JP2012005533A - Endoscope apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、生体内臓器などの内部を観察したり、術部の処置を行ったりする内視鏡装置に関し、特に光学系表面に付着する汚れを除去することで観察性を向上させる内視鏡装置に関する。 The present invention relates to an endoscope apparatus that observes the inside of, for example, an internal organ of a living body or performs an operation on an operation part, and more particularly, to improve the observability by removing dirt attached to the surface of an optical system. The present invention relates to an endoscope apparatus.
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。 In recent years, a surgical operation using an endoscope has been widespread for the purpose of minimally invasive medical treatment. In such an endoscopic operation, it is a problem to prevent a deterioration of the observation environment due to the adhesion of dirt and the occurrence of cloudiness to the observation window disposed at the distal end portion of the endoscope. .
消化器用内視鏡においては、内視鏡先端部のレンズに対して送水することで、曇りや汚れの除去を行うが、特に経鼻内視鏡では、送水送気後の水滴の除去が十分でない場合がある。さらに、外科用の内視鏡でも、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十分に除去できない場合がある。 In endoscopes for digestive organs, water is fed to the lens at the distal end of the endoscope to remove fogging and dirt, but in nasal endoscopes in particular, it is sufficient to remove water drops after feeding water It may not be. Further, even in a surgical endoscope, the attached dirt may be blood or fat scattered by surgery, and the dirt may not be sufficiently removed by simple water supply.
例えば、特許文献1に開示された内視鏡装置は、挿入部先端の撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、透明部材の内表面に貼着された振動子と、透明部材の外表面に設けられ、振動子からの超音波振動を、透明部材の観察視野方向に偏向させる回折格子を備えている。この従来の内視鏡装置は、偏向された超音波振動が透明部材外周近傍から、透明部材中心部の撮像光学系の観察視野方向に伝播し、観察視野内にある視界を妨げる水や汚れに作用して、それら水や汚れを観察視野内から除去できるように構成されている。 For example, an endoscope apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a transparent member provided facing an imaging optical system at the distal end of an insertion portion, a vibrator attached to the inner surface of the transparent member, and a transparent member And a diffraction grating for deflecting the ultrasonic vibration from the vibrator in the viewing field direction of the transparent member. In this conventional endoscope apparatus, the deflected ultrasonic vibration propagates from the vicinity of the outer periphery of the transparent member to the observation visual field direction of the imaging optical system at the center of the transparent member, and the water or dirt that obstructs the visual field in the observation visual field. The water and dirt can be removed from the observation visual field by acting.
しかしながら、従来の内視鏡装置は、圧電振動子発生した超音波振動が回折格子形状の溝に対して垂直方向から入射する構成となっているため、格子の長手方向(凹凸が形成されている方向)に直交する両方向に向けて、透明部材に超音波振動の伝播方向が偏向されてしまう。そのため、従来の内視鏡装置では、偏向した超音波振動の利用効率が悪く、効率よく汚れを除去することができないという課題があった。 However, in the conventional endoscope apparatus, since the ultrasonic vibration generated by the piezoelectric vibrator is incident on the diffraction grating-shaped groove from the vertical direction, the longitudinal direction of the grating (unevenness is formed). The propagation direction of the ultrasonic vibration is deflected by the transparent member in both directions orthogonal to (direction). Therefore, the conventional endoscope apparatus has a problem that the use efficiency of the deflected ultrasonic vibration is poor and the dirt cannot be efficiently removed.
そこで、本願は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超音波振動の利用効率が向上するように偏向し、透明な光学部材の外表面の汚れを効率よく除去できる内視鏡装置を提供することにある。 Therefore, the present application has been made in view of the above problems, and its purpose is to deflect so that the use efficiency of ultrasonic vibration is improved, and to efficiently remove dirt on the outer surface of the transparent optical member. An object of the present invention is to provide an endoscopic device that can be used.
上記目的を達成すべく、本発明の内視鏡装置は、体腔内に挿入され、先端部分に光学部材が配設された挿入部と、前記挿入部内に配設され、超音波振動を発生させる超音波振動子と、前記挿入部の外表面、または前記光学部材の側面に配設され、前記超音波振動を前記光学部材の有効径内に偏向する回折格子と、を具備し、前記超音波振動子の振動面が前記回折格子の格子面に対して、前記光学部材の前記有効径側に向けて間隔が広がるように傾けて配置した。 In order to achieve the above object, an endoscope apparatus according to the present invention is inserted into a body cavity and has an insertion portion in which an optical member is disposed at a distal end portion, and is disposed in the insertion portion to generate ultrasonic vibrations. An ultrasonic transducer; and a diffraction grating disposed on an outer surface of the insertion portion or a side surface of the optical member and deflecting the ultrasonic vibration within an effective diameter of the optical member. The vibration surface of the vibrator is disposed so as to be inclined with respect to the grating surface of the diffraction grating so that the distance increases toward the effective diameter side of the optical member.
本発明によれば、超音波振動の利用効率が向上するように偏向し、透明な光学部材の外表面の汚れを効率よく除去できる内視鏡装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an endoscope apparatus that can be deflected so as to improve the use efficiency of ultrasonic vibrations and can efficiently remove dirt on the outer surface of a transparent optical member.
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。 Hereinafter, an endoscope apparatus according to the present invention will be described. In the following description, the drawings based on each embodiment are schematic, and the relationship between the thickness and width of each part, the thickness ratio of each part, and the like are different from the actual ones. It should be noted that the drawings may include portions having different dimensional relationships and ratios between the drawings.
(第1の実施の形態)
先ず、図面に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。また、以下の説明において、例えば、生体の体腔である消化管観察処置用の上部内視鏡、下部内視鏡などの内視鏡装置を例示する。なお、本発明は、消化管観察処置用の内視鏡装置に限定することなく、腹腔鏡下外科手術を行う硬性内視鏡などの種々の内視鏡装置に適用可能である。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, for example, an endoscope apparatus such as an upper endoscope and a lower endoscope for a digestive tract observation procedure that is a body cavity of a living body is illustrated. The present invention is not limited to the endoscope apparatus for gastrointestinal observation treatment, but can be applied to various endoscope apparatuses such as a rigid endoscope performing a laparoscopic surgical operation.
