WO2017212921A1 - 内視鏡システムおよび内視鏡 - Google Patents

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藤井　俊行
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    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system and an endoscope.
  • endoscopes that are inserted into a subject to observe a region to be examined are known and widely used in the medical field and the like. Since the endoscope is used in a body with high humidity and a temperature higher than room temperature, when the distal end portion of the insertion portion is inserted into the body, the endoscope is attached to an optical member such as a lens cover or an objective lens. It may be cloudy and a clear image may not be obtained.
  • the heating member and the first temperature sensor are disposed in contact with the objective lens, and the second temperature sensor is disposed on the side facing the illumination lens with the objective lens interposed therebetween.
  • An endoscope apparatus has been proposed in which the heating member is controlled to prevent fogging of the objective lens so that the temperature detected by the first temperature sensor is higher than the temperature detected by the second temperature sensor (for example, Patent Document 1). 1).
  • a heater and a thermistor are connected with two or three wires in order to eliminate image distortion due to temperature fluctuations in a housing that houses an optical manipulation element such as an optical fiber.
  • a technique for reducing the diameter of the insertion portion has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 by using the first temperature sensor and the second temperature sensor, the temperature of the tip can be measured more accurately, and the temperature control by the heating member can be performed more accurately. Since the first temperature sensor, the second temperature sensor, and the heating member are each connected to a unique cable, it may be difficult to reduce the diameter of the tip.
  • the diameter of the insertion portion can be reduced by connecting the heater and the thermistor with two or three wires.
  • the temperature detection is performed. Accuracy is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above, and is an endoscope system that accurately measures the temperature of the distal end, accurately controls the temperature of the optical member, and enables the diameter of the distal end to be reduced, and An object is to provide an endoscope.
  • an endoscope system includes an endoscope having an insertion portion to be inserted into a subject.
  • An optical member located at a position, a heating unit that heats the optical member, a first temperature detection unit that detects temperature information of the tip, and a temperature information of the tip that are connected in parallel to the heating unit
  • a temperature control unit that controls the heating unit based on temperature information of the tip part detected by the first temperature detection unit, and a temperature of the tip part detected by the first temperature detection unit
  • An abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in the first temperature detection unit and the second temperature detection unit based on the information and the temperature information of the tip detected by the second temperature detection unit.
  • the second temperature detection unit is an NTC thermistor.
  • a storage unit that stores a cable resistance of a cable connected to the heating unit and the second temperature detection unit, and the first temperature detection unit are connected.
  • the first tip portion temperature is calculated from the resistance value of the circuit being connected, and the second tip portion is based on the value obtained by subtracting the cable resistance from the resistance value of the parallel circuit to which the heating unit and the second temperature detection unit are connected.
  • a temperature calculation unit that calculates a temperature, and the abnormality determination unit is configured to determine the heating unit, the first temperature detection unit, and the second temperature detection based on the first tip end temperature and the second tip end temperature. It is characterized by determining the presence or absence of abnormality of a part.
  • the abnormality determination unit is configured to determine the heating unit and the first temperature detection based on a difference between the first tip temperature and the second tip temperature. It is characterized by determining the presence or absence of abnormality of a part and a said 2nd temperature detection part.
  • the endoscope according to the present invention is an endoscope having an insertion portion that is inserted into a subject, an optical member positioned at the distal end portion, a heating portion that heats the optical member, and the distal end portion A first temperature detection unit that detects temperature information of the heating unit, and a second temperature detection unit that is connected in parallel to the heating unit and detects temperature information of the tip part, and the heating unit and the first temperature detection unit And the second temperature detection unit are arranged close to the optical member.
  • the endoscope according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the second temperature detection unit is an NTC thermistor.
  • the endoscope according to the present invention includes the flexible printed circuit board having a distal end positioned in the vicinity of the optical member, and a plurality of cables connected to a base end of the flexible printed circuit board.
  • the first temperature detection unit and the second temperature detection unit are mounted at the tip of the flexible printed circuit board and are electrically connected to the cable.
  • the present invention it is possible to accurately control the temperature of the distal end portion while suppressing an increase in the diameter of the distal end portion of the endoscope.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the internal configuration of the distal end portion of the endoscope shown in FIG. 3 is a top view and a side view of the heating unit used in FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing temperature resistance characteristics of the thermistors used as the first temperature detection unit and the second temperature detection unit.
  • FIG. 5 is a graph showing the temperature resistance characteristics of the heater / thermistor series circuit when the thermistor of FIG. 4 is used as the second temperature detector.
  • FIG. 6 is a block diagram of a system including the heating unit shown in FIG. FIG.
  • an endoscope system will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”). Moreover, this invention is not limited by this embodiment. Furthermore, the same code
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an endoscope system according to an embodiment of the present invention.
  • an endoscope system 1 according to the present embodiment is introduced into a subject, an endoscope 2 that images the inside of the subject and generates an image signal in the subject, An information processing device 3 that performs predetermined image processing on an image signal captured by the endoscope 2 and controls each part of the endoscope system 1, a light source device 4 that generates illumination light of the endoscope 2, and information processing And a display device 5 that displays an image of an image signal after image processing by the device 3.
  • the endoscope 2 includes an insertion unit 6 to be inserted into a subject, an operation unit 7 on the proximal end side of the insertion unit 6 and held by an operator, and a flexible universal extending from the operation unit 7. Code 8 is provided.
  • the insertion portion 6 is realized using an illumination fiber (light guide cable), an electric cable, an optical fiber, and the like.
  • the insertion portion 6 has a distal end portion 6a in which an imaging unit to be described later is incorporated, a bendable bending portion 6b constituted by a plurality of bending pieces, and a flexibility provided on the proximal end side of the bending portion 6b.
  • the distal end portion 6a includes an illumination unit that illuminates the inside of the subject via an illumination lens, an observation unit that images the inside of the subject, a forceps opening 63 that communicates with the treatment instrument channel, and an air / water supply nozzle 62. Is provided.
  • the operation unit 7 includes a bending knob 7a that bends the bending portion 6b in the vertical direction and the left-right direction, a treatment instrument insertion portion 7b in which a treatment instrument such as a biological forceps and a laser knife is inserted into the body cavity of the subject, and an information processing device 3.
  • a plurality of switch units 7c for operating peripheral devices such as the light source device 4, the air supply device, the water supply device, and the gas supply device.
