JP4611193B2

JP4611193B2 - 内視鏡装置

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Publication number: JP4611193B2
Application number: JP2005376237A
Authority: JP
Inventors: 和則瀬川
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-01-12
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Description

本発明は、カバーガラスの曇りを防止することができる内視鏡装置に関する。

近年、内視鏡装置は、例えば医療分野、工業分野など、様々な分野において用いられている。医療分野においては、内視鏡装置は、例えば体腔内の臓器の観察、処置具を用いての治療処置、内視鏡観察下における外科手術などに用いられる。

このような医療分野において、内視鏡は、体温と等しい温度であり、かつ、湿度が高い環境の体内に挿入される。このような環境に内視鏡が挿入された場合、内視鏡先端部に配置されたカバーガラスに曇りが生じることがある。この曇りを防止するためには、カバーガラスを温めてから体内に挿入する必要がある。

特開２００２−２９１６８４号公報には、内視鏡の内外の温度差により発電し、内視鏡先端部に配置された発熱素子により、カバーガラスを加温して曇りを防止する外科手術用内視鏡が提案されている。
特開２００２−２９１６８４号公報

しかしながら、上述した提案による外科手術用内視鏡は、内視鏡先端部の温度を精度よく制御することができないといった問題を有する。

そこで本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、内視鏡先端部の温度を精度よく制御して、カバーガラスの曇りを防止することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、カバーガラスを挿入部の先端部に有する内視鏡を備えた内視鏡装置であって、上記挿入部に設けられた第１のチューブと、上記挿入部に設けられ、上記第１のチューブより径が大きく、上記第１のチューブの外周面を覆うように配置される第２のチューブと、上記第１のチューブ内に設けられた撮像手段と、上記第２のチューブの先端部に配置されたカバーガラスと、上記第２のチューブの内部における、上記第１のチューブの先端部から上記第１のチューブの先端部に対向する上記カバーガラスの対向面までの間であって、かつ、上記撮像手段の撮像する撮像範囲に含まれない位置に配置された、上記カバーガラスを温める発熱手段と、上記カバーガラスの温度に基づいて上記発熱手段を制御する発熱制御手段と、を具備し、上記発熱手段は、発熱抵抗体を含んで構成され、上記内視鏡は、上記発熱抵抗体を識別する識別手段を有し、上記発熱制御手段は、上記識別手段と、上記発熱抵抗体の抵抗値から算出した温度とに基づいて上記発熱手段を制御することを特徴とする。

本発明は、内視鏡先端部の温度を精度よく制御して、カバーガラスの曇りを防止することができる内視鏡装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態における内視鏡装置について図を用いて詳細に説明する。上述したように、内視鏡装置を用いて外科手術などを行う際、内視鏡挿入部の先端部に配置されるカバーガラスに、曇りが生じることがある。そのため、このカバーガラスは、体温より高く生体組織に熱傷を起こさない程度の温度、例えば３８℃以上４１℃以下に保たれる必要がある。
本発明の実施の形態における内視鏡装置は、カバーガラスの温度を検出して、その温度を制御することによって、曇りを防止することができ、かつ安全な温度を保つことができるようにしたものである。

（第1の実施の形態）
まず、図１を用いて、第1の実施の形態における内視鏡装置について以下に説明する。
図１は、内視鏡装置の概略的な外観図である。図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、光源装置３と、発熱制御手段としてのカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと略記）４と、トロッカー５を含んで構成される。

内視鏡２は、観察対象に挿入する挿入部６と、挿入部６の基端部に接続される操作部７と、を含んで構成される。この操作部７は、内視鏡２を操作するためのスイッチ類が設けられており、光源装置３、及びＣＣＵ４に接続される。トロッカー５は、例えば腹壁を通して、腹腔内に内視鏡２を挿入するための器具であり、ＣＣＵ４と接続される。ＣＣＵ４は、内部にＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路を有している。

この内視鏡装置１による観察は、トロッカー５を人体の腹壁を通すように配置した状態において行われる。内視鏡２の挿入部６は、このトロッカー５に挿入されることによって、スムーズに所望の観察箇所に案内される。

