(57)【要約】【課題】  観察窓における観察視野領域内に、振動子から付着物除去のための超音波振動を効率よく伝播させることのできる内視鏡装置を実現すること。【解決手段】  内視鏡装置１は、内視鏡２の挿入部１１先端に撮像用光学系３４に対向して設けられた透明部材３２と、透明部材３２の内表面に貼着された振動子３７と、透明部材の外表面に設けられ、振動子３７からの超音波振動ｆを、透明部材３２の外表面を伝播する表面弾性波Фに変換する回折格子４０と、透明部材３２の外周部分に設けられ、伝播された表面弾性波Фを外表面とは異なる面へ偏向させて吸収する吸収部３２ａ，３８と、を具備している。【選択図】図２
2011078454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、
前記透明部材の内表面に貼着された振動子と、
前記透明部材の外表面に設けられ、前記振動子からの超音波振動を、前記透明部材の外表面を伝播する表面弾性波に変換する回折格子と、
前記透明部材の外周部分に設けられ、伝播された前記表面弾性波を外表面とは異なる面へ偏向させて吸収する吸収部と、
を具備することを特徴とする内視鏡装置
【請求項２】
前記吸収部は、前記表面弾性波を前記透明部材の外表面とは異なる面へ偏向させる曲面部を含み、前記曲面部が少なくとも前記表面弾性波が到達する前記透明部材の外表面角部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置
【請求項３】
前記透明部材は、外表面輪郭となる外形部に前記表面弾性波を吸収する第１の領域と、表面弾性波を反射させる第２の領域を有し、前記第１の領域が前記回折格子から観察視野方向の外表面に前記表面弾性波が伝播されて到達する領域であって、前記第２の領域が前記回折格子から観察視野方向と反対方向の外表面に前記表面弾性波が伝播されて到達する領域であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記透明部材は、前記第２の領域において、外表面に伝播されて到達した前記表面弾性波を入射方向と反対方向に反射する反射面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置
【請求項５】
前記透明部材は、前記表面弾性波を反射する前記反射面が前記外形部の一部が面取りされて形成され、前記反射面を含む側面部が前記挿入部に設けられた固定支持部材に面接触して固着されていることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置
【請求項６】
前記透明部材は、外表面と前記反射面との成す角が略９０度であることを特徴とする請求項４、または請求項５に記載の内視鏡装置
【請求項７】
前記透明部材は、前記挿入部先端に設けられた固定支持部材と側面部が面接触して固着されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の内視鏡装置
【請求項８】
前記反射面は、外表面から内表面側に前記表面弾性波の１波長以上の距離を有した位置から前記内表面側に向かった面のみが前記固定支持部材と面接触して固着されていることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記透明部材の内表面の縁辺に配設され、前記表面弾性波を吸収する吸収部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の内視鏡装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察窓表面の付着物を確実に除去することで、観察性を向上させる内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年低侵襲医療を目的として内視鏡を用いた外科手術が普及している。このような内視鏡下の手術においては、内視鏡先端部に配設された観察窓に対して、汚れの付着、曇りの発生による観察環境の低下を防止することが課題となっている。
【０００３】
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ものがあるが、外科用の内視鏡では、付着する汚れが手術によって飛散した血液や脂肪などである場合があり、単純な送水のみでは汚れを除去できないケースがある。また、消化器用内視鏡でも、経鼻タイプの内視鏡では、先端部が細く高密度に部品が配置されているために送水後の水滴の除去が十分でない場合もある。
【０００４】
この問題に対する対策としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。  
この従来の内視鏡装置は、挿入部の内管の先端に、画像取り込み窓となるカバーガラスが対物光学系に対応して取付けられている。このカバーガラスの外表面には、例えば光触媒（酸化チタン等）の親水性を有した親水処理層であるコーティング層が形成されている。
【０００５】