  • the treatment tool inserted from the treatment tool insertion portion 7b is exposed from the forceps opening 63 at the distal end of the insertion portion 6 through a treatment tool channel provided inside.
  • the universal cord 8 is configured using an illumination fiber 12, a cable, and the like.
  • the universal cord 8 is branched at the base end, and one end of the branch is the connector 8a, and the other end is the connector 8b.
  • the connector 8a is detachable from the connector of the information processing apparatus 3.
  • the connector 8b is detachable from the light source device 4.
  • the universal cord 8 propagates the illumination light emitted from the light source device 4 to the distal end portion 6a via the connector 8b and the illumination fiber 12. Further, the universal code 8 transmits an image signal picked up by an image pickup unit described later to the information processing apparatus 3 via a cable and a connector 8a.
  • the information processing apparatus 3 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 8a and controls the entire endoscope system 1.
  • the information processing device 3 controls a heating unit 10 (see FIG. 3) described later.
  • the light source device 4 includes a light source that emits light, a condensing lens, and the like.
  • the light source device 4 emits light from the light source under the control of the information processing device 3, and is applied to the endoscope 2 connected via the connector 8 b and the illumination fiber 12 of the universal cord 8 with respect to the subject as the subject. Supplied as illumination light.
  • the display device 5 is configured using a display using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence).
  • the display device 5 displays various types of information including images that have been subjected to predetermined image processing by the information processing device 3 via the video cable 5a. Thereby, the surgeon can observe and characterize a desired position in the subject by operating the endoscope 2 while viewing the image (in-vivo image) displayed on the display device 5.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the internal configuration of the distal end portion 6a of the endoscope 2 shown in FIG.
  • the distal end portion 6 a located on the distal end side of the insertion portion 6 of the endoscope system 1 is externally fitted with a distal end cover 60.
  • the distal end cover 60 is provided with an observation window 61, an illumination lens (not shown), an air / water supply nozzle 62, and a forceps opening 63.
  • the holding device 61b of the observation window 61 is fitted with the imaging device 20 that images the inside of the subject through a plurality of lenses including the lens 61a.
  • a tip block 66 provided with an air supply / water supply hole 64, a forceps insertion hole 65, and the like is disposed so as to correspond to the nozzle 62 and the forceps opening 63, respectively.
  • An air / water supply pipe 67 is provided at the rear end of the air / water supply hole 64 in the tip block 66, and an air / water supply tube 68 is connected to the air / water supply pipe 67.
  • a forceps insertion pipe 69 is provided at the rear end of the forceps insertion hole 65, and a forceps insertion tube 70 is connected to the forceps insertion pipe 69.
  • the imaging device 20 includes an objective optical unit 28 configured by a plurality of optical lenses 20a to 20e, an imaging element 30 that is disposed behind the objective optical unit 28 and receives light incident on the objective optical unit 28, and an imaging.
  • a cover glass 36 is provided on the light receiving surface side of the image pickup device 30, and the inner peripheral portion of the image pickup device holding frame 37 is fitted to the outer peripheral portion of the cover glass 36 and is integrally formed by an adhesive or the like. It is fixed.
  • An IC 33 and a chip capacitor 34 for processing an image signal received from the image sensor 30 into an electrical signal are mounted on the back surface of the circuit board 31, and a cable 32 a of the composite cable 32 is mounted on an attachment portion 31 a that protrudes from the back surface of the circuit board 31. Is connected.
  • a shield frame 39 is provided at the rear end of the image sensor holding frame 37 so as to cover the image sensor 30 and the circuit board 31.
  • the outer peripheral portions of the shield frame 39 and the image sensor holding frame 37 are covered with a heat shrinkable tube 40.
  • the heating unit 10 is inserted between the holding portion 61b into which the imaging device 20 is inserted and the tip block 66.
  • 3 is a top view (FIG. 3A) and a side view (FIG. 3B) of the heating unit 10 used in FIG.
  • the heating unit 10 is connected in parallel to the first temperature detection unit 11 that detects the temperature information of the tip 6 a, the heating unit (heater) 13 that heats the optical member such as the observation window 61 and the lens 61 a, and the heating unit 13. And a second temperature detector 12 for detecting temperature information of the tip 6a.
  • the 1st temperature detection part 11, the 2nd temperature detection part 12, and the heating part 13 are arrange
  • the FPC board 14 has a length that extends from the distal end portion 6a to the curved portion 6b, and is disposed so that the distal end is positioned in the vicinity of an optical member such as the observation window 61, the lens 61a, and the optical lenses 20a to 20e. ing.
  • the first temperature detection unit 11, the second temperature detection unit 12, and the heating unit 13 are mounted on the distal end side of the flexible printed circuit board 14 (hereinafter referred to as “FPC board 14”), that is, in the vicinity of the optical member. It is protected by the underfill agent 16a.
  • the FPC board 14 on which the first temperature detection unit 11, the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13 are mounted is sealed with a sealing resin 16.
  • Connection electrodes 19a to 19d are formed at the base end of the FPC board 14 extending to the curved portion 6b, and the cables 15a to 15d of the composite cable 15 are connected thereto.
  • the base end outer periphery to which the cables 15 a to 15 d of the FPC board 14 are connected is covered with a heat shrinkable tube 17, and the inside is sealed with a sealing resin 16.
  • the first temperature detection unit 11 is a thermistor single circuit connected to the cables 15a and 15d via the wirings 18a and 18d and the connection electrodes 19a and 19d.
  • the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13 are a heater / thermistor parallel circuit connected to the cables 15b and 15c via the wirings 18b and 18c and the connection electrodes 19b and 19c.
  • the temperature of the tip portion 6a is mainly detected from the thermistor single circuit including the first temperature detector 11, and the thermistor / heater parallel circuit including the second temperature detector 12 and the heater 13 is the tip portion 6a. In order to detect an abnormality in the first temperature detector 11 and / or the second temperature detector 12, the temperature of the tip 6a is detected.
  • the heating unit 10 fixes the heating unit 13 whose upper surface is exposed from the sealing resin 16 by contacting the holding unit 61b.
  • the FPC board 14 is adjusted so that the base end side (the side to which the composite cable 15 is connected) is positioned in the vicinity of the boundary between the distal end portion 6a and the bending portion 6b.
  • the NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor (B constant: 3435, reference resistance: 10 K ⁇ (25 ° C.)) having the temperature resistance characteristic shown in FIG. 4 is used as the first temperature detection unit 11, the temperature of the tip 6a As the temperature increases, the resistance of the thermistor decreases, and the temperature of the tip 6a can be detected with high accuracy by obtaining the resistance value of the thermistor circuit including the first temperature detector 11.