挿入部６には、後述するライトガイドが内挿されており、光源装置３からの照明光を観察箇所に照射することができる。さらに、挿入部６は、撮像手段が先端部に配置されており、この撮像素子は、ＣＣＵ４による制御に基づいて、観察箇所からの反射光を撮像する。

そして、ＣＣＵ４は、ＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路により動作しており、撮像した画像の処理を行い、処理された画像は、例えば図示しないモニタ等に出力され、表示される。

次に、図２を用いて、挿入部６の詳細な構成を説明する。
図２は、挿入部６の概略的な構成図である。図２に示すように、挿入部６は、第１のチューブであるインナーチューブ１０と、インナーチューブ１０よりも径が大きく、インナーチューブ１０の外周面を覆うように配置された第２のチューブであるアウターチューブ１１と、を含んで構成される。アウターチューブ１１は、生体組織に直接触れることがあるため、インナーチューブ１０、及びアウターチューブ１１は、絶縁材料により構成されている。

また、図２に示すように、インナーチューブ１０は、レンズ１２と、撮像手段としての電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）１３と、発熱手段としてのヒータ１４と、を有する。ヒータ１４は、リング形状であり、そのリング形状の外周面がインナーチューブ１０の先端部の内壁面に沿うように配置される。

レンズ１２は、インナーチューブ１０の先端部のリング形状のヒータ１４の内周側に配置される。また、ＣＣＤ１３は、レンズ１２が外部からの光をインナーチューブ１０の内部に結像する位置に、受光面が位置するように配置される。

一方、アウターチューブ１１には、ライトガイドファイバであるライトガイド１５がアウターチューブ１１の軸方向に沿って内挿されており、ライトガイド１５の先端は、アウターチューブ１１の先端面に露出している。また、アウターチューブ１１の先端部には、光を透過する部材により構成された円板状のカバーガラス１６が配置される。

そして、温度検出手段としての温度センサ１７は、カバーガラス１６のレンズ１２に対向する内側の面に接触するように配置される。なお、カバーガラス１６は、レンズによって構成されても良い。また、ライトガイド１５を設けずに、挿入部６の先端部に発光ダイオードを備えるようにしても良い。

さらに詳細な挿入部６の構成を断面図を用いて以下に説明する。
図３は、図２のII−II線に沿った概略的な断面図である。図３に示すように、ＣＣＤ１３、ヒータ１４、及び温度センサ１７は、それぞれ信号線Ｌを介してＣＣＵ４に接続されている。ヒータ１４、及び温度センサ１７は、それぞれＣＣＤ１３の撮像範囲（図中、２点鎖線にて撮像範囲を示す）に含まれない位置に配置される。

なお、ヒータ１４は、上述した位置、及び形状に限らず、インナーチューブ１０の先端部から、対向するカバーガラス１６の対向面までの間であって、ＣＣＤ１３の撮像範囲に含まれないように配置されるならば、どのような位置、及び形状であっても良い。

上述したように、光源装置３において発生した照明光は、ライトガイド１５により導光され、挿入部６の先端、つまり、アウターチューブ１１の先端から照射される。照明された観察箇所からの反射光は、カバーガラス１６を透過し、レンズ１２によってＣＣＤ１３の受光面に結像する。ＣＣＤ１３は、ＣＣＵ４によって制御され、結像した像を撮像し、ＣＣＵ４へ撮像信号を出力する。

また、ヒータ１４、及び温度センサ１７は、挿入部６を人体に挿入したときに発生するカバーガラス１６の曇りを防止するための構成要素である。ヒータ１４は、ＣＣＵ４により電圧を印加されて発熱し、カバーガラス１６を温める。

カバーガラス１６の温度は、温度センサ１７によって検出される。この温度センサ１７は、温度に応じて抵抗値が変化し、抵抗値は、ＣＣＵ４により常に検出される。そして、ＣＣＵ４によって、カバーガラス１６の温度を所定の温度にするように、検出した温度に応じてヒータ１４に印加する電圧が制御される。