このコーティング層は、カバーガラスが周囲環境との温度差により結露すると、その親水性により水の粒子を拡散して薄膜状の水膜とし、表面が曇るのを防止する。つまり、水膜の形成により、カバーガラス外表面を曇らせることなく、初期状態である明瞭な視野が確保される。そして、このカバーガラスのコーティング層上に形成された水膜に、体液、図示しない電気メスによる飛沫等の汚れが接触すると、これらの汚れが付着する。
【０００６】
また、挿入部の内管には、超音波振動子がカバーガラスに対して振動伝達可能に設けられている。この超音波振動子は、駆動制御されて超音波振動を発振し、この超音波振動がカバーガラスに伝播される。ここで、従来の内視鏡装置は、カバーガラスに伝播された超音波振動と重力の作用により、カバーガラスの外表面のコーティング層に被着形成される水膜が落下して除去される。このとき、水膜に付着される汚れも、水膜と共に落とされ、カバーガラスの外表面の洗浄が行われる。なお、送水ノズル等により、コーティング層上に水の補給を行うことでも、水膜は形成できる。以上によりカバーガラスの外表面の付着物（汚れと水滴や水膜）が除去される。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５５２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら従来の内視鏡装置では、内管の振動子が取り付けられる場所が、観察視野の邪魔とならないように、内管の内表面のうち、対物光学系に対向する部分以外の周辺部となっている。つまり、観察窓(カバーガラス)の観察視野領域は、振動子の取り付け箇所から離れた領域となり、振動子の取り付け場所によっては、振動子からの超音波振動が観察視野領域に伝わり難く(超音波振動は、振動子取り付け面の法線方向に強く伝播し、特に高周波振動の場合顕著となる)、観察窓の付着物を十分に除去しきれない可能性があった。
【０００９】
そこで、本願は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察窓における観察視野領域内に、振動子から付着物の除去のための超音波振動を効率よく伝播させることのできる内視鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部先端に撮像用光学系に対向して設けられた透明部材と、前記透明部材の内表面に貼着された振動子と、前記透明部材の外表面に設けられ、前記振動子からの超音波振動を、前記透明部材の外表面を伝播する表面弾性波に変換する回折格子と、前記透明部材の外周部分に設けられ、前記表面弾性波を外表面とは異なる面へ偏向させて吸収する吸収部と、を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、観察窓における観察視野領域内に、振動子から付着物の除去のための超音波振動を効率よく伝播させることが可能となり、観察窓の付着物を確実に除去できる内視鏡装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムの全体構成、および電気的構成を主に示すブロック図
【図２】同、硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図
【図３】同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した先端部の断面図
【図４】同、送水シースの先端部分の構成を示す断面図
【図５】同、図４の矢視Ｖ方向の送水シースの構成を示す平面図
【図６】同、硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図
【図７】同、硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の断面図であって、観察窓に付着物が付着した状態を示す図
【図８】同、図７の硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の拡大図
【図９】同、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係り、ガラス板を内表面方向からみた、硬性内視鏡の挿入部の断面図
【図１１】同、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した先端部の断面図
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係り、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図
【図１３】同、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した先端部の断面図
【図１４】同、第１の変形例を示し、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図
【図１５】同、図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿って切断した先端部の断面図
【図１６】同、第２の変形例を示し、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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。なお、以下の説明において、例えば、腹腔鏡下外科手術を行う硬性内視鏡を例示する。  
