ａの温度による弾性率の変化に応じて圧電振動子３７への抵抗を変化させる。
【００３６】
なお、接着剤ブロック３９ａを形成する接着剤は、圧電振動子３７を透明部材３２に接着する接着剤３９に対して、ガラス転移点Ｔｇが低いものが用いられる。
【００３７】
ここでの振動子ユニット３０は、上記構成とすることで、上述した弾性部材３８を有する振動子ユニット３０の構成と比較して、別途弾性部材３８を設ける必要がなくなるため、構成の簡素化がなされる。
【００３８】
さらに、図１２に示すように、圧電振動子３７と透明部材３２とを接着する接着剤層３９ｂを所定温度のガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材としても良い。ここでの振動子ユニット３０では、圧電振動子３７と透明部材３２を接着する接着剤層３９ｂを、ガラス転移点Ｔｇを有する弾性部材として用い、必要最低限の構成に新たに部材を設けることがなく、構成の簡素化を行なえる。
【００３９】
以上に説明した振動子ユニット３０を備えた本実施の形態の内視鏡システム１は、振動子ユニット３０の圧電振動子３７の高温化を防止するために、圧電振動子３７の電気インピーダンスの変化を検出し、その検出結果に基づいて、ＣＣＵ５が圧電振動子３７の駆動制御を行う。そのため、振動子ユニット３０の圧電振動子３７の電気インピーダンスの変化を検出する構成として、ＣＣＵ５に設けられた圧電振動子加振回路５３は、図１３に示す構成を備えている。
【００４０】
具体的には、図１３に示すように圧電振動子加振回路５３は、発振器６２と、この発振器６２からの信号を増幅するアンプ６３と、入射電力と反射電力を各々分離して取り出す方向性結合器６４と、整合回路６５と、検波器６６と、を有している。つまり、ここでの圧電振動子加振回路５３は、発振器６２からの信号をアンプ６３で増幅し、入射電力と反射電力を各々分離して取り出す方向性結合器６４、整合回路６５を介して、圧電振動子３７に電力が供給される。なお、整合回路６５は、圧電振動子３７の発熱がない状態で反射電力が小さくなるように調整されている。
【００４１】
つまり、圧電振動子３７が駆動することで高温となり、その熱が伝熱されて、ガラス転移点Ｔｇの温度に達した弾性部材３８の弾性特性がより大きく変化すると、圧電振動子３７の電気インピーダンスも大きく変化する。この電気インピーダンスの大きな変化に応じて圧電振動子３７からの反射電力が変化する。
【００４２】
反射電力は、方向性結合器６４で分離されて検波器６６に入力される。そして、検波器６６は、反射電力の大きさに比例したＤＣ信号に変換する。そのＤＣ信号は、ＣＣＵ５の制御部５１に出力される。
【００４３】
このＤＣ信号が入力された制御部５１は、そのＤＣ信号の大きさに応じて、アンプ６３の出力をＯＮ／ＯＦＦしたり、アンプ６３のゲインを調整したりして、圧電振動子３７への入力電力を制御する。こうして、圧電振動子３７の過剰な発熱を防止することができる。なお、制御部５１は、アナログ回路もしくはロジック回路により構成される。
【００４４】
なお、弾性部材３８の特性が大きく変化し、圧電振動子３７の発熱時に、反射電力が大きくなって、実質的に圧電振動子３７への入射電力が小さくなる場合には、図１４に示すように制御部５１によるアンプ６３の制御が行なわれない構成としても良い。
【００４５】
このように、本実施の形態では、内視鏡２の透明部材３２の内表面に貼着された圧電振動子３７に温度により弾性特性が変化する弾性部材３８を設けて、この弾性部材３８が所定の温度以上となると弾性特性が急峻に変化して、弾性率が大きい状態から小さい状態に大きく変化する。
【００４６】
そして、弾性部材３８による圧電振動子３７への機械的負荷（抵抗）の大きな変化に応じて、圧電振動子３７の電気インピーダンスも大きく変化した場合、圧電振動子３７の温度が高温となっている状態であることを検出している。換言すると、圧電振動子３７の電気的インピーダンスは、圧電振動子３７への機械的負荷によって変動する。
【００４７】
つまり、圧電振動子３７に設けられた弾性部材３８の弾性率が温度により大きく変化することで、圧電振動子３７の電気インピーダンスも温度により大きく変化するようになり、圧電振動子３７の温度変化を電気的に検出することが可能となる。そして、検出された温度変化に基づいて、圧電振動子３７を駆動する振動子駆動信号を制御することが可能となる。
【００４８】
本実施の形態の内視鏡システム１は、以上のような構成とすることで、別途センサを設けたり、新たに配線をしたりすることなく、必要最低限の構成（配線、部品など）の増加、すなわち圧電振動子３７に弾性部材３８を設けて、ＣＣＵ５の電気的な構成から圧電振動子３７の温度変化を検出することができる。これにより、圧電振動子３７の過剰な発熱を抑えて、この圧電振動子３７が損傷、特性劣化などすることを防止することができる。
【００４９】
さらに、内視鏡２の先端部においては、内部空間に余裕がないため、配線、部品などをできるだけ増加させることなく、制約された省スペースで圧電振動子３７の温度を検出する手段を設けることができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。図１５および図１６は本発明の第２の実施の形態に係り、図１５は圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図、図１６は変形例の圧電振動子を駆動する圧電振動子回路の構成を示すブロック図である。
【００５１】
ここでの内視鏡システム１は、第１の実施の形態のＣＣＵ５の圧電振動子加振回路５３の構成とは異なり、圧電振動子加振回路５３が圧電振動子３７の共振周波数を追尾して、圧電振動子３７を駆動する振動子駆動信号を制御する構成となっている。
具体的には、ここでの圧電振動子加振回路５３は、図１５に示すように、位相比較器（ＰＳＤ）６８と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６９と、アンプ６３と、整合回路６５と、を有している。
【００５２】
ＰＳＤ６８は、圧電振動子３７に印加される電圧に比例した電圧検出信号、および圧電振動子３７に流れる電流に比例した電流検出信号を、両者の位相差に比例した信号を出力がフィードバックされる。そして、電圧検出信号と電流検出信号の位相差に比例したＰＳＤ６８の出力がＶＣＯ制御信号としてＶＣＯ６９に入力される。
【００５３】
