JPH04658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、水晶体乳化プローブ駆動装置の分野
に関するものであつて、更に詳細には、水晶体乳
化用の同調型リアクタンス処理の分野に関するも
のである。

従来技術 誘導性負荷又は容量性負荷へ電力を供給する上
で、該負荷を横断しての電圧と該負荷を介しての
電流との間の位相角がゼロである場合に、電力の
最大効率及び最大供給が発生することは長い間知
られている。システム乃至は系の位相角は力率に
関係している。当業者等に明らかな如く、抵抗要
素に加えて誘導性要素又は容量性要素を有する任
意の回路網のインピーダンスは、実数成分、即ち
抵抗要素、と、誘導性要素及び容量性要素の存在
によつて発生される虚数成分とのベクトル和であ
る。リアクテイブ成分即ち無効成分がゼロである
場合、システムのインピーダンスは純粋に抵抗性
であり、且つ合成ベクトルは実数軸に一致する。
この様な場合に、位相角はゼロである。力率は、
負荷インピーダンスにおける無効成分と実成分の
相対的大きさの目安である。それはこれら２つの
ベクトル成分の相対的大きさに関連している。

力率は、又、パワー即ち電力を負荷へ供給する
システムの効率の目安である。抵抗性成分のみが
実際に電力を散逸することが可能であるので、負
荷インピーダンス内の誘導性又は容量性のリアク
タンス成分の存在は、システムの電力供給の効率
を減少させる。何故ならば、それは電力供給の供
給源抵抗における電力散逸を増大させるからであ
る。この理由は、当業者等にとつて明らかであ
り、従つてここでは詳細は割愛する。前述した現
実の結果として、負荷への電力供給の効率を最大
とさせる為には、負荷インピーダンスの無効成分
を同調回路内の等しく且つ符号が反対の無効成分
と直列又は並列に配置させることによつてそれを
調出させ合成負荷インピーダンスを純粋に抵抗性
のものとさせることが有用であることが、長年の
間、電力会社やその他の電力供給技術にたづさわ
る技術者等にとつて公知であつた。この様な場
合、供給源インピーダンスは負荷インピーダンス
の共役として整合されると言われ、且つ負荷へ供
給される電力は最大とされる。

負荷へ供給される電力は次式で与えられる。

(1) 電力＝VIcosΘ 尚、Ｖは負荷インピーダンスを横断しての電圧
降下であり、Ｉは負荷インピーダンスを介して流
れる直列電流であり、cosΘは回路の力率である。
該力率は、電流が電圧よりも先行する場合に、
「リード（先行）」すると言われ、且つ電流が電圧
に遅れる場合に、「ラギング（遅れ）」すると言わ
れる。

超音波プローブは、従来、プローブによつて分
裂された組織の破片の吸い出しと結合されて、目
の中における白内障の破壊の為の水晶体乳化の為
に使用されている。２つの種類のプローブが従来
開発されており、その１つはピエゾ電気結晶によ
つて励起されるものである。この様なピエゾ電気
プローブは、従来、例えばチタン等の金属からな
るロツドであり、その中にピエゾ電気結晶を固着
させて該ロツドを振動させる為の励起源として機
能させている。ピエゾ電気結晶は、例えば40000
Hz等の高周波数を持つた電気交流駆動信号で駆動
されている。プローブの長さは、駆動信号の波長
の半分の整数倍である。駆動信号の影響下でのピ
エゾ電気結晶の振動は、ロツドをその機械的共振
周波数で振動させる。

プローブロツドの質量と結合された場合に、こ
の様なプローブにおける励起源として使用される
ピエゾ電気結晶は、誘導性成分と、容量性成分
と、抵抗性成分とを持つた等価電気回路としてモ
デル化させることが可能である。ロツドの金属の
弾性を表す容量性成分があり、且つプローブの質
量を表す誘導性成分がある。更に、目の中の組織
又は流体等の負荷に接触した場合のロツドの先端
部の運動に対しての抵抗を表す抵抗性成分があ
り、それはプローブの先端部の振動を減衰させる
傾向とさせる。ピエゾ電気結晶自身は、抵抗性成
分を与え、それは該結晶の端子間の電流の漏れの
量に関連している。該結晶は、更に、ピエゾ電気
結晶の本来的な電気的特性、即ち厚さや、誘導率
や、面積等、を表す容量性成分も持つている。

温度が変化し、且つプローブ上の負荷が変化す
ると、プローブの等価回路内の種々の抵抗性成分
及びリアクテイブ即ち無効成分が値を変化させ
る。これらの成分の値における変化は、プローブ
の機械的共振周波数を変化させる。駆動周波数が
変化した共振周波数に対応して変化されない限
り、最大の電力伝達効率は達成されることがな
い。

更に、当業者等にとつて明らかな如く、供給源
と負荷との間の最大電力伝送は、供給源及び負荷
のインピーダンスが整合し従つて負荷が純粋に抵
抗性に見える場合に、発生する。従つて、超音波
プローブの場合、共振周波数におけるプローブ負
荷インピーダンスが容量性無効成分を持つている
場合、供給源インピーダンスは、供給源と負荷と
の間の電力伝送を最大とさせる為に等しい大きさ
の誘導性無効成分を持たねばならない。水晶体乳
化プローブの結合した機械的及び電気的システム
の抵抗性及び無効成分の大きさが変化するので、
電力レベルが変化し且つ温度及びプローブの負荷
条件が変化すると、固定したインダクタの場合に
不可能ではないにしても、負荷インピーダンスへ
供給源インピーダンスを整合させて、広範囲の電
力レベル及び周波数変動に渡つてプローブの無効
成分を相殺させることは困難である。この様な整
合させ同調させたシステムの利点は、供給源電圧
発生器によつて見られるインピーダンスが最小と
されている（同調用インダクタを包含する２ポー
ト回路内に向かつて）ので、低電圧コンポーネン
トを使用することが可能である。

従つて、電力レベル、温度、及び負荷変動等の
条件が変化する場合に、負荷の無効成分が相殺さ
れる様に同調させることの可能な水晶体乳化プロ
ーブドライバーの必要性が発生していた。更に、
電力レベル、温度、及び負荷条件等が変化する
か、又は新たなプローブをシステムに取付けた場
合に、変化した機械的共振周波数へ整合させる為
に駆動周波数を変化させることの可能なプローブ
駆動回路に対する必要性が発生していた。更に、
ユーザが所望の電力レベルを設定することが可能
であり且つ電力レベルがプローブへ伝送される様
な比例的電力制御を具備する水晶体乳化プローブ
ドライバーに対する必要性が発生していた。

目 的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであつ
て、上述した如き従来技術の欠点を解消し、プロ
ーブの機械的共振周波数を自動的に同調させ且つ
負荷インピーダンスのリアクテイブ成分から抜け
出して自動的に同調を行う水晶体乳化用のプロー
ブ用の実質的に比例的な電力制御を与える方法及
び装置を提供することを目的とする。

構 成 負荷インピーダンスリアクテイブ成分を相殺す
るための一定の同調は、システムがドライバから
プローブへの電力伝達効率を最大とさせることを
可能とする。ユーザからの要求により又はある実
施例においては電力レベル、温度、及び負荷条件
が変化する場合にプローブの変化する機械的共振
周波数を実質的にマツチさせるために水晶体乳化
プローブドライバ周波数を同調する装置及び方法
は、駆動周波数を掃引し且つ駆動周波数フアンク
シヨンに対する負荷電流の勾配が所定の定数より
も大きい場合のピーク負荷電流を見つけ出すこと
により共振周波数を見つけ出す。この定数は、偶
発的なピークが誤つて共振ピークとして取りださ
れることを防止する。

本発明の１好適実施態様においては、リニア電
力制御装置が、マイクロプロセサを有しており、
該マイクロプロセサは直列インターフエースを介
してユーザによつて所望の電力レベルを設定する
ために操作されるフツトペダル制御器へ結合され
ている。該マイクロプロセサは、更に、正面パネ
ル上の最大電力レベル制御器へ結合されており、
それもユーザによつて100％電力レベルを確立す
るために操作される。該マイクロプロセサは、フ
ツトペダル位置及び正面パネル上の最大電力レベ
ル制御器の位置を読み取り、且つフツトペダルか
らの信号をスケールして、正面パネルにおいてユ
ーザによつて設定された最大レベルの百分率とし
て所望の電力レベルを決定する。次いで、マイク
ロプロセサは、デジタル利得数を発生し、それを
電圧制御発振器内のプログラム可能利得のリニア
パワーアンプへ送給する。プログラム可能リニア
パワーアンプは、マイクロプロセサからのデジタ
ル入力によつて確立される利得レベルだけ該駆動
信号を増幅する。リニアプログラム可能アンプの
出力は、クラスABで動作する別のパワーアンプ
によつて増幅される。このアンプの出力は電圧ス
テツプアツプ変圧器へ印加され、該変圧器の二次
側は同調用インダクタを介してピエゾ電気結晶即
ち水晶体乳化プローブを励起させる結晶へ結合さ
れている。該マイクロプロセサは、又、以下に説
明する態様で電圧制御発振器の周波数を制御す
る。

同調用インダクタは、該結晶及びプローブの機
械系によつて提供される負荷インピーダンスの無
効成分を相殺する為に駆動回路供給源インピーダ
ンスを維持する様にプローブ駆動回路の供給源イ
ンピーダンスを調節することが可能な手段であ
る。好適実施例においては、該同調用インダクタ
は、強磁性コアとそこから延在する３本のアーム
を有している。これらのアームの２本は、それら
の周り巻着されたDCバイアスコイルを持つてい
る。該AC駆動信号は、３番目のアームの回りに
巻着された同調用インダクタコイルを介して駆動
され、且つ該コアを介しての磁束をセツトアツプ
し、その一部は該バイアスコイルが巻着されてい
るアームを介して通過する。磁束変調用コイルに
は、それを介してマイクロプロセサによつて制御
された増幅でDC電流が流れる。該同調用インダ
クタの目的は、全ての負荷、温度、及び電力レベ
ル条件に対して、負荷インピーダンスの無効成分
を相殺させる為に供給源インピーダンスを同調さ
せることが可能である様に、負荷インピーダンス
と直列であるインダクタンスの量をマイクロプロ
セサが制御することを可能とすることである。負
荷の容量性リアクタンスを相殺する為に使用する
ことの可能ないかなる同調用インダクタでも本発
明において使用することが可能である。

供給源インピーダンスの無効成分を制御する為
に、マイクロプロセサは、力率又はピエゾ電気結
晶負荷を介して流れる電流に対する電流波形を表
すフエイザーとピエゾ電気結晶負荷を横断しての
駆動電圧を表す波形との間の位相角を検知するこ
とが必要である。位相検知器がこの目的の為に使
用される。その１つの入力端は、該結晶を横断し
ての駆動電圧に対する電圧波形をサンプルし、且
つその別の入力端は、該結晶を介しての駆動電流
に対する電流波形をサンプルする。この電流波形
サンプリングは、電圧セツトアツプ変圧器の一次
側と直列する電流検知器から取られる。この電流
検知器からのフイードバツク電流はステツプアツ
プ変圧器の一次側を介して流れる電流に比例し且
つそれと同位相である。負荷の無効成分を相殺さ
せる為に本システムによつてゼロへ又はユーザが
決定した許容可能な位相角へ同調されるべきもの
は、駆動電圧と同位相である電圧制御発振器
SYNC信号によつて表される如く、一次側におい
て流れる電流と一次側を横断して電圧との間の位
相角である。負荷電流の位相を検知するその他の
任意の手段も本発明において使用することが可能
である。

位相検知器は、位相の大きさ及びその符号を表
す２つのパルス幅変調デジタル信号を発生する。
これらパルス幅変調信号は加算され且つ積分され
て、位相角誤差の大きさを表すアナログ信号を発
生する。このアナログ信号は、位相角誤差を表す
デジタル数へＡ／Ｄ変換器によつて変換される。
ゼロ以外の任意の位相角が、離調状態を表し、そ
の場合、プローブインピーダンスのリアクタンス
は相殺されない。位相角がゼロでない場合（又
は、幾つかの実施例における如く、ユーザが設定
するいかなる許容可能な位相角であつても）、マ
イクロプロセサがこの事実を検知し且つ同調用イ
ンダクタンス内の磁束変調用コイルを介して流れ
るDC電流を変化させる。このことは、同調用イ
ンダクタのAC駆動用コイルを介して通過するコ
ア内の磁束量を変化させ、その際にそのインダク
タンスを変化させる。このプロセスは、プローブ
インピーダンスにおける無効成分が相殺され且つ
供給源駆動インピーダンスがプローブインピーダ
ンスの共役に整合される迄、DCコイルの駆動電
流に対する小さな変化をもつて継続される。

好適実施例においては、スイーパーソフトウエ
アルーチンが、市販されている使用可能の水晶体
乳化プローブの全ての可能な機械的共振周波数を
包含するものとして知られている周波数範囲に渡
つて駆動周波数をスイープ即ち掃引する。このス
イープの間、プローブ駆動電流がモニターされ且
つその時刻での最高のプローブ駆動電流と比較さ
れる。駆動信号の現在の周波数が現在の最高プロ
ーブ駆動電流よりも大きなプローブ駆動電流とな
ると、現在のプローブ駆動電流は新たな最高プロ
ーブ駆動電流値と置換される。駆動周波数に対す
る負荷電流のフアンクシヨン即ち関数の勾配を決
定する為の勾配計算は継続的に実施される。この
処理は、全周波数範囲が調査される迄継続され
る。所定の定数よりも大きな勾配を持つた最高プ
ローブ駆動電流に対応する周波数は、VCOの周
波数変調入力端へ信号を送ることによつてVCO
内へ設定され、それから対応する周波数を持つた
プローブ駆動信号を発生させる。適切な駆動周波
数が決定された後、可及的に位相角が離調される
ソフトウエアルーチンが実行される。このルーチ
ンは、所望の又は不可避的な位相角差を表す一定
の基準位相角と実際の位相角との間の位相角差を
決定する。次いで、この差を２で割つて且つDC
コイルバイアス駆動を調節する為に使用される。
この逐次近似処理は、位相差が許容可能な範囲内
に入る迄継続される。