また、図１から図９は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡システムの全体構成、および電気的構成を主に示すブロック図、図２は硬性内視鏡の先端部分の構成を示す断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した先端部の断面図、図４は送水シースの先端部分の構成を示す断面図、図５は図４の矢視Ｖ方向の送水シースの構成を示す平面図、図６は硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の斜視図、図７は硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の断面図であって、観察窓に付着物が付着した状態を示す図、図８は図７の硬性内視鏡の挿入部が送水シースに挿通配置された状態を示す先端部分の拡大図、図９は表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施の形態の内視鏡装置である内視鏡システム１は、硬性内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、この内視鏡２の挿入部１１が内部に挿通配置される洗浄液供給手段を構成する送水シース３と、ビデオプロセッサ５と、光源装置４と、モニタ６と、によって、主に構成されている。
【００１６】
内視鏡２は、従来の構成と同様であるため、何れも図示しないが、硬質な挿入部１１（図２参照）に連設された操作部と、この操作部に設けられたスイッチ類と、操作部から延出する複合ケーブルであるユニバーサルケーブルと、このユニバーサルケーブルの延出端に配設された光源コネクタと、この光源コネクタの側部から延出する電気ケーブルと、この電気ケーブルの延出端に配設された電気コネクタと、を有して構成されている。なお、光源コネクタは、光源装置４に着脱自在に接続される。また、電気コネクタは、ビデオプロセッサ５に着脱自在に接続されている。
【００１７】
また、ビデオプロセッサ５は、光源装置４、およびモニタ６に電気的に接続されている。ビデオプロセッサ５は、内視鏡２が撮像した画像データを映像信号化して、モニタ６に表示させる。さらに、ビデオプロセッサ５は、内視鏡２の操作部に配設されたスイッチ類の操作信号が入力され、これら信号に基づいて、光源装置４を制御したり、送水タンク２４にエアーを送り、この送水タンク２４内の洗浄水である生理食塩水等を送水シース３に送液制御したりするための制御手段である制御装置を構成している。
【００１８】
次に、内視鏡システム１の主に電気的な構成について、図１に基づいて、以下に説明する。  
図１に示すように、ビデオプロセッサ５は、ＣＰＵである制御部５１と、電源／映像信号処理回路５２と、圧電振動子加振回路５３と、ポンプ制御回路５４と、コンプレッサであるポンプ５５と、を有して構成されている。
【００１９】
制御部５１は、電源／映像信号処理回路５２、圧電振動子加振回路５３、およびポンプ制御回路５４と電気的に接続されており、各回路を制御する。また、電源／映像信号処理回路５２は、モニタ６とも電気的に接続され、モニタ６へ内視鏡画像信号を出力する。
【００２０】
圧電振動子加振回路５３は、内視鏡２の圧電振動子３７を振動させる機能を有し、制御部５１の制御により、圧電振動子３７の振動強度を出力する電力量により可変制御する。
【００２１】
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。
【００２２】
光源装置４は、ハロゲンランプ等の光源５６と、この光源５６を駆動する光源制御回路５７と、を有して構成されている。光源制御回路５７は、ビデオプロセッサ５の制御部５１と電気的に接続されて、この制御部５１により制御される。
【００２３】
次に、内視鏡２の挿入部１１の先端部分の構成について、図２、および図３に基づいて、以下に説明する。  
内視鏡２の挿入部１１は、図２（ａ），（ｂ）、および図３に示すように、挿入部外装を構成する金属製の管状部材３１の先端に、本実施の形態における吸収部の一部を構成する、固定支持部材３８が嵌合固着されている。そして、固定支持部材３８に周囲が覆われるように支持固定された観察窓である透明部材の略円盤状のガラス板３２が接着剤を介して接合されている。
【００２４】
管状部材３１の内部には、撮像用光学系を含む撮像モジュール３４、およびここでは２本の照明用のライトガイド３３が配置されている。撮像光学系を構成する撮像モジュール３４の内部には、詳細には図示しないが、結像用光学系、固体撮像素子、およびそのドライバチップが組み込まれており、通信ケーブル３５が根元方向へ引き出されている。
【００２５】