続いて、トロッカー５の構成について説明する。
図４は、トロッカー５の概略的な断面構成図である。トロッカー５は、本体部１８と、挿入部１９とから構成され、本体部１８、及び挿入部１９には、内視鏡２の挿入部６を案内する管路２０が形成されている。さらに、本体部１８は、内視鏡２の挿入部６が管路２０に挿入されたことを検出する挿入検出手段としての挿入検出センサ２５を有している。

この挿入検出センサ２５は、例えばフォトカプラ等で構成され、例えばＬＥＤ等により構成された発光部２５ａと、例えばフォトトランジスタによって構成された受光部２５ｂを有し、それぞれＣＣＵ４に接続される。なお、この挿入検出センサ２５は、内視鏡２の挿入部６が管路２０に挿入されたことを検出することができれば、例えば接触センサ等のセンサであっても良い。

トロッカー５は、上述したように、外科手術において、生体の体壁に穿刺して内視鏡や処置具などの器具を体腔内に案内するために用いられる。図４に示すように、トロッカー５は、挿入部１９が体壁２１に挿入された状態において、内視鏡２の挿入部６が、管路２０内に挿入される。内視鏡２の挿入部６が管路２０に挿入された場合、挿入検出センサ２５の発光部２５ａからの光は、挿入部６によって遮光される。

その結果、受光部２５ｂに流れる電流が変化するため、内視鏡２の挿入部６が管路２０に挿入されたことを検出することができる。この電流の変化は、ＣＣＵ４により常に監視される。

次に、本実施の形態の内視鏡装置１の特徴である曇り防止機能について説明する。以下に説明する機能は、ＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路により実現されるものである。
図５は、内視鏡装置１の曇り防止機能に関する概略的なブロック構成図である。図５においては、光源装置３は図示せず、説明は省略する。また、ＣＣＵ４についても、一般的に内視鏡装置が有する画像処理等の機能に関する説明は省略する。

内視鏡装置１は、内視鏡２と、ＣＣＵ４と、トロッカー５とを有する。内視鏡２は、ヒータ１４と、温度センサ１７とを有する。ＣＣＵ４は、抵抗値−電圧値変換部３０と、アナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部と略記）３１と、電圧値−温度テーブル変換部３２と、制御電圧算出部３３と、デジタルアナログ変換部（以下、Ｄ／Ａ変換部と略記）３４と、電圧増幅部３５と、スイッチ制御部３６と、スイッチ３７とを含んで構成される。トロッカー５は、挿入検出センサ２５を有する。

電圧値−温度テーブル変換部３２、制御電圧算出部３３、及びスイッチ制御部３６のそれぞれにおける機能は、ＣＰＵ８等により実現される。抵抗値−電圧値変換部３０、Ａ／Ｄ変換部３１、Ｄ／Ａ変換部３４、電圧増幅部３５、及びスイッチ３７は、それぞれ電気回路等によって実現される。

温度センサ１７は、信号線を介して抵抗値−電圧値変換部３０と接続される。この温度センサ１７は、上述したように、カバーガラス１６の温度に応じて抵抗値を変化させる。抵抗値−電圧値変換部３０は、温度センサ１７の抵抗値を常に検出しており、検出した抵抗値を電圧値に変換する。

この電圧値は、Ａ／Ｄ変換部３１に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された電圧値は、電圧値―温度テーブル変換部３２に入力される。電圧値−温度テーブル変換部３２は、デジタル信号に変換された電圧値と温度の関係を示すテーブルデータを予め記憶している。電圧値−温度テーブル変換部３２は、このテーブルデータと入力された電圧値に基づいて、カバーガラス１６の温度を算出する。算出された温度は、制御電圧算出部３３に入力される。

制御電圧算出部３３は、入力された温度に基づいて、カバーガラス１６が所定の温度、例えば３８℃以上４１℃以下になるようにヒータ１４に印加する電圧値を算出する。例えば、カバーガラス１６の温度が所定の温度より低く、その温度差が大きい場合、ヒータ１４に印加する電圧値は、大きくなる。例えば、カバーガラス１６の温度が所定の温度より低く、その温度差が小さい場合、ヒータ１４に印加する電圧値は、小さくなる。例えば、カバーガラス１６の温度が所定の温度より高く、その温度差が大きい場合、ヒータ１４に電圧を印加しない。例えば、カバーガラス１６の温度が所定の温度より高く、その温度差が小さい場合、ヒータ１４に印加する電圧値は、小さくなる。なお、所定の温度は、例えば図示しないユーザインターフェイスを設けることによって、自由に設定できるようにしても良い。

