DE102016216389A1

DE102016216389A1 - Endoskop

Info

Publication number: DE102016216389A1
Application number: DE102016216389.2A
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Haraguchi; Takafumi SANADA; Nobuhiro TSUCHIHASHI
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: I Pro Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2036-09-01
Also published as: US20180013936A1; US9838576B2; US10560612B2; US20180013937A1; DE102016015734A1; CN107744383A; CN107802228B; DE102016216389B4; CN107802228A; CN107744384A; CN107744383B; CN106473692B; US20170064162A1; US20180020134A1; CN106473692A; US10389921B2

Abstract

Ein Endoskop umfasst zumindest eine Linse, die eine kreisförmige Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge der Länge eines Durchmessers der Linse entspricht; eine Sensorabdeckung, die eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge einer Seitenlänge des Bildsensors entspricht; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Linse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt;

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskop.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Nach dem Stand der Technik ist ein Endoskop, welches ein Bild von einem inneren Organ des Körpers von einem Patienten oder einer Innenseite von einem Gerät oder einer Struktur aufnimmt, im medizinischen Bereich oder im industriellen Bereich weit verbreitet. Bei einem Endoskop dieser Art wird in einem Einführungsteil Licht von einer abgebildeten Seite auf einer Lichtempfangsfläche eines Bildsensors durch ein Objektivlinsensystem abgebildet, wenn das Endoskop in ein Untersuchungsobjekt eingeführt ist. Das Endoskop wandelt das bilderzeugende Licht in elektrische Signale um und überträgt die elektrischen Signale, welches Videosignale sind, über ein Signalkabel zu einer externen Bildverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen.
In einem Endoskop, das im medizinischen Bereich verwendet wird, ist es wichtig, dass ein dünnerer Außendurchmesser eines distalen Einführungsteils – welches in den Körper eines Patienten eingeführt wird – erforderlich ist, um eine Belastung für den Patienten zu verringern. Gemäß dem Stand der Technik beträgt der maximale Außendurchmesser eines Peroral-Endoskops typischerweise etwa 8 mm bis etwa 9 mm. Aus diesem Grund kann das Peroral-Endoskop während des Einsetzens möglicherweise in Kontakt mit einer Zungenwurzel kommen oder es kann bei einem Patienten Übelkeit oder Atemnot verursachen. In den letzten Jahren hat sich die Verwendung eines dünne Nasen-Endoskops schnell verbreitet. Der maximale Außendurchmesser des dünnen Nasen-Endoskops beträgt etwa die Hälfte des Außendurchmessers des Peroral-Endoskops, das heißt, etwa 5 mm bis etwa 6 mm. Aus diesem Grund kann das dünne Nasen-Endoskop in die Nase eingeführt werden. In vielen Fällen, da der maximale Außendurchmesser etwa 5 mm beträgt, welches einen dünnen Zustand darstellt, verursacht das dünne Nasen-Endoskop weniger Brechreflex und das Einführen des dünnen Nasen Endoskops wird als nicht so störend empfunden.
Ein elektronisches Endoskop-System 501, offenbart, in WO 2013/031276 und dargestellt in 33, umfasst hauptsächlich ein Endoskop 503; eine Lichtquelle 505; einen Videoprozessor 507; und einen Monitor 509. Das Endoskop 503 ist konfiguriert, um ein langes und länglich geformtes Einführungsteil 511 zu umfassen; eine Betriebseinheit 513; und ein Universalkabel 515, welches ein elektrisches Kabel ist. Das Einführungsteil 511 des Endoskops 503 ist so konfiguriert, um einen distalen Abschnitt 517, einen Krümmungsabschnitt 519 und einen flexiblen röhrenförmigen Abschnitt 521 zu umfassen, welche der Reihe nach angeordnet von einer distalen Seite in einen Patienten eingeführt werden. Die Betriebseinheit 513 ist so konfiguriert, um einen Betriebseinheit-Hauptkörper 523 und einen Kanaleinführungsabschnitt für Behandlungsinstrumente 525 einzuschließen, durch welchen verschiedene Behandlungsinstrumente in das Einführungsteil 511 eingeführt werden. Ein Krümmungs-Betätigungsknopf 527 ist in dem Betriebseinheit-Hauptkörper 523 angeordnet, um den Krümmungsabschnitt 519 zu krümmen. Der Krümmungs-Betätigungsknopf 527 enthält einen UD-Krümmungs-Betätigungsknopf 529, welcher den Krümmungsabschnitt 519 in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung krümmt, und einen RL-Krümmungs-Betätigungsknopf 531, welcher den Krümmungsabschnitt 519 in einer Rechts- und Linksrichtung krümmt.
Ein Endoskop 533, offenbart in WO 2013/146091 und dargestellt in 34, umfasst einen Außenzylinder 535 in einem distalen Abschnitt. Ein Bildmechanismus 539 ist an dem Außenzylinder 535 vorgesehen und ist mit einem füllenden, lichtabschirmenden Material 537 abgedeckt. Der Bildmechanismus 539 umfasst einen Bildsensor 543 mit einem Lichtempfangsabschnitt 541 auf einer Oberfläche desselben; ein Abdeckelement 545, welches die Oberfläche abdeckt, auf welcher der Lichtempfangsabschnitt 541 des Bildsensors 543 vorgesehen ist; eine Linseneinheit 547, die optisch mit dem Lichtempfangsabschnitt 541 des Bildsensors 543 kombiniert wird; und eine flexible gedruckte Leiterplatte 549. Die Linseneinheit 547 umfasst ein Objektivabdeckelement 551; eine Blende 553; eine plankonvexe Linse 555; ein plankonvexe Linse 557; und einen Linsentubus 559 zum gegenseitigen Befestigen dieser Komponenten, die sequentiell von einer Objektivseite angeordnet sind. Die plankonvexe Linse 557 ist durch einen Klebstoff 561 an dem Abdeckelement 545 fixiert.
Es ist eine weitere Reduzierung des Außendurchmessers von einem Endoskops erforderlich (beispielsweise die Reduzierung des Außendurchmessers von einem distalen Einführungsteil, offenbart in WO 2013/031276 , oder von einem Einführungsteil auf der Objektivseite, offenbart in WO 2013/146091 ). Die weitere Verringerung des Außendurchmessers basiert auf einer solchen medialen Forderung, dass eine Bedienperson ein Endoskop in eine Stelle (beispielsweise einen sehr dünnen Kanal oder ein Loch, so wie ein Blutgefäß) des Körpers eines Patienten einführen möchte, in welchem es schwierig ist, die bestehenden dünne Nasen-Endoskope einzuführen, einschließlich der oben genannten bestehenden dünnen Nasen-Endoskope, und das Innere der Stelle im Detail zu beobachten.
Aufgrund der Außenseite des Endoskops 503 (beispielsweise ein sogenanntes flexibles Endoskop, bei dem das Einführungsteil 511 einen flexiblen Zustand aufweist, so dass das Einführungsteil 511 in ein Verdauungsorgan in dem oberen oder unteren Teil eines lebenden Körpers eingeführt werden kann), gezeigt in 1, und aufgrund der Beschreibung von Anwendungsbeispielen in WO 2013/031276 wird davon ausgegangen, dass das Endoskop 503, offenbart in WO 2013/031276 , ein Endoskop ist, welches in erster Linie in einen Verdauungstrakt eines menschlichen Körpers eingeführt wird. Aus diesem Grund ist es schwierig, das Endoskop 503 in einen sehr dünnen Kanal oder in ein Loch, wie beispielsweise ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers, einzuführen und das Innere des Kanals oder des Lochs über das Endoskop 503 zu beobachten.
