CN103037749A

CN103037749A - 内窥镜

Info

Publication number: CN103037749A
Application number: CN2011800371078A
Authority: CN
Inventors: 大上刚; 工藤晃; 佐藤阳亮
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: EP2594187A1; JPWO2012056851A1; CN103037749B; WO2012056851A1; EP2594187A4; US20120209072A1; EP2594187B1; JP5139599B2

Abstract

内窥镜具有：金属制的前端硬性部件，其设置于弯曲部的前端侧，并固定设置有观察光学部；前端盖，其一体地固定设置于前端硬性部件，由绝缘性的树脂部件构成，具有构成照明光学部的透明的照明窗部和发光元件配设孔；发光元件，其具有发光部和导通部，所述发光部配置在发光元件配设孔内，面向前端盖具有的照明窗部并固定于预先确定的位置，所述导通部相比该发光元件配设孔的开口位于照明窗部侧，与该发光元件配设孔的开口相对；兼用作散热部件的基板，其具有导热性，与发光元件的导通部连接，并且连接有提供电源的电源用缆线；以及板状的散热部件，其具有导热性，一端侧与基板连接，另一端侧从基板突出，对传导至该基板的热进行散热。

Description

内窥镜

技术领域

本发明涉及在插入部的前端部配设有发光元件作为照明光学系统的内窥镜。

背景技术

在医疗领域和工业领域中广泛利用内窥镜。在内窥镜中，诊断或观察的对象是生物体、机械设备等的内部。因此，在进行内窥镜观察时，需要对观察对象进行照明的光源。

在一般的内窥镜装置中，具有内窥镜和作为内窥镜的外部装置的光源装置。由光源装置发出的照明光被提供到设置于内窥镜的光导。所提供的照明光由光导传送，并从配置于内窥镜的插入部前端的照明窗射出，对观察对象进行照明。

近年来，提出了如下的内窥镜：替代光源装置和光导纤维的组合，而在插入部的前端部设置发光二极管等发光元件，利用该发光元件发出的光直接对观察对象进行照明。

例如，在日本特开2004-248835号公报（以下记载为文献1）中示出了如下的内窥镜：利用配置于插入部前端部的LED照明（与本发明的发光元件对应）发出的热，防止照明光量的减少或图像噪声的产生，能够长时间地进行良好的观察。在该内窥镜中，设置有将从配置于插入部前端部的发光元件发出的热传导至插入部后方侧的散热部件，从而对发光元件进行冷却。

但是，在文献1中，散热部件是捆束多根由导热系数高的部件形成的直径为0.1mm以下的线材而成的线束部件。该线束部件配置于远离插入部内空间的中心位置的内周面侧。因此，在使设置于插入部的弯曲部进行弯曲动作时，弯曲部内的线束部件也伴随该弯曲动作而进行弯曲。并且，通过反复进行弯曲部的弯曲动作，线束部件也被反复弯曲，从而可能会切断构成该线束部件的线材而对散热性产生不良影响。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的内窥镜：散出由配置于内窥镜的前端部的发光元件发出的热，防止照明光量的减少或图像噪声的产生，能够长时间地进行良好的观察。

发明内容

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的内窥镜具有：金属制的前端硬性部件，其设置于弯曲部的前端侧，并固定设置有观察光学部；前端盖，其一体地固定设置于所述前端硬性部件上，由绝缘性的树脂部件构成，具有构成照明光学部的透明的照明窗部和发光元件配设孔；发光元件，其配置在所述发光元件配设孔内，具有发光部和导通部，所述发光部面向所述前端盖具有的照明窗部并固定于预先确定的位置，所述导通部相比该发光元件配设孔的开口位于所述照明窗部侧，与该发光元件配设孔的开口相对；兼用作散热部件的基板，其具有导热性，与所述发光元件的导通部连接，并且连接有提供电源的电源用缆线；以及板状的散热部件，其具有导热性，一端侧与所述基板连接，另一端侧从所述基板突出，对传导至该基板的热进行散热。