算出した電圧値は、Ｄ／Ａ変換部３４に入力され、Ｄ／Ａ変換部３４は、入力された電圧値をデジタル信号からアナログ信号に変換する。変換された電圧値は、電圧増幅部３５に入力され、増幅される。

電圧増幅部３５は、スイッチ３７を介してヒータ１４と接続されており、スイッチ３７は、ＣＣＵ４の電源が入ると通常オン状態となる。電圧増幅部３５は、スイッチ３７を介して、増幅した電圧値をヒータ１４に印加する。

トロッカー５の挿入検出センサ２５は、信号線を介してスイッチ制御部３６に接続される。挿入検出センサ２５がトロッカー５に挿入部６が挿入されたことを検出すると、スイッチ制御部３６は、スイッチ３７を所定の時間だけオフ状態、つまり、ヒータ１４に印加される電圧をゼロにする。

以上説明した構成により、内視鏡装置１は、カバーガラス１６の温度を温度センサ１７によって検出し、ヒータ１４の出力にフィードバックすることができる。その結果、カバーガラス１６の温度を正確に制御することができ、かつ、カバーガラス１６が曇ることを防止することができる。

次に、図６に、ヒータ１４に印加される電圧と時間の関係、及びカバーガラス１６の温度と時間の関係を示す。図６の上の図は、ヒータ１４に印加される電圧と時間の関係を示す図であり、図６の下の図は、カバーガラス１６の温度と時間の関係を示す図である。

内視鏡装置１の使用者は、カバーガラス１６が曇るのを防ぐため、観察対象である人体に挿入部６を挿入する前に、カバーガラス１６を所定の温度に温めなければならない。以下の説明では、この所定の温度は３９℃とし、体外の温度、例えば室温は２７℃、体内の温度は３７℃とする。

まず、内視鏡装置１の電源をオンにする前は、図６の領域Ａに示すように、ヒータ１４に電圧は印加されず、カバーガラス１６の温度も室温と同じ２７℃である、
時間ｔ１において内視鏡装置１の電源がオンにされると、カバーガラス１６の温度を３９℃にするように、ヒータ１４に電圧が印加される。図６の領域Ｂに示すように、ヒータ１４に電圧が印加され、カバーガラス１６の温度が上昇する。カバーガラス１６の温度が上昇するに従って、ヒータ１４に印加される電圧は、徐々に減少し、カバーガラス１６の温度が３９℃になるように、ヒータ１４に印加される電圧は制御される。

そして、時間ｔ２において挿入部６がトロッカー５の管路２０、つまり体内に挿入されると、挿入検出センサ２５により、挿入部６が管路２０に挿入されたことが検出される。すると、スイッチ制御部３６により、スイッチ３７がオフ状態にされ、その結果、ヒータ１４に印加される電圧はゼロになる。所定の時間が経過し、時間ｔ３になると、スイッチ制御部３６は、再びスイッチ３７をオン状態にし、ヒータ１４に印加する電圧の制御を再開する。

ここで、時間ｔ２からｔ３までの領域Ｃにおいて、ヒータ１４に電圧を印加しない時間を設けた理由を以下に説明する。
体内の温度は、３７℃であるために、体内においてカバーガラス１６を所定の温度３９℃に保つために必要な電圧は、体外においてカバーガラス１６を所定の温度３９℃に保つために必要な電圧より小さくなる。そのため、挿入部６を人体に挿入した直後、ヒータ１４に印加される電圧は、カバーガラス１６を３９℃に保つために必要な電圧よりも過剰な状態となる。