本発明に基づいて共振周波数を整合させる為の
リニア電力制御、広範囲の条件に渡つてのインピ
ーダンスマツチング、及び供給源周波数同調の方
法は、これらの処理を実行する装置の機能の上述
した説明から理解することが可能である。

実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明具体的実施
の態様に付いて詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の１実施例に基づ
いて構成された装置を概略ブロツク図で示してあ
る。マイクロプロセサ８０８が本システム乃至は
方式の心臓部である。マイクロプロセサ８０８
は、本システムが実施する全ての機能を制御す
る。本発明によれば、３つの別個独立の機能が実
施され、その全ては互いに独立的に実施すること
が可能である。然し乍ら、最良の性能は、本発明
のこれら全ての側面の組合せを使用することによ
り得られる。

本システルの種々の構成要素の目的、機能及び
相互作用は、機能を達成する為に各個別的な要素
と他の要素との協働が明確となるように、本シス
テムが実行する各機能を説明する場合に説明す
る。

水晶体乳化プローブドライバ（駆動）システム
において、該プローブ内で散逸される電力量に関
して実質的に線形な制御を有することが有用であ
る。第１図において、プローブ２４は、機械的増
幅器上の小径管の形態をした突出するノーズピー
ス即ち筒先（不図示）と円錐状機械的増幅器セク
シヨン（不図示）とを持つた金属ロツドである。
プローブ２４の金属部内に埋設されているか又は
その他の方法で機械的に取付けられて、一対のピ
エゾクリスタル（結晶）素子２８及び３０が設け
られている。これらのクリスタルの目的は、プロ
ーブ２４の金属を励起して、クリスタルがライン
８３６及び８３８上の電気駆動信号に応答して振
動する際に、その機械的共振周波数で振動させる
ことである。ピエゾクリスタル素子２８及び３０
及びプローブ２４の機械系は、一緒にして、第２
図に示した等価回路でモデル化することが可能で
ある。

第２図を参照すると、プローブ２４の電気及び
機械系に対する等価回路が示されている。２個の
抵抗性構成要素Rp及びRsは、夫々、クリスタル
２８及び３０のライン８３６及び８３８間のリー
ク及び機械的負荷の抵抗、例えば白内障、又はプ
ローブの先端に接触する水又はその他の組織、を
表している。Rsの値は、空気中のプローブの自
由振動と比較して、プローブが目の中の水又はそ
の他の流体等の流体と接触すると、急激に変化す
る。クリスタル／機械系のコンピユータシミユレ
ーシヨンによれば、Rsが変化する条件と共に急
激に増加する場合があることを示している。

クリスタル内にパワー即ち電力が散逸される
と、プローブ２４の温度は、十分な量の電力が散
逸されると、上昇することがある。プローブ２４
は、先端部を介して延在する流体通路（不図示）
を有しており、該通路に対して、真空を付与し
て、プローブが接触する目の流体及び組織を回収
カセツト内に吸い出すことが可能である。このこ
とは、プローブをある程度冷却する。従つて、プ
ローブの温度上昇は、クリスタル内の電力散逸に
よるプローブへ流れる熱と、プローブを介して吸
いだされる冷却流体によるプローブから除去され
る熱との間の熱平衡に依存する。

プローブの機械的側面を表す第２図の等価回路
における容量Cs及びインダクタンスLsの直列回
路は、機械的共振周波数を表す共振周波数を有す
る。一般的に説明すると、クリスタル２８及び３
０が、機械的共振周波数とマツチする電気的周波
数を持つている駆動信号で駆動されると、該クリ
スタルは、機械的共振周波数で振動させるべくプ
ローブの機械系を励起する。この状態において、
本システムの機械的側面を表す直列容量Cs及び
インダクタンスLsは、相互に相殺して、全体的
なプローブ負荷インピーダンスを表す等価回路か
ら消失する。このことは、第４図に示した如く、
ピエゾクリスタルの容量Cpによつて支配される
等価回路を残す。

従つて、機械的共振周波数で駆動される場合
に、プローブの負荷インピーダンスは、容量性リ
アクタンス成分を有する。電力伝達の最大効率を
得る為に、この負荷インピーダンスの容量成分
Cpは、プローブと直列な誘導性インピーダンス
によつて相殺されるか又は少なくとも幾分か補償
されねばならない。

このプローブ負荷インピーダンスの容量性リア
クタンスに対する補償は、インダクタンスL_Tを
持つた同調インダクタ３６を使用することによつ
て達成される。この同調インダクタンスは、３本
の脚部Ａ，Ｂ，Ｃを持つた強磁性コアから構成さ
れている。脚部Ａ及びＣは、その回りに、直列接
続されているD.C.バイアス信号コイルが巻着され
ている、中間脚部Ｂは、その回りに、A.C.駆動
信号コイルが巻着されている。このA.C.駆動信
号コイルの目的は、機械的共振周波数において、
負荷インピーダンスの容量性リアクタンスを相殺
させるために、プローブの負荷インピーダンスと
直列なインダクタンスを提供することである。こ
の為に、A.C.駆動信号コイルは、脚部Ａ，Ｂ，
Ｃの強磁性物質を介して通過する磁束経路を確立
する。D.C.バイアスコイルを介して直列電流が通
過されると、強磁性コイル内の磁束の量は変化さ
れる。該コア内の磁束の量が変化されると、A.
C.駆動信号コイルのインダクタンスが変化する。
従つて、脚部Ａ及びＣの回りに巻着したD.C.バイ
アスコイル８２８及び８３０（以後、磁束変調コ
イルとも呼称する）を介して流れる電流の大きさ
を制御することによつて、同調インダクタ、即ち
A.C.駆動信号コイル８２６、のインダクタンス
L_Tを変化させることが可能である。D.C.バイア
ス巻線８２８及び８３０は、A.C.コイル６１２
の見掛けのインダクタンスを０と30ｍＨの間で変
化させることが可能であるようなものでなければ
ならない。

磁束変調コイル８２８及び８３０は、電圧対電
流増幅器３８の出力端に結合されている。この増
幅器は、Ｄ／Ａ変換器４０から電圧入力信号を受
け取る。電圧対電流増幅器３８の目的は、Ｄ／Ａ
変換器の出力端からのライン４２上の電圧を、磁
束変調コイル８２８及び８３０を介して流れる
D.C.バイアス電流の対応する大きさへ変換させる
ことである。

Ｄ／Ａ変換器４０は、その入力として、マイク
ロプロセサからバス４６上の位相角調節デジタル
ワードHENRYを受け取る。該位相角調節ワー
ドは、以下に説明するプログラムの１つを稼動す
るプロセスにおいてマイクロプロセサ８０８によ
つて発生される。

HENRYは、マイクロプロセサによつて読み
取られるデータのある項目から発生される。これ
らのデータ項目の１つは、バス８１８上の位相角
エラーワードPHASEである。この位相角エラー
データは、クリスタル負荷を横断して印加された
駆動電圧波形を表すフエイザー（phasor）とク
リスタルを介して流れる負荷電流に対する電流波
形を表すフエイザーとの間の位相角を表す。この
位相角エラー情報は、部分的に、位相検知器５０
によつて展開される。位相検知器の出力端は、加
算器及び積分器５２へ結合されており、該積分機
の出力端８８はＡ／Ｄ変換器５４へ結合されてい
る。

どのようにして位相角エラー調節信号がバス８
１８上に発生されるかを理解するために、駆動回
路の残部は予備的なものとして説明する。駆動回
路の機能は、クリスタル２８及び３０を、クリス
タルをプローブ２４の機械的共振周波数で振動さ
せるA.C.駆動波形で駆動することである。明ら
かに、このプロセスにおける最初のステツプは、
プローブ２４の機械的共振周波数に等しい周波数
を持つた駆動信号を発生することである。このこ
とは、好適実施例においては、電圧制御発振器５
６によつて行われる。好適実施例において、電圧
制御発振器は、線形プログマブル増幅器を有して
いる。

第１図中のライン７２上の電圧制御発振器の出
力信号は、線形駆動増幅器７４の入力端へ印加さ
れる。この増幅器の目的は、バス７２上の信号を
増幅し、且つそれを電圧セツトアツプ変圧器の一
次巻線へ印加することである。

ライン７２上の駆動信号は、大略、所望の電力
散逸に関係したRMS電圧レベルを持つた正弦波
状である。この信号は、ドライバアンプ即ち駆動
増幅器７４によつてクラスABモードにおいて増
幅される。

増幅器７４の出力は、電圧セツトアツプ変圧器
７６の一次側へ印加される。電流検知変圧器５５
０は、変圧器の一次側からの帰還ラインと直列し
てオペアンプ７４へ結合されている。変圧器７６
の二次側は、ライン８３６及び８３８へ結合され
ている。ライン８３８は、同調インダクタ上の
A.C.駆動信号コイル８２６の一端に結合されて
いる。コイル８２６の他方の端子は、ライン３２
を介して、クリスタル２８及び３０（これらは直
列に結合されている）の一方の端子へ結合されて
いる。ライン８３６は、ピエゾクリスタル３０及
び２８の帰還側へ結合されている。従つて、セツ
トアツプ変圧器７６の二次側において流れる電流
は、プローブ２４のクリスタル２８及び３０及び
A.C.信号駆動コイル８２６を介して流れる直列
電流である。

CPU８０８は、その同調機能を実施する為に
２つのことに関するフイードバツク信号を必要と
する。第１に、CPU８０８は、駆動信号電圧と
結果的に得られる負荷電流との間の位相角差異を
知らねばならない。又、CPUは、負荷内を流れ
る電流の増幅を知らねばならない。位相角差異を
決定するために、位相検知器５０及び電流検知器
変圧器５５０が使用される。位相検知器は、ライ
ン８１７によつて電流センサ５５０の二次側巻線
へ結合された一方のフエーズ入力端と、電圧制御
発振器からライン８１６上の信号SYNCへ結合さ
れた別のフエーズ入力端とを持つている。ここに
説明する別の実施例における如く、位相差がない
場合、出力ライン８４又は８６のいずれにもパル
スは現われない。しかしながら、正の位相差が存
在すると、一連のパルス幅変調したパルスがライ
ン８６上に現われ、該パルスの幅は位相角差の量
を表す。同様に、負の位相角差が存在すると、一
連のパルス幅変調したパルスがライン８４上に現
われ、該パルスの幅は位相角差の大きさを表す。
加算器／積分器５２及びアナログ／デジタル変換
器５４は、前述した如くに動作して、ライン８１
８上のデジタル信号PHASEを発生し、それは位
相角エラーの大きさを表す。該信号は、CPU８
０８へ結合される。位相検知器５０は、電圧制御
発振器かライン８１６上のSYNC信号出力を使用
する。何故ならば、この信号は、よりきれいであ
り、且つ位相角検知器５０はその他の入力端をラ
イン７２上のDRIVE FREQUENCY（駆動周波
数）信号へ結合している場合よりもより良好な位
相検知となるからである。

ライン７２上の電圧波形は、セツトアツプ変圧
器の一次側における電圧波形と同相であるので、
位相検知器５０は、ライン７２上の波形はセツト
アツプ変圧器７６における電圧と同位相であると
いう確信をもつて、ライン７２上の電圧をサンプ
ルすることが可能である。ドライバ（駆動回路）
からプローブへの電力伝達の相対的効率を決定す
るために、ステツプアツプ変圧器一次側における
電圧と一次側を介しての電流との間の位相角を決
定せねばならない。位相検知器は、ライン７２上
の電圧波形の位相を、電流検知変圧器５５０によ
つて決定される如く、セツトアツプ変圧器７６の
一次側において流れる電流の位相と比較すること
によりこのことを行う。この電流検知変圧器は、
その一次側を、電圧セツトアツプ電圧器７６の一
次側巻線と直接に接続している。電流検知変圧器
５５０は、それ自身、電圧セツトアツプ変圧器で
あり、電圧セツトアツプ変圧器７６の一次側を介
して流れる電流によつて一次側巻線に発生される
電圧が、一次側における電圧の倍数である電流検
知変圧器５５０の二次側における電圧を発生す
る。この倍数は、変圧器５５０の一次側及び二次
側巻線の間の巻線比に依存する。電流検知変圧器
５５０は、電流検知抵抗よりも一層少ない寄生イ
ンダクタンス及び寄生容量を有しており、そのこ
とは、駆動信号の周波数がいつプローブの機械的
共振周波数に最もマツチ即ち一致したかを決定す
る上でのエラー発生源の１つを取り除いている。
しかしながら、別の実施例においては、このよう
な電流検知抵抗を使用することが可能である。ソ
フトウエアは、位相角を決定するために必要な情
報の一部として、電流検知変圧器５５０の二次側
上の電圧の振れを使用するので、高い信号対雑音
比を有するきれいな信号を派生させることが重要
である。電流検知変圧器５５０は、変圧器５５０
の一次側巻線における電圧をいずれのノイズより
も上のレベルステツプアツプさせることにより信
号対雑音比を改善させる。