附图说明

图1是示出内窥镜的插入部的前端面的图。

图2是图1的Y2－Y2线剖视图，是说明内窥镜的前端部的结构的图。

图3是说明发光元件和前端盖的结构的剖视图。

图4是说明前端硬性部件的结构的剖视图。

图5是说明具有弯折部的凹字形状的散热板的图。

图6是说明在图5的凹字形状的散热板的弯折部上具备固定了平编导线的散热板的内窥镜的前端部的结构的剖视图。

图7是说明带散热功能的盖单元与前端硬性部件之间的关系的剖视图。

图8A是说明照明窗部的出射面为圆弧状凸形部的前端盖的剖视图。

图8B是说明照明窗部的出射面为圆弧状凹形部的前端盖的剖视图。

图9A是说明由透明的第1树脂部件构成照明窗部、由构成遮光部的第2树脂部件构成照明窗部以外的前端盖的剖视图。

图9B是说明由构成遮光部的第2树脂部件构成观察光学部与照明光学部之间、由透明的第1树脂部件构成所有其他部分的前端盖的图。

图9C是说明由构成遮光部的第2树脂部件构成观察光学部与照明光学部之间的照明光学部侧、由透明的第1树脂部件构成所有其他部分的前端盖的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

如图1、2所示，本实施方式的内窥镜1具有细长的插入部。在内窥镜1的前端面6a上例如设置有清洗喷嘴3、观察窗4a和处置器械贯穿插入孔2a的开口6b。

另外，标号5是发光元件、例如发光二极管，构成后述的照明光学部20。

如图2所示，插入部2构成为从前端侧起依次连续设置有前端部6、弯曲部7、未图示的管状的具有挠性的挠性管部。弯曲部7在前端侧具有前端弯曲块7f。构成为在该前端弯曲块7f的基端侧连接有弯曲块7a和未图示的多个湾曲块，例如在上下左右方向上弯曲。

前端部6构成为具有前端盖8和前端硬性部件9。前端盖8由绝缘部件构成。前端硬性部件9由不锈钢等金属部件构成。

首先，对前端盖8进行说明。

如图3所示，前端盖8形成为筒状。前端盖8是例如聚砜制的具有绝缘性的透明的树脂部件。在前端盖8的前端面上，设置有第1开口8a、第2开口8b、第3开口8c（参照图1）和照明窗部8d。

第1开口8a是贯通插入清洗喷嘴3来进行配置的贯通孔。在第1开口8a中，设置有规定清洗喷嘴3的喷出口的朝向的凸部8a1。第2开口8b是配置有前端硬性部件9的后述的前端第1凸部9a的贯通孔。第3开口8c是构成上述图1所示的处置器械贯穿插入孔2a的贯通孔。构成开口8a、8b、8c的贯通孔的中心轴（未图示）与前端盖8的中心轴（未图示）平行。

照明窗部8d的出射面由平面构成。在照明窗部8d的基端侧面上设置有配置了发光元件5的发光元件配设孔8e。由照明窗部8d和固定设置于发光元件配设孔8e的发光元件5构成照明光学部20。

发光元件5在前端面侧具有发光部5a，在基端面侧具有导通部5b。在本实施方式中，如箭头3A所示那样将发光元件5配置到发光元件配设孔8e的预先确定的位置，并通过粘接而固定为一体。

具体而言，发光部5a面向照明窗部8d的基端侧的面。导通部5b位于发光元件配设孔8e的开口照明窗部8d侧。即，导通部5b由竖立设置于导通部5b周围的壁部8f覆盖。由此，可靠确保金属制的前端硬性部件9与导通部5b之间的绝缘，防止前端部6的直径变粗。

另外，可以如箭头3B所示那样，将如虚线所示那样连接到基板21的发光元件5配置到前端盖8的发光元件配设孔8e中进行固定设置。此外，可以通过一体成型将发光元件5设置到前端盖8的预先确定的位置处。标号8g是前端硬性部件配置空间，收纳前端硬性部件9的前端侧部。