また、図1から図13は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は電子内視鏡システムの全体構成を示す斜視図、図2は電子内視鏡の挿入部先端を示す平面図、図3は挿入部の先端部の構成を示す断面図、図4は内視鏡システムの構成を示すブロック図、図5は挿入部の先端部分に配設された観察窓の構成を示す断面図、図6は観察窓と圧電振動子の構成を示す断面図、図7は回折波の伝播を説明するための内視鏡の先端面を示す平面図、図8は第1の変形例の内視鏡の先端面を示し、ガラス板に形成される回折格子の構成一例を示す平面図、図9は第2の変形例の内視鏡の先端面を示し、ガラス板に形成される回折格子の構成一例を示す平面図、図10は第3の変形例のガラス板に形成される断面がバイナリ形状の溝を有する回折格子の構成一例を示す断面図、図11は図10とは別のガラス板に形成される断面がバイナリ形状の溝を有する回折格子の構成一例を示す断面図、図12はガラス板に形成されるブレーズド形状の溝を有する回折格子の構成一例を示す断面図、図13は回折格子の溝に部材を埋設した構成一例を示す断面図である。 FIGS. 1 to 13 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the electronic endoscope system, and FIG. 2 is a plan view showing the distal end of the insertion portion of the electronic endoscope. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the distal end portion of the insertion portion, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the endoscope system, and FIG. 5 shows the configuration of an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion. FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of the observation window and the piezoelectric vibrator, FIG. 7 is a plan view showing the distal end surface of the endoscope for explaining the propagation of the diffracted wave, and FIG. 8 is a first modification. FIG. 9 is a plan view showing an example of the configuration of the diffraction grating formed on the glass plate, and FIG. 9 shows the tip surface of the endoscope of the second modification, and is formed on the glass plate. FIG. 10 is a plan view showing an example of the configuration of a diffraction grating, and FIG. 10 shows a configuration of the diffraction grating having a binary-shaped groove formed on the glass plate of the third modification. FIG. 11 is a sectional view showing an example, FIG. 11 is a sectional view showing an example of the structure of a diffraction grating having a binary-shaped groove formed on a glass plate different from FIG. 10, and FIG. 12 is a blazed shape formed on the glass plate. FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a structure in which a member is embedded in the groove of the diffraction grating.
図1、および図2に示すように、本実施の形態の電子内視鏡システム(以下、単に内視鏡システムという)1は、電子内視鏡装置(以下、単に内視鏡という)2、と、光源装置3と、ビデオプロセッサ4と、カラーモニタ5と、が電気的に接続されて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an electronic endoscope system (hereinafter simply referred to as an endoscope system) 1 according to the present embodiment includes an electronic endoscope apparatus (hereinafter simply referred to as an endoscope) 2, The
内視鏡2は、挿入部9と、この挿入部9が延設された操作部10と、を有し、操作部1
0から延出するユニバーサルコード17がスコープコネクタ18を介して、光源装置3と
接続されている。また、スコープコネクタ18からは、コイル状の電気ケーブル19が延設されている。そして、この電気ケーブル19の他端部には、電気コネクタ部20が設けられ、この電気コネクタ部20がビデオプロセッサ4に接続されている。
The
A
挿入部9は、先端から順に、先端部6と、湾曲部7と、可撓管部8と、が連設されて構
成されている。
先端部6の先端面には、後述する処置具チャンネルの先端開口部31、透明円板状のガラス板であって、撮像用光学部材の観察窓32、透明円板状のガラス板であって、照明用光学部材の複数の照明窓33、および観察窓32に向けて送気送水を行なう観察窓洗浄ノズル34が配設されている(図2参照)。
The
The distal end surface of the
観察窓32の背面側には、先端部6に内蔵される後述する撮像ユニット30が配設されている。また、複数の照明窓33の背面側には、光源装置3からの照明光を伝送し、先端部6からユニバーサルコード17の内部に挿通配置された、ライトガイド43(図4参照)が設けられている。なお、観察窓32の外表面には、疎水コーティング処理、撥水コーティング処理、または親水コーティング処理が施されている。
On the back side of the
観察窓洗浄ノズル34は、先端部6からユニバーサルコード17の内部に挿通する、洗浄チューブ(不図示)に接続されている。これら洗浄チューブは、洗浄水が貯留された送水タンク42、及びポンプ55(図4参照)と光源装置3、およびビデオプロセッサ4側で接続されている。そして、観察窓洗浄ノズル34には噴出口34aが設けられている。噴出口34aは、送気送水する方向が観察窓32の中心方向となるように、その向きが規定されている。なお、観察窓32の中心方向とは、撮像ユニット30が取り込む撮影光が通過する光学的有効径によって規定される範囲の中心方向(図3の光軸Oの方向)のことである。
The observation
操作部10は、挿入部9が延出する折れ止め部11と、下部側の側部に配設される鉗子口12と、中途部のグリップ部を構成する操作部本体13と、上部側に設けられた2つの湾曲操作ノブ14,15からなる湾曲操作部16と、送気送水制御部21と、吸引制御部22と、複数のスイッチから構成された主に撮像機能(例えば、ズーミング機能)を操作する複数のスイッチ部23と、から構成されている。尚、操作部10の鉗子口12は、先端部6の先端開口部まで主に挿入部9内に挿通配置された処置具チャンネル35(図3参照)の一開口部を構成している。
The
次に、主に内視鏡2の先端部6の構成について、図3、および図4に基づいて、以下に説明する。
図3に示すように、先端部6は、内部に撮像ユニット30が配設されている。この撮像ユニット30は、硬質な先端部本体である先端硬性部材24に嵌挿配置され、接着剤と共に、側面方向から固定部材であるセットビス27により先端硬性部材24に強固に固定される。
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 3, the
この先端硬性部材24の先端部分を覆うように、先端部6の先端面を構成する先端カバー25が接着固定されている。この先端カバー25には、観察窓32、2つの照明窓33、および観察窓洗浄ノズル34が気密に接着剤、またはビス留めによって固着されている。
A
尚、先端カバー25に形成される孔部である先端開口部31は、先端部6内の処置具チャンネル35の開口部を構成する。また、先端部6と湾曲部7の外形を形成するように、先端硬性部材24の外周、及び湾曲部7内の複数の湾曲駒を一体的に被覆するゴム製の先端挿入部被覆部材36が設けられている。この先端挿入部被覆部材36の先端外周部は、糸巻接着部29により、先端部6に固定されている。
The distal end opening 31 that is a hole formed in the
また、先端硬性部材24には、撮像ユニット30、及び処置具チャンネル35の他、照明光を導光するライトガイド43(図4参照)と、先端部6の観察窓などを洗浄したり、体腔内へ送気したりするための上述した観察窓洗浄ノズル34、及び図示しない洗浄チューブに連通する管路と、湾曲部7を湾曲操作するための図示しないアングルワイヤと、が配設されている。