また、ガラス板３２の内表面（裏面）には、観察視野を妨げない位置、つまり対向配置された撮像モジュール３４の外方（ここでは外周一部から所定距離だけ離間した方向）の一領域側に、矩形状の圧電振動子３７が貼着されている。圧電振動子３７には配線３６が接続され、電気的に駆動されるようになっている。つまり、圧電振動子３７には、加振のための電圧を供給する配線３６が内視鏡２の根元方向に引き出されている。また、圧電振動子３７のガラス板３２への固定は、接着剤による固定に限定することなく、半田等でもよい。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、超音波振動をガラス板３２内に発生させる。
【００２６】
ガラス板３２は、図２（ｂ）に示すように、内表面(裏面)に貼着された圧電振動子３７に対向した外表面の位置に断面矩形状で直線状の複数の溝部が並列配置された回折格子４０が設けられている。つまり、圧電振動子３７は、ガラス板３２の内表面に貼着された面積がガラス板３２の外表面に形成された回折格子４０の面積に対して同一、または、それ以上となっている。また、ガラス板３２の外表周部の角部は、曲面形成され、表面弾性波の方向を外表面とは異なる面へ偏向する吸収部の一部を構成する曲面部３２ａが形成されている。
【００２７】
上述の圧電振動子３７から発生された超音波振動ｆ（図８参照）は、主として圧電振動子３７の貼着面（ガラス板３２の内表面）に垂直な方向に伝播し、圧電振動子３７に対向したガラス板３２の上記回折格子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によりガラス板３２の外表面を伝播する表面弾性波Ф（図８参照）に変換される。
【００２８】
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がガラス板３２を伝播する表面弾性波Ф速度を超音波振動ｆの周波数で除した値となっており、回折格子４０から放射される表面弾性波Фの波長と略同じ値となっている。また、回折格子４０の溝の深さは、格子周期の約１／１０に設定されている。
【００２９】
なお、上述した曲面部３２ａは、生産性の低下防止のため、ガラス板３２の全周角部に形成されているが、勿論、圧電振動子３７によって発生された超音波振動が回折格子４０によって変換された表面弾性波Фが伝播して到達するガラス板３２の外周角部領域のみに形成しても良い。
【００３０】
また、内視鏡２の構成部品は、管状部材３１と、固定支持部材３８を介してそれに接合されたガラス板３２によって封止されており、高圧蒸気による滅菌処理に耐え得る構造となっている。  
さらに、本実施形態においては、ガラス板３２の撮像モジュール３４の撮像光学系と対向する内表面は平面状としているが、撮像光学系に対向する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。
【００３１】
また、本実施の形態のライトガイド３３は、ユニバーサルケーブルへ延設され、ライトガイド３３が光源コネクタで終端されている。そして、通信ケーブル３５、および配線３６が電気ケーブルを介して、電気コネクタに接続されている。
【００３２】
つまり、内視鏡２は、ユニバーサルケーブル、および電気ケーブルを介して、ライトガイド３３が光源制御回路５７を含む光源装置４の光源５６に、撮像モジュール３４から引き出された通信ケーブル３５がビデオプロセッサ５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３６がビデオプロセッサ５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。
【００３３】
次に、送水シース３について図４、および図５に基づいて、以下に説明する。  
送水シース３は、先端部材を備えた被覆チューブ２１と、この被覆チューブ２１の基端に連設された図示しない接続部と、この接続部の側部から延出する図示しない送水チューブと、を有して構成されている。なお、送水チューブの延出端は、送水タンク２４に接続されている。この送水タンク２４には、ビデオプロセッサ５の送気コネクタに一端が接続された送気チューブ（何れも不図示）の他端が接続されている。
【００３４】
送水シース３の被覆チューブ２１は、チューブ本体４１と、このチューブ本体４１の先端に嵌着された略円筒形状の先端部材４２と、を有して構成されている。チューブ本体４１の肉厚部分の一部には、送水用の断面円形状の送水路４３が１つ形成されている。この送水路４３は、接続部まで配設され、この接続部を介して送水チューブと連通している。
【００３５】
先端部材４２は、チューブ本体４１の送水路４３に対向する位置の開口端面に沿った板体である、ひさし部４４を有している。
【００３６】
このように構成された送水シース３は、送水路４３が送水タンク２４と送水チューブを介して連通するように接続される。そして、送水タンク２４内の洗浄水である生理食塩水等は、ポンプ制御回路５４によって制御されるポンプ５５からのエアーにより送水タンク２４内の圧力が上昇されることで、送水路４３中に送液されて内視鏡先端部へ流れるようになっている。
【００３７】
以上に説明した本実施の形態の内視鏡システム１は、図６に示すように、内視鏡２の挿入部１１が送水シース３の被覆チューブ２１に挿通配置され、例えば、腹腔鏡下外科手術に用いられる。
【００３８】