その結果、カバーガラス１６の温度は急激に上昇し、生体組織に熱傷を起こす可能性が発生してしまう。図６に、二点鎖線により、領域Ｃにおいてスイッチ３７がオフ状態にされない場合のヒータ１４に印加される電圧の変化、及びカバーガラス１６の温度変化を示す。

以上説明したように、本実施の形態の内視鏡装置１は、カバーガラス１６の温度を温度センサ１７によって検出し、ヒータ１４の出力にフィードバックする。その結果、カバーガラス１６の温度を正確に制御することができ、かつ、カバーガラス１６が曇ることを防止することができる。

また、トロッカー５により、挿入部６を人体に挿入した場合のヒータ１４の過剰な加熱を防止し、生体組織の熱傷を防ぐことができる。さらに、ヒータ１４をインナーチューブ１０の先端部から、対向するカバーガラス１６の対向面までの空間に配置することによって、近年細径化が進む内視鏡挿入部の設計上の自由度を確保することができる。

（第２の実施の形態）
以下に第２の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
本実施の形態の内視鏡装置は、第１の実施の形態と異なり、温度検出手段としての温度センサを備えないため、挿入部の細径化を図ることができる。また、本実施の形態の内視鏡装置は、発熱手段としてのヒータを識別する識別手段を有することにより、ヒータ毎の温度と抵抗値の特性に応じた、精度のよい温度制御をすることができる。

本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成を含むため、同じ構成要素は同一符号により記し、説明は省略する。
まず、本実施の形態の内視鏡装置１の特徴である曇り防止機能について、以下に説明する。以下に説明する機能は、ＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路により実現される。

図７は、内視鏡装置１の曇り防止機能に関する概略的なブロック図である。図７においては、第１の実施の形態と同様に光源装置３は図示せず、説明は省略する。また、ＣＣＵ４についても、一般的に内視鏡装置が有する画像処理等の機能に関する説明は省略する。

内視鏡装置１は、内視鏡２、発熱制御手段としてのＣＣＵ４を有している。内視鏡２はそれぞれ、発熱手段としてのヒータ４０を備える挿入部６と、識別手段としての抵抗４９を備える操作部７とを有する。ＣＣＵ４は、電圧電流検出部４１と、電圧電流Ａ／Ｄ変換部４２と、抵抗値算出部４３と、抵抗値−温度テーブル変換部４４と、制御電圧算出部４５と、Ｄ／Ａ変換部４６と、電圧増幅部４７と、Ａ／Ｄ変換部４８と、抵抗５０とを含んで構成される。

抵抗値算出部４３、抵抗値−温度テーブル変換部４４、及び制御電圧算出部４５におけるそれぞれの機能は、ＣＰＵ８等により実現される。電圧電流検出部４１、電圧電流Ａ／Ｄ変換部４２、Ｄ／Ａ変換部４６、電圧増幅部４７、及びＡ／Ｄ変換部４８は、それぞれ電気回路等によって実現される。

挿入部６の先端部の構成は図２と同様の構成である。挿入部６のヒータ４０は、温度によって抵抗値が変化する発熱抵抗体を含んで構成され、この発熱抵抗体は、例えば白金、モリブデン等によって構成される。このヒータ４０は、第１の実施の形態のヒータ１４（図２参照）と同様の形状であり、インナーチューブ１０の先端部から、対向するカバーガラス１６の対向面までの間に配置される。

上述したように発熱抵抗体は、温度によって抵抗値が変化するため、発熱抵抗体の抵抗値を制御することによって、温度の制御をすることが可能となる。しかし、発熱抵抗体は、種類によって温度と抵抗値の特性に差があり、算出した温度が実際の温度とは異なることがある。

図８に、発熱抵抗体の温度と抵抗値の特性の例を示す。図８には、発熱抵抗体Ｄ，Ｅ、及びＦの温度と抵抗値の特性を示す。図８に示すように、発熱抵抗体Ｄ，Ｅ、及びＦの温度と抵抗値の特性は、線形関係を有し、それぞれ傾き、及び切片が異なる。