Further, the distal end
尚、これら観察窓洗浄ノズル、洗浄チューブ、ライトガイド43、アングルワイヤなどの部材については、従来から周知な構成のため、それらの詳細な説明を省略する。
The members such as the observation window cleaning nozzle, the cleaning tube, the
撮像ユニット30は、対物レンズを含む光学レンズ群ユニットと、CCD、CMOSなどを有する固体撮像素子ユニットと、を有している。光学レンズ群ユニットの対物レンズの最も物体側のレンズ(あるいは、対物レンズの最先端のレンズ)30aは、観察窓32の背面に対向配置されている。
The
次に、内視鏡システム1の主に電気的な構成について、図4に基づいて、以下に説明する。
図4に示すように、ビデオプロセッサ4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。
Next, mainly the electrical configuration of the endoscope system 1 will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the video processor 4 includes a
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、カラーモニタ5とも電気的に接続され、撮像ユニット30からの映像信号を受けて、映像処理してカラーモニタ5へ内視鏡画像信号を出力する。この電源/映像信号処理回路52は、電気コネクタ部20がビデオプロセッサ4に接続された状態において、撮像ユニット30と通信ケーブル46を介して各種信号を授受する構成となっている。
The
圧電振動子加振回路53は、内視鏡2の超音波振動子である圧電振動子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。この圧電振動子加振回路53は、電気コネクタ部20がビデオプロセッサ4に接続された状態において、圧電振動子37と配線45を介して電気的に接続されている。
The piezoelectric vibrator excitation circuit 53 has a function of vibrating the
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。
The
光源装置3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4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。この光源56からの光は、照明光として使用され、光源装置3にスコープコネクタ18が接続された状態において、ライトガイド43によって先端部6の照明窓33へと伝送される。
The
本実施の形態のライトガイド43は、ユニバーサルケーブル17へ延設され、ライトガイド43がスコープコネクタ18で終端されている。そして、配線45、および通信ケーブル46が電気ケーブル19を介して、電気コネクタ部20に接続されている。
The
つまり、本実施の形態の内視鏡2は、ユニバーサルケーブル17、および電気ケーブル19を介して、ライトガイド43が光源制御回路57を含む光源装置3の光源56に、撮像ユニット30から引き出された配線46がビデオプロセッサ4の電源/映像信号処理回路52に、圧電振動子37から引き出された配線45がビデオプロセッサ4の加振手段を構成する圧電振動子加振回路53に、夫々接続される構成となっている。
That is, in the
次に、先端カバー25に配設される光学部材である観察窓32と、この観察窓32の背面側に設置される圧電振動子37について、図5から図7に基づいて、以下に説明する。
図5、および図6に示すように、観察窓32の内表面(裏面となる背面)には、観察視野を妨げない位置に斜面部32aが形成され、この斜面部32aに矩形状の圧電振動子37が接着剤によって貼着されている。なお、観察窓32は、挿入部9の外表面の一部である。
Next, the
As shown in FIGS. 5 and 6, an
図6において、Lfは観察視野領域の最も外側を示している。観察視野領域は光学的有効領域であって、Lfよりも内側(紙面の右側)の領域になるが、ここでは、観察視野領域全体をLfで表わすこととする。撮像ユニット30に入射される撮影光(図3の光軸Oで示す撮影光)は観察視野領域Lfを通過する。本実施の形態では、斜面部32aは観察視野領域Lfに影響を及ぼさない場所、すなわち、観察窓32における光学的有効径dから外方へ外れた、観察窓32の内表面側に形成されている。そして、斜面部32aは、観察窓32の外表面(表面となる前面)に設けられた回折格子40の格子面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、形成されている。あるいは、斜面部32aと回折格子の格子面は、斜面部32aを含む仮想面と回折格子の格子面を含む仮想面が交差するように形成されている。なお、斜面部32aは、圧電振動子37からの超音波が回折格子の格子面に到達するように形成されていることはいうまでもない。なお、本実施の形態では、斜面部32aは、観察窓32の内表面側の外周一部分を切り欠いて形成されている。
In FIG. 6, Lf indicates the outermost area of the observation visual field region. The observation visual field region is an optically effective region and is an inner region (right side of the drawing) than Lf. Here, the entire observation visual field region is represented by Lf. Shooting light incident on the imaging unit 30 (shooting light indicated by the optical axis O in FIG. 3) passes through the observation visual field region Lf. In the present embodiment, the
圧電振動子37からは、上述したようにビデオプロセッサ4の圧電振動子加振回路53と電気的に接続される配線45が延設され、これにより圧電振動子37は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からは、加振のための電圧を供給する配線45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は観察窓32に形成された斜面部32aへ固定されている。なお、この固定は、接着剤による固定に限定されることはなく、半田等による固定でもよい。この圧電振動子37は、その共振周波数、又は共振周波数近傍で駆動され、超音波振動fを観察窓32内に発生させる。
From the
撮像ユニット30には、入射される撮影光(図3の光軸Oで示す撮影光)が通過する観察窓32が設けられている。観察窓32には、回折格子40が設けられている。この回折格子40は、断面が矩形状で直線状の溝部を複数有し、複数の溝部が並列して配置されている。上記のように、斜面部32aに貼着された圧電振動子37からは、超音波振動fが発生する。回折格子40は、この超音波振動fが入力される位置(観察窓32の表面位置)に形成されている。回折格子40はこの観察窓32の周縁側、すなわち、光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lfから外方へ外れた、観察窓32の外表面側に形成されている。あるいは、回折格子40は、光学窓32の光学的有効径d外の領域であって、観察視野を遮らない位置に形成されている。これにより、回折格子40が観察画像内に取り込まれることがなくなるので、回折格子40が観察の邪魔をすることがない。
The
また、回折格子40(溝部)の長手方向の長さは、観察窓32における観察視野領域Lfの光学的有効径dと同一、またはそれ以上に長い。なお、圧電振動子37は、その振動面の面積が回折格子40の面積(回折面の面積)に対して小さいものとなっている。
The length in the longitudinal direction of the diffraction grating 40 (groove) is equal to or longer than the optical effective diameter d of the observation field region Lf in the
換言すると、回折格子40の表面積領域を斜面部32aに投影した領域A1内に圧電振動子37の振動面の領域A2が全て含まれるように、圧電振動子37が観察窓32の斜面部32aに貼着されている。ここで、超音波振動fが特に高周波振動の場合、圧電振動子37の取り付け面の法線方向に強く伝播するため、高周波の超音波振動fを回折格子40へと効率的に観察窓32内へ伝播させることができる。そこで、このような構成とすることで、効率的に伝播された超音波振動fを広い範囲にわたって有効に利用する(回折させる)ことができる。
In other words, the
上述の圧電振動子37から発生された超音波振動fは、主として圧電振動子37の振動面(観察窓32の斜面部32a)に垂直な方向に伝播し、圧電振動子37の振動面に対向した観察窓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は、回折格子40によりバルク波、あるいは表面弾性波(好ましくは表面弾性波)の回折波Ф1,Φ2になって回折(偏向)され、観察窓32を伝播する。