好適実施例においては、電流検知変圧器５５０
の二次側巻線からの出力信号は、この信号を電流
の流れを決定するのに必要な情報へ変換する為の
適宜のインターフエース回路を有する位相検知器
５０の１つの入力端へ直列印加される。別の実施
例において、二次側巻線からのA.C.信号のR.M.
S.値は、オペアンプによつてD.C.信号値へ変換す
ることが可能である。この信号の大きさは、セツ
トアツプ変圧器７６の一次側において流れる電流
の大きさを表し、従つて、プローブ２４内の駆動
電流のレベルを表す。このD.C.信号は、２チヤン
ネルアナログ／デジタル変換器の一方の入力端へ
結合させることが可能である。該アナログ／デジ
タル変換器は、D.C.レベルをセツトアツプ変圧器
７６の一次側巻線内を流れる駆動電流のレベルを
表すデジタル信号へ変換させる。この情報は、プ
ローブ２４の機械的共振周波数とマツチするライ
ン７２上の駆動信号に対する周波数を決定する場
合に、以下に説明する「スイーパー」ソフトウエ
アルーチンによつて使用される。

ライン７２上の電圧波形と変圧器７６の一次側
における電流波形との間の位相角は、同調インダ
クタ３６の同調によりプローブインピーダンスの
リアクテイブ成分を相殺する程度を表している。
小さいかまたはゼロの位相角は、リアクテイブ成
分を実質的に完全に相殺することを表す。位相検
知器５０は、ライン８１６及び８１７上の信号を
比較することによりこの位相角を決定するために
使用される。ライン７２上の信号がゼロ交差を行
う毎に、SYNC信号はそのように表示する。ライ
ン８１７上の信号がゼロを交差するたびに、位相
検知器５０はこのイベント即ち事象を検知する。
これらのライン８１７及び８１６上の状態の変化
は、位相検知器５０によつて解析され、その時に
存在する位相角を決定する。ライン７２上の信号
は駆動電圧であり且つライン８１７上の信号はラ
イン７２上の信号に応答してプローブ２４を介し
て通過する電流に比例しているので、ライン８１
７及び９１６上の状態の変化の発生回数における
差異は、対応する位相角にデコードすることが可
能である。

位相検知器５０は、従来のモトローラ集積回路
であるか又は市販されている均等物を使用するこ
とが可能である。

位相角エラーの大きさは、ライン８４及び８６
上のパルスの幅によつて表される。積分器５２の
目的は、本システムが位相角における変化に対し
て滑らかなD.C.応答を有するように、時間に関し
て平均化されている。Ａ／Ｄ変換器５４が、アナ
ログ位相角エラー信号を、バス４８上のデジタル
位相角エラーワードへ変換する。

マイクロプロセサ８０８は、局所的RAM９０
内に格納されているプログラムを走らせることに
より、本発明の線形電力制御、インピーダンス整
合、及び周波数同調の各機能を実行する。このメ
モリは、又、ルツクアツプテーブル及び本システ
ムの寿命帰還中変化することのないその他の情報
を格納する為のROMを有している。

第３図の式(A)を参照すると、ピエゾクリスタル
が機械系の共振周波数で駆動される場合に存在す
る関係を定義する表現が示されている。第３図中
の方程式Ｂは、クリスタルが機械系の共振周波数
で駆動される場合の同調条件にある場合の同調イ
ンダクタンスの値を定義している。方程式Ａは、
任意の特定の温度に対しての機械的プローブ系の
共振周波数に対する表現を表している。

第２図において、機械系は、等価回路における
構成要素Rs，Cs，Lsで表してある。構成要素Rs
の値は、プローブの先端で係合される機械的負担
を表している。構成要素Csは、プローブ内の金
属の弾性を表している。構成要素Lsは、プロー
ブの質量を表している。構成要素Csの値は、温
度が変化すると共に変化する。大気温度が変化す
るか又はクリスタルの励起を介してプローブ内に
散逸される電力のために、温度が変化する場合が
ある。構成要素Rsの値は、プローブの負荷によ
り著しく変化する。

クリスタル／プローブ系等価回路のその他の構
成要素はCp及びRpである。構成要素Cpは、第１
図におけるクリスタル２８及び３０の並列電気容
量を表している。構成要素Rpは、クリスタルの
端子間の電流のリーク即ち漏れを表している。

機械的共振周波数において、Cs（JwCs）によ
つて表されるリアクテイブ成分は、リアクテイブ
成分Ls（１／jwLs）と全く等しく且つ符号が反対
である。これら２つのリアクテイブ成分は互いに
相殺するので、クリスタル／プローブ系に対する
等価回路は第４図に示した如くである。第４図か
ら理解される如く、等価回路は、クリスタル２８
及び３０の実質的な容量性リアクタンスを持つて
いる。従つて、負荷インピーダンスは、並列な抵
抗Rs及びRpの値によつて表される実成分を持つ
ており、且つ容量Cpによつて表される容量特性
のリアクテイブ成分（即ち、無効成分）を持つて
いる。本発明によれば、最大電力効率は、リアク
テイブ成分及びCpによつて表される負荷インピ
ーダンスを相殺するように同調インダクタL_Tを
同調することによつて達成される。クリスタル２
８及び３０が特定の温度に対して機械系の共振周
波数で駆動される場合、同調インダクタンスに対
して必要な値は、第３図における方程式Ｂで与え
られる。

方程式Ｂから理解される如く、同調インダクタ
ンス用の値は、抵抗性成分Rs及びRpの値及びク
リスタル２８及び３０の並列電気容量の値に高度
に依存する。このことは、プローブ系を適切な同
調状態に維持するために同調インダクタンスに対
する必要な値が、温度変化、負荷条件変化、及び
駆動系によるプローブ内に散逸される電力レベル
における変化に従つて、変化することを意味して
いる。このことの理由は、大気温度又はプローブ
における電力散逸におけるいずれかの変化がプロ
ーブの温度を上昇させ、従つて物質の弾性に影響
を与えるからである。このことは、第２図の等価
回路における構成要素Csの値を変化させ、従つ
て第３図の方程式Ａによつて定義される如き機械
的共振周波数を変化させる。負荷条件が変化する
ことも、機械的共振周波数を変化させる。何故な
らば、第２図におけるRsの値の変化に加えて、
負荷が本系の質量の実効的な部分となるので、負
荷の変化もLsの値を変化させるからである。こ
のことは、又、第３図における方程式Ａによつて
定義される機械的共振周波数の値を変化させる。

ソフトウエア又はコンピユータの故障に対して
の安全策として機能するウオツチドツグ（番犬）
タイマー回路６０２も設けられている。該ウオツ
チドツグタイマーは、常時、タイムアウト数へ向
けてカウントアツプしており、且つCPU８０８
が適切に機能している限り、タイムアウト数に到
着する前にライン６０６上の信号によつてCPU
８０８によつて断続的にリセツトされる。該
CPUがエンドレスループ内にトラツプされたり
又は何等かの理由によりウオツチドツグタイマー
６０２をリセツトしなかつたりする場合に、該タ
イマーはタイムアウトし且つライン６０４上でノ
ンマスカブル（即ちマスク不能の）割込み（イン
タラプト）をアサート即ち活性化させる。CPU
８０８は、ノンマスカブル割込みに対してスレー
ブ状態即ち従属状態とされ、且つ常に、CPUが
エンドレスループにあるか否かに拘らず、ノンマ
スカブル割込みに作用するサービスルーチンに対
して常にベクトル化される。このサービスルーチ
ンは、安全予防策として、本システムをシヤツト
ダウン即ち停止させる。

電圧制御発振器／プログラマブル利得増幅器５
６は、２つの周波数制御入力端、即ち粗入力端８
００と微入力端９０２とを有している。これら２
つの入力端は、夫々、デジタル／アナログ変換器
８０４及び８０６からの信号COARSE及び
HERTZを夫々受け取る。これらのデジタル／ア
ナログ変換器は、夫々、ライン８０１及び８１２
上でCPU８０８からのデジタル信号を受け取る。
これらのデジタル信号は、ライン８００及び８０
２上の信号に対してアナログレベルを定義し、且
つその際にライン７２上の電圧制御発振器からの
出力駆動信号DEIVE FREQUENCYの周波数を
制御する。

デジタル／アナログ変換器８０４及び８０６の
各々は、ライン８００及び８０２上のアナログ信
号のスケーリングの目的の為の基準電圧として使
用される信号REF１及びREF２の形態で精密電
圧基準源１７６からの基準電圧を受け取る。

ライン８１０及び８１２上の信号を発生し且つ
ここに説明するその他の多数の機能を実行する為
に、CPU８０８は以下に説明する種々の図面の
フローチヤート即ち流れ図に説明したソフトウエ
アを走らせる。CPU８０８は市販されているＺ
−80カードである。電圧制御発振器／プログラマ
ブル増幅器５６は、イクサーコーポレーシヨンに
よつて製造販売されているモデルXR2206であ
る。

ライン７２上のDRIVE FREQUENCY信号に
対する電力レベルは、足で操作する制御器６８及
び第５図に示した線形電力制御ソフトウエア８４
４と結合させたCPU８０８によつて制御される。
CPU８０８は、ライン５６２上においてデジタ
ル／アナログ変換器５６０への電力制御信号
PWR LEVELを出力する。このデジタル／アナ
ログ変換器は、又、電圧基準源１７６から基準電
圧入力信号REF３を受け取る。デジタル／アナ
ログ変換器５６０は、ライン８１４上をPOWER
CONTROLと呼ばれるアナログ制御信号を発生
し、該信号は電圧制御発振器のプログラマブル利
得増幅器部分に対する利得制御入力端へ結合され
る。ライン８１４上の信号POWER CONTROL
は、ライン７２上の出力信号DRIVE
FREQUENCYの振幅を制御し、その際にハンド
ピース２４へ供給される電力を制御する。

好適実施例において、ユーザは２つの制御器を
操作することにより所望の利得レベルを確立す
る。第１の制御器は、正面パネル６６上の最大電
力制御器６４である。最大電力制御器６４の場
合、ユーザは所望の最大電力レベルを確立する。
マイクロプロセサ８０８は、従来の構成のＩ／Ｏ
回路６８を介してこの最大電力レベルを読み取
る。１実施例において、Ｉ／Ｏ回路６８は、カリ
フオルニア州のグレンデールのマイクロ／シス
（Micro／Sys）によつて製造されているSB8466
ボードである。マイクロプロセサと正面パネル６
６との間でＩ／Ｏ動作を実行する為の任意の従来
の方法及び装置は、本発明を実施する為に十分で
ある。

所望の電力レベルが設定される他のユーザが操
作可能な制御器はフツトペダル６８である。この
制御器は、ユーザが、足でペダルを押し下げるこ
とにより制御器６４によつて設定される最大電力
の百分率として所望の電力レベルを確立すること
を可能としている。フツトペダルを押し下げる
と、変換器が操作され、それは従来の構成のイン
ターフエース回路（不図示）を介してマイクロプ
ロセサ８０８によつて読み取ることが可能であ
る。好適実施例において、フツトペダル６８は、
米国特許第4470654号に記載されているカリフオ
ルニア州サンリユアンドロのアルコンサージカル
インストルメントフアシリテイによつて製造され
ているMVS−XIV又はMVS−XX（アルコンラ
ボラトリーズ、インコーポレイテツドの商標）と
呼ばれる外科器具に取り付けられる。この「仲
介」アーキテクチヤーは、本発明によつて臨界的
なものではなく、従来のインターフエース回路で
のマイクロプロセサ８０８とフツトペダル６８と
の間の直接的な接続を使用することも可能であ
る。しかしながら、MVS−XIVの場合、吸い出
し用真空が発生されて、極めて便利なプローブで
実施中の操作をサポートする。この真空は、プロ
ーブ２４への真空ライン（不図示）によつて結合
される。

マイクロプロセサ８０８は、フツトペダル６８
からの及び最大電力制御器６４からのデータを使
用してスケーリング操作を実行する。マイクロプ
ロセサ８０８は、単に、最大電力制御器６４及び
フツトペダル６８からの２つの数字を結合させ
て、ユーザによつて現在所望されているフルスケ
ールの電力の百分率を決定する。次いで、この数
字は、バス５６２上をＤ／Ａ変換器５６０へ出力
される。

ライン８２０上の負荷電流フイードバツク信号
CURRENTは、出力変圧器７６の一次巻線と直
列して結合されている電流検知器５５０に結合さ
れているフイルタ／復調器回路８２２によつて発
生される。このフイルタ／復調器へのライン８２
４上の入力信号は、基本的に、ライン７２上の駆
動信号の周波数を持つており且つライン７２上の
駆動信号の振幅に関係する振幅を持つている正弦
波である。しかしながら、CPU８０８は、ライ
ン８２４上の交流信号の「ピーク」の包絡線のレ
ベルに興味があるのみである。従つて、フイル
タ／復調器回路８２２は、振幅復調用の任意の従
来の復調回路とすることが可能である。特に、そ
れは、A.C.信号を一連のD.C.パルスへ変換する為
の整流器及びライン８２０上の信号CURRENT
の包絡線の振幅に関連する振幅を持つたD.C.信号
を形成するためにこれらのD.C.パルスを滑らかと
させるためのフイルタを有している。この信号
は、どの程度の負荷電流を、プローブ、即ちハン
ドピース２４が出力変圧器７６を介して引き出し
ているのかを、CPU８０８へ知らせる。共振に
おいて、負荷電流は最大であるので、
CURRENT信号を使用して、「ピーク」負荷電流
を検知し且つ周波数に対する負荷電流の関数の勾
配を検査することによつて共振が何時発生するか
を検知する。実際の共振周波数が見つかると、こ
の共振が発生したライン７２上の駆動信号の周波
数がCPU８０８によつて検知され、従つて、
CPUは電圧制御発振器５６を制御して、再同調
が自動的に実施されるか又はユーザによつて要求
される時まで、足によつて操作される電力制御器
６８によつて命令される全ての電力レベルで、こ
の周波数を供給する。これらのオプシヨンの両方
共、本発明の範囲内に属するものである。