  • the thermistor having the temperature resistance characteristic of FIG. 4 having the same specifications as the first temperature detection part 11 is used as the second temperature detection part 12, and the temperature resistance characteristic (temperature coefficient: 100 ppm / ° C.) of FIG.
  • the resistance of the heater single circuit has a very small temperature dependency, but the thermistor resistance has a very high temperature dependency. Since it is large, the temperature of the tip 6a can be detected by obtaining the resistance value of the heater / thermistor parallel circuit.
  • the first temperature detection unit 11 is not limited to the NTC thermistor, and a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor or the like can be used.
  • the second temperature detection unit 12 is an NTC thermistor. Preferably there is.
  • the resistance value Rp of the heater / thermistor parallel circuit can be calculated by the following equation using the heater resistance Rh and the thermistor resistance Rt.
  • Rp 1 / (1 / Rh + 1 / Rt) 4 and 5 are merely examples, and it is not necessary to use the same type of thermistor as the first temperature detection unit 11 and the second temperature detection unit 12.
  • FIG. 6 is a block diagram of a system including the heating unit 10 shown in FIG.
  • the information processing apparatus 3 includes a temperature calculation unit 41 that calculates the temperature of the tip portion 6 a and the temperature of the tip portion 6 a calculated by the temperature calculation unit 41 and the first temperature detection unit 11 and the second temperature detection unit 11.
  • the abnormality determination part 42 which determines abnormality of the temperature detection part 12 and the control part 43 which controls the heating part 13 based on the temperature of the front-end
  • the temperature calculator 41 calculates the temperature T1 (first tip temperature) of the tip 6a based on the resistance value output from the thermistor circuit including the first temperature detector 11. Further, the temperature calculation unit 41 calculates the temperature T2 (second tip part temperature) of the tip part 6a based on the resistance value output from the heater / thermistor circuit including the second temperature detection part 12 and the heating part 13.
  • the abnormality determination unit 42 determines the abnormality of the first temperature detection unit 11 based on the temperature T1 of the tip 6a calculated by the temperature calculation unit 41 from the resistance value output from the thermistor circuit including the first temperature detection unit 11. . In addition, the abnormality determination unit 42 determines the second temperature based on the temperature T2 of the tip 6a calculated by the temperature calculation unit 41 from the resistance value output from the heater / thermistor circuit including the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13. The abnormality of the detection unit 12 is determined. Furthermore, the abnormality determination unit 42 determines the abnormality of the first temperature detection unit 11 or the second temperature detection unit 12 based on the difference between the temperature T1 and the temperature T2. When the first temperature detection unit 11 and / or the second temperature detection unit 12 is abnormal, the abnormality determination unit 42 outputs a message to that effect to the control unit 43.
  • the control unit 43 includes a heating unit such that the temperature T1 of the tip 6a calculated by the temperature calculator 41 based on the resistance value output from the thermistor circuit including the first temperature detector 11 becomes the target temperature T0 of the tip 6a. 13 is controlled.
  • the control unit 43 determines from the abnormality determination unit 42 that the first temperature detection unit 11 or the second temperature detection unit 12 is abnormal, the control unit 43 stops supplying power to the heating unit 13 and causes the display device 5 to display the first temperature.
  • the abnormality of the detection unit 11 is output.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining temperature control of the tip portion according to the embodiment of the present invention.
  • the temperature calculator 41 calculates the temperature T1 of the tip 6a from the resistance value of the thermistor circuit including the first temperature detector 11 (step S1).
  • the abnormality determination unit 42 determines whether the temperature T1 of the tip portion 6a calculated by the temperature calculation unit 41 is equal to or higher than the set temperature T1 '(step S2).
  • the set temperature T1 ′ is a temperature at which the first temperature detection unit 11 can determine that the temperature is abnormally higher than the target temperature T0, and the thermistor including the first temperature detection unit 11 at the maximum temperature allowable as the temperature of the tip portion 6a. This temperature takes into account variations in temperature detection calculated from the circuit.
  • step S2 When the abnormality determination unit 42 determines that the temperature T1 of the distal end portion 6a is equal to or higher than the set temperature T1 ′ (step S2: Yes), the control unit 43 stops supplying power to the heater / thermistor parallel circuit including the heating unit 13. Then, a warning is displayed on the display device 5 (step S10).
  • the temperature calculation unit 41 includes a heater including the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13.
  • the temperature T2 of the tip 6a is calculated from the resistance value of the thermistor circuit (step S3).
  • the abnormality determination unit 42 determines whether the temperature T2 of the tip portion 6a calculated by the temperature calculation unit 41 is equal to or higher than the set temperature T2 '(step S4).
  • the set temperature T2 ′ is a temperature at which the second temperature detection unit 12 can determine that the temperature is abnormally higher than the target temperature T0, and the heater including the second temperature detection unit 12 at the maximum temperature allowable as the temperature of the tip portion 6a. ⁇ Temperature detection variation calculated from thermistor circuit. The variation in temperature detection is larger in the heater / thermistor circuit than in the thermistor single circuit, so that T2 'is higher than T1'.
  • step S4 When the abnormality determination unit 42 determines that the temperature T2 of the distal end portion 6a is equal to or higher than the set temperature T2 ′ (step S4: Yes), the control unit 43 stops power supply to the heater / thermistor parallel circuit including the heating unit 13. Then, a warning is displayed on the display device 5 (step S10).
  • step S4 determines that the temperature T2 of the tip 6a is lower than the set temperature T2 ′ (step S4: No)
  • the temperature calculation unit 41 calculates a difference ⁇ T between T1 and T2 (step S5). ).
  • the abnormality determination unit 42 determines whether ⁇ T calculated by the temperature calculation unit 41 is equal to or greater than a predetermined threshold D (step S6).
  • the threshold value D is a value for determining that either the first temperature detection unit 11 or the second temperature detection unit 12 has failed, and is between the first temperature detection unit 11 and the second temperature detection unit 12.
  • the maximum temperature difference is a value obtained by adding variations in temperature detection in each circuit.
  • step S6 Yes
  • the control unit 43 stops power supply to the heater / thermistor parallel circuit including the heating unit 13 (step S9).
  • a warning is displayed on the display device (step S10).
