JPH11123193A - 超音波内視鏡用回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械走査式の超音波内視鏡で、所定の解像度
が得られると共に、小型、かつ安価な回転角度位置検出
手段を用いた超音波内視鏡用回転駆動装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】 モータの回転力を、歯車列等からなる減
速機構及び伝達軸を介して超音波振動子を回転走査させ
て超音波診断像を得るように構成した超音波内視鏡用の
回転駆動装置で、超音波振動子の回転速度より高速回転
する歯車軸に固定した遮光部材と、この遮光部材の有無
によりパルスを発生させるセンサとを設けることによ
り、高価なロータリーエンコーダを設けることなく、所
定の解像力が得られると共に、小型に構成できるので操
作性が良く、しかも製造コストを安くすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体内に挿入して超
音波による診断を行う機械走査式の超音波内視鏡に用い
られる、先端に設置した超音波振動子を回転駆動させる
超音波内視鏡用回転駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波内視鏡は、操作部と、先端に超音
波振動子を設置した細長の挿入部とからなり、図６に示
すように、操作部内に設置した駆動手段であるモータ６
及び駆動力伝達手段２５により、先端の超音波振動子１
２を回転走査している。そして、超音波走査角度を検知
するための回転角度位置検出器は、伝達軸１３にロータ
リーエンコーダ２６を連結し、超音波振動子１２とロー
タリーエンコーダ２６の回転速度とが同一回転するよう
に設定されている。

【０００３】このロータリーエンコーダ２６は、超音波
振動子１２と同一回転をするので、超音波振動子１２の
所定の回転角度で１パルスが得られ、１回転で複数パル
スが出力される。そのパルス数により回転角度位置の検
出が可能となる。この回転角度位置検出パルスにより超
音波パルスを発生するための送信信号をトリガすること
により、一定の角度毎の走査線を有する超音波診断像を
得ることができる。

【０００４】また、特公昭６１−３７９４３号公報に
は、挿入部の先端構成部内に設けた所定の回転角度で信
号を発生する角度位置検出器と、操作部内に有る角度変
化を検出する角度変化検出器を分離して配置した技術が
開示されている。この場合も、角度変化検出器は、超音
波振動子の回転速度と同一の速度で回転するように設置
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波内視鏡
や、特公昭６１−３７９４３号公報の体腔内検査用超音
波スキャナは、回転角度位置検出器を超音波振動子の回
転速度と同一の速度で回転するように設置されており、
回転角度位置検出器の分解能以上の解像度を得ることは
できないという問題があった。

【０００６】また、診断するのに充分な解像度の超音波
断層像を得るためには、１回転毎に数百パルスを発生さ
せるような大型の回転角度位置検出器を用いなければな
らず、装置が大型化すると共に、操作性が悪く、製造コ
ストが高くなるという問題があった。

【０００７】本発明は、以上の問題に着目してなされた
もので、機械走査式超音波内視鏡において、所定の解像
度が得られると共に、小型、かつ安価な回転角度位置検
出手段を用いた超音波内視鏡用回転駆動装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、挿入部先端に
設けた超音波振動子と、この超音波振動子を回転駆動さ
せる駆動手段と、この駆動手段の駆動力を前記超音波振
動子に伝達する駆動力伝達手段とを有し、前記駆動手段
を制御することにより、前記超音波振動子から発信され
る超音波を走査するようにした超音波内視鏡用回転駆動
装置において、前記駆動力伝達手段は、前記駆動手段の
回転速度を減速して前記超音波振動子に伝達する減速手
段と、前記超音波振動子の回転速度より高速回転する部
材に設置され、遮光部を有する遮光手段と、前記遮光部
の有無によりパルスを発生させるセンサとを具備した構
成とした。

【０００９】このような構成とすることで、装置を大型
化することなく、操作性が良く、かつ超音波振動子の回
転角度の分解能を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

＜第１実施形態＞以下に、図を参照して本発明の実施の
形態について説明する。

【００１１】（構成）図１乃至図５は本発明の第１実施
形態に係り、図１は超音波内視鏡を示す全体図、図２は
操作部内の駆動力伝達手段を示す断面図、図３は第１の
遮光部材の形状を示す正面図、図４は第２の遮光部材の
形状を示す正面図、図５は駆動力伝達手段の変形例を示
す断面図である。

【００１２】図１に示すように、第１実施形態の超音波
内視鏡は、操作部１、挿入部２、及び挿入部２の先端部
に設けられた先端構成部３とからなり、先端構成部３の
先端を照明するための照明用ケーブル４と超音波の送受
信信号伝送用の超音波ケーブル５が、先端構成部３、及
び挿入部２を挿通して、操作部１から外に送出してい
る。