内視鏡システム１は、図７に示すように、術中にガラス板３２の外表面に血液、脂肪等の汚れ１０１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５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がガラス板３２中に発生する。
【００３９】
これに先立ち、上記スイッチ類の操作により、送水シース３からガラス板３２の外表面に洗浄水が供給される。つまり、コンプレッサであるポンプ５５から送水タンク２４内にエアーが供給され、送水タンク２４内の洗浄水が送水シース３に供給される。この洗浄水は、送水シース３のチューブ本体４１に形成された送水路４３を介して、チューブ本体４１の先端から噴出し、ひさし部４４に当たって、ガラス板３２の略外表面全面に沿って流れ出すことになる。
【００４０】
そして、図８に示すように、ガラス板３２の圧電振動子３７が貼着された内表面（裏面）である振動面で発生した超音波振動ｆは、ガラス板３２内部を略垂直方向に伝播する。この超音波振動ｆは、回折格子４０に到達して、この回折格子４０によりガラス板３２の外表面を伝播する表面弾性波に変換され、図９に示すように、ガラス板３２の中心側(撮像モジュール３４の撮像光学系によって集光される撮影光軸Ｏ)、およびこの中心側に対して回折格子４０を挟んだ反対側の外周部に向かってガラス板３２外表面を横方向に直線的に表面弾性波Фとして伝播する。なお、回折格子４０によって発生する表面弾性波Фの進行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、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、直交する方向に表面弾性波Фが回折格子４０を挟んだ互いに逆向きとなる２つの進行方向に伝播される。
【００４１】
ガラス板３２に回折格子４０が設けられていない場合、超音波振動ｆの指向性が高いため、上記圧電振動子３７の平面と、この圧電振動子３７の平面に対向するガラス板３２の外表面の間で超音波振動ｆが反射を繰り返し、この対向部分は振動がよく伝播するが、それ以外のガラス板３２の圧電振動子３７から離れた領域にはあまり超音波振動ｆが伝播されない。
【００４２】
これに対し、本実施の形態のように、ガラス板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、ガラス板３２における撮像モジュール３４の観察視野領域Ｌｆ（図９中の２点鎖線）の中心方向（撮影光軸Ｏが通過する方向）に向かって、直線的な表面弾性波Фとして変換され伝播される。
【００４３】
換言すると、図９に示すように、表面弾性波Фは回折格子４０の溝部の配列方向に対して垂直な方向に放射される。ガラス板３２の中心方向に伝播された表面弾性波Фは、ガラス板３２の外表面で観察視野領域Ｌｆ部分に到達して、さらに通過する。そして、表面弾性波Фは、観察視野領域Ｌｆに付着している血液等の汚れ１０１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、表面弾性波Фは、その振動をガラス板３２の表面に集中させて伝播するので、ガラス板３２の外表面に付着した汚れ１０１に効率的に振動を伝えて、汚れを除去することができる。
【００４４】
つまり、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、表面弾性波Фとして変換される。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、ガラス板３２の中心方向（撮影光軸Ｏが通過する方向）に効率的に表面弾性波Фとして伝播させることが可能となり、外表面に付着した汚れ１０１を洗浄水と混合させ、一部は霧状となり、また一部は洗浄水とともに押し流すことにより、ガラス板３２における観察視野領域Ｌｆの略全面に亘って汚れ１０１を効率良く確実に除去することが可能となる。
【００４５】
また、ガラス板３２の外表面の輪郭を形成している外形部である外周部に到達した表面弾性波Фは、さらに、曲面部３２ａによって、ガラス板３２の側面となる外周面に沿って伝播される。なお、本実施の形態の曲面部３２ａは、表面弾性波Фをガラス板３２の外表面に反射して戻らないように、反射表面弾性波Фの波長より大きな曲率半径で面取りされている。
【００４６】
そして、ガラス板３２の側周面まで伝播された表面弾性波Фは、ガラス板３２の外周を保持固定する吸収部となる固定支持部材３８によって吸収される。また、回折格子４０からガラス板３２の観察視野領域Ｌｆとは反対方向に伝播する表面弾性波Фも、同様に曲面部３２ａに沿ってガラス板３２の側周面に伝播され、ガラス板３２の外周部で固定支持部材３８によって吸収される。
【００４７】
なお、ガラス板３２の外周部に表面弾性波の反射を抑える曲面部３２ａを形成しない場合、またはガラス板３２に曲面部３２ａを形成しても固定支持部材３８を設けなかった場合、ガラス板３２の外表面に回折格子４０から観察視野領域Ｌｆに向かう表面弾性波Фと、ガラス板３２の外周、または外周内表面で反射された相対的に方向が異なる（おおよそ互いに異なる逆向き）観察視野領域Ｌｆに向かった表面弾性波Фが同時に存在してしまう。その結果、ガラス板３２の外表面に付着した汚れ１０１に対して、互いに向きが逆方向の表面弾性波Фによる振動が同時に作用する場合が生じることになり、これら逆方向の表面弾性波Фが振動を打ち消してしまい、汚れ１０１の除去性が著しく低下する可能性がある。