  • step S6 determines whether the abnormality determination unit 42 determines that ⁇ T is less than the threshold D (step S6: No), it further determines whether the temperature T1 of the tip 6a is equal to or higher than the target temperature T0 + ⁇ (step S7).
  • ⁇ can be set from the behavior of the detected temperature of the first temperature detector 11.
  • step S7 When the abnormality determination unit 42 determines that the temperature T1 is equal to or higher than the target temperature T0 + ⁇ (step S7: Yes), the control unit 43 stops the power supply to the heater / thermistor parallel circuit including the heating unit 13 (step S11). .
  • step S7 determines whether the temperature T1 is lower than the target temperature T0 + ⁇ (step S7: No). It further determines whether the temperature T1 of the tip 6a is equal to or lower than the target temperature T0- ⁇ (step S8). .
  • step S8 When the abnormality determination unit 42 determines that the temperature T1 is equal to or lower than the target temperature T0- ⁇ (step S8: Yes), the control unit 43 supplies power to the heater / thermistor parallel circuit including the heating unit 13 until the target temperature T0 is reached. Is supplied (step S12).
  • step S8 No If the abnormality determination unit 42 determines that the temperature T1 is higher than the target temperature T0- ⁇ (step S8: No), the process is terminated.
  • the second temperature detection unit 12 is connected to the heating unit 13 in parallel, so that the thermistor single circuit including the first temperature detection unit 11 and the heater / thermistor parallel circuit without increasing the number of wires and connectors. Therefore, the temperature of the tip 6a can be detected more accurately and the temperature of the tip 6a can be accurately controlled while reducing the diameter of the tip 6a. .
  • the temperature calculation unit 41 calculates the temperature T2 of the tip 6a based on the resistance value output from the heater / thermistor circuit including the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13, but more accurately.
  • the temperature T2 is determined based on the resistance value obtained by subtracting the resistance Rc of the cables 15b and 15c from the resistance value of the heater / thermistor parallel circuit to which the heating unit 13 and the second temperature detection unit 12 are connected. Is preferably calculated.
  • FIG. 8 is a block diagram of a system including the heating unit 10 according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • the information processing apparatus 3A includes a storage unit 44 that stores resistances Rc of the cables 15b and 15c connected to the heating unit 13 and the second temperature detection unit 12, and the temperature calculation unit 41A includes the heating unit 13 and the second temperature detection unit.
  • the temperature T2 of the tip 6a is calculated from a value obtained by subtracting the cable resistance Rc from the resistance value Rp of the heater / thermistor parallel circuit connected to the section 12.
  • the heating unit 10 should just have the 1st temperature detection part 11, the 2nd temperature detection part 12, and the heating part 13 arrange
  • the first temperature detection unit 11, the heating unit 13, and the second temperature detection unit 12 are arranged in this order from the tip side, and in the heating unit 10C of the third modification shown in FIG.
  • the second temperature detection unit 12, the heating unit 13, and the first temperature detection unit 11 are arranged in this order from the tip side.
  • the first temperature detection unit 11, the second temperature detection unit 12, and the heating unit 13 are arranged in a line in the optical axis direction, the second temperature detection unit 12 and the heating unit 13 form a parallel circuit, and the heating unit
  • the temperature control of the tip portion 6a can be performed accurately, and the tip portion 6a having a small diameter can be obtained.
  • the flexible endoscope provided with the insertion portion 6 including the distal end portion 6a, the bending portion 6b, and the flexible tube portion 6c has been described. The same applies to an endoscope.
  • the endoscope of the present invention is useful for an endoscope system that requires a high-quality image and a thin tip.