如上述图2所示，在发光元件5的导通部5b上连接有具有绝缘性且导热系数高的例如陶瓷制的基板21。基板21例如是棱柱形状，在未图示的一个面上具有成为布线的导电图案。在导电图案上连接有向发光元件5提供电源的电源用缆线22、23。基板21兼用作将由发光元件5产生的热传导至基端侧的散热部件以及对发光元件5和电源用缆线22、23进行电连接的连接部件。

在本实施方式中，基板21的形状不限于棱柱形状，也可以是圆柱形状。

在基板21上形成有切口面21a。在切口面21a上配置有作为板状散热部件的散热板24。切口面21a例如形成于远离前端部内空间6c的中心轴的内周面侧。作为板状散热部件的散热板24例如通过锡焊、焊接等被一体地固定到切口面21a。另外，形成于基板21的切口面21a的配置位置不限于远离前端部内空间6c的中心轴的内周面侧。也可以如后述的图7的虚线所示那样，将切口面21a的配置位置设置在前端部内空间6c的中心轴侧。

散热板24由铜、铝等导热系数高的金属部件形成。考虑散热的热容（以下记载为散热量），并且根据内窥镜1的种类适当设定散热板24的厚度、宽度、长度。此外，根据需要将散热板24的截面形状制成为L字形状、U字形状、半圆形状、凹字形状、箱形状等期望的立体形状。

在本图中，散热板24例如为平板。散热板24构成为具有连接部24a和兼用作散热部的接头24b。连接部24a配置于基板21的切口面21a中，兼用作散热部的接头24b从基板21的端面朝基端侧突出。在兼用作散热部的接头24b上，外嵌配置有保护管25的前端部，并通过绕线粘接等固定为一体，该保护管25贯穿插入到插入部2内，内部插入有电源用缆线22、23。

根据该结构，通过将兼用作散热部的接头24b和电源用缆线22、23贯穿插入到保护管25内，将电源用缆线22、23稳定配置到插入部2内，并且防止兼用作散热部的接头24b接触插入部内的内置物。因此，利用兼用作散热部的接头24b，消除损伤管的不良情况、或切断信号线的不良情况等。

此外，散热板24的端部24e配置在内窥镜硬质部内。换言之，端部24e配置成不从前端弯曲块7f朝基端侧突出，该前端弯曲块7f构成配备于内窥镜1的插入部2的弯曲部7。这是为了防止在弯曲部7反复进行弯曲动作的情况下，散热板24伴随该弯曲动作而变形。另外，内窥镜硬质部是指前端盖8的前端面到前端弯曲块7f的基端。

这样，通过将散热板24配置到内窥镜硬质部内，能够可靠地防止散热板24伴随弯曲部7的弯曲而被反复弯曲从而破损的不良情况。

另一方面，在前端硬性部件9中设置有清洗喷嘴3和观察光学部10。观察光学部10构成为具有透镜单元11和摄像单元15。

透镜单元11构成为具有透镜框12和配置于透镜框12的例如光学透镜4b-4e等。与此相对，摄像单元15构成为主要具有摄像装置16和元件框17。透镜框12和元件框17由不锈钢等抗蚀性优异且导热系数低的金属部件形成。

摄像装置16由摄像元件16a和安装有未图示的电子部件的电路基板构成。摄像元件16a是CCD、CMOS等。在摄像元件16a的受光面侧，例如粘接固定有作为两个光学部件的透镜罩18、19。透镜罩18、19配置于元件框17，第2透镜罩19配置于摄像元件16a的受光面。将多个信号线归拢到一起的信号缆线16b从摄像装置16a朝向插入部2的基端侧延伸。

如图4所示，前端硬性部件9具有前端第1凸部9a和前端第2凸部9b。前端第1凸部9a形成于结构部主体9m的前端侧，配置于第2开口8b。前端第2凸部9b配置在前端硬性部件配置空间8g中。将前端第1凸部9a的前端面设置成从前端第2凸部9b的前端面突出预先确定的尺寸。其结果，前端第1凸部9a的前端面相对于前端盖8的前端面被配置成面一致的状态、或配置成从前端盖8的前端面突出。