共振周波数を見つけるために電圧制御発振器を
同調させるプロセスは、「スイーパー」と呼ばれ
るルーチンが実行される場合に発生する進行中の
フオアグランド即ち前面プロセスである。ある実
施例においては、「スイーパー」ルーチンは周期
的に実施され且つ、ある実施例においては、「ス
イーパー」ルーチンは、例えば電力が初めてハン
ドピースへ印加されるとか、新しいハンドピース
が取付けられた等の条件下において、メインルー
チンによつてコールされた場合にのみ実行され
る。従つて、プローブの共振周波数を変化させる
ためにプローブ温度及び負荷等の条件が変化する
と、新しい共振周波数がある実施例において見つ
かり、且つ電圧制御発振器は、ライン８１０及び
８１２上のデジタル信号を介して命令が与えられ
て、新しい共振周波数でライン７２上に駆動信号
を供給する。

更に、CPU８０８は、時々、ライン８１８上
の信号PHASEをモニターすることを介して、駆
動信号電圧と負荷電流との間の位相角差をチエツ
クする。好適実施例において、このプロセスは、
停止され、且つ同調インダクタは、「スイーパー」
ルーチンが電圧制御発振器を同調する上でアクテ
イブ即ち活性状態にある場合の共振同調間隔期間
中に最小インダクタンスへ同調される。「最小器」
ソフトウエアルーチンは、「スイーパー」ルーチ
ンがその機械的共振周波数を探し出し且つVCO
をこの周波数での駆動信号を出力すべく同調させ
るプロセスを終了した後に、位相角同調を実行す
る。「最小器」ルーチンがアクテイブであり、且
つ位相差が所望の値よりも大きくなると、CPU
８０８は、デジタル／アナログ変換器４０及び増
幅器３８を介して動作して、同調可能インダクタ
３６のインダクタンスを変化させ、負荷の容量性
リアクタンスを相殺する。このことは、駆動信号
電圧と負荷電流との間の位相角差を最小とさせ
る。同調インダクタのインダクタンスは、D.C.バ
イアスコイル８２８及び８３０の使用を介して同
調インダクタコアにおける磁束を変化させること
によつて変化される。これらのバイアスコイル
は、直列接続されおり且つライン８３２及び８３
４上の信号FLUX COIL BIAS １及びFLUX
COIL BIAS ２によつて駆動される。ライン８
３２と８３４との間に存在するD.C.バイアスは、
CPU８０８からのライン４６上のデジタル信号
HENRYによつて制御される。このデジタル信
号は、デジタル／アナログ変換器４０を介して入
力され、それは、更にD.C.電圧基準レベル信号
REF４を受け取る。デジタル／アナログ変換器
は、信号HENRYで表されるデジタルレベルを、
ライン４２上のアナログ信号へ変換し、該信号は
信号ライン８３２及び８３４を適宜のD.C.バイア
スレベルで駆動すべく制御する。

最後に、ライン８３６及び８３８上のプローブ
ハンドピースへの駆動信号、即ち信号DRIVE１
及びDRIVE２は、夫々、同調可能インダクタン
スコイル８２６を介して結合され、DRIVE２信
号は、クリスタル２８及び３０の間の共通ノード
へ結合され、一方DRIVE１信号はクリスタル２
８及び３０の外側ノードへ集合的に結合される。
換言すると、２つのクリスタル２８及び３０の間
の中心駆動が使用される。

第５図を参照すると、本発明を実施するために
協働するハードウエアとソフトウエアとの組合せ
の１例を示す概略図が示されている。第５図及び
第１図とにおいて、同様の参照番号は同様の構成
要素を示しており且つ同様の機能を行うものであ
る。ハンドピースは、負荷２４で示してある。負
荷に対する可変周波数可変振幅駆動信号は、ライ
ン８３６／８３８上に現われ且つドライバ７４／
７６によつて発生される。点線５６内部の回路
は、電圧制御発振器８４２及び線形プログラマブ
ル増幅器８４０を表している。線形プログラマブ
ル増幅器８４０への利得制御信号は、ライン８１
４上のPWR LEVEL信号である。電圧制御発振
器８４２は、ライン８０２上の微周波数制御信号
HERTZ及びライン８００上の粗周波数制御信号
COARSEを有している。電力散逸は、CPU８０
８及び足で操作する制御器６８と結合された線形
電力供給ソフトウエアルーチン８４４によつて制
御される。この電力供給ルーチン８４４は、ライ
ン８１４上に信号PWR LEVELを発生する。電
力供給ルーチン８４４は、ライン８４６によつて
表されるTUNEフラツグ及びライン８４８によ
つて表されるSTOP POWERフラツグによつて
表される２個のインターロツクを持つている。
TUNEフラツグは、ブロツク850で示した「スイ
ーパー」と呼ばれる同調ルーチンが、負荷２４が
適切に同調されておらず且つ電力が印加されるべ
きではないことを表す場合に、セツトされる。ラ
イン８４８によつて表されるSTOP POWERフ
ラツグは、ブロツク852によつて示される接地欠
陥検知ルーチンが接地欠陥が検知されたことを表
す場合に、セツトされる。ラツチ８２３内に格納
される３個のビツトのある条件が発生すると、接
地欠陥が発生する。これら３つのビツトは、
夫々、ライン８１６上のSYNC出力信号の存在、
電流センサからライン８２４上の出力の存在、及
びライン８２５上の信号HANDPIECE CO
NNECTEDによつて表される如く接続されたハ
ンドピースの存在によつてセツトされる。典型的
な接地欠陥条件は、ハンドピースが接続されてい
ないことである。別の欠陥は、SYNC出力信号が
あるが、負荷電流が流れていないことを示すライ
ン８２４上の出力信号が存在しないことである。

負荷２４を介しての電流は、電流センサ５５０
によつて検知される。該電流センサは、位相検知
器５０によつて使用するためにライン８２４上の
信号を条件付けするために整形器回路８５４へ結
合されている。位相検知器は、又、位相検知器５
０による使用の為にSYNC信号を条件付けするた
めに機能する整形器８５６を介してライン８１６
上にSYNC信号を受け取る。位相検知器は、好適
実施形態においては、モトローラ４０４４集積回
路である。

位相検知器出力は、補償回路５２／５４によつ
てCPUへ結合されている（別に図示してはいな
い）。補償回路の出力はライン８１８上の信号
PHASEである。

ライン８２４上の電流センサ５５０の出力は、
又、整流器８５８及びフイルタ８６０へ結合さ
れ、それらは結合して、ライン８２４上の信号の
振幅復調を行い且つライン８２４上の信号の包絡
線の大きさに比例するライン８２０上の
CURRENTと呼ばれるD.C.変化信号を発生する。
ライン８２０上の信号CURRENTは、CPU８０
８によつて読み取られ且つ「スイーパー」ソフト
ウエアルーチンで使用されて、電圧制御発振器８
５２を同調して、負荷２４の機械的共振周波数と
マツチする周波数を持つたライン８６０上の駆動
信号を出力する。「スイーパー」ルーチン及びそ
の他の全てのソフトウエアルーチンはフローチヤ
ートを使用して説明し、これらのフローチヤート
に記載される機能を実施する任意のコードが本発
明を実施する目的の為に十分である。「スイーパ
ー」ルーチンは、CPU８０８によつて２つの主
な出力信号を発生させて、電圧制御発振器８４２
の周波数を制御する。これら２つのデジタル出力
信号は、夫々、ライン８００及び８０２上の信号
COARSE及びHERTZである。

「スイーパー」ルーチンは、又、ライン８６４
によつて表されるLOOPフラツグをセツトして、
ブロツク866で示した如く、「最小器（ミニマイザ
ー）」ルーチンの動作をデイスエーブルさせ、
PHASE角エラーを同調除去させる。この「最小
器」ルーチンは、駆動信号電圧と負荷電流との間
の電流PHASE角エラーを決定し、且つこの
PHASE角エラーを最小とするか又は除去するた
めに、ブロツク36で示した同調インダクタのイン
ダクタンスを変更させるべく作用する。電圧制御
発振器が共振周波数に同調されている間にこのプ
ロセスを実行することは望ましくない。何故なら
ば、同調インダクタによるインダクタンスは、偽
の共振周波数を見つけることとなるかも知れない
からである。従つて、ループフラツグ８６４は、
「スイーパー」ルーチンによる稼動期間中に、こ
のプロセスをデイスエーブルさせるために使用さ
れる。

「最小器」ルーチン８６６は、活性化される
と、CPU８０８をしてライン８１８上の信号
PHASEを読み取らせ且つドライバ４０へライン
４６上に出力信号HENRYを発生する。ドライ
バ４０の出力はライン８３２／８３４上のアナロ
グD.C.バイアス信号である。この信号は、同調イ
ンダクタ３６により実現され且つブロツク36で示
されているD.C.からHENRYへの変換回路によつ
て変換される。ライン８６８は、同調可能インダ
クタ３６における変化する磁束の影響を表してお
り、その際に負荷と直列な同調インダクのインダ
クタンスを変化させ且つ負荷インピーダンスをし
て可及的に純粋の抵抗に見えるようにさせる。

フイルタ８７０は、ソフトウエアにおいて遅延
関数として実現されおり、ループ周波数応答を制
御するために使用される。この遅延は、PHASE
角エラーを最小とさせるか又は除去する為に使用
されるサーボループの動作を安定化させるために
必要である。このサーボループは、コンピユータ
が補正係数を計算することが可能な程迅速に状態
を変化させることが不可能である同調可能インダ
クタを有しているので、各補正は、サーボループ
が前の補正を実施するのに十分な機会を持つまで
遅延される。各補正の実施は、同調インダクタの
インダクタンスを変更することにより行われる。
フイルタ８７０は、更に、電力制御機能の制御を
足で操作する制御器６８を操作している外科医へ
渡す前に、殆どのハンドピースについて所定の統
計的に決定されている公称操作点においてライン
４６上の出力信号HENRYのレベルを設定する
ソフトウエアルーチンを表している。この操作点
は、本システムに接続することの可能な殆どのハ
ンドピース用の公称操作点として経験的に決定さ
れる。ソフトウエアフイルタルーチン８７０は、
このフイルタ機能の一部であるポストチヤージ
（充電後）ルーチンの期間中にこの公称操作点に
おいてHENRYを設定し、且つ信号を電力供給
ルーチン８４４へ送つて、それをして、外科医へ
制御を渡す前に３秒間の間負荷へフルパワー即ち
全電力を印加させる。ソフトウエアフイルタルー
チン８７０と電力供給ルーチン８４４との間の相
互作用は、ポストチヤージルーチンがソフトウエ
アであり信号や、信号ラインやフラツグではない
が、ポストチヤージ８７２と示したラインで表し
てある。このポストチヤージルーチンは、本シス
テムのより滑らかな動作を可能とするものであ
る。何故ならば、負荷の操作点は、既に、外科医
がシステムの操作条件を変化させることを許容す
る前に、正しい操作点に非常に近い点に設定され
ているからである。ハンドピースへ印加される電
力レベル、ハンドピースに関する機械的負荷、プ
ローブ温度等のシステム操作条件を外科医が変化
させると、本システムは、自動的に、位相角及び
ある実施例において機械的共振周波数における変
化を補償し、その際に負荷２４を常時最適操作条
件に同調した状態を維持する。

第６図を参照すると、典型的な「スイーパー」
同調サイクルに対する周波数対負荷電流の典型的
なプロツトを示してある。プローブの共振周波数
は、負荷電流が、８７６で示した如くに、「ピー
ク」にある場合で、且つ周波数変化に対する負荷
電流変化の勾配が特定したレベル以下の場合に見
出される。「スイーパー」ルーチンのソフトウエ
アは、「ピーク」負荷電流を見つけ出し且つ少な
くともこの「ピーク（PEAK）」における周波数
に対する負荷電流の関数の勾配を検査することに
より共振「ピーク」を探しだす。ある実施例にに
おいては、連続的な勾配の計算が行われるが、こ
れは臨界的なものではない。勾配計算は、各新し
い「ピーク」らしいものが現われた場合にのみ行
うことが可能である。「ピーク」におけるこの勾
配がある実施例において所定の限界内にあるか、
又は所定の実施例においては所定の勾配未満であ
る場合には、その「ピーク」は正当な共振「ピー
ク」であるとして受け入れられる。そうでない場
合には、その「ピーク」は機械的共振周波数にお
けるものではない偶発的な「ピーク」として拒否
される。「スイーパー」ルーチンのソフトウエア
は、又、同調可能インダクを同調する為のサーボ
ループの性能を改善するために「百分率」間隔の
期間中特定の操作を達成する。「百分率」間隔期
間中、「スイーパー」ルーチンのソフトウエアは、
CPUをして制御信号HENRY用の所定の値を出
力する。この所定のレベルを確立した後に、遅延
を課して、同調インダクタのインダクタンスが制
御信号HENRYの値によつて確立された新たな
値へ変化することを可能とする。プローブに対す
る駆動周波数における変化は、この「百分率」間
隔の遅延期間中に許容されることはない。「百分
率」間隔期間中、制御信号HENRYの値は、非
常に大きな電圧へ変化されて、第１図における
D.C.バイアスコイル８２８及び８３０して変圧器
３６のコアを磁束で飽和させる。このことは、同
調コイル８２６のインダクテイブ即ち誘導特性を
最小とするか又は除去する。このことは、同調イ
ンダクタのインダクタンスが「スイーパー」ルー
チンによつて見出された共振周波数を確立する上
で役割を果たすものではないので、望ましいこと
である。インダクタのリアクタンスは周波数変化
と共に変化するので、スイープ（掃引）期間中に
回路内に同調インダクタを持つことは、偽の共振
を発生することとなる。「百分率
（PERCENTAGE）」ルーチンは、この可能性を
取り除いている。