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Abstract

先端部の温度を正確に測定し、光学部材を精度よく温度制御するとともに、先端部の細径化を可能とする内視鏡システムおよび内視鏡を提供する。本発明における内視鏡システムは、先端部に位置する光学部材と、前記光学部材を加熱する加熱部１３と、先端部の温度情報を検出する第１温度検出部１１と、加熱部１３と並列に接続され、先端部の温度情報を検出する第２温度検出部１２と、第１温度検出部１１が検出した先端部の温度情報に基づき、加熱部１３を制御する制御部４３と、第１温度検出部１１が検出した先端部の温度情報、および第２温度検出部１２が検出した先端部の温度情報に基づき、第１温度検出部１１および第２温度検出部１２の異常を判定する異常判定部４２と、を備えることを特徴とする。

Description

内視鏡システムおよび内視鏡
　本発明は、内視鏡システムおよび内視鏡に関する。
　従来、被検体内に挿入されて被検部位の観察等を行う内視鏡が知られており、医療分野等で広く利用されている。内視鏡は、高湿度、かつ室温より高い温度の体内で使用されるため、挿入部の先端部が体内に挿入された際、先端部に配置されるレンズカバーや対物レンズ等の光学部材に曇りを生じ、鮮明な画像を得ることができないことがある。
　この問題を解決するために、対物レンズに加熱部材と第１の温度センサとを当接させて配置し、対物レンズを挟んで照明レンズに対向する側に第２の温度センサを配置し、第１の温度センサで検出した温度が第２の温度センサで検出した温度より高くなるように加熱部材を制御して対物レンズの曇りを防止する内視鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、走査型内視鏡において、光ファイバ等の光操作素子を収容するハウジング内の温度の変動による画像の歪みを解消するために、ヒータとサーミスタとを２本または３本のワイヤで接続し、挿入部を細径化する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１４－１０４０３７号公報 特開２０１４－１５０９２４号公報
　特許文献１では、第１の温度センサおよび第２の温度センサを使用することにより、先端部の温度をより正確に測定することができ、加熱部材による温度制御もより精度よく行うことができるが、第１の温度センサ、第２の温度センサおよび加熱部材をそれぞれ独自のケーブルに接続するため、先端部の細径化が困難となるおそれがある。
　一方、特許文献２では、ヒータとサーミスタとを２本または３本のワイヤで接続することにより、挿入部の細径化が可能となるが、ヒータとサーミスタとを並列に接続するため、温度検出精度が低くなる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、先端部の温度を正確に測定し、光学部材を精度よく温度制御するとともに、先端部の細径化を可能とする内視鏡システムおよび内視鏡を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡を備えた内視鏡システムにおいて、前記先端部に位置する光学部材と、前記光学部材を加熱する加熱部と、前記先端部の温度情報を検出する第１温度検出部と、前記加熱部と並列に接続され、前記先端部の温度情報を検出する第２温度検出部と、前記第１温度検出部が検出した前記先端部の温度情報に基づき、前記加熱部を制御する制御部と、前記第１温度検出部が検出した前記先端部の温度情報、および前記第２温度検出部が検出した前記先端部の温度情報に基づき、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記第２温度検出部は、ＮＴＣサーミスタであることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記加熱部および前記第２温度検出部と接続されるケーブルのケーブル抵抗を記憶する記憶部と、前記第１温度検出部が接続されている回路の抵抗値から第１先端部温度を算出し、前記加熱部と前記第２温度検出部とが接続されている並列回路の抵抗値からケーブル抵抗を引いた値に基づき第２先端部温度を算出する温度算出部と、を備え、前記異常判定部は、前記第１先端部温度および前記第２先端部温度に基づき、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定することを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記異常判定部は、前記第１先端部温度と前記第２先端部温度との差分に基づき、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定することを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡において、前記先端部に位置する光学部材と、前記光学部材を加熱する加熱部と、前記先端部の温度情報を検出する第１温度検出部と、前記加熱部と並列に接続され、前記先端部の温度情報を検出する第２温度検出部と、を備え、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部は、前記光学部材の近傍に近接して配置されていることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、前記第２温度検出部は、ＮＴＣサーミスタであることを特徴とする。
　また、本発明にかかる内視鏡は、上記発明において、先端が前記光学部材近傍に位置するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板の基端に接続される複数のケーブルと、を備え、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部は、前記フレキシブルプリント基板の先端に実装され、前記ケーブルと電気的に接続されていることを特徴とする。
　本発明によれば、内視鏡の先端部の大径化を抑制しながら、先端部の温度を精度よく制御することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す内視鏡の先端部の内部構成を説明する断面図である。 図３は、図２で使用する加熱ユニットの上面図および側面図である。 図４は、第１温度検出部および第２温度検出部として使用されるサーミスタの温度抵抗特性を表すグラフである。 図５は、図４のサーミスタを第２温度検出部として使用した場合のヒータ・サーミスタ系列回路の温度抵抗特性を表すグラフである。 図６は、図３に示す加熱ユニットを含むシステムのブロック図である。 図７は、本発明の実施の形態にかかる先端部の温度制御を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる加熱ユニットを含むシステムのブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態の変形例２にかかる加熱ユニットの上面図である。 図１０は、本発明の実施の形態の変形例３にかかる加熱ユニットの上面図である。
　以下の説明では、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）として、内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらにまた、図面は、模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率等は、現実と異なることに留意する必要がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態にかかる内視鏡システムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム１は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡２と、内視鏡２が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム１の各部を制御する情報処理装置３と、内視鏡２の照明光を生成する光源装置４と、情報処理装置３による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置５と、を備える。
　内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部６と、挿入部６の基端部側であって術者が把持する操作部７と、操作部７より延伸する可撓性のユニバーサルコード８と、を備える。
　挿入部６は、照明ファイバ（ライトガイドケーブル）、電気ケーブルおよび光ファイバ等を用いて実現される。挿入部６は、後述する撮像ユニットを内蔵した先端部６ａと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部６ｂと、湾曲部６ｂの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部６ｃと、を有する。先端部６ａには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する鉗子開口部６３および送気・送水用のノズル６２が設けられている。
　操作部７は、湾曲部６ｂを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ７ａと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部７ｂと、情報処理装置３、光源装置４、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部７ｃと、を有する。処置具挿入部７ｂから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部６先端の鉗子開口部６３から表出する。