【００４８】
本実施の形態では、ガラス板３２の外表面側の外周部に、ガラス板３２の外表面を伝播する表面弾性波Фをガラス板３２の側周面へと伝播させる曲面部３２ａを形成すると共に、ガラス板３２の外周に表面弾性波Фを吸収する吸収部となる固定支持部材３８を設けることで、汚れ１０１に対して一方向に表面弾性波が作用して、効率的に汚れを除去することが可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態では、人体内に接したり、滅菌消毒時に薬品に曝されたりする内視鏡挿入部先端の外表面に表面弾性波Фを吸収するための吸収部材を設ける必要がないという利点もある。
【００５０】
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、効率よくガラス板３２の中心方向、換言すると撮像モジュール３４の観察視野領域Ｌｆ中心方向に伝播させ、内視鏡２の撮像モジュール３４に対向するガラス板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。
【００５１】
特に、格子間隔（格子周期）を、おおよそガラス板３２の表面を伝播する表面弾性波の速度を回折格子４０に入射する超音波振動ｆの周波数で除した（割った）値としてあるので、回折格子に入射する超音波振動Φをガラス板３２の外表面を伝播する表面弾性波にモード変換することができる。表面弾性波Фは、その振動をガラス板３２の表面に集中させて伝播するので、ガラス板３２の外表面に付着した汚れ１０１に効率的に振動を伝えて、汚れを除去することができる。
【００５２】
（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１０、および図１１に基づいて、以下に詳しく説明する。図１０、および図１１は、本発明の第２の実施の形態に係り、図１０はガラス板を内表面方向からみた、硬性内視鏡の挿入部の断面図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿って切断した先端部の断面図である。
【００５３】
なお、本実施の形態の説明において、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。また、以下に説明する本実施の形態の構成は、第１の実施の形態の内視鏡２に対しても勿論適用可能なものである。
【００５４】
本実施の形態では、ガラス板３２は、内表面側の外周縁辺部分にリング状の吸収部材４５が設けられている。この吸収部材４５は、ガラス板３２の側周面に伝播された表面弾性波Фをガラス板３２の内表面縁辺にて確実に吸収して反射しないようにするため、ゴムなどの弾性体から形成されている。
【００５５】
例えば、ガラス板３２の厚さが薄い場合、固定支持部材３８は、肉厚も薄くしなければならず、ガラス板３２との接触面積が小さくなってしまう。この場合、固定支持部材３８は、ガラス板３２の側周面に伝播された表面弾性波Фを完全に吸収しきれない場合がある。ガラス板３２の側面で表面弾性波Фが吸収されない場合、ガラス板３２の内表面にて表面弾性波Фが反射され、この反射された表面弾性波Фが入射（伝播）経路と逆の経路となるガラス板３２の側周面から曲面部３２ａを介して外表面へと伝播してしまう。
【００５６】
そのため、本実施の形態では、上述の第１の実施の形態の効果に加え、吸収部材４５をガラス板３２の内表面縁辺部分に設けることで、ガラス板３２の側周面にて固定支持部材３８によって吸収しきれなかった表面弾性波を吸収部材４５により吸収して、ガラス板３２の外周部へ入射（伝播）経路と逆方向への表面弾性波Фの反射を確実に抑制することができる。
【００５７】
（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１２から図１６に基づいて、以下に詳しく説明する。図１２から図１６は、本発明の第３の実施の形態に係り、図１２は表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿って切断した先端部の断面図、図１４は第１の変形例を示し、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿って切断した先端部の断面図、図１６は第２の変形例を示し、表面弾性波の伝播を説明するための硬性内視鏡の先端面を示す平面図である。
【００５８】
なお、本実施の形態の説明においても、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。また、以下に説明する本実施の形態の構成は、第１、および第２の実施の形態の内視鏡２に対しても勿論適用可能なものである。
【００５９】