【００１３】図２に示すように、操作部１の内部には駆
動手段としてのモータ６が設置されている。モータ６の
回転軸には、歯車７と、円周上に１６枚の遮光部８を有
する第１の遮光部材９（図３）とが同軸に固定されてい
る。

【００１４】中間歯車１０ａと中間歯車１０ｂは一体的
に構成され、中間歯車１０ａの歯数は中間歯車１０ｂの
歯数より多い。中間歯車１０ａは、中間歯車１０ａより
も歯数の少ない歯車７と噛み合い、中間歯車１０ｂは、
中間歯車１０ｂよりも歯数の多い歯車１１と噛み合って
いる。

【００１５】歯車１１の回転軸には、先端構成部３内の
超音波振動子１２に回転力を伝達し、挿入部２内を挿通
する伝達軸１３と、円周上に１枚の遮光部１４を有する
第２の遮光部材１５（図４）とが同軸に固定されてい
る。

【００１６】本実施形態では、歯車７と中間歯車１０ａ
の歯数比は１：４に、中間歯車１０ｂと歯車１１の歯数
比は１：４に設定されているので、モータ６と同軸であ
る歯車７が１６回転する毎に、超音波振動子１２に回転
力を伝達する伝達軸１３と同軸である歯車１１が１回転
する。

【００１７】すなわち、モータ６と同軸の歯車７の回転
数と、超音波振動子１２を駆動する伝達軸１３と同軸で
ある歯車１１の回転数比は、１６：１に設定されている
ので、モータ６が１６回転する間に超音波振動子１２は
１回転するような減速機構が構成されている。

【００１８】第１の遮光部材９の近傍には、１つの遮光
部８が通過するごとに１パルスを発信するフォトインタ
ラプタ１６が操作部１内に設置されており、第２の遮光
部材１５の近傍には、１つの遮光部１４が１回通過する
毎、すなわち超音波振動子１２が１回転する毎に１パル
スを発信するフォトインタラプタ１７が操作部１内に設
置されている。

【００１９】従って、モータ６と同軸の第１の遮光部材
９が１回転すると、１６枚の遮光部８がフォトインタラ
プタ１６を通過して、１６パルスを発生する。モータ６
が１６回転するとフォトインタラプタ１６は２５６パル
スを発生し、超音波振動子１２は１回転して、フォトイ
ンタラプタ１７は１パルスを発生するように構成されて
いる。

【００２０】（作用）このように構成された超音波内視
鏡用回転駆動装置は、モータ６が１６回転して、フォト
インタラプタ１６から２５６パルスの信号が発信される
間に、超音波振動子１２は１回転して、フォトインタラ
プタ１７から１パルスが発信される。そして、フォトイ
ンタラプタ１６から出力される１パルスの立ち上がり時
と、立ち下がり時の２つの信号に同期させて、超音波パ
ルスを発生するための送信回路をトリガすることで、超
音波振動子１２の１回転で５１２の超音波パルスが発生
する。また、フォトインタラプタ１７から出力されるパ
ルスにより、超音波振動子１２が超音波内視鏡内で所定
の回転位置になったことが検出され、図示しないモニタ
に超音波断層像を表示する際に、超音波断層像のモニタ
上での上下位置を決める指標となる。

【００２１】（効果）本実施形態の超音波内視鏡用回転
駆動装置は、歯車で減速機構を構成し、高速回転するモ
ータ６の軸側にパルス発生手段を設けたので、超音波振
動子１２が１回転する間に、多数のパルス信号を発生さ
せることができ、超音波振動子１２の回転角度の位置情
報が正確に検出できる。そのため、高画質の超音波断層
像を得られるとともに、大型で高価なロータリーエンコ
ーダを必要としないので、操作部１を小型に形成できる
ので操作性が良く、しかも、製造コストを安くすること
ができる。

【００２２】なお、本実施形態において、減速機構であ
る歯車７、中間歯車１０ａ／１０ｂ、及び歯車１１の３
連の場合で説明したが、モータ６と超音波振動子１２の
回転比が整数であれば、２連でも、４連以上でも、また
歯数比はどのようなものであっても、その作用効果は変
わらない。

【００２３】また、第１の遮光部材９に形成された遮光
部８の数及び設置場所は、超音波振動子１２が１回転す
る間に、所定のパルス数が発生可能であれば、どのよう
な数、場所、例えば第１の遮光部材９の内側に複数の穴
として形成しても、その作用効果は変わらない。