　ユニバーサルコード８は、照明ファイバ１２、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード８は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ８ａであり、他方の端部がコネクタ８ｂである。コネクタ８ａは、情報処理装置３のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ８ｂは、光源装置４に対して着脱自在である。ユニバーサルコード８は、光源装置４から出射された照明光を、コネクタ８ｂ、および照明ファイバ１２を介して先端部６ａに伝播する。また、ユニバーサルコード８は、後述する撮像ユニットが撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ８ａを介して情報処理装置３に伝送する。
　情報処理装置３は、コネクタ８ａから出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム１全体を制御する。情報処理装置３は、後述する加熱ユニット１０（図３参照）を制御する。
　光源装置４は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置４は、情報処理装置３の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ８ｂおよびユニバーサルコード８の照明ファイバ１２を介して接続された内視鏡２へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
　表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置５は、映像ケーブル５ａを介して情報処理装置３によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置５が表示する画像（体内画像）を見ながら内視鏡２を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および性状を判定することができる。
　つぎに、内視鏡システム１の先端部の構成を説明する。図２は、図１に示す内視鏡２の先端部６ａの内部構成を説明する断面図である。図２に示すように、内視鏡システム１の挿入部６の先端側に位置する先端部６ａは、先端カバー６０によって先端部６ａが外嵌されている。先端カバー６０には、観察窓６１、図示しない照明レンズ、送気・送水用のノズル６２および鉗子開口部６３が設けられている。観察窓６１の保持部６１ｂには、レンズ６１ａを含む複数のレンズを介して、被検体内を撮像する撮像装置２０が挿嵌されている。また、観察窓６１の後方には、ノズル６２および鉗子開口部６３にそれぞれ対応するように、送気・送水孔６４および鉗子挿通孔６５などが設けられた先端ブロック６６が配設されている。
　先端ブロック６６における送気・送水孔６４の後端部には、送気・送水パイプ６７が設けられており、この送気・送水パイプ６７に送気・送水チューブ６８が接続している。鉗子挿通孔６５の後端部には鉗子挿通パイプ６９が設けられており、鉗子挿通パイプ６９に鉗子挿通チューブ７０が接続されている。
　撮像装置２０は、複数の光学レンズ２０ａ～２０ｅによって構成された対物光学ユニット２８と、この対物光学ユニット２８の後方に配置され、対物光学ユニット２８に入射した光を受光する撮像素子３０と、撮像素子３０と接続される回路基板３１と、回路基板３１を介して撮像素子３０と接続され、撮像素子３０が撮像した画像の画像信号を情報処理装置３に伝送する複合ケーブル３２と、を有する。
　撮像素子３０の受光面側には、カバーガラス３６が設けられており、このカバーガラス３６の外周部には、撮像素子保持枠３７の内周部が嵌合し、接着剤などによって一体的に固定されている。
　回路基板３１の裏面には、撮像素子３０から受信した画像信号を電気信号に処理するＩＣ３３やチップコンデンサ３４が実装され、回路基板３１の裏面に突出する取付け部３１ａに、複合ケーブル３２のケーブル３２ａが接続されている。
　撮像素子保持枠３７の後端部には、撮像素子３０および回路基板３１を覆うようにシールド枠３９が設けられている。このシールド枠３９および撮像素子保持枠３７の外周部は、熱収縮チューブ４０によって被覆されている。
　撮像装置２０が挿嵌される保持部６１ｂと先端ブロック６６との間には、加熱ユニット１０が挿通されている。図３は、図２で使用する加熱ユニット１０の上面図（図３（ａ））および側面図（図３（ｂ））である。
　加熱ユニット１０は、先端部６ａの温度情報を検出する第１温度検出部１１と、観察窓６１やレンズ６１ａ等の光学部材を加熱する加熱部（ヒータ）１３と、加熱部１３と並列に接続され、先端部６ａの温度情報を検出する第２温度検出部１２と、を有する。本実施の形態では、第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３は、光軸方向に一列に近接して配置されている。第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３を光軸方向に一列、すなわち直線状に配置することにより、先端部６ａの大径化を抑制することができる。なお、第１温度検出部１１および第２温度検出部１２としてサーミスタを使用している。
　ＦＰＣ基板１４は、先端部６ａから湾曲部６ｂまで延出する長さを有し、先端が観察窓６１、レンズ６１ａ、および光学レンズ２０ａ～２０ｅ等の光学部材の近傍に位置するように配置されている。第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３は、フレキシブルプリント基板１４（以下、「ＦＰＣ基板１４」という）の先端側、すなわち光学部材の近傍に実装され、接続部周辺はアンダーフィル剤１６ａで保護されている。また、第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３が実装されるＦＰＣ基板１４上は、封止樹脂１６で封止されている。湾曲部６ｂに延出するＦＰＣ基板１４の基端には、接続電極１９ａ～１９ｄが形成され、複合ケーブル１５のケーブル１５ａ～１５ｄが接続されている。ＦＰＣ基板１４のケーブル１５ａ～１５ｄが接続される基端外周は、熱収縮チューブ１７によって被覆され、内部は封止樹脂１６で封止されている。
　第１温度検出部１１は、配線１８ａおよび１８ｄ、接続電極１９ａおよび１９ｄを介してケーブル１５ａおよび１５ｄと接続されたサーミスタ単独回路である。第２温度検出部１２および加熱部１３は、配線１８ｂおよび１８ｃ、接続電極１９ｂおよび１９ｃを介してケーブル１５ｂおよび１５ｃと接続された、ヒータ・サーミスタ並列回路である。本実施の形態では、第１温度検出部１１を含むサーミスタ単独回路から主として先端部６ａの温度を検出し、第２温度検出部１２および加熱部１３を含むサーミスタ・ヒータ並列回路は、先端部６ａの温度制御を行いながら、第１温度検出部１１および／または第２温度検出部１２の異常を検出するために先端部６ａの温度を検出する。
　加熱ユニット１０は、封止樹脂１６から上面が露出した加熱部１３を保持部６１ｂに当接させて固定する。ＦＰＣ基板１４は、基端側の端部（複合ケーブル１５が接続される側）は、先端部６ａと湾曲部６ｂとの境界近傍に位置する長さに調製される。
　例えば、図４に示す温度抵抗特性を有するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ（Ｂ定数：３４３５、基準抵抗：１０ＫΩ（２５℃））を第１温度検出部１１として使用した場合、先端部６ａの温度が上昇するとサーミスタの抵抗が低下する温度抵抗特性を有し、第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路の抵抗値を取得することにより先端部６ａの温度を精度よく検出できる。
　第２温度検出部１２として、例えば、第１温度検出部１１と同様の仕様の図４の温度抵抗特性のサーミスタを使用し、加熱部１３として図５の温度抵抗特性（温度係数：１００ｐｐｍ／℃、基準抵抗：２００Ω（２５℃））を有するヒータを使用した場合、図５に示すように、ヒータ単独回路の抵抗は温度依存性が非常に小さいが、サーミスタの抵抗の温度依存性が非常に大きいため、ヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値を取得することにより先端部６ａの温度を検出することができる。なお、第１温度検出部１１としては、ＮＴＣサーミスタに限定されるものではなく、ＰＴＣ（Positive　Temperature　Coefficient）サーミスタ等を使用することも可能であるが、第２温度検出部１２としてはＮＴＣサーミスタであることが好ましい。
　ヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値Ｒｐは、ヒータ抵抗Ｒｈ、サーミスタ抵抗Ｒｔを用いて下記式により算出することができる。
　Ｒｐ＝１／（１／Ｒｈ＋１／Ｒｔ）
　なお、図４および図５はあくまで例であり、第１温度検出部１１および第２温度検出部１２として、同一種のサーミスタを使用する必要はない。
　図６は、図３に示す加熱ユニット１０を含むシステムのブロック図である。図６に示すように、情報処理装置３は、先端部６ａの温度を算出する温度算出部４１と温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度に基づき、第１温度検出部１１および第２温度検出部１２の異常を判定する異常判定部４２と、温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度に基づき、加熱部１３を制御する制御部４３と、を備える。
　温度算出部４１は、第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路から出力された抵抗値に基づき先端部６ａの温度Ｔ１（第１先端部温度）を算出する。また、温度算出部４１は、第２温度検出部１２および加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ回路から出力された抵抗値に基づき先端部６ａの温度Ｔ２（第２先端部温度）を算出する。