Bei dem Endoskop 533, offenbart in WO 2013/146091 , sind die Größen des Bildsensors 543 und der flexiblen gedruckten Leiterplatte 549 von dem Bildmechanismus 539 in einer radialen Richtung größer als der Außendurchmesser des Linsentubus 559. Darüber hinaus ist das Endoskop 533 derart konfiguriert, dass der Außenzylinder 535 den Bildmechanismus 539 einschließlich dieser Elemente aufnimmt, und der Bildmechanismus 539 mit dem lichtabschirmenden Material 537 bedeckt ist, mit dem der Außenzylinder 535 gefüllt ist. Aus diesem Grund ist eine Ausdehnung eines Vorsprungs von dem Bildsensor 543 und der flexiblen gedruckten Leiterplatte 549, die nach außen von dem Linsentubus 559 in radialer Richtung hervorsteht, wie auch die Dicke des Außenzylinders 535 nachteilig bezüglich einer Reduzierung der Größe des Endoskops 533. Da der Außenzylinder 535 erforderlich ist, erhöht sich die Anzahl der Komponenten und die Kosten steigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Endoskop mit einer reduzierten Größe (beispielsweise die Reduzierung des Außendurchmessers eines distalen Einführungsteils) und reduzierten Kosten vorzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, Folgendes umfassend: mindestens eine Linse, die eine kreisförmige Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge der Länge eines Durchmessers der Linse entspricht; eine Sensorabdeckung, die einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt, welche eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge einer Seitenlänge des Bildsensors entspricht; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Linse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, verbunden mit dem Bildsensor; einen Beleuchtungskörper, vorgesehen längs der Linse und des Übertragungskabels; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und des Übertragungskabels abdeckt; und ein Hüllrohr, welches die Linse, den Bildsensor und einen Teil des Beleuchtungskörpers abdeckt, und welches koaxial mit der röhrenförmigen Hülle verbunden ist, in einem Zustand, in dem die äußere Umfangsfläche bündig und durchgehend mit der äußeren Umfangsfläche der röhrenförmigen Hülle eingerichtet ist und einen distalen Abschnitt bildet. Das Hüllrohr weist eine geringere Dicke auf, als die röhrenförmige Hülle, und der distale Abschnitt, welcher die Linse, den Beleuchtungsköper und das Hüllrohr einschließt, weißt einen maximalen Außendurchmesser von 1,8 mm auf.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, Folgendes umfassend: eine Einzellinse, die eine quadratische Außenform aufweist, in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse; einen Bildsensor, der eine Außenform aufweist, die der Außenform der Einzellinse entspricht, in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; eine Sensorabdeckung, die einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt und die eine Außenform aufweist, die der Außenform der Einzellinse entspricht, in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Einzellinse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, das mit dem Bildsensor verbunden ist; einen Beleuchtungskörper neben der Einzellinse und dem Übertragungskabel; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und des Übertragungskabels abdeckt; und ein Formteil, welches die Einzellinse, den Bildsensor und einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers abdeckt und fixiert und einen distalen Abschnitt bildet. Das Formteil ist koaxial und durchgehend mit der röhrenförmigen Hülle verbunden, und der distale Abschnitt – einschließlich der Einzellinse, des Beleuchtungskörpers und des Formabschnitts – weist einen maximalen Außendurchmesser von 1,0 mm auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Größe und die Kosten eines Endoskops zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Es zeigen:
1 eine Ansicht, die ein Beispiel der Gesamtkonfiguration eines endoskopischen Systems einschließlich eines Endoskops gemäß jeder Ausführungsform veranschaulicht.
2 eine perspektivische Ansicht eines distalen Abschnitts eines Endoskops von einer ersten Ausführungsform, von der Vorderseite aus betrachtet.
3 eine Schnittansicht eines Beispiels des distalen Abschnitts von dem Endoskop der ersten Ausführungsform.
4 eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration zeigt, bei der ein Trennabschnitt des Endoskops der ersten Ausführungsform mit Bindeharz gefüllt ist.
5 eine perspektivische Ansicht eines Bildsensors, von der Rückseite aus betrachtet, die einen Zustand zeigt, in dem ein Übertragungskabel an einem Leiterverbindungsteil des Endoskops der ersten Ausführungsform verbunden ist.
6 eine Vorderansicht, die ein Beispiel des distalen Abschnitts zeigt, in dem Lichtleiter als ein Beispiel eines Beleuchtungskörpers angeordnet sind.
7 ein Kennfeld, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Dicke und der Durchlässigkeit eines Formteils veranschaulicht.
8A ein Beispiel eines erfassten Bildes in einem Fall, in dem Streulicht vorhanden ist.
8B ein Beispiel eines erfassten Bildes in einem Fall, in dem kein Streulicht vorhanden ist.
9 ein Kennfeld, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Menge der Zugabe eines Zusatzstoffes zu dem Formteil und der Zugfestigkeit des Formteils veranschaulicht.
10 eine Tabelle, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Zugabe-Menge des Zusatzstoffs zu dem Formteil und dem Widerstandswert und dem Lichtabschirmungskoeffizient des Formteils veranschaulicht.
11 eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration zeigt, bei der eine dünnwandige Hülle mit dem distalen Abschnitt verbunden ist.
12 eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration einer optischen Linsengruppe einer Linseneinheit veranschaulicht.
13 eine Tabelle, die Objektivdaten veranschaulicht, welche die optischen Eigenschaften der Linseneinheit von 12 zeigen.
14 ein Beispiel eines erfassten Bildes auf der Basis eines tatsächlichen Messergebnisses, auf dem ein ringförmiges Streulicht erscheint.
15 ein Messbild, erzielt durch Simulation, welches ein erfasstes Bild darstellt, in welchem mehrere Strahlen von Streulicht erscheinen.
16A ein Lichtstrahl-Messdiagramm von oberem Streulicht, von den Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht.
16B ein Lichtstrahl-Messdiagramm von Lichtstrahlen von beidseitigem Streulicht, von den Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht.
16C ein Lichtstrahl-Messdiagramm von unterem Streulicht, von den Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht.
17 Messbilder, erzielt über die Beleuchtungsverteilungssimulation, die zeigen, ob Streulicht durch die Bereitstellung eines rauen Oberflächenabschnitts beseitigt wird oder nicht.
18 ein Beispiel von erfassten Bildern eines tatsächlichen Messergebnisses, in dem Streulicht durch die Bereitstellung des rauen Oberflächenabschnitts verringert wird.
19 eine perspektivische Ansicht des distalen Abschnitts von einem Endoskop einer zweiten Ausführungsform, von der Vorderseite aus betrachtet.
20 eine Schnittansicht, die ein Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
21 eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Zustand darstellt, bei dem die Linsen durch Bindeharz direkt mit dem Bildsensor befestigt sind, bei dem Endoskop der zweiten Ausführungsform.
22 eine perspektivische Ansicht des Bildsensors, von der Rückseite aus betrachtet, die einen Zustand zeigt, bei dem das Übertragungskabel mit dem Leiterverbindungsteil des Endoskops der zweiten Ausführungsform verbunden ist.
23 eine Seitenansicht, die ein Beispiel der Abmessungen des Objektivdeckglases, der Linse und des Sensordeckglases veranschaulicht.
24A eine Ansicht, welche die Konfiguration einer Positionseinstelllehre veranschaulicht.
24B eine Seitenansicht, wenn die Linseneinheit an dem Bildsensor befestigt ist.
24C ein Video, wenn die Positionsausrichtung in X- und Y-Richtungen durchgeführt wird.
24D ein Video, wenn die Positionsausrichtung in einer Z-Richtung durchgeführt wird.
25A eine Ansicht, welche die Konfiguration einer auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre veranschaulicht.
25B eine Seitenansicht, wenn die Linseneinheit an dem Bildsensor befestigt ist.