【００２４】また、第２の遮光部材１５は、超音波振動
子１２と同様の回転速度に設定できれば、例えば歯車等
を介して他の回転軸に設ける等、どのような位置にあっ
ても、その作用効果は変わらない。さらに、第２の遮光
部材１５は、超音波振動子１２の超音波内視鏡内での回
転位置を検出して、超音波断層像のモニタ上での向きを
設定するためのものであり、超音波断層像を任意の向き
に設定する必要がなければ、無くてもかまわない。

【００２５】なお、減速機構を、歯車の構成で説明した
が、図５に示したように、ベルト１８と、モータ６及び
第１の遮光部材９と同軸に固定したプーリ１９と、伝達
軸１３及び第２の遮光部材１５と同軸に固定したプーリ
２０とで構成したもの等、公知の減速機構を適用するこ
とが可能である。

【００２６】［付記］以上詳述したように本発明の実施
態様によれば、以下のような構成を得ることができる。
すなわち、

【００２７】［付記１］ 挿入部先端に設けた超音波振
動子と、この超音波振動子を回転駆動させる駆動手段
と、この駆動手段の駆動力を前記超音波振動子に伝達す
る駆動力伝達手段とを有し、前記駆動手段を制御するこ
とにより、前記超音波振動子から発信される超音波を走
査するようにした超音波内視鏡用回転駆動装置におい
て、前記駆動力伝達手段は、前記駆動手段の回転速度を
減速して前記超音波振動子に伝達する減速手段と、前記
超音波振動子の回転速度より高速回転する部材に設置さ
れ、遮光部を有する遮光手段と、前記遮光部の有無によ
りパルスを発生させるセンサとを具備したことを特徴と
する超音波内視鏡用回転駆動装置。

【００２８】［付記２］ 付記１項に記載の超音波内視
鏡用回転駆動装置は、さらに、前記遮光手段と前記セン
サとで発生するパルスの立ち上がり時と、立ち下がり時
に超音波診断像形成用の超音波パルスを発生させる超音
波パルス制御手段を有する。

【００２９】［付記３］ 付記１項乃至２項に記載の超
音波内視鏡用回転駆動装置であって、前記減速手段は、
少なくとも一部を歯車で構成した。

【００３０】［付記４］ 付記１項乃至２項に記載の超
音波内視鏡用回転駆動装置であって、前記減速手段は、
少なくとも一部をベルトによる駆動力伝達手段で構成し
た。

【００３１】［付記５］ 付記１項乃至４項に記載の超
音波内視鏡用回転駆動装置であって、前記センサは、光
センサである。

【００３２】［付記６］ 付記１項乃至５項に記載の超
音波内視鏡用回転駆動装置であって、前記遮光手段は、
少なくとも１つの遮光羽根を有する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波内
視鏡用回転駆動装置によれば、機械走査式超音波内視鏡
において、所定の解像力が得られると共に、小型に構成
できるので操作性が良く、しかも製造コストを安くする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の超音波内視鏡を示す全体図で
ある。

【図２】 第１実施形態の操作部内の駆動力伝達手段を
示す断面図である。

【図３】 第１実施形態の第１の遮光部材の形状を示す
正面図である。

【図４】 第１実施形態の第２の遮光部材の形状を示す
正面図である。

【図５】 第１実施形態の変形例の駆動力伝達手段を示
す断面図である。

【図６】 従来技術の駆動力伝達部の構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 操作部 ２ 挿入部 ３ 先端構成部 ６ モータ ７、１０ａ、１０ｂ、１１ 歯車 ８、１４ 遮光部 ９、１５ 遮光部材 １２ 超音波振動子 １３ 伝達軸 １６、１７ フォトインタラプタ １８ ベルト １９、２０ プーリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部先端に設けた超音波振動子と、こ
   の超音波振動子を回転駆動させる駆動手段と、この駆動
   手段の駆動力を前記超音波振動子に伝達する駆動力伝達
   手段とを有し、前記駆動手段を制御することにより、前
   記超音波振動子から発信される超音波を走査するように
   した超音波内視鏡用回転駆動装置において、前記駆動力
   伝達手段は、前記駆動手段の回転速度を減速して前記超
   音波振動子に伝達する減速手段と、前記超音波振動子の
   回転速度より高速回転する部材に設置され、遮光部を有
   する遮光手段と、前記遮光部の有無によりパルスを発生
   させるセンサとを具備したことを特徴とする超音波内視
   鏡用回転駆動装置。