その結果、例えば発熱抵抗体Ｅの抵抗値を２００Ωに制御した場合、温度は３９℃になるが、発熱抵抗体Ｄは、抵抗値２００Ωにおいて３７℃になり、同じ抵抗値に制御しても２℃の温度差を生じる。また、所望の温度として３９℃にしたい場合、発熱抵抗体Ｅの抵抗値は２００Ωであるが、発熱抵抗体Ｆの抵抗値は１９０Ωにしなければならない。

このように発熱抵抗体は、種類によって温度と抵抗値の特性に差があり、温度を精度良く制御するためには、この特性の差を考慮しなければならない。

そのため、操作部７は、発熱抵抗体の特性に応じて予め決められたヒータ４０の種類を識別するために、ヒータ４０の種類に応じて異なる値の抵抗値を有する抵抗４９を備える。ＣＣＵ４は、抵抗４９の抵抗値を検出することにより、ヒータ４０の種類を特定し、ヒータ４０毎の温度と抵抗値の特性に基づいて温度を算出することができる。

この抵抗４９は、Ａ／Ｄ変換部４８、及び所定の抵抗値を有する抵抗５０と接続される。Ａ／Ｄ変換部４８は、抵抗４９、及び抵抗５０に所定の電圧を印加することによって生じる分圧を検出する。抵抗４９の抵抗値は、抵抗５０の抵抗値が予め設定されていることから、検出した分圧から算出することができる。さらに、Ａ／Ｄ変換部４８は、算出した抵抗値をデジタル信号に変換し、抵抗値−温度テーブル変換部４４に出力する。

一方、ヒータ４０は、信号線を介して電圧電流検出部４１、及び電圧増幅部４７に接続されている。電圧電流検出部４１は、ヒータ４０の電圧値、及び電流値を検出する。検出された電圧値、及び電流値は、電圧電流Ａ／Ｄ変換部４２に入力され、電圧電流Ａ／Ｄ変換部４２は、入力された電圧値、及び電流値をアナログ信号からデジタル信号へと変換する。

デジタル信号に変換された電圧値、及び電流値は、抵抗値算出部４３に入力される。抵抗値算出部４３は、入力された電圧値、及び電流値に基づいて抵抗値を算出する。算出された抵抗値は、抵抗値−温度テーブル変換部４４に入力される。

抵抗値−温度テーブル変換部４４は、抵抗４９の抵抗値に応じたヒータ４０の温度と電圧値の特性を示すテーブルデータを予め記憶しており、入力した抵抗４９の抵抗値と、ヒータ４０の抵抗値とに基づいて、温度を算出する。

制御電圧算出部４５は、入力した温度に基づいて、カバーガラス１６が所定の温度、例えば３８℃以上４１℃以下になるようにヒータ４０に印加する電圧値を算出する。なお、所定の温度は、例えば図示しないユーザインターフェイスを設けることによって、例えば３８℃以上４１℃以下の範囲内において自由に設定できるようにしても良い。

算出した電圧値は、Ｄ／Ａ変換部４６に入力され、Ｄ／Ａ変換部４６は、入力した電圧値をデジタル信号からアナログ信号に変換する。変換された電圧値は、電圧増幅部４７に入力され、増幅される。電圧増幅部４７は、増幅した電圧値をヒータ４０に印加する。

以上説明した構成により、カバーガラス１６の温度をヒータ４０の出力にフィードバックすることによって、カバーガラス１６の温度を正確に制御することができ、かつ、カバーガラス１６が曇ることを防止することができる。

また、本実施の形態の内視鏡装置１は、温度センサ１７を有さないため、第１の実施の形態より内視鏡２の挿入部６の細径化が可能である。

さらに、本実施の形態の内視鏡装置１は、ヒータ４０を識別する識別手段である抵抗４９を有することにより、ヒータ４０の種類に応じて精度よく温度制御をすることができる。

なお、本実施の形態の識別手段は、抵抗４９によって構成されていたが、例えばヒータ４０の温度と抵抗値の特性を記憶する記憶装置等によって構成されても良い。また、本実施の形態において、ヒータ４０の種類を識別するようにしているが、さらにヒータ４０の配置位置等の情報を識別して温度を算出するようにしても良い。