25C ein Video, wenn die Positionsausrichtung über eine zweite Kamera durchgeführt wird.
25D ein Video, wenn die Positionsausrichtung über eine erste Kamera durchgeführt wird.
25E ein Video, wenn die Positionsausrichtung in der Z-Richtung durchgeführt wird.
26 eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines distalen Abschnitts von einem Endoskop einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
27 eine Schnittansicht von einem Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop, in dem sich die Härte einer Hülle in einer schrittweisen Art unterscheidet.
28 eine Schnittansicht von einem anderen Beispiel eines distalen Abschnitts von einem Endoskop, in dem sich die Härte der Hülle in einer schrittweisen Art unterscheidet.
29 eine Schnittansicht von einem Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop, in dem sich die Härte der Hülle in einer schrittweisen Art – dass heißt in drei Stufen – unterscheidet.
30 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels des distalen Abschnitts von dem Endoskop, in dem sich die Härte der Hülle in einer schrittweisen Art – dass heißt in drei Stufen – unterscheidet
31 eine Tabelle, die ein Beispiel für die Härtewerte an Positionen auf einem Einführungsteil veranschaulicht.
32 eine Schnittansicht, die eine Konfiguration darstellt, bei der ein Verlängerungsabschnitt mit kleinem Durchmesser nicht in einer Form gebildet ist.
33 eine Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines elektronischen Endoskop-Systems mit einem Endoskop gemäß dem Stand der Technik zeigt.
34 eine Teilschnittansicht, welche die Struktur eines Endabschnitts des Endoskops gemäß dem Stand der Technik zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden in geeigneter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren spezifische Ausführungsformen eines Endoskops der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Eine unnötig detaillierte Beschreibung kann weggelassen werden. Zum Beispiel kann eine detaillierte Beschreibung von bereits wohlbekannten Elementen oder eine wiederholte Beschreibung von im Wesentlichen den gleichen Konfigurationselementen weggelassen werden. Grund dafür ist zu verhindern, dass die folgende Beschreibung einen übermäßig langen Zustand aufweist und das Verständnis dieser Offenbarung für diejenigen zu erleichtern, die im Fachgebiet erfahren sind. Die beigefügten Figuren und die folgende Beschreibung sollen dazu dienen, dass diejenigen, die im Fachgebiet erfahren sind, die vorliegende Offenbarung vollständig verstehen, und diese sind nicht dafür gedacht, das in den Ansprüchen beschriebene Konzept zu beschränken.
Zuerst wird ein Grundkonfigurationsbeispiel in Übereinstimmung mit den Endoskopen der Ausführungsformen beschrieben. Ein Konfigurationsbeispiel zeigt Konfigurationselemente, die das Endoskop der vorliegenden Erfindung einschließen kann. Es ist nicht ausgeschlossen, dass das Endoskop der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration aufweist, die eine Kombination der folgenden Konfigurationsbeispiele darstellt.
(Erste Ausführungsform)
<Grundkonfigurationsbeispiel>
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Gesamtkonfiguration eines endoskopischen Systems einschließlich des Endoskops jeder der Ausführungsformen veranschaulicht. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines endoskopischen Systems 13 mit einem Endoskop 11 und einem Videoprozessor 19 veranschaulicht.
Richtungen, auf die in der Beschreibung der Spezifikation Bezug genommen werden, sind definiert wie in jeder der Figuren. Hier entsprechen eine "obere Seite" und eine "untere Seite" jeweils oberen Seiten und unteren Seiten des Videoprozessors 19, der auf einer horizontalen Ebene angeordnet ist. Eine "Vorderseite (distal)" und eine "Rückseite“ entsprechen jeweils einer distalen Seite eines Einführungsteils 21 und einer proximalen Seite (mit anderen Worten, der Seite des Videoprozessors 19) eines Steckerteils 23 von einem Endoskop-Hauptkörper (im Folgenden als "Endoskop 11" bezeichnet).
Wie in 1 gezeigt, umfasst das endoskopische System 13 das Endoskop 11, welches ein medizinisches flexibles Endoskop ist, und den Videoprozessor 19, der eine wohl bekannte Bildverarbeitung an den erfassten stillen oder bewegten Bildern von der Innenseite (zum Beispiel ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers) eines Untersuchungsobjektes durchführt.
Das Endoskop 11 erstreckt sich im Wesentlichen in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Das Endoskop 11 enthält das Einführungsteil 21, welches in das Untersuchungsobjekt eingeführt wird, und das Steckerteil 23, welches mit einem hinteren Abschnitt des Einführungsteils 21 verbunden ist.
Der Videoprozessor 19 enthält einen Aufnahmebereich 27, der sich in eine Vorderwand 25 hin öffnet. Ein hinterer Abschnitt des Steckerteils 23 von dem Endoskop 11 ist in den Aufnahmebereich 27 eingeführt, so dass das Endoskop 11 betriebsbereit ist, um elektrische Leistung und verschiedene Signale (Videosignale, Steuersignale und dergleichen) zu dem Videoprozessor 19 zu senden und von diesem zu empfangen.
Die elektrische Leistung und die verschiedenen Signale werden von dem Steckerteil 23 zu einem weichen Abschnitt 29 über ein Übertragungskabel 31 (siehe 3 oder 4) in den weichen Abschnitt 29 eingeführt. Die Bilddaten, die von einem Bildsensor ausgegeben werden, der in einem distalen Abschnitt 33 vorgesehen ist, werden von dem Steckerteil 23 über das Übertragungskabel 31 zu dem Videoprozessor 19 übertragen. Der Videoprozessor 19 führt eine wohl bekannte Bildverarbeitung – so wie eine Farbkorrektur und eine Gradationskorrektur – mit den Bilddaten durch, die von dem Steckerteil 23 übertragen werden, und gibt die verarbeiteten Bilddaten an eine Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt) aus. Die Anzeigevorrichtung ist eine Überwachungsvorrichtung, die eine Anzeigevorrichtung so wie eine Flüssigkristall-Anzeigetafel umfasst. Die Anzeigevorrichtung zeigt ein Bild von einem Objekt an (beispielsweise Bilddaten, die den inneren Zustand eines Blutgefäßes von einem zu untersuchenden Menschen darstellen), welches von dem Endoskop 11 erfasst wurde.
Das Einführungsteil 21 weist den flexiblen weichen Abschnitt 29 auf, dessen hinteres Ende mit dem Steckerteil 23 verbunden ist, und den distalen Abschnitt 15, der mit einem distalen Ende des weichen Abschnitts 29 einen durchgehenden Zustand aufweist. Der weiche Abschnitt 29 weist eine Länge auf, die geeignet ist, um verschiedene endoskopische Untersuchungen, verschiedene endoskopische Operationen und dergleichen bewältigen zu können. Der weiche Abschnitt 29 ist konfiguriert durch das Bedecken eines Außenumfangs von einer spiralförmig aufgewickelten dünnen Metallplatte mit einem Netz, und das Aufbringen einer Beschichtung auf den Außenumfang, der mit dem Netz bedeckt ist. Der weiche Abschnitt 29 ist gebildet, um eine ausreichende Flexibilität aufzuweisen. Der distale Abschnitt 15 ist über den weichen Abschnitt 29 mit dem Steckerteil 23 verbunden.