The ultrasonic vibration f generated from the above-described
このとき、圧電振動子37で発生した超音波振動fが回折格子40の溝に対して斜め方向から入射するので、回折格子40の溝で(左右)非対称な強度(振動の大きさ)で回折(偏向)され、回折格子40を境にして非対称な強度の回折波Φ1、および回折波Φ2が発生する。なお、回折波Φ1は、回折格子40に対する超音波振動fの入射角度が鈍角となる方向への回折波、回折波Φ2は、入射角度が鋭角となる方向への回折波であり、回折波Φ1の方が回折波Φ2よりも強い振動となっている。
At this time, since the ultrasonic vibration f generated by the
そのため、観察窓32には、回折格子40を境にして非対称な強度(振動の大きさ)、つまり、中心方向となる光学的有効径d側に向けて、強度が大きい回折波Φ1による強い振動が発生する。換言すると、回折格子40の格子面が圧電振動子37の振動面に対して、観察窓32の中心方向に向けて間隔が広がるように所定の角度θだけ傾けて配置されているので、回折波Φ2に比して、より強い回折波Φ1が観察窓32の中心方向となる光学的有効径d側に向かって進行する。また、回折波Φ2は、観察窓32の光学的有効径d外(光学的有効径d側とは反対側)へ進行する不要な振動を観察窓32に発生する。
For this reason, the
なお、本実施の形態では、回折格子40の構造パラメータである格子周期(溝の周期、ピッチ)は、観察窓32の材料から決まる回折(偏向)する表面弾性波の速度と、回折格子40に入射する超音波振動fの振動数と、回折格子40の格子面に対する入射する超音波振動fの入射角度と、によって決まる所望の値に設定されている。なお、所望の値とは、回折格子40で超音波振動fを回折(偏向)して、観察窓32の中心方向となる光学的有効径d側に向かって進行する回折波Φ1の成分が最も大きくなる値である。また、回折格子40の溝の深さは、格子周期の約1/10などに設定されている。
In the present embodiment, the grating period (groove period, pitch), which is a structural parameter of the
また、内視鏡2の構成部品は、接合される部品間が密閉封止されており、高圧蒸気による滅菌処理に耐え得る構造となっている。
さらに、本実施形態においては、観察窓32の面のうち、撮像ユニット30の対物光学系と対向する内表面は平面状としているが、この内表面の一部が凸状もしくは凹形状となって、撮像光学系の一部を構成しても良い。つまり、観察窓32を設けず、撮像ユニット30の対物レンズの最も物体側のレンズ30aを上述した観察窓32と同様な構成として、回折格子40と圧電振動子37を対物レンズ30aに配設しても良い。
Moreover, the components of the
Furthermore, in the present embodiment, the inner surface of the surface of the
以上のように構成された、本実施の形態の内視鏡システム1では、生体の消化管内に挿入部9が挿入されている術中に、観察窓32の外表面に粘膜、血液等の汚れが付着した場合に、医師であるユーザが内視鏡2の操作部に設けられたスイッチ類のリモートスイッチを操作する。すると、このスイッチ操作による制御信号に応じて、圧電振動子37には、ビデオプロセッサ4の圧電振動子加振回路53から励振信号が供給され、超音波振動f(回折波による振動)が観察窓32中に発生する。
In the endoscope system 1 of the present embodiment configured as described above, dirt such as mucous membrane and blood is present on the outer surface of the
これに先立ち、ユーザによる上記スイッチ類の操作により、観察窓洗浄ノズル34から観察窓32の外表面に洗浄水Hが供給される。つまり、コンプレッサであるポンプ55から送水タンク42内にエアーが供給され、送水タンク42内の洗浄水H(図6参照)が内視鏡2内に供給される。この洗浄水Hは、観察窓32の外表面に沿って流れ出すことになる。なお、観察窓洗浄ノズル34の噴出口34aは、回折格子40よりも観察窓32の外方から、洗浄水Hを観察窓32の外表面に沿って噴出する。ここで、噴出口34aと観察窓32の外表面における観察視野領域Lfの中心の位置関係は、回折格子40挟んで対向する関係となっている。よって、洗浄水Hは、回折格子40の長手方向と略直交する方向に、回折格子40を通過するように噴出される。
Prior to this, the cleaning water H is supplied from the observation
そして、圧電振動子37の振動面で発生した超音波振動fは、観察窓32内部を振動面に対して略垂直方向に伝播する。この超音波振動fは、回折格子40に所定の入射角度を有して到達して、この回折格子40により回折(偏向)され、観察窓32の外表面を伝播する回折波Φ1、Φ2を発生する。
The ultrasonic vibration f generated on the vibration surface of the
このとき、観察窓32の中心側(光学的有効径dの中心側)へ向かって、回折波Φ2よりも大きな振動の回折波Φ1が観察窓32外表面内を横方向に直線的に回折波として伝播する。
At this time, toward the center side of the observation window 32 (the center side of the optical effective diameter d), a diffracted wave Φ1 of vibration larger than the diffracted wave Φ2 linearly diffracts in the lateral direction in the outer surface of the
なお、回折格子40によって発生する回折波Ф1,Φ2の進行方向(伝播方向)を規定する格子ベクトルの方向は、回折格子40の周期性の方向として定義される。ここでは、図7に示すように、回折格子40が直線状の溝部が並列配置された構成であるため、これら溝部に対して直交する方向に、すなわち、回折格子40を挟んで互いに逆向きとなる2つの進行方向に回折波Ф1,Φ2が伝播される。
The direction of the grating vector that defines the traveling direction (propagation direction) of the diffracted waves Ф 1 and
本実施の形態のように、観察窓32の外表面に回折格子40を設けた場合は、圧電振動子37から直進した超音波振動fが回折格子40により回折される。そして、観察窓32における撮像ユニット30の観察視野領域Lf側に向かって回折波Ф1が直線的に伝播される。このとき、回折波Ф1は、観察視野領域Lf外へ進行する不要な回折波Φ2よりも強度が大きな回折波となっている。
When the
換言すると、回折波Ф1は、回折格子40の溝部の配列方向に対して垂直な方向で光学的有効径dを有した観察視野領域Lf側に向かって伝播する。観察窓32の中心方向に伝播された回折波Ф1は、観察窓32の外表面で光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf部分に到達して、さらに通過する。そして、回折波Ф1は、観察視野領域Lfに付着している粘膜などの汚れを、洗浄水の供給と共に伝播方向に押し出して除去する。なお、回折波Ф1が表面弾性波の場合、その振動を観察窓32の表面に集中させて伝播するので、観察窓32の外表面に付着した汚れに効率的に振動を伝えて、汚れを除去することができる。
In other words, the diffracted wave 1 propagates toward the observation visual field region Lf side having the optical effective diameter d in a direction perpendicular to the arrangement direction of the grooves of the
つまり、圧電振動子37で発生した超音波振動fが回折格子40に入射すると、超音波振動fが撮影光軸O方向に向かって、より強い回折波Ф1として伝播(偏向)される。この回折格子40により、指向性の高い高周波の超音波振動fであっても、観察窓32の撮像ユニット30の撮像光学系の光学的有効径dを有した観察視野領域Lf側に効率的に回折波Ф1として伝播させることが可能となる。これにより、観察窓32の外表面に付着した汚れが洗浄水Hと混合され、一部は霧状となり、また一部は洗浄水Hとともに押し流されて、観察窓32における観察視野領域Lfの略全面に亘って汚れを効率良く確実に除去することが可能となる。
That is, when the ultrasonic vibration f generated by the
すなわち、本実施の形態では、観察窓32の外表面(表面)において、回折格子40から観察視野領域Lf側に進行して伝播する回折波Φ1が主となるので、汚れに対して大きな振動の回折波Φ1が作用して、効率的に汚れを除去することが可能となる。
That is, in the present embodiment, the diffracted wave Φ1 propagating from the