なおまた、本実施の形態の内視鏡装置１において、異なる種類のヒータ４０をそれぞれ有する複数の内視鏡２をＣＣＵ４に接続可能にし、ＣＣＵ４がそれぞれの内視鏡２に応じた温度と抵抗値の特性を記憶するようにしても良い。

さらに、本実施の形態において、抵抗値−温度テーブル変換部４４は、ヒータ４０の種類に応じた温度と抵抗値の特性を予め記憶しているが、ヒータ４０を構成する発熱抵抗体の個体ごとの温度と抵抗値の特性を予め記憶するようにしても良い。この場合、より細やかな温度の制御を行うことが可能になる。

なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、内視鏡装置１は、トロッカー５を有する構成でも良い。この場合、挿入部６を人体に挿入した場合のヒータ４０の過剰な加熱を防止し、生体組織の熱傷を防ぐことができる。

（第３の実施の形態）
以下に第３の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
本実施の形態の内視鏡装置は、第１の実施の形態と異なり、ヒータを備えておらず、ライトガイドによって発熱手段を構成している。ヒータは、カバーガラスを温めるのに十分な熱容量が必要とされるため、例えば温度センサ等より素子が大きい。そのため、第１の実施の形態よりも、挿入部の細径化が可能になる。
本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の構成を含むため、同じ構成要素は同一符号により記し、説明は省略する。

図９は、挿入部６の概略的な構成図である。図９に示すように、第１の実施の形態とは異なり、インナーチューブ１０は、ヒータ１４を備えない。また、アウターチューブ１１には、ライトガイド１５と共に、先端面が遮光されたライトガイド６３がアウターチューブ１１の軸方向に沿って内挿される。照明光がこのライトガイド６３に入射すると、ライトガイド６３の先端面において、照明光が熱に変わる。

つまり、ライトガイド６３は、発熱手段を構成し、第１の実施の形態におけるヒータ１４と同様の機能を有する。ライトガイド６３における発熱量は、光源装置３において、ライトガイド６３に入射する照明光の光量を制御することによって変化する。ライトガイド６３における発熱量の制御の詳細は後述する。

続いて、本実施の形態の内視鏡装置１の曇り防止機能に関する概略的な構成を説明する。以下に説明する機能は、ＣＰＵ８を含む種々の装置、及び回路により実現される。図１０は、内視鏡装置１の曇り防止機能に関する概略的なブロック図である。ＣＣＵ４については、一般的に内視鏡装置が有する画像処理等の機能に関する説明は省略する。

内視鏡装置１は、内視鏡２と、光源装置３と、ＣＣＵ４とを有する。光源装置３、及びＣＣＵ４は、発熱制御手段を構成する。内視鏡２は、温度検出手段としての温度センサ１７を備える挿入部６を有する。光源装置３は、モータ６０と、遮光板６１と、ランプ６２とを有する。また、光源装置３から挿入部６の先端部まで、ライトガイド１５と、ライトガイド６３が設けられる。ＣＣＵ４は、抵抗値−電圧値変換部３０と、Ａ／Ｄ変換部３１と、電圧値−温度テーブル変換部３２と、制御電圧算出部３３と、Ｄ／Ａ変換部３４と、電圧増幅部３５とを含んで構成される。

電圧値−温度テーブル変換部３２、及び制御電圧算出部３３におけるそれぞれの機能は、ＣＰＵ８等により実現される。また、抵抗値−電圧値変換部３０、Ａ／Ｄ変換部３１、Ｄ／Ａ変換部３４、及び電圧増幅部３５は、それぞれ電気回路等によって実現される。

この電圧値は、Ａ／Ｄ変換部３１に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された電圧値は、電圧値―温度テーブル変換部３２に入力される。電圧値−温度テーブル変換部３２は、デジタル信号に変換された電圧値と温度の関係を示すテーブルデータを予め記憶している。電圧値−温度テーブル変換部３２は、このテーブルデータと入力された電圧値に基づいて、カバーガラス１６の温度を算出する。算出された温度は、制御電圧算出部３３に入力する。