Da das Endoskop 11 und ein Endoskop 111 von jeder Ausführungsform, welche nachstehend zu beschreiben sind, in einem dünnen Zustand ausgebildet sind, kann das Endoskop 11 oder 111 in eine dünne Körperhöhle eingeführt werden. Die dünne Körperhöhle ist nicht auf ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers beschränkt. Die Beispiele einer dünnen Körperhöhle umfassen den Harnleiter, den Pankreasgang, den Gallengang und eine Bronchiole. Das heißt, das Endoskop 11 oder 111 kann in ein Blutgefäß eingeführt werden, den Harnleiter, den Pankreasgang, den Gallengang und eine Bronchiole eines menschlichen Körpers. Mit anderen Worten können die Endoskope 11 und 111 verwendet werden, um Läsionen innerhalb eines Blutgefäßes zu beobachten. Die Endoskope 11 und 111 sind wirksam bei dem Erkennen von atherosklerotischer Plaque. Die Endoskope 11 und 111 können auch für eine Herzkatheterisierung durch eine endoskopische Beobachtung verwendet werden. Darüber hinaus sind die Endoskope 11 und 111 wirksam bei der Entdeckung eines Thrombus oder einer atherosklerotischen gelben Plaque. Der Farbton (weiß, hellgelb oder gelb) oder die Oberfläche (glatte oder unregelmäßige Oberfläche) einer atherosklerotischen Läsionen wird festgestellt. Der Farbton (rot, weiß, dunkelrot, gelb, braun oder eine Mischfarbe) eines Thrombus wird festgestellt.
Die Endoskope 11 und 111 können in der Diagnose und Behandlung von Krebs des Nierenbeckens und des Harnleiters oder einer idiopathischen Nierenblutung verwendet werden. In diesem Fall kann eine Bedienperson das Innere eines Harnleiter und eines Nierenbeckens beobachten, durch das Einführen des Endoskops 11 oder 111 in die Blase von dem Harnleiter aus, und das Bewegen des Endoskops 11 oder 111 nach vorne zu dem Harnleiter.
Die Endoskope 11 und 111 können in eine Vater-Papille eingeführt werden, die sich in den Zwölffingerdarm öffnet. Gallenflüssigkeit wird in der Leber produziert und wird von der Vater-Papille in den Zwölffingerdarm über den Gallengang abgeführt. Pankreassekret wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet und wird von der Vater-Papille in den Zwölffingerdarm über den Pankreasgang abgeführt. Eine Bedienperson kann durch Einführen des Endoskops 11 oder 111 über die Vater-Papille, welche einen Öffnungsabschnitt des Gallengangs und des Pankreasgangs darstellt, den Gallengang oder den Pankreasgang beobachten.
Zusätzlich kann das Endoskop 11 oder 111 in die Bronchien eingeführt werden. Das Endoskop 11 oder 111 wird über die Mundhöhle oder die Nasenhöhle eines Testkörpers (das heißt, Patienten) eingesetzt, der sich in einer Rückenlage befindet. Eine Bedienperson führt das Endoskop 11 oder 111 in die Luftröhre durch den Rachen und den Larynx ein, während die Stimmbänder visuell überprüft werden. Der Bronchus wird mit jeder seiner Gabelungen dünner. Eine Bedienperson kann über die Endoskope 11 und 111 mit einem maximalen Außendurchmesser Dmax von 2 mm oder weniger das Lumen eines subsegmentalen Bronchus überprüfen.
Im Folgenden werden verschiedene Konfigurationsbeispiele des Endoskops einer ersten Ausführungsform beschrieben. Das Endoskop 11 von jeder Ausführungsform kann eine beliebige Konfiguration von einem ersten bis zu einem sechsundzwanzigsten Konfigurationsbeispiel aufweisen.
2 ist eine perspektivische Ansicht des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform, von der Vorderseite aus betrachtet. 3 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform. 4 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration veranschaulicht, in dem ein Trennabschnitt 47 des Endoskops 11 der ersten Ausführungsform mit Bindeharz 37 gefüllt ist. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Bildsensors 33, von der Rückseite aus betrachtet, die einen Zustand zeigt, in dem das Übertragungskabel 31 mit einem Leiterverbindungsteil 49 des Endoskops 11 der ersten Ausführungsform verbunden ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 von 1 zeigt. 3 ist eine Schnittansicht, welche die Konfiguration des distalen Abschnitts 15 von 2 zeigt. 4 ist eine Schnittansicht, welche die Konfiguration des distalen Abschnitts 15 von 2 zeigt, von welchem das Formharz 17 entfernt wurde. 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration des Bildsensors 33 von 4 zeigt, von einer gegenüberliegenden Seite einer Linseneinheit 35 aus betrachtet.
<Erstes Konfigurationsbeispiel>
Das Endoskop 11 des ersten Konfigurationsbeispiels umfasst die Linseneinheit 35, in welcher Linsen in einem Linsenträgerelement 39 untergebracht sind; den Bildsensor 33, dessen Bildgebungsbereich mit dem Sensordeckglas 43 bedeckt ist; den Bindeharz 37, mit dem die Linseneinheit 35 an dem Sensordeckglas 43 befestigt ist, in einem Zustand, in dem die optischen Achsen der Linsen mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs zusammenfallen; und das Übertragungskabel 31 mit vier elektrischen Leitungen 45, die jeweils verbunden sind mit vier Leiterverbindungsteilen 49, die auf einer Oberfläche gegenüber der Bildfläche (Fläche an der Rückseite) des Bildsensors 33 vorgesehen sind.
Mehrere (drei in dem dargestellten Beispiel) Linsen L1 bis L3, gebildet aus einem optischen Material (zum Beispiel Glas oder Harz), und eine Aperturblende 51, angeordnet zwischen den Linsen L1 und L2, sind in dem Linsenträgerelement 39 zusammengebaut, während sie jeweils in der Nähe zueinander in der Richtung der optischen Achse angeordnet sind. Die Aperturblende 51 ist vorgesehen, um die Menge des auf die Linse L2 oder L3 einfallenden Lichts einzustellen. Nur das Licht, das durch die Aperturblende 51 hindurchtritt, kann auf die Linse L2 oder L3 einfallen. In der Nähe bedeutet, dass eine Linse und die andere Linse ein wenig voneinander getrennt werden, um Kratzer durch den Kontakt zwischen den Linsen zu vermeiden. Die gesamten Umfänge der Linsen L1 bis L3 sind an einer inneren Umfangsfläche des Linsenträgerelements 39 mit einem Klebemittel befestigt.
Der Begriff "Klebemittel" in der folgenden Beschreibung stellt nicht nur eine Substanz dar, die verwendet wird, um Oberflächen von festen Gegenständen in einem strengen Sinne miteinander zu verkleben, sondern repräsentiert auch – in einem weiteren Sinne – eine Substanz, welche in der Lage ist, zwei Objekte miteinander zu verbinden, oder eine Substanz, die als ein Dichtungsmaterial dient, wenn das gehärtete Bindemittel hohe Barriere-Eigenschaften gegenüber Gas und Flüssigkeit aufweist.
Ein vorderes Ende und ein hinteres Ende des Linsenträgerelements 39 sind jeweils blockiert (abgedichtet) durch die Linse L1 und die Linse L3, so dass Luft, Feuchtigkeit oder dergleichen nicht ermöglicht wird, in das Linsenträgerelement 39 einzudringen. Infolgedessen ist Luft oder dergleichen nicht in der Lage, von einem Ende zum anderen Ende des Linsenträgerelements 39 zu entweichenden. In der folgenden Beschreibung werden die Linsen L1 bis L3 gemeinsam als eine optische Linsengruppe LNZ bezeichnet.