本実施の形態のガラス板３２は、図１２、および図１３に示すように、回折格子４０を境にして観察視野領域Ｌｆと反対側の外周部が回折格子４０の長手方向と平行であって、外表面、および内表面と垂直方向に直線的に削り落とされた反射面を構成する面取り部である平面部３２ｂが形成されている。この平面部３２ｂは、回折格子４０に平行な長さが回折格子４０の溝部の長手方向の長さ以上となっており、回折格子４０の端部から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置、つまり、表面弾性波Фが到達する所定の距離Ｌ１となる位置に形成されており、本実施の形態において表面弾性波Фを反射する反射領域を含んでいる。
【００６０】
そして、ガラス板３２を挿入部１１の先端で固定する固定支持部材３８は、ガラス板３２の平面部３２ｂ全面に面接触して接着剤などを介して固着する段部３８ａが形成されている。つまり、段部３８ａは、ガラス板３２の厚寸法と略同一の厚みを有して、ガラス板３２の平面部３２ｂと面接触している。
【００６１】
なお、本実施の形態では、ガラス板３２の外表面に伝播する表面弾性波Фがガラス板３２の外表面の輪郭を形成している外形部である外形端部（外周部、または平面部３２ｂ）に到達する領域を領域Ａ，Ｂとする。そして、回折格子４０の溝部形状が直線の場合は、表面弾性波Фが伝播する方向である格子ベクトルの向きが回折格子４０の溝部の長手方向に対して垂直な方向となる。
【００６２】
ここでは、ガラス板３２の外表面を観察視野領域Ｌｆ側に伝播する表面弾性波Фａが到達して、表面弾性波Фａを曲面部３２ａによって側周面に偏向するガラス板３２の外周部分が第１の領域Ａとしている。この第１の領域Ａは、表面弾性波Фａの反射を抑制するように、ここでは、表面弾性波Фａを偏向して吸収する吸収部を構成する曲面部３２ａ、および固定支持部材３８に固定支持される側周面となる。つまり、第１の領域Ａを含む吸収領域では、吸収部を備え、上述の各実施の形態と同様に、ガラス板３２の曲面部３２ａで偏向された表面弾性波Фａを側周面で吸収する構成となっている。
【００６３】
換言すると、観察視野領域Ｌｆ側に形成された回折格子４０の溝部の長手方向における両端部の２点から、この溝部の長手方向に直交する方向である格子ベクトルと平行な観察視野領域Ｌｆ側に引いた２つの直線が到達するガラス板３２の外周部の２点間の円弧状の領域が第１の領域Ａとなる。回折格子４０から観察視野領域Ｌｆ側に放射された表面弾性波Фａは、上記格子ベクトルと平行に直線的に伝播するので、ガラス板３２の外周部のうち第１の領域Ａのみに到達する。この第１の領域Ａに到達した表面弾性波Фａは、吸収部を備えた吸収領域にて反射することなく吸収される。
【００６４】
一方、観察視野領域Ｌｆ側とは反対側のガラス板３２の外表面を伝播して、表面弾性波Фｂが到達する平面部３２ｂにおける領域を第２の領域Ｂとしている。この第２の領域Ｂは、表面弾性波Фｂが平面部３２ｂによって反射される反射部を構成している。つまり、第２の領域Ｂを含む反射領域では、ガラス板３２の平面部３２ｂが外表面に対して略直角（垂直）な平面、つまり、断面形状が略９０度（外表面と平面部３２ｂとの成す角が略９０度）であるため、到達して平面部３２ｂに入射してきた表面弾性波Фｂが反射される構成となっている。
【００６５】
換言すると、回折格子４０からは観察視野領域Ｌｆ方向とは反対側の方向にも表面弾性波Фｂが放射される。ここでは、観察視野領域Ｌｆ側と反対側に形成された回折格子４０の溝部の長手方向における両端部の２点から、この溝部の長手方向に直交する方向である格子ベクトルと平行な観察視野領域Ｌｆ側と反対側に引いた２つの直線が到達するガラス板３２の平面部３２ｂの２点間の直線状の領域が第２の領域Ｂとなる。回折格子４０から観察視野領域Ｌｆ側と反対側に放射された表面弾性波Фｂは、上述と同様に、格子ベクトルと平行に直線的に伝播するので、ガラス板３２の外周部のうち第２の領域Ｂのみに到達する。この第２の領域Ｂに到達した表面弾性波Фｂは、平面部３２ｂによる反射領域にて吸収されることなく反射される。
【００６６】
なお、ガラス板３２の上面から見たとき、平面部３２ｂを含むガラス板３２の外形は、第２の領域Ｂにおいて、回折格子４０と平行な形状であることが望ましい。つまり、回折格子４０の任意の点から、上述の格子ベクトルと平行に引いた直線が、第２の領域Ｂにおいてガラス板３２の平面部３２ｂと直交し、回折格子４０とガラス板３２の平面部３２ｂの距離が一定であることが望ましい。
【００６７】
さらに、回折格子４０と第２の領域Ｂとの所定の距離Ｌ１は、回折格子４０の格子周期の１／２の整数倍（格子周期×１／２×ｎ、ｎ＝整数）であることが望ましい。このような構成にすることで、第２の領域Ｂに入射してきた表面弾性波Фｂは、入射方向に対して１８０度となる反対向きに反射され、かつ、反射領域を含むガラス板３２の平面部３２ｂからの反射波（表面弾性波Фｂ）と、回折格子４０から観察視野領域Ｌｆ側に直接伝播する表面弾性波Фａが振幅を強めあうように重ね合わされるので、平面部３２ｂからの反射波（表面弾性波Фｂ）も汚れ除去に貢献する。
【００６８】
以上の説明から、本実施の形態では、上述の第１の実施の形態の効果に加え、ガラス板３２の外表面に付着した汚れ１０１に対して、さらに効率的に振動を伝えて、確実に汚れを除去することができる。
【００６９】
（第１の変形例）