此外，在前端硬性部件9中，设置有第1贯通孔9c、第2贯通孔9d、第3贯通孔9e和第4贯通孔9f。各贯通孔9c、9d、9e、9f的中心轴（未图示）与前端硬性部件9的中心轴（未图示）平行。

第1贯通孔9c是观察光学部用孔，构成为具有透镜框用孔9c1和元件框用孔9c2。在透镜框用孔9c1中固定设置有透镜框12。在元件框用孔9c2中游隙配置有元件框17。

第2贯通孔9d构成为具有喷嘴用孔9d1和送气送水用孔9d2。在喷嘴用孔9d1中固定设置有清洗喷嘴3。第3贯通孔9e是构成上述图1所示的处置器械贯穿插入孔2a的贯通孔。

第4贯通孔9f是照明光学部用孔9f1。照明光学部用孔9f1形成有一体设置于前端盖8的发光元件5的数量个。照明光学部用孔9f1是一体地固定有散热板24的基板21可通过的孔，由圆孔或方孔构成。

在如上那样构成的内窥镜1中，经由电源用缆线22、23向与前端盖8构成为一体的照明光学部20的发光元件5提供电源，由此发光元件5发光。于是，从发光部5a射出的照明光通过照明窗部8d对观察对象进行照明。

在本实施方式中，前端第1凸部9a的前端面相对于前端盖8的前端面被配置成面一致的状态、或配置成从前端盖8的前端面突出。由此，能够防止从发光元件5的发光部5a射出并朝向照明窗部8d透过前端盖8内的照明光经由该透明的前端盖8直接侵入到观察光学部10。

此外，由于发光元件5变为发光状态而从发光元件5产生热。该热首先被传导至基板21，之后传导至考虑了散热量的形状的散热板24的连接部24a、兼用作散热部的接头24b并散发到前端部内空间6c。由此，能够防止发光元件5的温度上升从而防止照明光量减少的不良情况，并且能够防止产生如下的不良情况：从发光元件5产生的热经由设置于前端硬性部件9的观察光学部10的透镜框12、元件框17传导至摄像装置16而产生图像噪声。

另外，在上述实施方式中，将散热板24形成为平板形状，根据需要将截面形状制成为L字形状、U字形状、半圆形状、凹字形状、箱形状等期望的形状。但是，在从发光元件5产生的热容大于散热板24的散热量的情况下，如以下的第1结构或第2结构所示那样构成散热板24。由此能够实现散热板24的散热量的增大。

在第1结构中，替代电源用缆线22、23而使用同轴线。同轴线具有1个芯线和设置于该芯线周围的屏蔽线。在该结构中，屏蔽线例如由导热系数高的多个铜类金属线材构成。在第1结构中，将同轴线的屏蔽线作为散热部件并通过锡焊等连接到散热板24的兼用作散热部的接头24b。

根据该第1结构，从发光元件5产生的热在传导至基板21、散热板24的连接部24a和兼用作散热部的接头24b后，进一步传导至屏蔽线进行散热。

这样，通过将屏蔽线连接到兼用作散热部的接头24b，散热板24的散热量通过屏蔽线而增大，能够更可靠地散发出由发光元件5产生的热。

在第2结构中，如图5所示那样将散热板24形成为例如凹字形状，并且在兼用作散热部的接头24b的一部分设置弯折部24c。弯折部24c的基端平面是连接有后述的平板状部26a的连接固定部24d。

如图5、图6所示，弯折部24c以其端部24e被配置于前端弯曲块7f内的中心附近的方式被适当地弯折构成。其结果，连接固定部24d被配置于前端弯曲块7f内的中心附近。具体而言，在连接固定部24d上，固定有作为板状散热部件的平编导线26的平板状部26a。

平编导线26由铜、铝等导热系数高的金属线材形成。平编导线26构成为具备平板状部26a和具有挠性的平编组线部26b。平板状部26a通过锡焊等固定而构成为板状。平编组线部26b以贯穿插入到插入部2的中央部并朝向插入部基端侧的方式在弯曲部7内延伸。