制御電圧算出部３３は、入力された温度に基づいて、モータ６０に印加する電圧値を算出する。算出した電圧値は、Ｄ／Ａ変換部３４に入力され、Ｄ／Ａ変換部３４は、入力された電圧値をデジタル信号からアナログ信号に変換する。変換された電圧値は、電圧増幅部３５に入力さ、増幅される。

電圧増幅部３５は、モータ６０に接続されており、増幅した電圧をモータ６０に印加する。モータ６０は、入力された電圧に応じて、遮光板６１を動作させる。遮光板６１は、モータ６０に入力された電圧に応じてライトガイド６３に入射する照明光を調節できるように配置される。

内視鏡装置１の電源が入れられると、ランプ６２は点灯し、照明光は、ライトガイド１５、及びライトガイド６３に入射する。ライトガイド６３に入射した照明光は、挿入部６の先端面において遮光され、熱を発生する。発生した熱は、カバーガラス１６を温め、カバーガラス１６が曇るのを防止する。

温度センサ１７は、カバーガラス１６の温度を検出し、検出した温度に応じて、遮光板は動作する。その結果、ライトガイド６３に入射する照明光の光量が調節され、カバーガラス１６の温度は、制御される。

以上説明したように、本実施の形態の内視鏡装置１は、カバーガラス１６の温度を温度センサ１７によって検出し、ライトガイド６３による発熱にフィードバックする。その結果、カバーガラス１６の温度を正確に制御することができ、かつ、カバーガラス１６が曇ることを防止することができる。
また、挿入部６は、発熱手段としてのヒータを備えないため、内視鏡挿入部の細径化を図ることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態における内視鏡装置は、内視鏡先端部の温度を精度よく制御して、カバーガラスの曇りを防止することができる内視鏡装置を提供することができる。

なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない程度に改変が可能である。

第１の実施の形態に係る、内視鏡装置の概略的な外観図である。第１の実施の形態に係る、挿入部の概略的な構成図である。第１の実施の形態に係る、図２のII−II線に沿った概略的な断面図である。第１の実施の形態に係る、トロッカーの概略的な断面構成図である。第１の実施の形態に係る、曇り防止機能に関する概略的なブロック構成図である。第１の実施の形態に係る、ヒータに印加される電圧と時間の関係、及びカバーガラスの温度と時間の関係を示す図である。第２の実施の形態に係る、曇り防止機能に関する概略的なブロック構成図である。第２の実施の形態に係る、発熱抵抗体の温度と抵抗値の特性の例である。第３の実施の形態に係る、挿入部の概略的な構成図である。第３の実施の形態に係る、曇り防止機能に関する概略的なブロック構成図である。

符号の説明

１内視鏡装置、２内視鏡、５トロッカー、６挿入部、７操作部、１０インナーチューブ、１１アウターチューブ、１２レンズ、１３電荷結合素子、１４ヒータ、１５ライトガイド、１６カバーガラス、１７温度センサ、１８本体部、１９挿入部、２０管路、２１体壁、２５挿入検出センサ、６１遮光板、６２ライト、６３ライトガイド

Claims

カバーガラスを挿入部の先端部に有する内視鏡を備えた内視鏡装置であって、
上記挿入部に設けられた第１のチューブと、
上記挿入部に設けられ、上記第１のチューブより径が大きく、上記第１のチューブの外周面を覆うように配置される第２のチューブと、
上記第１のチューブ内に設けられた撮像手段と、
上記第２のチューブの先端部に配置されたカバーガラスと、
上記第２のチューブの内部における、上記第１のチューブの先端部から上記第１のチューブの先端部に対向する上記カバーガラスの対向面までの間であって、かつ、上記撮像手段の撮像する撮像範囲に含まれない位置に配置された、上記カバーガラスを温める発熱手段と、
上記カバーガラスの温度に基づいて上記発熱手段を制御する発熱制御手段と、
を具備し、
上記発熱手段は、発熱抵抗体を含んで構成され、
上記内視鏡は、上記発熱抵抗体を識別する識別手段を有し、
上記発熱制御手段は、上記識別手段と、上記発熱抵抗体の抵抗値から算出した温度とに基づいて上記発熱手段を制御することを特徴とする内視鏡装置。