ＶＣＯ６９は、制御信号を受けて、その発振周波数が制御され、ある一定範囲内の特定周波数で発振する。これらの構成により、ＶＣＯ６９の発振周波数は、圧電振動子３７の共振周波数で発振する自励振系となる。そして、弾性部材３８による圧電振動子３７への負荷の変化により、圧電振動子３７の共振周波数が変化するので、その変化はＰＳＤ６８が出力するＶＣＯ制御信号に現れる。つまり、共振周波数の変化とは、初期状態の範囲を超えることである。このＶＣＯ制御信号が同時に制御部５１に入力され、そのＶＯＣ制御信号に基づいて、アンプ６３の出力をＯＮ／ＯＦＦしたり、アンプ６３のゲインを調整したりして、圧電振動子３７への入力電力を制御する。こうして、圧電振動子３７の過剰な発熱を防止することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態においても、弾性部材３８の特性が大きく変化し、圧電振動子３７の発熱時に、反射電力が大きくなって、実質的に圧電振動子３７への入射電力が小さくなる場合には、図１６に示すように制御部５１によるアンプ６３の制御が行なわれない構成としても良い。
【００５５】
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。
【００５６】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００５７】
１…内視鏡システム
２…内視鏡
３…送水シース
４…光源装置
５…ビデオプロセッサ
６…モニタ
１１…挿入部
１２…操作部
３０…振動子ユニット
３４…撮像ユニット
３７…圧電振動子
３８…弾性部材
３９…接着剤
３９ａ…接着剤ブロック
３９ｂ…接着剤層
４０…回折格子
４０ａ…溝部
５１…制御部
５２…映像信号処理回路
５３…圧電振動子加振回路
５４…ポンプ制御回路
５５…ポンプ
５６…光源
５７…光源制御回路
６２…発振器
６３…アンプ
６４…方向性結合器
６５…整合回路
６６…検波器
ｆ…超音波振動
Ｔｇ…ガラス転移点
ｆ…超音波振動
Φ…表面弾性波
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、
該透明部材の一方の面に設けられた振動子と、
上記振動子からの超音波振動が伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
上記弾性部材は、上記所定の物性値が変化して、上記振動子の電気インピーダンスが変化する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、所定の温度のガラス転移点を有し、該ガラス転移点に達すると弾性率が変化して上記振動子の駆動負荷が変化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】
前記弾性部材が、前記振動子における前記透明部材との接着面の反対面に接着剤を介して着けられた部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記振動子における前記透明部材との接着面の反対面に接着剤で形成された接着剤ブロックであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記透明部材と前記振動子を接着する接着剤層であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
上記弾性部材の上記物性値の変化に基づき、振動子加振回路を制御して上記振動子を駆動制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
上記制御手段は、上記振動子からの反射電力に基づき、上記振動加振回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
上記制御手段は、上記振動子の共振周波数に基づき、上記振動加振回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項１】
内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、
該透明部材の一方の面に設けられた振動子と、
上記振動子からの超音波振動が伝わる箇所に設けられ、温度変化に伴い物性値が変化する弾性部材と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
上記弾性部材は、上記所定の物性値が変化して、上記振動子の電気インピーダンスが変化する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、所定の温度のガラス転移点を有し、該ガラス転移点に達すると弾性率が変化して上記振動子の駆動負荷が変化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】
前記弾性部材が、前記振動子における前記透明部材との接着面の反対面に接着剤を介して着けられた部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記振動子における前記透明部材との接着面の反対面に接着剤で形成された接着剤ブロックであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、前記透明部材と前記振動子を接着する接着剤層であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項７】
上記弾性部材の上記物性値の変化に基づき、振動子加振回路を制御して上記振動子を駆動制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
上記制御手段は、上記振動子からの反射電力に基づき、上記振動加振回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
上記制御手段は、上記振動子の共振周波数に基づき、上記振動加振回路を制御することを特徴とする請求項７に記載の内視鏡システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２７６２５（Ｐ２０１３−２７６２５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７０９８（Ｐ２０１１−１６７０９８）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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