第７図を参照すると、第５図における「最小
器」ルーチン８６６に対するフローチヤートが示
されている。このルーチンは、ステツプ８８０で
開始され、フツトスイツチが押されているかを決
定するテストを行い、外科医がプローブへ電力を
印加することを所望し且つLOOPフラツグが、電
圧制御発振器が現在プローブの共振周波数で動作
しているように「スイーパー（SWEEPER）」ル
ーチンが本システムを同調したことを表す状態に
あることを表す。ステツプ880の目的は、電力が
プローブに印加されており且つ本システムがプロ
ーブの機械的共振周波数に同調されていない限
り、「最小器」ルーチンが位相角エラーを最小と
することを許容しないことである。「最小器」ル
ーチンは、同期された割込みによつて毎秒当たり
30回コールされる。従つて、「最小器」ルーチン
のPHASE最小化機能は、メインループにおける
操作に対するバツクグラウンド即ち背景において
実施される。

フツトスイツチが押し下げられており且つ
LOOPフラツグが同調コンダクタの同調が可能で
あると、処理はステツプ882へ進行する。このス
テツプにおいては、可変SUPPRESSがテストさ
れて、その値が30よりも大きいか否かを決定する
ことがテストされる。SUPPRESS変数は、制御
信号HENRYの別の補正を許容する前にフツト
ペダル押し下げから１秒の遅延を発生させる為に
使用される変数である。「最小器」ルーチンは毎
秒30回コールされ、且つSUPPRESS変数は、そ
れが30を超える値を持つ迄各コール毎にステツプ
884によつて１だけインクリメントされるので、
１秒遅延がその際に実施される。この遅延の目的
は、フツトスイツチが最初に外科医によつて押圧
された時に本システムの応答を改良する為であ
る。サーボループの特性のために、サーボ補正が
なされる場合、電力は瞬間的に消失し、一方サー
ボループはその新たな操作点において安定化す
る。このことは、同調インダクタの特性及びイン
ダクタを介して流れる電流を瞬時に変化させるこ
とができないことによるものである。外科医はフ
ツトスイツチを押し下げると直ぐに応答があるこ
とを期待するので、遅延を使用してフツトスイツ
チの押し下げの後最初の１秒内に何等の補正を行
うことも可能とせず、従つて電力応答は瞬間的な
もののように見える。

ステツプ880に戻ると、このテストの結果が偽
であると、即ちフツトスイツチが押し下げられな
かつたか又はLOOPフラツグが「スイーパー」ル
ーチンが未だに同調を行つていることを表すかの
何れかを意味する場合、処理はステツプ886へ分
岐して、そこでSUPPRESS変数がゼロへ設定さ
れる。その後に、処理はステツプ888へ流れ、そ
こでPHASE変数の値は任意に定数2047に背低さ
れる。通常、PHASE変数は、第５図における補
償回路５２／５４から受け取られるライン８１８
上のPHASE制御信号の値によつて設定される。
しかしながら、PHASE変数は、所望により、定
数に設定することが可能である。PHASE変数の
値はゼロから4095迄変化することが可能である。
この範囲の中間点は2047であり、且つゼロ度の位
相角エラーに対応する。2047±2047の位相角範囲
は、±180度の位相角エラーに対応する。従つて、
ステツプ888は、位相角エラーを任意的にゼロへ
設定することと等価である。その後に、処理はス
テツプ890へ流れ、「最小器」ルーチンを出てコー
ルプロセスヘリターンする。

ステツプ882にリターンすると、SUPPRESS変
数の値が30未満であると、ステツプ884は１だけ
その変数をインクリメントさせ、且つ処理はステ
ツプ888及び890へ流れる。しかしながら、
SUPPRESS変数の値が30よりも大きいことが分
かると、その際に１秒遅延が実施されて、且つ位
相角エラーの補正が開始することが可能である。
このプロセスにおける最初のステツプは、「デフ
オルトフエーズ」サブルーチンをコールするブロ
ツク892で示してある。

第８図を参照すると、第７図の「最小器」ルー
チンによつてコールされる「デフオルトフエーズ
（DEFAULT PHASE）」サブルーチンのフロー
チヤートが示されている。このデフオルトフエー
ズルーチンにおける最初のステツプは、ステツプ
896であり、そこでPHASE変数の値がテストさ
れて、それが定数2047よりも大きいか否かを決定
する。PHASE変数は、第５図におけるライン８
１８上の入力信号PHASEの値によつて設定され
う。PHASE変数に対する値2047はゼロ度位相角
を表しているので、ステツプ896は正の位相角の
存在の為にテストである。位相角が正であると、
その位相角は、デフオルトフエーズの為に使用さ
れ、且つ処理はステツプ898へ流れてステツプ900
において「最小器」ルーチンへリターンする。位
相角エラーが負であると、即ち2047未満である
と、処理はステツプ902へ流れ、そこでPHASE
変数の値は3072のデフオルト定数に任意的に設定
される。その後に、処理はステツプ904へ流れ、
そこでソフトウエアはマイクロプロセサをして
3072に等しい制御信号HENRYに対する値を出
力する。その後に、処理はステツプ900において
第７図の「最小器」ルーチンへリターン即ち復帰
する。

「最小器」ルーチンのステツプ900は、補正と
呼ばれるサブルーチンのコールである。第９図を
参照すると、サブルーチン「補正
（CORRECT）」のフローチヤートが示されてい
る。このサブルーチン「補正」における最初のス
テツプは、MARGIN変数が変数ALLOWEDより
も大きいか否かを判別する為にMARGIN変数を
テストすることである。MARGIN変数は、
DELTAと呼ばれる別の変数の絶対値と等しい。
DELTAは、第７図においてステツプ908によつ
て計算される変数であり、且つ位相角エラーの寸
法を表す。特に、第７図におけるステツプ908は、
実際の位相角エラーによつて設定されるPHASE
変数の値から一定の位相角エラーTHETAを減
算することによりDELTAを計算する。THETA
は、除去することの出来ないサーボ機構の回路に
よつて導入される一定の位相角エラーである。
ALLOWED変数は、許容可能な最小の位相角エ
ラーを設定する。MARGIN変数がALLOWED変
数よりも大きい場合には、同調インダクタに対す
る調整を行わねばならない。MARGIN変数が
ALLOWED変数よりも小さい場合には、位相角
エラーは許容可能な限界内にあり且つ補正を行う
必要はない。この場合、処理はステツプ910へ流
れ、それは処理をコールプロセスへリターンさ
せ、即ち処理は第７図中のステツプ908へ流れる。

ステツプ906へリターンすると、位相角が許容
されている最小位相角よりも大きいと、処理はス
テツプ912へ流れ、そこでTWEAKと呼ばれる変
数の値がDELTAを２で除算された値に設定され
る。次いで、入出力ステツプ914が実施され、そ
こでソフトウエアはマイクロプロセスをして制御
信号HENRYの値をHENRYの前の値とステツ
プ912で計算された変数TWEAKの値との和に設
定される。次いで、ステツプ916が実施され、「捕
獲（CAPTURE）」と呼ばれるサブルーチンがコ
ールされる。

第１０図を参照すると、「捕獲」サブルーチン
のフローチヤートが示されている。このサブルー
チンにおける最初のステツプは、ブロツク918に
よつて示されるテストである。このテストは、制
御信号HENRYの値がLOWLIMITと呼ばれる変
数の値よりも大きいか否かを決定する。制御信号
HENRYの値は定数LOWLLIMITの値未満であ
ると、ステツプ920が実施され、変数HENRYに
対する値が、基本的に反対のレール乃至は限界に
おけるか又はその近傍の定数であるRETREAT
と呼ばれる定数へ等しく設定される。この
HENRYに対する値は、マイクロプロセサによ
つてライン４６上に出力されて、第５図における
ドライバ４０／３８へ供給される。変数
HENRYの値が定数LOWLIMITよりも大きい
と、ステツプ922が実施され、HNENRY変数の
値が定数HILIMITによつて示される高い限界に
対してテストされる。HENRYの値がHILIMIT
未満であると、ステツプ924が実施されて、処理
はコールプロセスへリターンされ、即ち第９図に
おけるサブルーチン「補正」におけるステツプ
910へリターンされる。変数HENRYの値が定数
HILIMITよりも大きいと、ステツプ926が実施
され、HENRYの値が定数HILIMITの値と等し
く設定される。

「捕獲」ルーチンの目的は、定数RETREAT
とHILIMITによつて画定される範囲内の変数
HENRYの値を捕獲することである。このこと
は、制御信号HENRYが所望の範囲の外側へ出
て振れることを防止し且つ同調インダクタを制御
するサーボループが位相角を最小とするために大
きな補正を行うことを余儀無くすることを防止す
る。大きな補正を行うことは、サーボループの応
答時間を遅滞させる。何故ならば、各大きな補正
は、同調インダクタインダクタンスの値を大きな
量だけ変化させることを必要とするからである。
このインダクタはそのインダクタンスを迅速に変
化させることはできない。何故ならば、D.C.バイ
アスコイル内の電流の流れのレベルは瞬間的であ
り、この様な大きな変化は長い間隔を要するから
である。

「捕獲」ルーチンからのリターンは、ステツプ
910における「補正」ルーチンである。「補正」ル
ーチンのステツプ910からのリターンは、第７図
に示した「最小器」ルーチンのステツプ908であ
る。ステツプ908は、第５図における補償回路５
２−５４から受け取つたPHASE制御信号によつ
て設定される如くPHASE変数の現在の値を読み
取ることにより変数DELTAの値を計算する。
PHASEの値は、定数THETAの値をそれから減
算している。

次いで、ステツプ928が「最小器」ルーチンに
おいて実施されて、DELTAの値を８の係数で除
算する。このことは、大きな制御信号HENRY
の値を補正を防止する。その後に、ステツプ890
を実施して、「最小器」ルーチンから抜け出し、
処理を本ソフトウエアのメインループのコールを
行う点へリターンする。上述した「最小器」ルー
チンの処理は毎秒30回実施される。

第１１図は参照すると、「スイーパー」ルーチ
ンのフローチヤートを示してあり、それは電圧制
御発振器の周波数を同調させて、ハンドピースの
機械的共振周波数とマツチさせる。「スイーパー」
プロセスにおける最初のステツプは、ブロツク
934で示してあり、それはMISTUNE変数をテス
トして、２番目の最小桁ビツトが論理１であるか
否かを決定する。このビツトは、本ソフトウエア
における他のルーチン（不図示）によつて使用さ
れて、後述する「解析（ANALYSIS）」ルーチ
ンを管理する。何等かの理由により、ハンドピー
スが再度同調せねばならない場合、MISTUNE
変数の２番目の最小桁ビツトは論理１に設定され
る。このことは、新しいハンドピースを接続した
場合、又は例えばある実施例におけるユーザ要求
等のその他の理由により発生することが可能であ
る。現在の目的の為には、「解析」サブルーチン
は、ハンドピースの機械的共振周波数が見つかる
か、又は何等かの理由により、共振が見つからな
くFAILUREフラツグがセツトされる迄、マイク
ロプロセサをして電圧制御発振器の周波数を変化
させるソフトウエアとして理解すべきである。

MISTUNE変数の２番目の最小桁ビツトが論
理１であることが分かると、処理はステツプ936
へ流れ、それは「コールドスイープ」サブルーチ
ンへのコールを表す。「コールドスイープ」サブ
ルーチンは、電圧制御発振器を同調するために適
宜の入力条件をセツトアツプした後に「解析」サ
ブルーチンをコールする。「コールドスイープ」
サブルーチンからリターンすると、「スイーパー」
ルーチンにおけるリターンステツプ938を実施し
て、メインループ（不図示）におけるコールプロ
セスへ制御をリターンする。

MISTUNE変数の２番目の最小桁ビツトが論
理０であると、処理はステツプ938へ流れ、それ
はメインループ内のコールプロセスへのリターン
を表す。コールプロセスを包含する本プログラム
のメインループの詳細は、本発明の理解にとつて
臨界的なものではなく、従つてその詳細な説明は
割愛する。

第１２Ａ図を参照すると、「コールドスイープ」
サブルーチンのフローチヤートが示されている。

「コールドスイープ（COLD SWEEP）」サブ
ルーチンの目的は、「解析」サブルーチンを喚起
してハンドピースを同調させ且つ同調プロセスの
ステータスを与える為に正面パネル上の発光ダイ
オード及び可聴フイードバツクの形態でユーザイ
ンターフエース機能を取り扱う為である。「コー
ルドスイープ」サブルーチンは、更に、前述した
「百分率」サブルーチンを喚起させる。前に説明
した如く、「スイーパー」ルーチンは、同調プロ
セス期間中に第５図におけるLOOPフラツグ８６
４の使用を介して第５図におけるPHASE「最小
器」ルーチン８６６をデイスエーブルさせる。