また、観察窓洗浄ノズル34の噴出口34aが光学的有効径dを有した観察視野領域Lfの中心方向に向けて規定され、回折格子40よりも観察窓32の外方、つまり観察視野領域Lfとは反対側から、回折格子40を通過するように観察窓32の観察視野領域Lfへ送気送水する。そのため、送気送水方向が回折波Φ1と同一の方向であるため、効率的に汚れを除去することが可能となる。
Further, the
以上説明したように、本実施の形態の内視鏡システム1では、圧電振動子37の超音波振動fを回折格子40に入射させたときに、回折波Φ2(観察視野領域Lf外へと進行する不要な回折波)よりもできるだけ大きな振動が発生するように効率よく回折波Φ1を発生させて、この回折波Φ1を、観察窓32における光学的有効径dを有した撮像ユニット30による観察視野領域Lf側に進行するように伝播させることができるので、内視鏡2の撮像ユニット30に対向する観察窓32の外表面、特に観察視野領域Lf内の汚れ101を効率良く除去することができる。
As described above, in the endoscope system 1 of the present embodiment, when the ultrasonic vibration f of the
また、回折格子40を観察窓32における観察視野領域Lf外に形成することで、回折格子40が観察画像内に取り込まれることがないので、回折格子40が観察の邪魔をすることがなく、しかも、上記のように、観察窓32の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf全域に回折波Φ1を伝播させることができるので、洗浄水Hと共に観察窓32の観察視野領域Lfに付着した汚れを除去することができる。さらに、回折格子40は、格子40のピッチ、溝深さなどを所定に最適化することで、入射した超音波振動fを主として観察窓32の表面付近に伝播される表面弾性波として回折(偏向)することができ、この表面弾性波(回折波Φ1)による振動が観察窓32の外表面に集中して伝播し、観察窓32に付着する汚れを効率的に除去することができる。
Further, since the
(第1の変形例)
次に、図8に基づいて、本実施の形態の第1の変形例を説明する。
本変形例では、図8に示すように、観察窓32に回折格子40が2つ形成されている。これら2つの回折格子40においても、格子ベクトルの方向が、回折波Ф1が伝播する方向である。本変形例では、それぞれの回折格子40は、それぞれの格子ベクトルの方向が観察窓32における光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lfの中心を通過する位置に形成されている。
(First modification)
Next, a first modification of the present embodiment will be described based on FIG.
In this modification, two
このように構成することで、2つの回折格子40から回折(偏向)された2つの回折波Φ1により、観察窓32の観察視野領域Lf全体により強力な振動を伝播させることができるので、上述した本実施の形態の効果を増加させることができる。
With this configuration, strong vibration can be propagated through the entire observation visual field region Lf of the
(第2の変形例)
次に、図9に基づいて、本実施の形態の第2の変形例を説明する。
以上に説明した本実施の形態では、回折格子40の溝部形状が直線であった。この場合は、格子ベクトルの向きは溝部の長手方向に対して垂直な方向となっている。
(Second modification)
Next, a second modification of the present embodiment will be described based on FIG.
In the present embodiment described above, the groove shape of the
これに対して、本変形例では、図9に示すように、回折格子40溝部形状が上面側から見たときに曲線、より具体的には円弧状となっている。また、曲線の向き(円弧の向き)は観察視野領域Lf側に向かって凸になっている。このように回折格子40の格子を円弧状の曲線群とすることで、観察窓32の外表面を観察視野領域Lf側に伝播される回折波Ф1が2次元的に拡散するように回折格子40から放射されるようになる。
On the other hand, in this modification, as shown in FIG. 9, the shape of the
格子の形状が円弧状の曲線の場合では、格子ベクトルは溝部の曲線の接線に対して垂直な方向となる。格子ベクトルの方向は回折波Ф1が伝播する方向であるので、回折波Ф1は溝部の曲線の接線に対して垂直な方向に伝播する、即ち、観察視野領域Lf側に伝播される回折波Ф1は2次元的に拡散するように回折格子40から放射される。その結果、上述した本実施の形態の効果に加え、観察窓32の外表面において回折格子40の占有面積がより小さい構成としても、観察窓32の観察視野領域Lf全体に振動を伝播させることができる。
In the case where the shape of the lattice is an arcuate curve, the lattice vector is in a direction perpendicular to the tangent to the groove curve. Since the direction of the grating vector is the direction in which the diffracted wave 1 propagates, the diffracted wave 1 propagates in a direction perpendicular to the tangent to the groove curve, that is, the diffracted wave 1 propagated to the observation visual field region Lf side is Radiated from the
(第3の変形例)
次に、図10から図13に基づいて、本実施の形態の第3の変形例を説明する。
回折格子40の各溝は、断面形状が矩形状のものを図示したが、図10、または図11に示すように、各溝の断面形状が段状の所謂バイナリ形状、図12に示すように鋸歯状形状(ブレーズ形状)、図示しない正弦波形状などでも良い。特に、回折格子40の各溝の断面形状がブレーズ形状であると、特定次数の回折波の回折効率が高くなり、効率的に汚れを除去できる。
(Third Modification)
Next, a third modification of the present embodiment will be described based on FIGS.
Each groove of the
さらに、図13に示すように、観察窓32の材質とは異なる材質である部材40aを回折格子40の各溝に埋設して、回折格子40の表面を平面化しても良い。回折格子40の各溝に汚れや洗浄水などが入り込むと回折格子40の回折効率が変化し、洗浄力が劣化してしまう。しかし、部材40aを回折格子40の各溝に埋設して、回折格子40の表面を平面化すると、回折格子40の各溝に汚れや洗浄水などが入り込まず、回折効率が変化しないので洗浄力が劣化しない。また、内視鏡2の使用前後の洗浄が容易となる。つまり、観察窓32の外表面(表面)の段差がなくなり、洗浄力の劣化を防ぎ洗浄滅菌性を向上させる効果がある。
Furthermore, as shown in FIG. 13, a
(第2の実施の形態)
次に、本発明の内視鏡システム1の第2の実施の形態について、図14、および図15に基づいて、以下に詳しく説明する。なお、図14、および図15は、本発明の第2の実施の形態に係り、図14は挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、観察窓に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図15は変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、観察窓に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the endoscope system 1 of the present invention will be described in detail below based on FIG. 14 and FIG. FIGS. 14 and 15 relate to the second embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion, and a diffraction grating disposed in the observation window. FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement configuration of the piezoelectric vibrators. FIG. 15 shows an observation window arranged at the distal end portion of the insertion portion of the modification, and the arrangement arrangement of the diffraction grating and the piezoelectric vibrator arranged in the observation window. It is sectional drawing which shows an example.