Zum Beispiel wird Nickel als das Metallmaterial des Linsenträgerelements 39 eingesetzt. Da Nickel ein relativ hohes Maß an Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, eignet sich Nickel als Material für den distalen Abschnitt 15. Bei einer Untersuchung oder einer Operation unter Verwendung von dem Endoskop 11, ist der Umfang des Linsenträgerelements 39 vorzugsweise gleichmäßig beschichtet mit dem Formharz 17, und eine biokompatible Beschichtung wird vor der Untersuchung oder der Operation auf dem distalen Abschnitt 15 aufgebracht, so dass das Nickel des Linsenträgerelements 39 nicht einen direkt von dem distalen Abschnitt 15 freiliegenden Zustand aufweist. Statt der Nutzung von Nickel, kann beispielsweise eine Kupfer-Nickel-Legierung verwendet werden. Da eine Kupfer-Nickel-Legierung eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, ist die Kupfer-Nickel-Legierung geeignet als das Material des distalen Abschnitts 15. Das Metallmaterial des Linsenträgerelements 39 ist vorzugsweise aus Materialien ausgewählt, die durch Galvanoformung (Galvanisierung) hergestellt werden können. Der Grund für die Verwendung von Galvanoformung ist, dass ein Element, welches durch Galvanoformung hergestellt wird, eine Abmessungsgenauigkeit von 1 μm oder weniger aufweist (sogenannte Submikron-Genauigkeit), was eine sehr hohe Genauigkeit darstellt, und eine Abweichung in den Abmessungen einer großen Anzahl von hergestellten Elementen gering ist. Edelstahl (zum Beispiel SUS316) kann als das Metallmaterial des Linsenträgerelements 39 verwendet werden. Edelstahl (auch als SUS Rohr bezeichnet) weist eine hohe Biokompatibilität auf. Es wird angenommen, dass Edelstahl als Material eines Endoskops, das in eine dünne Stelle wie beispielsweise ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers eingeführt wird, geeignet ist. Das Linsenträgerelement 39 ist ein sehr kleines Element. Fehler in den Abmessungen der Innen- und Außendurchmesser beeinflussen die optische Leistung (das heißt, die Bildqualität eines erfassten Bildes) von dem Endoskop 11. Wenn das Linsenträgerelement 39 aus einem galvanogeformten Nickelrohr gebildet ist, ist es möglich, eine hohe Maßgenauigkeit zu gewährleisten, trotz der Tatsache, dass das Linsenträgerelement 39 einen kleinen Durchmesser aufweist. Infolgedessen ist es möglich, das Endoskop 11 zu erhalten, welches in der Lage ist, Bilder in hoher Qualität aufzunehmen.
Das Linsenträgerelement 39 kann aus einem Folienmaterial hergestellt sein, welches nicht Metall ist. Die Linsenträgerelement 39 kann positioniert werden, wenn die optischen Achsen der Linsen von der Linseneinheit 35 miteinander übereinstimmen. Wenn die Linseneinheit 35 von dem Formharz 17 bedeckt ist, werden die Positionen der Linsen relativ zueinander fixiert. Aus diesem Grund kann das Linsenträgerelement 39 hergestellt werden aus einem Material mit geringer Festigkeit, geringer Dicke und geringem Gewicht, im Vergleich zu denen des Materials von einem Zylinder, welcher verwendet wird, um mehrere Linsen gemäß dem Stand der Technik zu halten. Infolgedessen ist dieses Material in der Lage, zur Ausdünnung des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 beizutragen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass die gleichen metallischen Zylinder, wie die gemäß dem Stand der Technik, als die Linsenträgerelemente 39 verwendet werden.
Wie in 5 gezeigt, ist der Bildsensor 33 konfiguriert als eine Bildvorrichtung, so wie eine kleine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) oder ein kleiner komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS), der eine quadratische Form aufweist, wenn die Bildervorrichtung aus der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betrachtet wird. Licht, welches von der Außenseite einfällt, wird auf einem Bildgebungsbereich 41 des Bildsensors 33 durch die optische Linsengruppe LNZ innerhalb des Linsenträgerelements 39 abgebildet. Der Bildgebungsbereich 41 des Bildsensors 33 ist von dem Sensordeckglas 43 abgedeckt.
Beispielsweise wird das Bindeharz 37 aus UV- und wärmehärtendem Harz gebildet. Das Bindeharz 37 weist vorzugsweise lichtdurchlässige Eigenschaften und einen Brechungsindex nahe an der Luft auf. Wenn UV- und wärmehärtendes Harz als das Bindeharz 37 verwendet wird, ist es möglich, einen Außenflächenabschnitt des Bindeharzes 37 über Bestrahlung mit ultraviolettem Licht auszuhärten, und es ist möglich, das Innere des füllenden Bindemittels, das nicht mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden kann, über eine Wärmebehandlung zu härten. In einem Zustand, in dem die optischen Achsen der Linsen mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 zusammenfallen, ist die Linseneinheit 35 an dem Sensordeckglas 43 mit dem Bindeharz 37 fixiert. Infolgedessen wird die Linseneinheit 35 direkt mit dem Bildsensor 33 durch das Bindeharz 37 miteinander verbunden und fixiert, dass heißt, dass die Linseneinheit 35 durch das Bindeharz 37 direkt an dem Bildsensor 33 befestigt ist. Das Bindeharz 37 ist ein Klebemittel, welches eine Wärmebehandlung erfordert, um eine Endhärte zu erzielen, und die Aushärtung von diesem schreitet bis zu einem gewissen Härtegrad nur durch Bestrahlung mit UV-Licht fort.
Wenn eine Lichtemissionsfläche der Linse bei dem Endoskop 11, gegenüber dem Sensordeckglas 43, eine konvex geformte Oberfläche darstellt, ist ein Randabschnitt 55, der auf dem Umfang der Linse eine ringförmige Endoberfläche bildet, an dem Sensordeckglas 43 verbunden. In diesem Fall können Außenumfänge der Linsen und ein Außenumfang des Linsenträgerelements 39 gleichzeitig mit dem Bindeharz 37 fixiert werden. Wenn der Randabschnitt 55 der Linse an dem Sensordeckglas 43 verklebt ist, wird eine Luftschicht zwischen den Linsen und dem Bildsensor 33 bereitgestellt. Da die Luftschicht zwischen den Linsen und dem Bildsensor 33 vorgesehen ist, ist es möglich, die optische Leistung der Linsen zu verbessern. Beispielsweise ist es möglich, einen Brechungsindex-Differenz von dem Licht, welches von den Linsen emittiert wird, zu der Luftschicht zu erhöhen, und es ist möglich, eine Leistung zu erzielen, um das Licht zu brechen. Folglich wird es einfach, ein Objektdesign mit einer Verbesserung einer Auflösung und einer Vergrößerung eines Blickwinkels zu erzielen. Infolgedessen verbessert sich die Bildqualität eines Bildes, welches durch das Endoskop 11 erfasst wird.
Die vier Leiterverbindungsteile 49 sind auf einer Rückflächenseite von dem hinteren Abschnitt des Bildsensors 33 vorgesehen. Zum Beispiel kann das Leiterverbindungsteil 49 aus einem Land Grid Array (LGA) gebildet werden. Die vier Leiterverbindungsteile 49 bestehen aus einem Paar von Verbindungsteilen für elektrischen Strom und einem Paar von Signalverbindungsteilen. Die vier Leiterverbindungsteile 49 sind jeweils mit den vier elektrischen Leitungen 45 des Übertragungskabels 31 elektrisch verbunden. Das Übertragungskabel 31 weist ein Paar von elektrischen Stromleitungen auf, welches die elektrischen Leitungen 45 darstellen, und ein Paar von Signalleitungen, welches die elektrischen Leitungen 45 darstellen. Das heißt, das Paar von elektrischen Stromleitungen des Übertragungskabels 31 sind jeweils an dem Paar elektrischer Stromanschlussteile des Leiterverbindungsteils 49 angeschlossenen. Das Paar von Signalleitungen des Übertragungskabels 31 ist jeweils mit dem Paar von Signalanschlussteilen des Leiterverbindungsteils 49 verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, sind bei dem Endoskop 11 des ersten Konfigurationsbeispiels die Linseneinheit 35 und der Bildsensor 33 mit dem Bindeharz 37 in einem Zustand aneinander befestigt, in dem ein vorbestimmter Abstand zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 gehalten wird. Wenn die Linseneinheit 35 und der Bildsensor 33 zusammen befestigt sind, sind die optische Achse der Linseneinheit 35 und der Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 zueinander ausgerichtet. Die Positionen der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33, sind in einem Abstand zwischen ihnen relativ zueinander ausgerichtet, in welchem Licht, das von einem Objekt einfällt und durch die Linseneinheit 35 hindurchtritt, auf dem Bildgebungsbereich 41 des Bildsensors 33 fokussiert wird. Die Linseneinheit 35 und der Bildsensor 33 sind aneinander fixiert, nachdem sie zueinander ausgerichtet wurden.