　異常判定部４２は、第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路から出力された抵抗値から温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度Ｔ１に基づき、第１温度検出部１１の異常を判定する。また、異常判定部４２は、第２温度検出部１２および加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ回路から出力された抵抗値から温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度Ｔ２に基づき、第２温度検出部１２の異常を判定する。さらに、異常判定部４２は、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差分に基づき、第１温度検出部１１または第２温度検出部１２の異常を判定する。異常判定部４２は、第１温度検出部１１および／または第２温度検出部１２が異常である場合、その旨制御部４３に出力する。
　制御部４３は、第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路から出力された抵抗値に基づき温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度Ｔ１が、先端部６ａの目標温度Ｔ０となるよう加熱部１３を制御する。制御部４３は、異常判定部４２から第１温度検出部１１もしくは第２温度検出部１２が異常であると判定した場合、加熱部１３への電力供給を停止し、表示装置５に第１温度検出部１１の異常を出力する。
　次に、図を参照して本実施の形態にかかる先端部６ａの温度制御について説明する。図７は、本発明の実施の形態にかかる先端部の温度制御を説明するフローチャートである。
　まず、温度算出部４１は、第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路の抵抗値から先端部６ａの温度Ｔ１を算出する（ステップＳ１）。
　異常判定部４２は、温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度Ｔ１が、設定温度Ｔ１’以上であるか判定する（ステップＳ２）。設定温度Ｔ１’は、第１温度検出部１１が、目標温度Ｔ０より異常に高温であると判定できる温度であり、先端部６ａの温度として許容できる最大温度に第１温度検出部１１を含むサーミスタ回路から算出される温度検出のバラツキを加味した温度である。
　異常判定部４２が、先端部６ａの温度Ｔ１が設定温度Ｔ１’以上と判定した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御部４３は、加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ並列回路への電力供給を停止し（ステップＳ９）、表示装置５に警告を表示する（ステップＳ１０）。
　一方、異常判定部４２が、先端部６ａの温度Ｔ１が設定温度Ｔ１’未満と判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、温度算出部４１は、第２温度検出部１２および加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ回路の抵抗値から先端部６ａの温度Ｔ２を算出する（ステップＳ３）。
　異常判定部４２は、温度算出部４１が算出した先端部６ａの温度Ｔ２が、設定温度Ｔ２’以上であるか判定する（ステップＳ４）。設定温度Ｔ２’は、第２温度検出部１２が、目標温度Ｔ０より異常に高温であると判断できる温度であり、先端部６ａの温度として許容できる最大温度に第２温度検出部１２を含むヒータ・サーミスタ回路から算出される温度検出のバラツキを加味した温度である。温度検出のバラツキは、サーミスタ単独回路よりヒータ・サーミスタ回路の方が大きいため、Ｔ２’の方がＴ１’より高くなる。
　異常判定部４２が、先端部６ａの温度Ｔ２が設定温度Ｔ２’以上と判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御部４３は、加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ並列回路への電力供給を停止し（ステップＳ９）、表示装置５に警告を表示する（ステップＳ１０）。
　一方、異常判定部４２が、先端部６ａの温度Ｔ２が設定温度Ｔ２’未満と判定した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、温度算出部４１は、Ｔ１とＴ２の差分△Ｔを算出する（ステップＳ５）。
　異常判定部４２は、温度算出部４１が算出した△Ｔが、所定の閾値Ｄ以上であるか判定する（ステップＳ６）。閾値Ｄは、第１温度検出部１１または第２温度検出部１２のいずれかが故障していると判定する値であって、第１温度検出部１１と第２温度検出部１２との間の最大温度差の、各回路での温度検出のバラツキを加えた値である。
　異常判定部４２が、△Ｔが閾値Ｄ以上と判定した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部４３は、加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ並列回路への電力供給を停止し（ステップＳ９）、表示装置に警告を表示する（ステップＳ１０）。
　一方、異常判定部４２が、△Ｔが閾値Ｄ未満と判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、さらに先端部６ａの温度Ｔ１が、目標温度Ｔ０＋α以上であるか判定する（ステップＳ７）。αは第１温度検出部１１の検出温度の挙動から設定することができる。
　異常判定部４２が、温度Ｔ１が目標温度Ｔ０＋α以上と判定した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部４３は、加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ並列回路への電力供給を停止する（ステップＳ１１）。
　一方、異常判定部４２が、温度Ｔ１が目標温度Ｔ０＋α未満と判定した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、さらに先端部６ａの温度Ｔ１が、目標温度Ｔ０－α以下であるか判定する（ステップＳ８）。
　異常判定部４２が、温度Ｔ１が目標温度Ｔ０－α以下と判定した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、制御部４３は、加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ並列回路に、目標温度Ｔ０となるまで電力を供給する（ステップＳ１２）。
　異常判定部４２が、温度Ｔ１が目標温度Ｔ０－αより高いと判定した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、処理を終了する。
　本実施の形態では、第２温度検出部１２を加熱部１３に並列に接続することにより、配線およびコネクタを増やすことなく、第１温度検出部１１を含むサーミスタ単独回路、およびヒータ・サーミスタ並列回路から先端部６ａの温度を検出することができるため、先端部６ａの細径化を図りながら、先端部６ａのより正確な温度を検出でき、かつ先端部６ａの温度を精度よく制御可能となる。
　上記の実施の形態では、温度算出部４１は、第２温度検出部１２および加熱部１３を含むヒータ・サーミスタ回路から出力された抵抗値に基づき先端部６ａの温度Ｔ２を算出するが、より正確な温度を検出するために、加熱部１３と第２温度検出部１２とが接続されているヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値からケーブル１５ｂおよび１５ｃの抵抗Ｒｃを減じた抵抗値に基づき、温度Ｔ２を算出することが好ましい。
　ヒータ・サーミスタ並列回路では、ヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値Ｒｐに対し、接続するケーブル１５ｂおよび１５ｃの抵抗Ｒｃが相対的に大きくなるため、ケーブル抵抗Ｒｃを減じた抵抗Ｒｐ’（Ｒｐ’＝Ｒｐ－Ｒｃ）を、ヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値として、先端部６ａの温度を算出することにより、先端部６ａのより正確な温度Ｔ２を算出することができる。
　図８は、本発明の実施の形態の変形例１にかかる加熱ユニット１０を含むシステムのブロック図である。情報処理装置３Ａは、加熱部１３および第２温度検出部１２に接続されるケーブル１５ｂおよび１５ｃの抵抗Ｒｃを記憶する記憶部４４を備え、温度算出部４１Ａは、加熱部１３と第２温度検出部１２とが接続されているヒータ・サーミスタ並列回路の抵抗値Ｒｐからケーブルの抵抗Ｒｃを引いた値から先端部６ａの温度Ｔ２を算出する。
　また、加熱ユニット１０は、第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３が光軸方向に一列、すなわち直線状に配置されていればよく、配置の順番は、上記の実施の形態の例に限定されるものではない。図９および図１０は、本発明の実施の形態の変形例２および変形例３にかかる加熱ユニットの上面図である。
　図９に示す変形例２の加熱ユニット１０Ｂでは、先端側から第１温度検出部１１、加熱部１３、第２温度検出部１２の順に配置され、図１０に示す変形例３の加熱ユニット１０Ｃでは、先端側から第２温度検出部１２、加熱部１３、第１温度検出部１１の順に配置されている。第１温度検出部１１、第２温度検出部１２および加熱部１３が光軸方向に一列に配置され、第２温度検出部１２および加熱部１３が並列回路を形成し、かつ配線により加熱ユニットの光軸方向に直交する方向の長さが大きくならない限り、先端部６ａの温度制御を正確に行うことができ、細径な先端部６ａとすることができる。