なお、本実施の形態の内視鏡システム1の説明において、第1の実施の形態にて説明した構成については、同一の符号を付して、構成および作用の説明を省略する。 In the description of the endoscope system 1 according to the present embodiment, the components described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration and operation is omitted.
本実施の形態では、内視鏡2の観察窓32に配設される圧電振動子37と回折格子40の配置構成の例を以下に説明する。
In the present embodiment, an example of the arrangement configuration of the
先ず、本実施の形態の内視鏡2では、図14に示すように、観察窓32の側面に回折格子40を形成し、この回折格子40に所定の角度を有して圧電振動子37の超音波振動fが入射するように、観察窓32の内面側に圧電振動子37の振動面が貼着される斜面部32aを形成する。
First, in the
この斜面部32aは、観察窓32の側面に形成された回折格子40の格子面に対して、観察窓32の光学的有効径d方向に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、観察窓32の内表面一部分を切り欠いて形成されている。そして、この斜面部32aに圧電振動子37の振動面が貼着されている。
The
また、本実施の形態の観察窓32は、内視鏡2における対物レンズの最も物体側のレンズを構成し、先端面となる外表面と側面となる側周面とが交会する角部Rが曲成されている。
Further, the
このような構成としても、圧電振動子37から超音波振動fが回折格子40の溝に対して斜め方向から入射するので、回折格子40の溝で非対称な振動の大きさで回折(偏向)され、超音波振動fの入射角度が鈍角となる方向側である観察窓32の外表面に向けて進行する回折波Φ1が強い振動となって発生する。
Even in such a configuration, since the ultrasonic vibration f is incident on the groove of the
そして、回折波Φ1は、観察窓32の側面から曲成された角部Rを介して、観察窓32の外表面へと進行し、観察窓32おける光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ伝播される。
Then, the diffracted wave Φ1 travels to the outer surface of the
これにより、本実施の形態の内視鏡2における圧電振動子37と回折格子40の観察窓32への配置構成は、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。
Thereby, the arrangement configuration of the
なお、図15に示すように、観察窓32の外表面の観察視野を妨げない位置であって、撮像ユニット30における撮像視野から外れた位置に斜面部32bが形成され、この斜面部32bに回折格子40を形成しても良い。
As shown in FIG. 15, a
この斜面部32bは、撮像ユニット30に入射される撮像光が通過する観察窓32における光学的有効径dから外方へ外れた、観察窓32の外表面側に形成されている。そして、斜面部32bは、圧電振動子37の振動面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、観察窓32の外表面側の外周一部分を切り欠いて形成されている。
The
この構成では、圧電振動子37は、回折格子40に所定の角度を有して超音波振動fが入射するように、観察窓32の外表面の観察視野を妨げない位置であって、撮像ユニット30における撮像視野から外れた位置の内表面に振動面が貼着される。
In this configuration, the
(第3の実施の形態)
次に、本発明の内視鏡システム1の第3の実施の形態について、図16、および図17に基づいて、以下に詳しく説明する。なお、図16、および図17は、本発明の第3の実施の形態に係り、図16は挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図17は変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the endoscope system 1 of the present invention will be described in detail below based on FIG. 16 and FIG. 16 and 17 relate to the third embodiment of the present invention, and FIG. 16 shows an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion, which is disposed at the distal end portion of the insertion portion. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement configuration of the diffraction grating and the piezoelectric vibrator, FIG. 17 shows an observation window arranged at the distal end portion of the insertion portion of the modification, and the diffraction grating arranged at the distal end portion of the insertion portion; It is sectional drawing which shows an example of the arrangement configuration of a piezoelectric vibrator.
なお、本実施の形態の内視鏡システム1の説明においても、第1の実施の形態にて説明した構成については、同一の符号を付して、構成および作用の説明を省略する。 In the description of the endoscope system 1 of the present embodiment, the configuration described in the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description of the configuration and operation is omitted.
本実施の形態では、圧電振動子37と回折格子40が、内視鏡2の挿入部9の先端部分となる先端カバー25に配設されている。また、観察窓32が内視鏡2における対物レンズの最も物体側のレンズを構成している。
In the present embodiment, the
先ず、本実施の形態の内視鏡2では、図16に示すように、先端カバー25の先端面に回折格子40を形成し、この回折格子40に所定の角度を有して圧電振動子37の超音波振動fが入射するように、先端カバー25の内面に圧電振動子37の振動面が貼着される斜面部25aを形成する。
First, in the
この斜面部25aは、先端カバー25の先端面に形成された回折格子40の回折面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、先端カバー25の内表面一部分を切り欠いて形成されている。そして、この斜面部25aに圧電振動子37が貼着されている。
The
なお、回折格子40は、観察窓32の表面外周部の近傍に形成すると良く、さらに、先
端カバー25の先端面と観察窓32の外表面が連続的に段差なく同一面内に位置するようにすると良い。
The
このような構成としても、圧電振動子37から超音波振動fが回折格子40の溝に対して斜め方向から入射するので、回折格子40の溝で非対称な強度で回折(偏向)され、回折格子40を境にして非対称な強度、つまり、超音波振動fの入射角度が鈍角となる方向、観察窓32における光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ進行する回折波Φ1が強い振動となって発生する。
Even in such a configuration, since the ultrasonic vibration f is incident on the groove of the
これにより、本実施の形態の内視鏡2における圧電振動子37と回折格子40の先端カバー25への配置構成は、第1の実施の形態と同様の効果に加え、さらに光学的精度が要求される観察窓32に回折格子40および斜面部(32a)を形成する必要がなくなる。
Thereby, the arrangement configuration of the
なお、図17に示すように、回折格子40を先端カバー25の外周部に回折格子40を形成し、この回折格子40に所定の角度を有して圧電振動子37の超音波振動fが入射するように、先端カバー25の内周面に圧電振動子37の振動面が貼着される斜面部25aを形成する。
As shown in FIG. 17, the
この斜面部25aも、先端カバー25の外周部に形成された回折格子40の回折面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、先端カバー25の内表面一部分を切り欠いて形成されている。そして、この斜面部25aに圧電振動子37が貼着されている。
The
なお、先端カバー25には、先端面となる外表面と側面となる側周面とが交会する角部Rが曲成されている。そのため、回折波Φ1は、先端カバー25の側周面から曲成された角部Rを介して、先端カバー25の外表面(先端面)へと進行して、観察窓32の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ略減衰することなく伝播される。
The
(第4の実施の形態)
次に、本発明の内視鏡システム1の第4の実施の形態について、図18から図22に基づいて、以下に詳しく説明する。なお、図18から図22は、本発明の第4の実施の形態に係り、図18は挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図19は挿入部の先端部分に配設された観察窓を示す斜視図、図20は第1の変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図21は第2の変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図22は第3の変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子の配置構成の一例を示す斜視図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the endoscope system 1 of the present invention will be described in detail below based on FIG. 18 to FIG. 18 to 22 relate to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 18 shows an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion, and diffraction that is disposed at the distal end portion of the insertion portion. FIG. 19 is a perspective view showing an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion, and FIG. 20 is a perspective view showing the distal end portion of the insertion portion according to the first modification. FIG. 21 is a sectional view showing an example of the arrangement configuration of the diffraction grating and the piezoelectric vibrator arranged at the distal end portion of the insertion portion, and FIG. 21 shows the distal end portion of the insertion portion according to the second modified example. FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement configuration of the diffraction grating and the piezoelectric vibrator arranged at the distal end portion of the insertion portion, and FIG. 22 shows the distal end portion of the insertion portion according to the third modified example. It is a perspective view which shows the arrange | positioned observation window and shows an example of the arrangement configuration of the diffraction grating arrange | positioned at the front-end | tip part of an insertion part.