根据该第2结构，从发光元件5产生的热被传导至基板21、散热板24的连接部24a和兼用作散热部的接头24b并散发到前端部内空间6c，并且在传导至基板21、散热板24的连接部24a、兼用作散热部的接头24b和弯折部24c后，进一步传导至平编导线26并散发到插入部2内。

这样，在兼用作散热部的接头24b上形成弯折部24c，并在该弯折部24c上连接有平编导线26。其结果，散热板24的散热量通过平编导线26而增大，能够更可靠地将由发光元件5产生的热散发到插入部的基端侧。

此外，将连接固定部24d配置到前端弯曲块7f内的中心附近，并在该连接固定部24d上连接平编导线26的平板状部26a，使平编组线部26b贯穿插入到插入部2的中央部进行配置。其结果，平编组线部26b伴随弯曲部7的弯曲动作而弯曲的情况大幅度减少，从而消除切断金属线材而散热性降低的不良情况。

另外，可以在不将散热板24连接到基板21的情况下，将平编导线26的平板状部26a连接到切口面21a，使平编组线部26b贯穿插入到插入部2的中央部进行配置，从而对从发光元件5产生的热进行散热。

如图7所示，构成为相对于前端硬性部件9自由拆装具有散热功能的带散热功能的盖单元30，该盖单元30在前端盖8上一体地构成发光元件5、基板21和散热板24而成。

这样，通过将前端盖8构成为带散热功能的盖单元30，能够容易地进行前端盖8与前端硬性部件9的组装来构成前端部6。即，能够通过将从图7的实线所示的盖单元30突出的散热板24和基板21贯穿插入到虚线所示的前端硬性部件9的照明光学部用孔9f1，并且将虚线所示的前端第2凸部9b和前端第1凸部9a配置到实线所示的前端硬性部件配置空间8g和第2开口8b，构成前端部6。

参照图8A－图9C说明前端盖的另一结构例。

上述实施方式示出的前端盖8具有由平面构成了出射面的照明窗部8d。但是，设置于前端盖8的照明窗部8d的出射面不限于平面，例如可以如图8A所示的前端盖81那样将照明窗部8d的出射面构成为圆弧状凸形部8d1。

这样，将照明窗部8d的出射面设为圆弧状凸形部8d1而使其具有透镜功能。其结果，能够消除从照明窗部8d射出的照明光向周边扩散从而使中心光量降低的不良情况。

另外，将圆弧状凸形部8d1的凸部长度D设为至少处在从发光部5a射出的出射光的光线高的范围d内。此外，圆弧状凸形部8d1的突出长度使得成为如下构造即可：圆弧状凸形部8d1的前端面至少相比前端盖8的其他前端面朝前端侧突出，将从圆弧状凸形部8d1射出的照明光会聚到中心。

此外，在图8A中，将照明窗部8d的出射面设为圆弧状凸形部8d1。但是，只要是将从出射面射出的照明光会聚到中心的构造，出射面可以是圆弧状凸形部8d1，也可以是多边形凸形部。此外，只要是将从出射面射出的照明光会聚到中心的构造，也可以如图8B所示的前端盖82那样由圆弧状凹形部8d2或多边形凹形部构成照明窗部8d的出射面。

在上述实施方式中，前端部6将由具有绝缘性的透明的树脂部件构成的前端盖8和由金属部件构成的前端硬性部件9设为一体而构成。并且，将配置于第2开口8b的前端硬性部件9的前端第1凸部9a的前端面相对于前端盖8的前端面配置成面一致、或配置成从前端盖8的前端面突出。其结果，防止从发光元件5的发光部5a射出并朝向照明窗部8d透射的照明光经由该透明的前端盖8直接侵入到观察光学部10。

在将前端盖8和前端硬性部件9设为一体而构成的前端部6中，如图9A－图9C所示那样用透明的第1树脂部件91和构成遮光部的着色后的第2树脂部件92构成前端盖8。

在图9A的前端盖83中，用第1树脂部件91构成照明窗部8d，用第2树脂部件92构成照明窗部8d以外的所有部分。根据该结构，从发光元件5的发光部5a射出的照明光透过由透明的第1树脂部件91构成的照明窗部8d内并射出到观察对象。换言之，通过用第2树脂部件92构成照明窗部8d的周围以及观察光学部10的周围，可靠防止从发光元件5的发光部5a射出的照明光经由前端盖8直接侵入到观察光学部10。并且，前端盖83通过第1树脂部件91和第2树脂部件92的二色成型而形成。