ユーザへの可視的フイードバツクの機能を実施
するために、ステツプ940は、ハンドピースが本
システムに取付けれられているコネクタ近傍の正
面パネル上の発光ダイオードをデイスエーブルさ
せる。次のステツプは、ブロツク942で示してあ
り、この発光ダイオードをちらつかせることであ
る。従つて、ユーザは、発光ダイオードがちらつ
いてる場合には、同調プロセスが実施中であるこ
とを理解する。

適合性のある水晶体乳化ハンドピースのみが本
システムへ接続されることが重要である。この為
に、ステツプ944が実施されて、接続されたハン
ドピースが適合性のあるものであるか否かをテス
トする。ハンドピースの適合性を決定する為のい
かなる検知手法も、本発明の実施上十分であり、
この検知のための詳細は本発明の理解のためには
臨界的なものではない。ブロツク944でおけるテ
ストが、不適合性のハンドピースが本システムに
接続されたことを見出すと、ステツプ946が実施
されて、処理をステツプ938におけるコールルー
チン、即ち「スイーパー」へリターンする。次い
で、リターンステツプ938は、処理をメインルー
プ内のコールプロセスリターンする。従つて、不
適合性のハンドピースが本システムへ接続される
と、「コールドスイープ」は「解析」サブルーチ
ンを喚起することはなく、同調が行われることは
ない。

テスト944が適合性のあるハンドピースが接続
されたことを決定すると、ステツプ948が実施さ
れ、RANGE変数が定数FULLに設定される。こ
のRANGE変数は、「解析」サブルーチンの性能
をイネーブル又はデイス−ブルするために使用さ
れる制御変数である。RANGEがフル（満杯）に
セツトされると、「解析」ルーチンはその同調機
能を実施する。一方、RANGE変数が
MINIMUMと呼ばれる変数の値に設定されると、
「解析」ルーチンは、何等の同調動作も実施する
ことなしにコールされると直ぐにリターンする。

「コールドスイープ」ルーチンにおける次のス
テツプは、第１２Ｂ図においてブロツク950で示
してある。このステツプは、FAULT−CNTRと
呼ばれる変数の値を、TRIESと呼ばる定数と等
しく設定する。このことは、FAILUREフラツグ
がセツトされて、ハンドピースの同調が成功しな
かつたことを表す前になされる同調の試行動作の
回数を確立する。

次いで、「コールドスイープル」ルーチンが、
ブロツク952で示す如く、「解析」サブルーチンを
コールする。「解析」サブルーチンの詳細に付い
て説明する。

第１３図を参照すると、「解析」サブルーチン
のフローチヤートを示している。この「解析」サ
ブルーチンにおける最初のステツプは、ブロツク
956で示したRANGE変数の値を決定するための
テストである。RANGE変数がMINIMUMと呼
ばれる定数に等しいと、処理はステツプ958へ直
ぐに流れ、それは処理を第１２Ｂ図に示した「コ
ールドスイープ」ルーチンにおけるステツプ960
へリターンする。ステツプ960による処理及び
「コールドスイープ」ルーチンの従属に付いて更
に詳細に説明する。RANGE変数の値が定数
MINIMUMと等しくないことが判明すると、ス
テツプ962が実施され、LOOPフラツグが偽状態
にセツトされる。このことは、前述した位相「最
小器」ルーチンの操作をデイスエーブルさせる。

次いで、ステツプ964を実施して、WINDOW
サブルーチンをコールする。このルーチンは、最
小周波数と最大周波数とを計算し、それらの間
で、電圧制御発振器は同調プロセス期間中に同調
される。基本的に、ウインドウ（窓）サブルーチ
ンは、同調窓の下側境界を設定するMINIMUM
と呼ばれる変数を計算する。好適実施例において
は、変数MINIMUMはゼロに設定される。この
「窓」サブルーチンは、MAX−FREQと呼ばれ
る変数を4096の値へ設定する。これら２つの数
は、微同調制御信号HERTZの変化により電圧制
御発振器の同調のための窓を確立する。粗同調
は、同調帯域を介して微同調窓の中央周波数を移
動させるために以下に説明する「chk−limit」サ
ブルーチンによつて設定される変数COARSEの
値によつて制御される。基本的に、そのプロセス
は、COARSEN、スイープHERTZを設定し且つ
HERTZにより掃引される内側50％の周波数内に
共振ピークを探す。共振ピークが以後に
ACCEPTLE帯域と呼ばれる内側50％の周波数内
に見つからない場合、COARSEがインクリメン
トされて、微同調窓の中央周波数を最大800Hz迄
動かし、且つ処理は再度開始される。何故非同調
迄の内側50％の周波数のみが使用されるかの詳細
に付いて次に説明する。

制御信号HERTZは、変数HERTZに対するデ
ジタル値に比例するアナログ電圧の間で変化する
ことが可能である。これらの値は、ゼロと4096と
の間の範囲である。HERTZ変数の値が2047であ
ると、電圧制御発振器は、制御信号COARSEに
よつて確立される中央周波数で動作する。値2047
以下の変数HERTZの各カウントに対して、電圧
制御発振器は、制御信号COARSEによつて確立
される周波数以下の1.6Hzの周波数で動作する。
2047の値より上の変数HERTZの全てのカウント
に対して、電圧制御発振器の周波数は、制御信号
COARSEのみによつて確立される周波数よりも
1.6Hz高い。第１３図中のブロツク964によつて表
されるサブルーチン「窓」によつて設定される変
数SWEEP−FRFQは、現在の操作周波数に対す
るポインターを表しており、即ち電圧制御発振器
が現在操作中の微同調窓内の位置を表している。
変数MAX−FREQは、該窓の上限を確立し且つ
ポインター変数AWEEP−FREQに対する上限を
確立する。

ここで、共振同調フエーズの前に同調インダク
タの影響を同調により除去する。この為に、「解
析」サブルーチンが、第１３図にブロツク966で
示した如く、「百分率」サブルーチンをコールす
る。このサブルーチンの詳細を第１４図にフロー
チヤートで示してある。

第１４図を参照すると、「百分率」サブルーチ
ンにおける最初のステツプは、変数HENRYの
値を定数に設定して、同調インダクタのインダク
タンスを最小に減少させる。このことは、マイク
ロプロセサをして、D.C.バイアスが磁束飽和が発
生する点迄増加され且つ同調インダクタのインダ
クタンスがその際に最小とされるように、同調イ
ンダクタ用の駆動回路に対して制御信号
HENRYの値を設定させる。このプロセスはブ
ロツク968で示してある。

次いで、１秒の遅延が行われて、同調インダク
タのインダクタンスが制御信号HENERYの値に
おける変化に追い着くことを可能とさせる。この
ステツプはブロツク970で示してある。その後に、
ステツプ972を実施して、「解析」サブルーチンに
おける次のステツプへのリターンを実施する。

「解析」サブルーチンの考察に戻ると、ここ
で、プローブに対する適宜の電力レベルを設定す
ることが必要である。このプロセスは、ブロツク
974で示したステツプで開始し、その場合変数
BOUNDARYの値が保存される。BOUNDARY
変数は、ハンドピースへ印加される電力を制御す
るオフセツト値である。ハンドピースへ印加され
る電力は、変数BOUNDARYの値＋足で操作さ
れる電力制御器の位置によつて確立される
BOUNDARY値からの相対的オフセツトの値に
等しいレベルに設定される。ある実施例において
は、電力制御ソフトウエアは、ある条件が充足さ
れない限り、足で操作される制御器の使用に介し
てハンドピースへ電力を印加することを許容する
ことのない多数の安全用インターロツクを有して
いる。然し乍ら、BOUNDARY値変数の値は、
保護されておらず、最初に種々の条件を充足する
こと無しに、CPUによつて変更することが可能
である。従つて、電力は本ソフトウエアCPUに
よつて、単にBOUNDARY変数の値を変化させ
ることによりハンドピースへ印加させることが可
能である。ステツプ974は、同調プロセス後の後
の回復の為に現在のBOUNDARY値を保存する。
何故ならば、公称電力レベルは、同調プロセス自
身に対するソフトウエアによつて確立されるから
である。この公称電力レベルは、BOUNDARY
変数の値をNOMINALと呼ばれる定数の値に設
定することによつて、ステツプ976で確立される。

ステツプ978乃至984は、サブルーチン「ピー
ク」をコールする前に種々の変数の値を設定する
為の準備ステツプである。このサブルーチンは、
何時負荷電流のピークが発生したかを決定し、且
つ電圧制御発振器の操作周波数における変化に対
しての負荷電流における変化の勾配（スロープ、
SLOPE）を計算する。ステツプ978及び979は、
オプシヨンであり、且つＰ−SLOPE及びＮ−
SLOPEと名付けたフラツグをセツトする。ステ
ツプ980は、スイープ（掃引）周波数ポインター
変数SWEEP−FREQを窓サブルーチン964によ
つて計算される変数MINIMUMの値に設定して、
周波数ポインターを同調窓の下側境界に設定す
る。ステツプ981は、HERTZ変数の値を、変数
MINIMUMの値に等しく設定して、電圧制御発
振器の周波数を同調窓における最も低い周波数に
設定する。

ステツプ982は、変数Ｉ−PEAKの値は、変数
MINIMUMの値に等しく設定する。変数Ｉ−
PEAKは、現在までのところ記録された負荷電流
に対して最も高い記録された値を格納するための
レジスタとして使用する。

ステツプ983は、変数RESONANCEの値を、
変数MINIMUMの値と等しく設定する。
RESONANCE変数は、変数SWEEP−FREQの
値をハンドピースの機械的共振周波数が見つけら
れた点において記録するために使用する。

ステツプ984は、変数SLOPEの値を変数
MINIMUMの値と等しく設定する。SLOPE変数
は、第１７Ａ図に示した「ピーク」サブルーチン
において実施される勾配計算の結果を記録する為
に使用する。従つて、ステツプ978乃至984は、サ
フルーチン「ピーク」をコールする前に、既知の
状態となるように、種々の変数の値を初期化させ
る。

ステツプ986は、サブルーチン「ピーク」に対
するコールを表す。「ピーク」サブルーチン及び
このサブルーチンによつてコールされるサブルー
チンの詳細について以下に説明する。「ピーク」
サブルーチンからリターンすると、ステツプ004
が実施される。このステツプは、変数FAULT−
CNTRをデクリメントし且つ共振周波数を見出
すための別の試行を実施したことを表す「ピー
ク」サフルーチンからリターンする毎に実施され
る。「ピーク」サブルーチンがコールされると、
変数SWEEP−FREQが継続的にインクリメント
され且つ負荷電流テスト及び勾配計算を、同調窓
内の上側周波数に到達する迄、種々の操作周波数
で実行される。その時に、ピークが「解析」サブ
ルーチンのステツプ994へリターンし、現在の同
調窓を介しての完全な掃引が実行されたことを表
す。

次いで、ステツプ997を実施して、変数
FAULT−CNTRの値をゼロと比較して、割り当
てられた数の試行乃至は掃引が実行されたか否か
を決定する。割り当てられた数の試行が実行され
且つ共振周波数が見つからなかつた場合、ステツ
プ997はFAULT−CNTRがゼロに等しいことを
見出し、ステツプ999へ分岐して、エラーメツセ
ージをコンソールへ送る。その後に、ステツプ
1001において、FAILUREフラツグをセツトし
て、共振周波数が割り当てられた数の試行内に見
出されなかつたことを表す。次いで、リターンス
テツプ958を実行して、「コールドスイープ」サブ
ルーチンのステツプ960へリターンする。

「コールドスイープ」サブルーチンの検討に戻
ると、ステツプ960はFAILUREフラツグの条件
をテストする。それがセツトされていると、ステ
ツプ1003が実行されて、ブリンクルーチンを停止
させて、本システムの正面パネル上の発光ダイオ
ード（LED）のブリンキング即ちチカチカさせ
ることを停止する。次いで、ステツプ1005を実行
して、LEDをデイスエーブルさせ、その際に
LEDを暗いままに維持し且つ同調が何等かの理
由により成功しなかつたことをユーザに知らせ
る。次いで、ユーザは問題を調査する。

ステツプ960のテストにより、FAILUREフラ
ツグがセツトされなかつたことを決定すると、同
調フエーズが行われて成功したことを表し、且つ
この場合、VCOは、プローブの機械的共振周波
数で操作すべく同調される。この場合、「ポスト
チヤージ」サブルーチンへのコールはステツプ
1009によつて示される如くに実行される。このサ
ブルーチンに対するフローチヤートは第１５図に
示してある。

第１５図を参照すると、「ポストチヤージ
（POST CHARGE）」サブルーチンにおける最初
のステツプは、ハンドピースへの要求により電力
を供給する為に、メインループ内の電力供給ルー
チンをイネーブルさせる為にTUNEDフラツグを
セツトする。次いで、ステツプ1013を実施して、
LOOPフラツグをセツトして、「最小器」ルーチ
ンによる操作をイネーブルさせて、全ての位相角
を同調除去する。