なお、本実施の形態の内視鏡システム1の説明においても、第1の実施の形態にて説明した構成については、同一の符号を付して、構成および作用の説明を省略する。 In the description of the endoscope system 1 of the present embodiment, the configuration described in the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description of the configuration and operation is omitted.
本実施の形態では、圧電振動子37と回折格子40は、側視用内視鏡2の挿入部9の先端部分となる先端カバー25に配設されている。また、観察窓32が内視鏡2の先端部分の側面に設けられているが、これらの観察窓32は複数の超広角対物レンズの最も物体側のレンズを構成している。
In the present embodiment, the
本実施の形態の内視鏡2では、図18、および図19に示すように、先端カバー25の側面(側周面)に複数の観察窓32に対応した、複数の回折格子40を形成している。そして、これら回折格子40のそれぞれに対応して、複数の斜面部25aを複数の観察窓32よりも基端側へ形成している。複数の斜面部25aの各々は、所定の角度を有して対応する圧電振動子37の超音波振動fが入射するように、先端カバー25の内面に圧電振動子37の振動面が貼着されている。
In the
これら斜面部25aは、近傍にある先端カバー25の外周部に形成された回折格子40の回折面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、先端カバー25の内周面一部分を複数切り欠いて形成されている。そして、これら斜面部25aのそれぞれに圧電振動子37が貼着されている。
These
なお、各回折格子40は、対応する観察窓32の表面外周部の近傍に形成すると良く、さらに、先端カバー25の先端面と観察窓32の外表面が連続的に段差なく同一面内に位置するようにすると良い。
Each
このような構成としても、各圧電振動子37からのそれぞれの超音波振動fが対応する回折格子40の溝に対して斜め方向から入射するので、各回折格子40の溝で非対称な強度に回折(偏向)され、回折格子40を境にして非対称な強度、つまり、超音波振動fの入射角度が鈍角となる方向、観察窓32における光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ進行する回折波Φ1が強い振動となって発生する。
Even in such a configuration, since each ultrasonic vibration f from each
以上に説明したように、本実施の形態の超広角の内視鏡2においても、上述の各圧電振動子37と各回折格子40の先端カバー25への配置構成により第1の実施の形態と同様の効果を奏する。
As described above, also in the super-wide-
(第1の変形例)
本変形例では、挿入部9の先端部分を構成している先端カバー25の先端面に、直視用の観察窓32を備え、先端カバー25の側部回りで露出される側視側には、観察窓を兼ねるレンズ39を備えた直側視型内視鏡の構成を例示する。
(First modification)
In this modification, a direct
本変形例の直側視型内視鏡では、図20に示すように、先端カバー25の外側面(側周面)全周に回折格子40を形成し、この回折格子40に所定の角度を有して圧電振動子37の超音波振動fが入射するように、先端カバー25の内面全周にここではリング状の圧電振動子37の振動面が貼着される斜面部25aを側視用対物レンズ39よりも基端側へ形成する。
In the direct-viewing endoscope according to this modification, as shown in FIG. 20, a
斜面部25aは、先端カバー25の側面全周に形成された回折格子40の回折面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有して、先端カバー25の内周に沿って切り欠いて形成されている。そして、この斜面部25aにリング状の圧電振動子37が貼着されている。
The
このような構成にすることで、直側視型内視鏡においても、上述の圧電振動子37と回折格子40の先端カバー25への配置構成により、第1の実施の形態と同様の効果を奏する。なお、ここでも、第3の実施の形態と同様に、先端カバー25には、先端面となる外表面と側面となる側周面とが交会する角部Rが曲成されており、回折波Φ1が先端カバー25の側周面から曲成された角部Rを介して、先端カバー25の外表面へと進行して、観察窓32の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ略減衰することなく伝播される。
By adopting such a configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even in the direct-viewing endoscope by the arrangement configuration of the
(第2の変形例)
なお、図21に示すように、回折格子40を先端カバー25の外側面(側周面)全周に形成し、斜面部25aを側視用対物レンズ39よりも先端側の先端カバー25の内側面(内周面)全周に形成して、斜面部25aに圧電振動子37が貼着された構成としても良い。
(Second modification)
As shown in FIG. 21, the
このような構成により、より視認性が要求される直視用の観察窓32へ向けて回折波Φ1が進行して強い振動により観察窓32の汚れを効率よく落とし、直視用の観察窓32に比して視認性の重要度が劣る側視用対物レンズ39へ向けて回折波Φ1よりも弱い回折波Φ2が進行して、弱い振動により観察窓32の汚れを落とす構成となる。
With such a configuration, the diffracted wave Φ1 travels toward the direct
なお、ここでも、第3の実施の形態と同様に、先端カバー25には、先端面となる外表面と側面となる側周面とが交会する角部Rが曲成されており、回折波Φ1が先端カバー25の側周面から曲成された角部Rを介して、先端カバー25の外表面へと進行して、観察窓32の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ略減衰することなく伝播される。
Here, as in the third embodiment, the
(第3の変形例)
また、図22に示すように、側視用対物レンズ39が設けられた側視用内視鏡の場合、回折波Φ1の進行方向(格子ベクトルの方向)が側視用対物レンズ39の表面へ挿入部9の長手軸回りの螺旋状に進行するように、側視用対物レンズ39の基端側の先端カバー25の外周部に回折格子40を長手方向が挿入部9の長手軸に対して所定の角度を有した斜めに配設しても良い。このような構成により、回折格子40と、この回折格子40へ超音波振動fを発生する圧電振動子37を小さくすることができる。
(Third Modification)
As shown in FIG. 22, in the case of a side-view endoscope provided with a side-
(第5の実施の形態)
次に、本発明の内視鏡システム1の第5の実施の形態について、図23から図26に基づいて、以下に詳しく説明する。なお、図23から図26は、本発明の第5の実施の形態に係り、図23は挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図、図24は第1の変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示す斜視図、図25は第2の変形例の挿入部の先端部分に配設された観察窓を示し、挿入部の先端部分に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the endoscope system 1 of the present invention will be described in detail below based on FIG. 23 to FIG. FIG. 23 to FIG. 26 relate to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 23 shows an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion, and diffraction that is disposed at the distal end portion of the insertion portion. 24 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement configuration of the lattice and the piezoelectric vibrator, FIG. 24 is a perspective view showing an observation window arranged at the distal end portion of the insertion portion of the first modified example, and FIG. 25 is a diagram of the second modified example. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an arrangement configuration of a diffraction grating and a piezoelectric vibrator arranged at the distal end portion of the insertion portion, showing an observation window disposed at the distal end portion of the insertion portion.