次に、図１４、および図１５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１４、および図１５に示すように、ガラス板３２の反射領域を含む平面部３２ｂにおいて、固定支持部材３８が面接触して固着される部分が、ガラス板３２の肉厚（外表面から内表面までの厚さ寸法）よりも所定の高さ（長さ）Ｈ１だけ内表面側に下がった位置となるように構成されている。つまり、固定支持部材３８は、上述の段部３８ａが形成されておらず、ガラス板３２の肉厚よりも薄い肉厚（厚さ寸法）を備え、反射面である平面部３２ｂと面接触して固着されて、ガラス板３２を固定支持している。また、上記所定の高さＨ１は、少なくともガラス板３２の外表面から表面弾性波Фｂの１波長以上の長さ（高さ）が設定されている。
【００７０】
なお、表面弾性波Фａ，Фｂの波長は、圧電振動子３７の振動周波数と、ガラス板３２を伝播する表面弾性波の音速によって規定されるものである。例えば、圧電振動子３７の振動周波数が４０ＭＨｚのとき、カバーガラスとなる標準的なガラス板３２の材質から決まる外表面を伝播する表面弾性波Фａ，Фｂの音速が約３４００ｍ/ｓとなるので、回折格子４０の格子周期（溝部の間隔）が約８５μｍに設定される。表面弾性波Фａ，Фｂの波長は格子周期と一致するので、上記所定の高さＨ１は８５μｍ以上となっている。
【００７１】
また、表面弾性波Фｂは、伝播するガラス板３２の外表面から１波長程度の深さ内にその振動エネルギーの９０％以上が集中しているため、ガラス板３２の外表面から１波長の間を固定支持部材３８と平面部３２ｂとの固定に使用せずに、空気と接している状態にすることで、反射領域である第２の領域Ｂでの表面弾性波Фｂの反射率を上げて振動エネルギーの低減を防止することができるため、第２の領域Ｂからの反射波（表面弾性波Фｂ）による汚れ１０１の除去へ効率を高めることができる。
【００７２】
（第２の変形例）
次に、図１６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、および各実施の形態の回折格子４０の溝部形状が直線の場合は、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る。
【００７３】
本変形例では、図１６に示すように、回折格子４０を構成する並設される複数の溝部が上面側から見た形状が曲線（円弧状）をしている。このように回折格子４０を円弧状の曲線群とすることで、ガラス板３２の外表面を観察視野領域Ｌｆ側に伝播される表面弾性波Фａ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。
【００７４】
また、回折格子４０の上面から見た形状が円弧状の曲線となっている場合には、回折格子４０から反射領域となる第２の領域Ｂまでの所定の距離を一定とするために、ガラス板３２の外形一部を外表面と直交する方向へ円弧状に切り欠いた反射面を構成する面取り部である円弧面３２ｃが設けられる。
【００７５】
この第２の領域Ｂにおいて、固定支持部材３８は、円弧面３２ｃに面接触するように円弧状の曲線となって突起した形状を有している。このような形状により、回折格子４０の任意の点から観察視野領域Ｌｆ側と反対方向へ格子ベクトルと平行に引いた直線が第２の領域Ｂでガラス板３２の円弧面３２ｃと直交しているため、表面弾性波Фｂが入射方向に対して１８０度となる反対向きに反射される。
【００７６】
回折格子４０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表面弾性波Фが伝播する方向であるので、表面弾性波Ф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側に伝播される表面弾性波Фａ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、ガラス板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、ガラス板３２の観察視野領域Ｌｆ全体に表面弾性波を伝播させることができる。
【００７７】
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３の実施の形態の構成を組み合わせた構成とすることができる。
【００７８】
つまり、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。
【００７９】
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・内視鏡システム
２・・・内視鏡
３・・・送水シース
４・・・光源装置
５・・・ビデオプロセッサ
６・・・モニタ
１１・・・挿入部
３１・・・管状部材
３２・・・ガラス板
３２ａ・・・曲面部
３３・・・ライトガイド
３４・・・撮像モジュール
３７・・・圧電振動子
３８・・・固定支持部材
４０・・・回折格子
５３・・・圧電振動子加振回路
ｆ・・・超音波振動
Ф・・・反射表面弾性波
Ｌｆ・・・観察視野領域
Ｏ・・・撮影光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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