Der Trennabschnitt 47 (siehe 4) ist zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 gebildet, welche aneinander befestigt sind. Wenn die Positionen der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33 relativ zueinander ausgerichtet sind und diese mit dem Bindeharz 37 aneinander befestigt sind, wird die Form des Trennabschnitts 47 festgelegt. Das heißt, der Trennabschnitt 47 wirkt als Stellspalt für die Positionsausrichtung zwischen der Linseneinheit und dem Bildsensor 33. Auch wenn der Trennabschnitt 47 mit dem Bindeharz 37 gefüllt ist, bleibt der Stellspalt bestehen. In dem spezifischen Abmessungsbeispiel wird der Trennabschnitt 47 zwischen zumindest etwa 30 μm und etwa 100 μm eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt eine Toleranz ±20 μm. Folglich verbleibt in diesem Fall ein Mindeststellspalt von 10 μm.
Nachdem der Trennabschnitt 47 einen Stellspalt bildet und die Positionsausrichtung zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 abgeschlossen ist, wird bei dem Endoskop 11 der Trennabschnitt 47 als Befestigungsraum für den Bindeharz 37 verwendet.
Aus diesem Grund kann die Linseneinheit 35 direkt an dem Bildsensor 33 befestigt werden. Folglich ist es nicht notwendig, eine zwischengeschaltete Komponente, wie etwa einem Rahmen oder eine Halterung vorzusehen, welche erforderlich ist, um die Linseneinheit 35 gemäß dem Stand der Technik an dem Bildsensor 33 zu fixieren. Da ein Rahmen, eine Halterung oder dergleichen weggelassen werden kann, wird die Anzahl der Komponenten verringert und eine Befestigungsstruktur wird vereinfacht. Als Ergebnis ist es möglich, den Durchmesser des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 zu verringern. Auch in einem Fall, in dem eine weitere Verringerung des Durchmessers von dem distalen Abschnitt 15 angestrebt wird (zum Beispiel die Reduzierung des Außendurchmessers von einem distalen Einführungsabschnitt angestrebt wird), ist es möglich, den distalen Abschnitt 15 mit den Mindestabmessungen zu konfigurieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Bauteilkosten zu reduzieren. Da die Anzahl der zwischengeschalteten Komponenten zum Befestigen der Linseneinheit 35 an dem Bildsensor 33 gering ist, ist es möglich, die Arbeitsstunden zu reduzieren, die erforderlich sind, um die erforderliche Positionsausrichtung und die Befestigungsarbeiten durchzuführen, und es ist ohne weiteres möglich, eine Positionsausrichtung mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Es ist möglich, die Herstellungskosten zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern.
Bei dem Endoskop 11 ist das Übertragungskabel 31, welches die vier elektrischen Leitungen 45 einschließt, mit dem Bildsensor 33 verbunden. Da das Übertragungskabel 31 die vier elektrischen Leitungen 45 einschließt, ist es möglich, sowohl die Größe als auch die Kosten des Endoskops 11 zu reduzieren. Zum Beispiel kann das Übertragungskabel 31 so konfiguriert sein, um weniger als vier (beispielsweise drei) elektrische Leitungen 45 einzuschließen, aufgrund eines Anordnungsraums der Leiterverbindungsteile 49 auf dem hinteren Abschnitt der hinteren Oberflächenseite des Bildsensors 33. In diesem Fall, wenn ein Signalkabel weggelassen wird, muss ein erfasstes Bildsignal oder ein Steuersignal, das von dem Videoprozessor 19 übertragen wird, überlagert werden auf eine Wellenform des elektrischen Stroms, der durch die elektrische Leitung verläuft. In diesem Fall wird für die Signalüberlagerung eine Modulationsschaltung, eine Demodulationsschaltung oder dergleichen erforderlich sein, und somit wird die Anzahl der Komponenten und die Höhe der Gesamtkosten ansteigen. Wenn Signalkabel, die für das Übertragen und Empfangen von verschiedenen Signalen (erfasstes Bildsignal, Steuerungssignal und dergleichen) bestimmt sind, verwendet werden, ist es einfach, eine Schaltung zu konfigurieren, aber diese Signalleitungen weisen einen in Bezug auf die Ausdünnung des Endoskops nachteiligen Zustand auf. Im Gegensatz dazu, wenn das Übertragungskabel 31 so konfiguriert ist, um mehr als vier (beispielsweise fünf) elektrische Leitungen 45 zu enthalten, wird ein Anordnungsraum von jedem der Leiterverbindungsteile 49 auf dem hinteren Abschnitt der hinteren Oberflächenseite des Bildsensors 33 einen schmalen Zustand aufweisen. In einem Fall, in dem das Endoskop 11 mit dem distalen Abschnitt 15 hergestellt wird, welcher den maximalen Außendurchmesser von 1,8 mm oder weniger aufweist – welcher später beschrieben werden wird –, ist es schwierig, Anschlussarbeiten durch Löten auszuführen, und es ist schwierig, das Endoskop 11 herzustellen. Wie vorstehend beschrieben, da das Übertragungskabel 31 so konfiguriert ist, um die vier elektrischen Leitungen 45 zu umfassen, ist diese Konfiguration sehr wirksam in Bezug auf die Reduzierung sowohl der Größe als auch der Kosten des Endoskops 11.
<Zweites Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem zweiten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform kann der maximale Außendurchmesser Dmax des distalen Abschnitts 15 festgelegt werden auf einen Bereich von 1,8 mm bis zu einem begrenzten Durchmesser, entsprechend dem Durchmesser des Umkreises von einem Substrat des Bildsensors 33, was durch Zerschneiden erzielt werden kann.
Bei dem Endoskop 11 der Ausführungsform wird ein Bildsensor, dessen eine Seite eine Abmessung von 1,0 mm aufweist, als der Bildsensor 33 mit einem quadratischen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse verwendet. Infolgedessen weist der Bildsensor 33 eine diagonale Abmessung von etwa 1,4 mm auf, und der maximale Außendurchmesser Dmax des Endoskops 11, welches einen Lichtleiter 57 (beispielsweise mit 150 Mikrometer φ) als einen Beleuchtungskörper einschließt, kann auf 1,8 mm oder weniger festgelegt werden.
Wie vorstehend beschrieben, da der maximale Außendurchmesser Dmax auf weniger als 1,8 mm festgelegt wird, kann das Endoskop 11 des zweiten Konfigurationsbeispiels ohne weiteres in ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers eingeführt werden.
<Drittes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem dritten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, ist das Substrat des Bildsensors 33 in einer quadratischen Form ausgebildet, und die vier Leiterverbindungsteile 49 sind in einer Reihe angeordnet, entlang einer Seite des Substrats von dem Bildsensor 33. Jeder der Leiterverbindungsteile 49 ist in einer rechteckigen Form ausgebildet. Die vier Leiterverbindungsteile 49 sind voneinander beabstandet angeordnet, wobei Längsseiten der vier Leiterverbindungsteile 49 parallel zueinander angeordnet sind. Die vier Leiterverbindungsteile 49 sind in einem zentralen Abschnitt des Substrats von dem Bildsensor angeordnet. Infolgedessen sind die Leiterverbindungsteile 49 von einer Umfangskante des Substrats von dem Bildsensor 33 beabstandet angeordnet.