ステツプ1015はフラツグFS−DOWNをセツト
して、人工的に電力に対する要求をシミユレート
する。このことは、「ポストチヤージ」ルーチン
の機能の一部は電力を３秒印加してハンドピース
及び同調インジケータが「ポストチヤージ」ルー
チンに続いてセツトされる実際の操作点に幾分近
い操作点において安定することを可能とする為
に、行われる。電力を印加する為に、フラツグ
FS−DOWNがセツトされねばならない。

次いで、ステツプ1017を実行して、変数
HENRY及び制御信号HENRYを、変数
PREDICTEDの値にセツトする。この変数は、
統計的な経験的に決定されたものであり、それは
殆どのプローブに結合される場合に、同調インダ
クタ用の通常の操作点を近似する。

ステツプ1019は、BOUNDARY変数を上昇さ
せて、フルパワー即ち全電力をハンドピースへ送
る。このことに続いて、ステツプ1021によつて示
される３秒遅延／安定時間が発生する。

最後に、夫々、ステツプ1023及び1025におい
て、前の境界値をセツトして電力をその基のレベ
ルへ回復させ、且つ前のFS−DOWNフラツグス
テータスが回復される。次いで、処理は、ステツ
プ1027を介して「コールドスイープ」ルーチンに
おけるステツプ1033へ流れ、LEDをイネーブル
させて、その際に同調フエーズが成功裡に完了し
たことをユーザに表す。次いで、ステツプ1007を
実行して、RELAPSEフラツグをセツトする。こ
のことは、経過したタイマーをしてゼロの時間に
リセツトさせる。経過したタイマーは、どれほど
のエネルギが目の中で散逸されたかの経過を追従
する為に、ユーザによつて使用される正面パネル
へのデイスプレイを制御する為に使用される。

「コールドスイープ」の検討に戻ると、オプシ
ヨンのステツプ1029を実行して、トーンを発生さ
せるか又は調べを演奏して装置について同調フエ
ーズが完了したことを表し且つユーザにステータ
スに関してLEDをチエツクすること想起させる。

ステツプ1031は、ANALYSISルーチンへのア
クセスを制御するMISTUNENE変数のビツトを
リセツトし、その際に次のそれに対するコール
迄、解析ルーチンをデイスエーブルさせる。

最後に、ステツプ1033を実行して、VCOを遮
断して、その際に雑音の増幅を防止し、且つ処理
が「スイーパー」のステツプ938へ且つメインル
ープ内のコールプロセスへリターンする。

「解析」サブルーチンの検討に戻ると、テスト
997が、共振周波数を見つけ出す為の最大試行回
数に到達したことを決定すると、サブルーチン
「ck−limit」をコールするステツプ1035が実行さ
れる。このルーチンは、第１６図に詳細に示して
ある。

第１６図を参照すると、「ck−limit」サブルー
チンのフローチヤートが示されている。このルー
チンの目的は、変数COARSEの値を調節して、
共振ピーク負荷電流が窓の中央50％の周波数内に
見つかるように、窓を探すために微同調窓の中央
周波数を変化させる。「ck−limit」サブルーチン
における第１のステツプは、変数HIGH RAIL
に対して変数RESONANCEによつて表される周
波数をテストすることである。変数
RESONANCEは、周波数に対する負荷電流の関
数の勾配が所定の量よりも小さい場合のピーク負
荷電流周波数において以下に説明する「ピーク」
ルーチンによつてその値を設定する。このテスト
は、ブロツク1037によつて示してある。変数
HIGH RAILは、共振周波数が同調窓の中央周
波数よりもかなり離れて見つかる場合に、変数
COARSEが調節されて窓を移動させて共振周波
数をよりそれに近づけて位置させるように設定さ
れる。変数HIGH RAILは、同調窓の底部から
75％上の周波数に設定される。この変数の値は、
「解析」サブルーチンの「窓」サブルーチンにお
いて計算される。「ck−limit」サブルーチンに対
する理由は、共振ピークが同調窓の周波数の中央
50％近辺に共振ピークが発生するまでCOARSE
変数を変化させるためである。このことは、ある
電圧過渡状態及びその他の非繰返し挙動が、同調
窓の下25％及び上25％における周波数において動
作する場合に発生するので、望ましい。同調窓を
上述した態様で移動させることは、何等かの非繰
返し減少によつて発生される偽ピークに対して実
際の共振ピークを見つけ出す傾向となる。

RESONANCEの値がHIGH RAILよりも小さ
いことが判明すると、ステツプ1039が実行され
て、800Hertzに等価な分だけCOARSEの値をデ
クリメントさせる。RESONANCEの値がHIGH
RAILよりも大きいことが分かると、ステツプ
1041を実行して、800Hertzに等価な分だけ
COARSEの値をデクリメントさせる。最後に、
ステツプ1043において、RAILEDフラツグがセ
ツトされて、共振ピークが許容可能な周波数範囲
内に見つからなかつたことを表示する。
RAILEDフラツグをセツトすることは、処理を
「ピーク」ルーチンへ戻すべくベクトル操作して、
新しい窓を介して操作周波数を掃引する。このこ
とは、リターンステツプ1045を介して行われ、そ
れは処理を「解析」ルーチンのステツプ1047へリ
ターンさせる。

第１３図のステツプ1047は、RAILEDフラツ
グをテストし且つそのフラツグが真であると、処
理をステツプ978へ戻すべくベクトル操作する。

RAILEDフラツグがセツトされていないと、
ステツプ1049が実行されて、VCOを共振周波数
にセツトする。このことは、変数HERTZを変数
RESONANCEの値と等しく設定することによつ
てなされる。

次いで、条件は、「解析」がコールされた時の
態様に戻して設定される。第１に、FAULT−
CNTRはステツプ1051においてゼロに設定され、
且つMISTUNEの２番目の最小桁ビツトはステ
ツプ1053において０にセツトされる。ステツプ
1055において、BOUNDARYがその基の値に戻
してセツトされ、且つLOOPフラツグはセツトた
れてステツプ1057における「最小器」ルーチンに
よる操作をイネーブルさせる。最後に、夫々、ス
テツプ1059及び1061において、RANGEが
MINIMUMにセツトされ且つＩ−PEAKが
MINIMUMにセツトされる。その後に、ステツ
プ960においてコールプロセス「コールドスイー
プ」へのリターンがステツプ958によつて実行さ
れる。

第１７Ａ図及び第１７Ｂ図を参照すると、「ピ
ーク」サブルーチンの詳細がフローチヤートの形
態で示されている。ブロツク1050は、「ピーク」
サブルーチンにおける最初のステツプであり、且
つ遅延を実行して、同調インダクタの値を、第１
３図におけるステツプ981によつて設定される制
御信号HERTZのレベルによつて確立されるイン
ダクタンスにおいては安定化されることを可能と
する。

ステツプ1052は、変数HERTZの値が第１３図
におけるサブルーチン「窓」によつて計算される
変数MAX−FREQの値未満であるか否かを決定
するテストである。HERTZの値が最大周波数の
値よりも大きい場合、ステツプ1054が実施され
て、処理を「解析」サブルーチンのステツプ994
へリターンさせる。

HERTZが最大周波数未満の場合、ステツプ
1056が実行されて、変数SWEEP−FREQの値を
インクリメントさせる。次いで、ステツプ1058を
実行して、HERTZ変数の値をSEEP−FREQ変
数の値と等しく設定させる。

HERTZ変数がその新しいレベルに確立された
後に、電圧制御発振器は、周波数を変化させ、且
つ新しい周波数において引かれる負荷電流の量
は、大略、前の操作周波数において引かれた負荷
電流の量から変化する。負荷電流に対してこの新
しい値を知ることが必要である。その為に、ステ
ツプ1060が実行され、現在の操作周波数における
現在の負荷電流が読み取られ且つ変数
CURRENTとして格納される。このことは、第
１図におけるCPUN８０８による入力操作によ
つて達成され、ライン８２０上の信号
CURRENTの値を読み取る。

ステツプ1062は、CURRENT変数の値を、変
数Ｉ−PEAKによつて表される如く前の最高の記
録された負荷電流の値と比較するテストである。
CURRENTがＩ−PEAKよりも小さいと、ライ
ン１０６４によつて示される再度アドレスへのジ
ヤンプが実行され、ステツプ1064が実行されて、
「レコーダ」サブルーチンをコールする。新しい
Ｉ−PEAKが記録されることはない。
CURRENTがＩ−PEAKよりも大きい場合、テ
スト1068が実行されて、SWEEP−FREQが、現
在の同調窓内の下25％の周波数として定義される
下側拒否範囲内にあるか否かを決定する。この条
件が真であると、ライン１０６４に沿つて再度の
ジヤンプが発生し且つ「レコーダ
（RECORDER）」がコールされ、且つ新しいＩ−
PEAKがレコード即ち記録されることはない。
SWEEP−FREQが下側拒否範囲ないにない場合
には、ステツプ1070のテストが実行されて、
SWEEP−FREQが上側拒否範囲内にあるか否か
を決定する。この範囲は、電流同調窓における上
側25％の周波数として定義されている。この条件
が偽であると、ステツプ1072が実行されて、
CURRENTを新しいＩ−PEAKとして記録する。
SWEEP−FREQが上側拒否範囲内にあると、ラ
イン１０６４に沿つての再度のジヤンプが実行さ
れる。

ステツプ1072を実行した後に、「デイテクター」
サブルーチンが実行され、周波数に対しての負荷
電流のフアンクシヨン即ち関数の勾配が、定数と
比較される。この勾配は「レコーダ」サブルーチ
ンによつて計算され、そのルーチンの検査が行わ
れる。

第１８Ａ図及び第１８Ｂ図を参照すると、「レ
コーダ」サブルーチンのフローチヤートが示され
ている。最初のステツプは、ステツプ1076によつ
て示される如く、変数COUNTERをCOUNTER
＋２へセツトする。COUNTERは、負荷電流サ
ンプル乃至は周波数に対する負荷電流の曲線上の
点を格納する為に使用される循環バツフアにおけ
るポインターである。各負荷電流サンプルは、長
さが２バイトであり、従つてCOUNTERをイン
クリメントすることは、次の対のアドレスへポイ
ントするために２を加算することによりなされ
る。このインクリメント操作は、ステツプ1076に
よつて示されている。次いで、COUNTERがス
テツプ1076においてゼロに対してテストされる。
COUNTERがゼロに到達すると、該バツフアは
フイル即ち充填され（それはアドレスの最も高い
対から最も低い対へ充填される）、且つ
COUNTERは、ステツプ1080において定数
BUFF−SIZEに等しくそれを設定することによ
り該バツフアの上部にリセツトされる。テスト
1078が、COUNTERがゼロではないことを決定
すると、ステツプ1082が実行されて、アドレスポ
インターPOINTERをBUFFER＋COUNTERに
等しくセツトする。BUFFERは循環バツフアに
おける最も低いアドレスであり、従つてステツプ
1082はPOINTERを前記バツフア内の適宜のアド
レスにセツトする。

次いで、テスト1084が実行され、POINTERが
テストされて、それが未だに該バツフアの境界内
にある否かを判別する。特に、POINTERが、該
バツフアの２つの端部を示すBUFFER及びBUF
−SIZE＋BUFFERと比較される。POINTERが
該バツフア内にあると、POINTERによつてポイ
ントされるアドレスが、ステツプ1086内の
CURRENTの最も最近の値でロードされる。
POINTERが該バツフアのいずれかの端部アドレ
スにポイントすると、ステツプ1088が実行され
て、変数TOPをライン1090によつて示される如
く、CURRENTNの最も最近の値と等しくセツ
トする。

次いで、ステツプ1092が実行され、POINTER
が、該バツフア内の最も低いアドレスである
BUFFER未満であるか又はそれと等しいかを決
定する。そうであると、POINTERはステツプ
1094においてBUFFER＋BUFF−SIZEと等しく
セツトされる。このことは、POINTERを該バツ
フア内の最も高いアドレスにリセツトする。
POINTERがBUFFERよりも大きいと、ステツ
プ1096が実行されて、POINTERをPOINTER−
２にセツトする。次いで、ステツプ1098が実行さ
れて、変数BOTTOMを、POINTERによつてポ
イントされたアドレスにおいて該バツフアの内容
と等しくセツトする。最後に、ステツプ1100にお
いて、変数SLOPEがTOP−BOTTOMとして計
算される。SLOPEは、CURRENTの最も最近の
値−該バツフア内の最も高い対のアドレス又は前
の対のアドレスのいずれかにおいて格納される
CURRENTの値に等しい。SLOPEは、現在の駆
動周波数及び負荷電流座標において駆動周波数に
対する負荷電流の関数の勾配に比例する。次い
で、処理はステツプ1102を介して「ピーク」サブ
ルーチンのステツプ1104へ戻つて流れ、それは、
処理を経路1106に沿つて「ピーク」のステツプ
1050へベクトル操作して、駆動周波数を再度イン
クリメントさせる。

「ピーク」のステツプ1074にリターンすると、
「デイテクター（DETECTOR）」ルーチンがコー
ルされて、偽のピークを実際の共振ピークから分
離させる定数に対して最も最近のＩ−PEAKにお
けるSLOPEを評価する。第１９図は、「デイテク
ター」ルーチンのフローチヤートである。最初の
ステツプは、SLOPEが定数MIN−SLOPE未満
であるかどうかを決定するテストである。MIN
−SLOPEは、第６図における1110におけるピー
クを876における実際の共振ピークから分離すべ
く選択される。MIN−SLOPEの値は、いずれの
偶発的な非共振ピーク又は、その他の遷移状態の
勾配よりも大きく且つ正である。従つて、
SLOPEがMIN−SLOPEよりも大きくない限り、
ステツプ1112に到達することはない。ステツプ
1112は、RESONANCEがSWEEP−FREQと等
しくセツトされるステツプであり、その際にＩ−
PEAKの最も最近の値が見つかつた周波数は多分
現在の負荷条件下でのプローブの実際の機械的共
振周波数であることを認識する。注意すべきこと
であるが、好適実施例において、この同調プロセ
スは、ユーザがプローブを取り付け、それを水中
に位置させ且つ正面パネルの上ボタン（不図示）
を押圧して同調プロセスを要求した後に、ユーザ
による要求によつて実行かれる。