　上記の実施の形態では、挿入部６が、先端部６ａと、湾曲部６ｂと、可撓管部６ｃとを備えた軟性内視鏡について説明したが、これに限定されるものではなく、硬性内視鏡においても同様に適用可能である。
　本発明の内視鏡は、高画質な画像、および先端部の細径化が要求される内視鏡システムに有用である。
　１　内視鏡システム
　２　内視鏡
　３　情報処理装置
　４　光源装置
　５　表示装置
　６　挿入部
　６ａ　先端部
　６ｂ　湾曲部
　６ｃ　可撓管部
　７　操作部
　７ａ　湾曲ノブ
　７ｂ　処置具挿入部
　７ｃ　スイッチ部
　８　ユニバーサルコード
　８ａ、８ｂ　コネクタ
　１０　加熱ユニット
　１１　第１温度検出部
　１２　第２温度検出部
　１３　加熱部
　１４　フレキシブルプリント基板
　１５、３２　複合ケーブル
　１６　封止樹脂
　１７　熱収縮チューブ
　２０　撮像装置
　２８　対物光学ユニット
　３０　撮像素子
　３１　回路基板
　３３　ＩＣ
　３４　チップコンデンサ
　３６　カバーガラス
　３７　撮像素子保持枠
　４１　温度算出部
　４２　異常判定部
　４３　制御部
　４４　記憶部

Claims (7)

  1. 　被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡を備えた内視鏡システムにおいて、
    　先端部に位置する光学部材と、
    　前記光学部材を加熱する加熱部と、
    　前記先端部の温度情報を検出する第１温度検出部と、
    　前記加熱部と並列に接続され、前記先端部の温度情報を検出する第２温度検出部と、
    　前記第１温度検出部が検出した前記先端部の温度情報に基づき、前記加熱部を制御する制御部と、
    　前記第１温度検出部が検出した前記先端部の温度情報、および前記第２温度検出部が検出した前記先端部の温度情報に基づき、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定する異常判定部と、
    　を備えることを特徴とする内視鏡システム。
  2. 　前記第２温度検出部は、ＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記加熱部および前記第２温度検出部と接続されるケーブルのケーブル抵抗を記憶する記憶部と、
    　前記第１温度検出部が接続されている回路の抵抗値から第１先端部温度を算出し、前記加熱部と前記第２温度検出部とが接続されている並列回路の抵抗値からケーブル抵抗を引いた値に基づき第２先端部温度を算出する温度算出部と、
    　を備え、
    　前記異常判定部は、前記第１先端部温度および前記第２先端部温度に基づき、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記異常判定部は、前記第１先端部温度と前記第２先端部温度との差分に基づき、前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  5. 　被検体内に挿入される挿入部を有する内視鏡において、
    　先端部に位置する光学部材と、
    　前記光学部材を加熱する加熱部と、
    　前記先端部の温度情報を検出する第１温度検出部と、
    　前記加熱部と並列に接続され、前記先端部の温度情報を検出する第２温度検出部と、
    　を備え、
    　前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部は、前記光学部材の近傍に近接して配置されていることを特徴とする内視鏡。
  6. 　前記第２温度検出部は、ＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
  7. 　先端が前記光学部材近傍に位置するフレキシブルプリント基板と、
    　前記フレキシブルプリント基板の基端に接続される複数のケーブルと、を備え、
    　前記加熱部、前記第１温度検出部および前記第２温度検出部は、前記フレキシブルプリント基板の先端に実装され、前記ケーブルと電気的に接続されていることを特徴とする５または６に記載の内視鏡。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3067131B1 (fr) * 2017-06-01 2019-06-21 Aptiv Technologies Limited Dispositif optique pour vehicule comprenant un element de chauffage
CN111629649B (zh) * 2018-03-12 2024-07-30 奥林巴斯株式会社 内窥镜和内窥镜系统
US20200146166A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Covidien Lp Hermetically sealed printed circuit boards
DE102019103291B4 (de) * 2019-02-11 2024-04-18 Olympus Winter & Ibe Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems eines Endoskops, Heizsystem eines Endoskops und Endoskopsystem
DE102019104489A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Olympus Winter & Ibe Gmbh Endoskop
CN110444978B (zh) * 2019-09-06 2024-07-26 深圳市道通科技股份有限公司 线管转接组件及内窥镜

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039398A1 (ja) * 2010-09-22 2012-03-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用温度制御装置
JP2013254034A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Olympus Corp 内視鏡装置
JP2014104037A (ja) 2012-11-26 2014-06-09 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡装置
JP2014150924A (ja) 2013-02-07 2014-08-25 Hoya Corp 光走査装置
JP2015058149A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 オリンパス株式会社 内視鏡の曇り防止用ヒータユニットとこのヒータユニットを有する内視鏡
WO2016051516A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 オリンパス株式会社 曇り防止装置および内視鏡装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5272053B2 (ja) * 2011-07-26 2013-08-28 富士フイルム株式会社 電子内視鏡装置及び電子内視鏡システム
EP2881032B1 (en) * 2013-03-19 2017-07-19 Olympus Corporation Endoscope
CN103948364B (zh) * 2014-04-28 2016-06-15 中国科学院深圳先进技术研究院 内窥镜及检查方法
CN106488733B (zh) * 2014-07-28 2018-06-26 奥林巴斯株式会社 内窥镜系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039398A1 (ja) * 2010-09-22 2012-03-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用温度制御装置
JP2013254034A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Olympus Corp 内視鏡装置
JP2014104037A (ja) 2012-11-26 2014-06-09 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡装置
JP2014150924A (ja) 2013-02-07 2014-08-25 Hoya Corp 光走査装置
JP2015058149A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 オリンパス株式会社 内視鏡の曇り防止用ヒータユニットとこのヒータユニットを有する内視鏡
WO2016051516A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 オリンパス株式会社 曇り防止装置および内視鏡装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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US20180228357A1 (en) 2018-08-16
US10791919B2 (en) 2020-10-06
EP3466316A4 (en) 2020-01-22

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