なお、本実施の形態の内視鏡システム1の説明においても、第1の実施の形態にて説明した構成については、同一の符号を付して、構成および作用の説明を省略する。 In the description of the endoscope system 1 of the present embodiment, the configuration described in the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description of the configuration and operation is omitted.
本実施の形態では、内視鏡2の挿入部9の先端部分となる観察窓32に配設される圧電振動子37と回折格子40の配置構成の例を以下に説明し、観察窓32が物体側に凸の負メニスカスレンズで、魚眼対物レンズの最も物体側のレンズを構成している。
In the present embodiment, an example of the arrangement configuration of the
本実施の形態のように、物体側に凸の負メニスカスレンズである観察窓32は、図23に示すように、観察窓32の外表面と内表面とが所定の角度を有している。つまり、観察窓32は、最も物体側の面(外表面の頂点)は観察光軸Oから離れるにつれて、観察光軸Oと垂直な面に対する角度が大きくなるので、観察窓32の外表面に回折格子40を設けた場合、観察窓32の内表面に圧電振動子37を配置すれば、この圧電振動子37からの超音波振動fが回折格子40に対して斜めに入射するようになる。図23ではレンズの面取り部に圧電振動子37を配置している。
As in the present embodiment, the
そのため、観察窓32に回折格子40を形成した場合、上述した斜面部を設けなくとも、圧電振動子37の振動面を観察窓32の内表面に貼着することで、振動面が回折格子40の回折面に対して、観察窓32の光学的有効径d側に向けて間隔(離間距離)が大きくなるように、所定の角度θを有する構成となる。
For this reason, when the
(第1の変形例)
また、図24に示すように、物体側に凸の負メニスカス型レンズである観察窓32であっても、勿論、圧電振動子37が貼着される斜面部32aを形成しても良い。
(First modification)
Further, as shown in FIG. 24, the
(第2の変形例)
さらに、図25に示すように、観察窓32の側面に回折格子40を設けて、この回折格子40に圧電振動子37からの超音波振動fが斜めに入射するよう斜面部32aを形成しても良い。なお、観察窓32には、先端面となる外表面と側面となる側周面とが交会する角部Rが曲成されており、回折格子40により回折(偏向)された回折波Φ1が曲成された角部Rを介して、観察窓32の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lf側へ略減衰することなく伝播される。
(Second modification)
Further, as shown in FIG. 25, a
また、図26に示すように、カプセル型内視鏡装置にも、本発明を適用可能であり、ドーム状の観察窓61の光学的有効径dによって規定される観察視野領域Lfに回折波Φ1が進行するように、回折格子40を筐体部62の外周部に形成し、この回折格子40に超音波振動fが斜めに入射するように圧電振動子37の振動面が貼着される斜面部62aを筐体部62の内周面に形成すれば良い。なお、図26はカプセル型内視鏡の先端部分に配設された観察窓を示し、筐体部に配設される回折格子と圧電振動子の配置構成の一例を示す断面図である。
As shown in FIG. 26, the present invention can also be applied to a capsule endoscope apparatus, and a diffracted wave Φ1 is applied to an observation visual field region Lf defined by an optical effective diameter d of a dome-shaped
以上に説明した各実施の形態の内視鏡システム1は、第1の実施の形態を基本構成として、第2〜第5の実施の形態に記載した構成を組み合わせた構成としても良い。 The endoscope system 1 of each embodiment described above may have a configuration in which the configurations described in the second to fifth embodiments are combined with the first embodiment as a basic configuration.
また、上述の各実施の形態では、観察窓32の表面の洗浄用の振動を発生させる技術的構成を例示したが、これに限定することなく、同様な構成により、内視鏡2の挿入部9に設けられる光学部材、例えば、照明窓33の表面を洗浄する振動を発生させる技術的構成として適用することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the technical configuration for generating the vibration for cleaning the surface of the
以上の各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。 The invention described in each of the above-described embodiments is not limited to the embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
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。 For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the described requirements can be deleted if the stated problem can be solved and the stated effect can be obtained. The configuration can be extracted as an invention.
1…電子内視鏡システム
2…電子内視鏡
3…光源装置
4…ビデオプロセッサ
5…カラーモニタ
6…先端部
7…湾曲部
8…可撓管部
9…挿入部
10…操作部
11…部
12…鉗子口
13…操作部本体
14,15…湾曲操作ノブ
16…湾曲操作部
17…ユニバーサルコード
18…スコープコネクタ
19…電気ケーブル
20…電気コネクタ部
21…送気送水制御部
22…吸引制御部
23…スイッチ部
24…先端硬性部材
25…先端カバー
27…セットビス
29…糸巻接着部
30…撮像ユニット
30a…対物レンズのうち最も物体側のレンズ
31…先端開口部
32…観察窓
32a…斜面部
33…照明窓
34…観察窓洗浄ノズル
34a…噴出口
35…処置具チャンネル
36…先端挿入部被覆部材
37…圧電振動子
40…回折格子
42…送水タンク
43…ライトガイド
45…配線
46…通信ケーブル
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
d…光学的有効径
f…超音波振動
Lf…観察視野領域
O…撮影光軸
Φ1,Φ2…回折波
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記挿入部内に配設され、超音波振動を発生させる超音波振動子と、
前記挿入部の外表面、または前記光学部材の側面に配設され、前記超音波振動を前記光学部材の有効径内に偏向する回折格子と、
を具備し、
前記超音波振動子の振動面が前記回折格子の格子面に対して、前記光学部材の前記有効径側に向けて間隔が広がるように傾けて配置したことを特徴とする内視鏡装置。 An insertion portion that is inserted into a body cavity and an optical member is disposed at a tip portion;
An ultrasonic transducer disposed in the insertion portion and generating ultrasonic vibration;
A diffraction grating disposed on an outer surface of the insertion portion or a side surface of the optical member, and deflecting the ultrasonic vibration within an effective diameter of the optical member;
Comprising
An endoscope apparatus, wherein a vibration surface of the ultrasonic transducer is arranged to be inclined with respect to a grating surface of the diffraction grating so that a gap is widened toward the effective diameter side of the optical member.
前記回折格子を境にして、前記洗浄ノズルを前記光学部材の前記有効径側とは反対側に配置したことを特徴とする請求項1に記載の内視鏡装置。 A cleaning nozzle having a spout for ejecting fluid to the outer surface of the optical member;
The endoscope apparatus according to claim 1, wherein the cleaning nozzle is disposed on a side opposite to the effective diameter side of the optical member with the diffraction grating as a boundary.
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-
2010
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