RESONANCEをアツプデートした後に、フラ
ツグFAILUREはステツプ1114においてリセツト
されて同調が成功したことを表す。

SLOPEがMIN−SLOPE未満であると、ステ
ツプ1116が実行されて、Ｉ−PEAKをゼロに設定
することにより正当な共振ピークとして現在のピ
ークを拒否するプロセスを開始させる。次いで、
ステツプ1118が、RESONANCEをゼロにセツト
し、且つステツプ1120はRAILEDフラツグをゼ
ロにセツトする。最後に、ステツプ1122が処理を
「解析」のステツプ994へリターンさせ、そこで処
理は前述した如くに進行する。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細
に説明したが、本発明はこれら具体例にのみ限定
されるべきものでは無く、本発明の技術的範囲を
逸脱すること無しに種々の変形が可能であること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく装置の好適実施例を示
したブロツク図、第２図はプローブの機械系及び
ピエゾクリスタルの等価回路を示した概略図、第
３Ａ図及び第３Ｂ図は本システムの機能を説明す
る為に必要な数学的関係の２つの方程式を示した
各説明図、第４図は機械的共振周波数におけるプ
ローブの簡略化した等価回路を示した概略図、第
５図は本システムのハードウエア及びソフトウエ
ア要素の間の相互関係を示した概略図、第６図は
プリチヤージ及びポストチヤージ領域を示した周
波数に対する典型的な負荷電流関数のプロツトを
示した説明図、第７図は負荷インピーダンスのリ
アクタンス成分を同調除去する為の「最小器」ル
ーチンのフローチヤートを示した説明図、第８図
はHENRY用のデフオルト値をセツトするため
の「def−phase」ルーチンのフローチヤートを
示した説明図、第９図はHENRYの値を変化さ
せるための「補正」ルーチンのフローチヤートを
示した説明図、第１０図はHENRYをある捕獲
限界にセツトするための「捕獲」サブルーチンの
フローチヤートを示した説明図、第１１図はプロ
ーブの機械的共振周波数に対してVCOを同調す
る為の「スイーパー」サブルーチンのフローチヤ
ートを示した説明図、第１２Ａ図及び第１２Ｂ図
はVCO同調を行い且つユーザインターフエース
機能を管理するために「解析」ルーチンをコール
する「コールドスイープ」ルーチンのフローチヤ
ートを示した各説明図、第１３図は「解析」ルー
チンのフローチヤートを示した説明図、第１４図
は「百分率」ルーチンのフローチヤートを示した
説明図、第１５図は「ポストチヤージ」ルーチン
のフローチヤートを示した説明図、第１６図は同
調窓を移動させる為の「chk−limit」ルーチンの
フローチヤートを示した説明図、第１７Ａ図及び
第１７Ｂ図は負荷電流をモニタすることにより共
振を見つけ出す「ピーク」ルーチンのフローチヤ
ートを示した各説明図、第１８Ａ図及び第１８Ｂ
図は負荷電流データを記録紙且つ勾配を計算する
「レコーダ」ルーチンのフローチヤートを示した
各説明図、第１９図は最小勾配に対しての負荷電
流関数の勾配をチエツクする「デイテクター」ル
ーチンのフローチヤートを示した説明図、であ
る。 （符号の説明）、２４：プローブ、２８，３
０：ピエゾクリスタル、３８：電圧／電流増幅
器、４０：Ｄ／Ａ変換器、５０：位相検知器、５
２：積分器、５６：VCO、７４：線形駆動増幅
器、８４：Ａ／Ｄ変換器、５５０：電流検知変圧
器、８０８：マイクロプロセサ（CPU）、８１
８：バス、８２６：A.C.駆動信号コイル、８２
８，８３０：D.C.バイアスコイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１個のクリスタルを持つた超音波
   ハンドピースを駆動する水晶体乳化装置におい
   て、前記ハンドピースへ可変周波数可変振幅電気
   駆動信号を供給する駆動手段、前記駆動手段内に
   設けられており前記クリスタルに結合し且つ前記
   ハンドピース及び前記同調インダクタの結合の全
   体的インピーダンスを変化させる為の電気的に同
   調可能なインダクタ手段、前記駆動手段及び前記
   電気的に同調可能なインダクタ手段に結合されて
   おり共振同調フエーズ期間中に前記同調可能なイ
   ンダクタを最小インダクタンスに電気的に同調さ
   せ且つピークにおける駆動信号の周波数に対する
   負荷電流の関数の勾配が所定の基準を満足するよ
   うに前記ハンドピースによつて引き込まれる負荷
   電流におけるピークが見つかるまで前記駆動信号
   の周波数を同調させ且つ前記駆動手段によつて前
   記ピーク負荷電流の周波数において前記ハンドピ
   ースを駆動させる周波数同調手段、を有すること
   を特徴とする水晶体乳化装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記周波数
   同調手段に結合されており且つ前記電気的に同調
   可能なインダクタに結合されており且つ前記駆動
   手段に結合されており前記共振同調フエーズの完
   了と共に前記駆動信号の駆動電流と前記負荷電流
   との間の位相差を決定し且つ前記位相差をゼロ度
   の所定の範囲内に減少させるために前記同調可能
   なインダクタを電気的に同調させる位相同調手段
   を有することを特徴とする水晶体乳化装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記周波数
   同調手段が、負荷電流における全てのピークの周
   波数に対する負荷電流の勾配を所定の最小の正の
   勾配と比較することにより前記負荷電流における
   偶発的なピークを拒否する手段を有することを特
   徴とする水晶体乳化装置。 ４ 特許請求の範囲第２項において、前記周波数
   同調手段が、負荷電流における全てのピークの周
   波数に対する負荷電流の勾配を所定の最小の正の
   勾配と比較することにより前記負荷電流における
   偶発的なピークを拒否する手段を有することを特
   徴とする水晶体乳化装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記駆動手
   段が、前記駆動信号を形成し且つ粗同調信号にお
   ける単位変化当たりの第１係数によつて前記駆動
   信号の周波数を変化させる粗同調信号を受け取る
   ための粗同調入力端と微同調信号における単位変
   化当たりの第２係数により前記駆動信号の周波数
   を変化させる微同調信号を受け取るために微同調
   入力端とを持つた電圧制御発振器を有することを
   特徴とする水晶体乳化装置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、前記周波数
   同調手段が、前記粗同調信号を所定の値に設定し
   次いで前記微同調信号を所定の範囲を介して掃引
   することにより前記負荷電流ピークを探しだすよ
   うに前記粗及び微同調信号をコンピユータに発生
   させ、且つ前記ピークが探しだされなかつた場合
   に、前記粗信号を新たな値に設定し次いで前記微
   同調信号を所定の範囲に渡つて掃引し且つ前記ピ
   ークが探しだされる迄上記ステツプを繰返し行う
   ためのソフトウエア手段によつて制御されるコン
   ピユータを有することを特徴とする水晶体乳化装
   置。 ７ 特許請求の範囲第２項において、前記駆動手
   段が、前記駆動信号を形成し且つ粗同調信号にお
   ける単位変化当たりの第１係数によつて前記駆動
   信号の周波数を変化させる粗同調信号を受け取る
   ための粗同調入力端と微同調信号における単位変
   化当たりの第２係数により前記駆動信号の周波数
   を変化させる微同調信号を受け取るために微同調
   入力端とを持つた電圧制御発振器を有することを
   特徴とする水晶体乳化装置。 ８ 特許請求の範囲第７項において、前記周波数
   同調手段が、前記粗同調信号を所定の値に設定し
   次いで前記微同調信号を所定の範囲を介して掃引
   することにより前記負荷電流ピークを探しだすよ
   うに前記粗及び微同調信号をコンピユータに発生
   させ、且つ前記ピークが探しだされなかつた場合
   に、前記粗信号を新たな値に設定し次いで前記微
   同調信号を所定の範囲に渡つて掃引し且つ前記ピ
   ークが探しだされる迄上記ステツプを繰返し行う
   ためのソフトウエア手段によつて制御されるコン
   ピユータを有することを特徴とする水晶体乳化装
   置。 ９ 特許請求の範囲第６項において、前記粗同調
   信号の任意のレベル及び前記微同調信号の一杯の
   振れに対して前記駆動信号が取ることの可能な周
   波数範囲の上部又は下部25％内に存在する周波数
   に前記ピークが見つかる場合に、前記周波数同調
   手段が前記ピークを拒否することを特徴とする水
   晶体乳化装置。 １０ 特許請求の範囲第８項において、前記粗同
   調信号の任意のレベル及び前記微同調信号の一杯
   の振れに対して前記駆動信号が取ることの可能な
   周波数範囲の上部又は下部25％内に存在する周波
   数に前記ピークが見つかる場合に、前記周波数同
   調手段が前記ピークを拒否することを特徴とする
   水晶体乳化装置。 １１ 超音波で駆動されるプローブを駆動する装
   置において、 前記プローブに対する駆動信号を発生し且つ前
   記駆動信号の周波数を決定する為の第１制御信号
   を受け取る為の入力端を持つた第１手段、 現存条件下で前記プローブの機械的共振周波数
   を時折決定し且つ前記プローブの前記機械的共振
   周波数で駆動信号を発生する為に前記第１手段を
   同調するために前記第１制御信号を発生する為に
   前記第１手段に結合されている第２手段、 前記駆動信号を前記プローブへ結合させ且つ同
   調インダクタのインダクタンス量を制御し且つ前
   記駆動信号に従つてインダクタンスを変化させる
   第２制御信号を受け取るための入力端を持つた同
   調インダクタ手段、 前記同調インダクタに結合されており且つ前記
   第１手段及び第２手段に結合されており前記プロ
   ーブに対する駆動信号と結果的に得られる駆動信
   号電流との間の実際の位相角を決定し且つ前記実
   際の位相角と所望の範囲の位相角との間の差異を
   決定し且つ前記第２手段が前記第１手段を同調し
   て前記プローブの前記機械的共振周波数において
   前記駆動信号を発生させた後に前記位相角を最小
   とするために前記同調インダクタを同調するため
   に前記第２制御信号を発生する手段、 を有することを特徴とする装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項において、前記第
   ２手段が、前記駆動信号の周波数を所定の範囲の
   周波数を掃引し且つ前記プローブにより引き込ま
   れる負荷電流を測定することにより前記機械的共
   振周波数を決定し且つ前記負荷電流がピークにあ
   り且つ周波数に対する関数関連負荷電流の勾配が
   所定の値よりも大きい場合の周波数を前記共振周
   波数として選択する手段を有することを特徴とす
   る装置。 １３ 超音波によつて駆動されるプローブを駆動
   する方法において、 (1) 前記プローブへ送られるべき周波数帯域内の
   周波数を持つた駆動信号を送り、 (2) 前記プローブによつて引き込まれる駆動電流
   の量をサンプルすると共に格納し、 (3) 前記周波数帯域内の他の駆動信号周波数に対
   して前に記録した最高駆動電流サンプルに対し
   て前記駆動電流サンプルを比較し、 (4) 実質的に全ての前記駆動電流サンプルに対し
   て対応する駆動信号周波数に対する関数関連各
   駆動電流サンプルの勾配を計算し、 (5) 前記駆動信号の周波数をインクリメントさ
   せ、 (6) 対応する駆動電流サンプルが全ての他の駆動
   電流サンプルよりも大きく且つ前記共振周波数
   における前記関数の勾配が共振以外に減少によ
   つて発生され実際の共振ピークとして間違える
   ことのある偶発的な電流ピークを除去するため
   に選択された所定の定数よりも大きい共振周波
   数が見つかるまでステツプ１乃至５を繰返し行
   う、 上記各ステツプを有することを特徴とする方
   法。 １４ 特許請求の範囲第１３項において、前記駆
   動信号の前記周波数をインクリメントするステツ
   プが、粗同調信号を所定の値に設定し且つ微同調
   信号をインクリメントして窓を定義する周波数範
   囲を介して掃引し、且つ前記共振周波数が見つか
   らなかつた場合に、前記粗同調信号を新たな値に
   変化させ且つ前記粗同調信号を新たな窓を定義す
   る周波数範囲を介して掃引する各ステツプを有し
   ており、且つ前記共振周波数が見つかるまで上記
   ステツプを繰返し行うか、又は前記共振周波数を
   見つけることができない旨の決定がなされること
   を特徴とする方法。 １５ 特許請求の範囲第１４項において、前記ス
   テツプ５及び６は、前記共振周波数が前記窓のい
   ずれか１つの周波数又は前記微同調信号のインク
   リメント動作によつて掃引される周波数の中心50
   ％内に位置されるまで前記微及び粗同調信号を継
   続的に変化させるステツプを有することを特徴と
   する方法。 １６ 特許請求の範囲第１５項において、前記粗
   同調信号を変化させるステツプが、前記各周波数
   の窓が幾分互いに重畳するように、実施されるこ
   とを特徴とする方法。