另外，对于由第1树脂部件91构成的照明窗部8d的出射面，可以如上述图8A所示那样构成为圆弧状凸形部8d1、或者如上述图8B所示那样构成为圆弧状凹形部8d2。

此外，虽然省略图示，但可以按照直径尺寸随着从基端侧朝向前端侧逐渐扩大的锥状形成由第1树脂部件91构成的照明窗部8d的侧周面，或者将由第1树脂部件91构成的照明窗部8d的外径尺寸形成为比发光元件5的外径尺寸大。

进而，可以如图9B的前端盖84所示那样，用第2树脂部件92构成观察光学部10与照明光学部20之间，用第1树脂部件91构成所有其他部分。或者，可以如图9C的前端盖85所示那样，用第2树脂部件92构成观察光学部10与照明光学部20之间的例如照明光学部20侧的半周，用第1树脂部件91构成所有其他部分。

由此，能够防止从发光元件5的发光部5a射出的照明光经由前端盖84、85直接侵入到观察光学部10。另外，在前端盖85中，可以用第2树脂部件92构成观察光学部10与照明光学部20之间的例如观察光学部10侧的周围半周或整周，用第1树脂部件91构成所有其他部分。前端盖84、85也通过二色成型而形成。

另外，本发明不仅限于以上叙述的实施方式，能够在不脱离发明主旨的范围内实施各种变形。

本申请以2010年10月25日在日本申请的日本特愿2010-238800号为优先权主张的基础进行申请，上述公开内容被引用到本申请说明书、权利要求书和附图中。

Claims

1.一种内窥镜，其特征在于，该内窥镜具有：

金属制的前端硬性部件，其设置于弯曲部的前端侧，并固定设置有观察光学部；

前端盖，其一体地固定设置于所述前端硬性部件上，由绝缘性的树脂部件构成，具有构成照明光学部的透明的照明窗部和发光元件配设孔；

发光元件，其配置在所述发光元件配设孔内，具有发光部和导通部，所述发光部面向所述前端盖具有的照明窗部并固定于预先确定的位置，所述导通部相比该发光元件配设孔的开口位于所述照明窗部侧，与该发光元件配设孔的开口相对；

兼用作散热部件的基板，其具有导热性，与所述发光元件的导通部连接，并且连接有提供电源的电源用缆线；以及

板状的散热部件，其具有导热性，一端侧与所述基板连接，另一端侧从所述基板突出，对传导至该基板的热进行散热。

2.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述发光元件通过一体成型而设置在树脂部件制的所述前端盖中。

3.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述板状的散热部件是导热系数高的金属板部件，且该金属板部件的一端侧配置在所述基板上，另一端侧配置在构成所述弯曲部的前端弯曲块内。

4.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述板状的散热部件是具有挠性的平编铜线，

所述平编铜线具有配置在所述基板上的平板状部和被弯曲并沿着所述弯曲部的长度中心轴配置的平编组线部。

5.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

在由透明的树脂部件形成所述前端盖的结构中，

该前端盖具有供所述前端硬性部件上设置的配置有观察光学部的前端凸部插入的贯通孔，配置于该贯通孔内的该前端凸部兼用作避免所述发光元件所发出的照明光入射到所述观察光学部的遮光部。

6.根据权利要求1所述的内窥镜，其特征在于，

所述前端盖通过透明的第1树脂部件和着色后的第2树脂部件的二色成型而形成，其中，所述第1树脂部件至少构成照明窗部，所述第2树脂部件构成避免所述发光元件所发出的照明光入射到所述观察光学部的遮光部。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的内窥镜，其特征在于，

所述发光元件、所述前端盖、所述基板和所述散热部件构成一体的带散热功能的盖单元，该单元相对于所述前端硬性部件自由地安装拆卸。