Ein Leiter von jedem der elektrischen Stromleitungen und der Signalleitungen, welche die elektrischen Leitungen 45 des Übertragungskabels 31 darstellen, ist mit einer Isolationsschicht bedeckt. Ein Übertragungskabel 31 wird gebildet, in dem zwei Sätze von vier elektrischen Leitungen 45 auf den rechten und linken Seiten und in zwei Stufen in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung ausgebildet sind, durch das Einfassen von Außenumfängen der Isolationsschichten durch eine äußere Abdeckung. Jeder Leiter weist einen gebogenen Abschnitt 53 auf, welcher einen – entlang einer Längsrichtung des Leiterverbindungsteils 49 – in U-Form gebogenen Zustand aufweist. Die elektrische Leitung 45 steht mit dem Leiterverbindungsteil 49 in Kontakt, in einem Zustand, in dem der gebogene Abschnitt 53 vorgeformt ist. Ein distales Ende des gebogenen Abschnitts 53 von dem elektrischen Kabel 45 ist mit dem Leiterverbindungsteil 49 durch Löten verbunden. Der Bildsensor 33 und das Übertragungskabel 31 sind mit dem Formharz 17 bedeckt. Als Ergebnis sind die Leiterverbindungsteile 49, die gebogenen Abschnitte 53, die elektrischen Leitungen 45 und die äußere Abdeckung des Übertragungskabels 31 in dem Formharz 17 eingebettet.
Wie vorstehend beschrieben, da die vier Leiterverbindungsteile 49 in dem zentralen Abschnitt des Substrats von dem Bildsensor 33 angeordnet werden können, während sie parallel zueinander eingerichtet sind, ist es bei dem Endoskop 11 des dritten Konfigurationsbeispiels ohne weiteres möglich, die Leiterverbindungsteile 49 zu bilden. Da die Leiter der elektrischen Leitungen 45 jeweils mit den vier Leiterverbindungsteilen 49 verbunden sind, welche in einer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind, ist es möglich, ohne weiteres Anschlussarbeiten durch Löten durchzuführen. Da die Leiterverbindungsteile 49 in dem zentralen Abschnitt des Substrats von dem Bildsensor 33 angeordnet sind, ist es möglich, in jedem Leiter den gebogenen Abschnitt 53 zu bilden. Da die gebogenen Abschnitte 53 in einem Formteil 65 eingebettet und in diesem fixiert sind, ist es möglich, die Anwendung von Spannungen, die auf das Übertragungskabel 31 angelegt werden, auf Verbindungsabschnitte zwischen den Leitern und den Leiterverbindungsteilen 49 zu reduzieren (indem diese als eine Zugentlastung dienen). Infolgedessen ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen den elektrischen Leitungen 45 und den Leiterverbindungsteilen 49 zu verbessern.
<Viertes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem vierten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform ist ein Beleuchtungskörper entlang der Linseneinheit vorgesehen. Das heißt, das Endoskop 11 gemäß dem vierten Konfigurationsbeispiel umfasst den Lichtleiter 57, welcher als ein Beispiel des Beleuchtungskörpers dient. In der folgenden Beschreibung wird der Lichtleiter 57 als der Beleuchtungskörper veranschaulicht. Alternativ kann der Beleuchtungskörper eine LED sein, die direkt an einer distalen Einführungsfläche des distalen Abschnitts 15 befestigt ist. In diesem Fall ist der Lichtleiter 57 nicht erforderlich.
Der Lichtleiter 57 ist gebildet aus einer optischen Faser 59. Zum Beispiel werden als optische Fasern 59 vorzugsweise eine optische Kunststofffaser (POF) verwendet. Das Material aus einem Kunststoff-Lichtwellenleiter ist Silikonharz oder Acrylharz, und sowohl ein Kern als auch eine Hülle des Kunststoff-Lichtwellenleiters ist aus Kunststoff gebildet. Die optischen Fasern 59 können ein Faserbündel darstellen, welches durch das Bündeln mehrerer optischer Faserstränge und das Anbringen von Anschluss-Metallbeschlägen an den beiden Enden der optischen Faserstränge erzielt wird. Ein distales Ende der optischen Fasern 59 wird zu einer Licht emittierenden Endoberfläche des distalen Abschnitts 15, und ein proximales Ende der optischen Fasern 59 ist mit dem Steckerteil 23 verbunden. Zum Beispiel ist eine Lichtquelle eine LED, die in dem Aufnahmebereich 27 oder ähnlichem vorgesehen ist. Wenn das Steckerteil 23 mit dem Aufnahmebereich 27 verbunden ist, breitet sich bei dem Endoskop 11 das Licht von der LED durch die optischen Fasern 59 des Lichtleiters 57 aus und wird von dem distalen Ende der optischen Fasern 59 emittiert. Bei dieser Konfiguration können die optischen Fasern 59 als optische Fasern von der Lichtquelle zu einem Beleuchtungslicht-Emissionsende konfiguriert sein, und es ist möglich, einen optischen Verlust zu reduzieren.
Wie vorstehend beschrieben, da das Endoskop 11 des vierten Konfigurationsbeispiels den Lichtleiter 57 einschließt, ist allein das Endoskop 11 in der Lage, ein Bild eines dunklen Ortes zu erfassen.
<Fünftes Konfigurationsbeispiel>
6 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel des distalen Abschnitts veranschaulicht, bei dem die Lichtführungen 57 als ein Beispiel für die Beleuchtungskörper angeordnet sind. Das Endoskop 11 des fünften Konfigurationsbeispiels in der Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der mehrere Lichtleiter 57 als ein Beispiel des Beleuchtungskörpers in einer Umfangsrichtung der Linseneinheit 35 vorgesehen sind. Vier Lichtleiter 57 sind in der Umfangsrichtung der Linseneinheit 35 gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben, da die vier Lichtleiter 57 in der Umfangsrichtung der Linseneinheit 35 gleichmäßig voneinander beabstandet vorgesehen sind, ist es unwahrscheinlich, dass bei dem Endoskop 11 des fünften Konfigurationsbeispiels ein Schatten in Richtung auf obere, untere, rechte und linke Seiten eines Objektes geworfen werden. Infolgedessen ist das Endoskop 11 betriebsbereit, um ein deutliches Bild erfassen, im Vergleich zu dem Bild, welches durch ein Endoskop erfasst wird, das mit einem Lichtleiter 57 oder zwei Lichtleitern 57 erfasst wird.
<Sechstes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem sechsten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform 33 ist der Bildsensor 33 in einer quadratischen Form ausgebildet. Die optischen Fasern 59 von jedem der vier Lichtleiter 57 sind im Wesentlichen in dem Mittelpunkt von jedem Seitenabschnitt des Substrats von dem Bildsensor 33 angeordnet, in einem Raum zwischen dem Substrat des Bildsensors 33 und dem Umkreis des Substrats von dem Bildsensor 33.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 11 des sechsten Konfigurationsbeispiels, ist es möglich, einen Raum zwischen dem quadratischen Bildsensor 33 und dem kreisförmigen Formteil 65 effektiv zu nutzen, welcher zu dem Bildsensor 33 im Wesentlichen abgegrenzt ist. Es ist möglich, auf einfache Weise mehrere (insbesondere vier) Lichtwellenleiter 59 anzuordnen, ohne den Außendurchmesser des distalen Abschnitts 15 zu vergrößern. Infolgedessen ist es möglich, das Endoskop 11 ohne weiteres herzustellen, ohne den Außendurchmesser des distalen Abschnitts 15 zu vergrößern. Das Endoskop 11 ist betriebsbereit, um ein deutliches Bild zu erfassen.
<Siebtes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem siebten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform sind zumindest ein Abschnitt der Linseneinheit, der Bildsensor, ein Teil des Übertragungskabels und ein Teil des Beleuchtungskörpers mit Formharz beschichtet und durch diesen fixiert. Das Formteil 65 ist aus einem Formharzmaterial konfiguriert, welches einen Zusatzstoff enthält, so dass die Lichtdurchlässigkeit auf 10% oder weniger festgelegt werden kann.
7 ist ein Kennfeld, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Dicke und der Durchlässigkeitsrate des Formteils 65 veranschaulicht. 7 stellt ein Beispiel für die Messung der Durchlässigkeitsrate dar, in einem Fall, in dem Carbon Black als ein Zusatzstoff zu einem Formharzmaterial (Harz auf Epoxybasis) zugesetzt wird. In 7 zeigen eine gestrichelte Linie mit schwarzen Kreisen einen Fall, in dem so viel Carbon Black wie 5 Gewichtsprozent (wt%) zugesetzt wird, und eine Linie mit sich abwechselnden einzelnen und doppelten kurzen gestrichelten Linien mit schwarzen Rhomboiden stellen einen Fall dar, in dem so viel Carbon Black wie 1 Gewichtsprozent (wt%) zugesetzt wird.
Wenn 5 wt% Carbon Black zugesetzt wird, ist die Lichtdurchlässigkeit nahezu unabhängig von der Größenordnung der Dicke des Formteils 65. Selbst wenn die Dicke 30 μm oder weniger beträgt, ist es möglich, eine hohe Lichtabschirmungsleistung zu erhalten, das heißt eine Lichtdurchlässigkeit von ungefähr 0,5% (Lichtabschirmungskoeffizient von 99,5%). Wenn 1 wt% von Carbon Black zugesetzt wird, erhöht sich die Lichtdurchlässigkeit, wenn sich die Dicke des Formteils 65 erhöht. Wenn 1 wt% Carbon Black hinzugefügt wird und die Dicke des Formteils 65 30 μm oder mehr beträgt, kann die Lichtdurchlässigkeit auf 8,0% oder weniger reduziert werden. Folglich, wenn die Dicke T des Formteils 65 auf 30 μm oder mehr festgelegt wird, kann eine Bedingung einer Lichtdurchlässigkeit von 10% oder weniger vollständig erfüllt werden. Wenn beispielsweise die Dicke des Formteils 65 auf 50 μm oder mehr festgelegt wird, wird eine Lichtdurchlässigkeit von 4,5% oder weniger erzielt, in einem Fall, in dem 1 wt% Carbon Black zugesetzt wird, und eine Lichtdurchlässigkeit von 0,5% oder weniger erzielt wird, in einem Fall, in dem 5 wt% Carbon Black zugesetzt wird. Daher ist das Formteil 65 betriebsbereit, um zuverlässiger Licht abzuschirmen.
Wenn die Lichtdurchlässigkeit des Formteils 65 10% oder weniger beträgt, ist eine Bildgebungseinheit einschließlich der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33 betriebsbereit, um eine gute Bildqualität zu erzielen, die nicht sehr von Streulicht beeinflusst wird. In einem Fall, in dem die Lichtdurchlässigkeit des Formteils 65 6% oder weniger beträgt, auch wenn der Bildsensor 33 eine hohe Empfindlichkeit aufweist, ist es möglich zu verhindern, dass Streulicht die Qualität des Bildes beeinträchtigt. Wenn die Lichtdurchlässigkeit größer als 10% ist, wird ein erfasstes Bild durch Streulicht beeinflusst, und weist einen Mangel auf.
8A veranschaulicht ein Beispiel eines erfassten Bildes, in einem Fall, in dem Streulicht vorhanden ist. 8B veranschaulicht ein Beispiel eines erfassten Bildes, in einem Fall, in dem kein Streulicht vorhanden ist. Wenn Streulicht vorhanden ist, wie in 8A gezeigt, ergibt sich ein ringförmiges Glanzlicht in einem erfassten Bild aufgrund von Streulicht und es kann kein deutliches Bild erzielt werden. Wie in 8B gezeigt, ist es notwendig, das Auftreten von Streulicht in der Bildgebungseinheit zu verhindern, während das Endoskop 11 verwendet wird.
Wenn ein Zusatzstoff dem Formteil 65 zugesetzt wird, wie in dem Beispiel von 7, verbessert sich die Lichtabschirmungsleistung durch das Ausmaß einer Erhöhung der Zugabemenge (des Gehalts) eines Zusatzstoffes, und im Gegensatz dazu nimmt die Bindungsfestigkeit des Formteils 65 ab. Folglich ist es notwendig, eine ausreichende Menge des Zusatzstoffs zu dem Formharzmaterial – entsprechend der Bindungsstärke-Merkmale des Zusatzstoffes – zuzusetzen.
9 zeigt ein Kennfeld, welches ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Zugabemenge eines Zusatzstoffs zu dem Formteil 65 und der Zugfestigkeit des Formteils 65 veranschaulicht. 9 zeigt ein Beispiel der Messung einer Zugfestigkeit, in einem Fall, in dem Carbon Black als Zusatzstoff zu einem Formharzmaterial (Epoxyharz) zugesetzt wird. Die Zugfestigkeit entspricht der Bindungsfestigkeit des Formteils 65. Wie in 9 dargestellt, wenn die Zugabemenge 1 wt% beträgt, verringert sich die Zugfestigkeit nur um etwa 2,5%. Wenn die Zugabemenge 5 wt% beträgt, verringert sich die Zugfestigkeit um etwa 12%. Wenn die Zugfestigkeit um ca. 20% abnimmt, kann die Bindungsfestigkeit des Formkörpers nicht ausreichend sein. Aus diesem Grund wird in einem Fall, in dem Carbon Black zugesetzt wird, die Zugabemenge des Carbon Blacks vorzugsweise auf 5 wt% oder weniger festgelegt.
Wenn ein leitfähiges Material, so wie Carbon Black, als ein Zusatzstoff verwendet wird, nimmt der elektrische Widerstand durch das Ausmaß einer Erhöhung der Zugabemenge ab und die Leitfähigkeit wird erhöht.
10 ist eine Tabelle, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Menge der Zugabe des Zusatzstoffs zu dem Formteil 65 und dem Widerstandswert und dem Lichtabschirmungskoeffizienten des Formteils 65 veranschaulicht. 10 veranschaulicht ein Beispiel für die Messung eines Widerstandswertes und eines Lichtabschirmungskoeffizienten, in einem Fall, in dem Carbon Black als Zusatzstoff zu einem Formharzmaterial (Epoxyharz) zugesetzt wird. Der Widerstandswert und der Lichtabschirmungskoeffizient wurden in drei Fällen gemessen, das heißt, in einem Fall, in dem die Menge der Zugabe von Carbon Black Null (0 wt%) beträgt, einem Fall, in dem die Menge der Zugabe von Carbon Black 1 wt% beträgt, und einem Fall, in dem die Menge der Zugabe von Carbon Black 5 wt% beträgt. Es wurde der Lichtabschirmungskoeffizient des Formteils 65 mit einer Dicke von 50 μm gemessen. In einem Fall, bei dem kein Carbon Black zugesetzt wird, ist der Widerstandswert 1,8 × 1013 bis 5,0 × 1013. In einem Fall, in dem 1 wt% Carbon Black zugesetzt wird, ist der Widerstandswert 2,5 × 1013 bis 3,0 × 1013 und der Lichtabschirmungskoeffizient beträgt 95% oder mehr. In einem Fall, in dem 5 wt% Carbon Black zugesetzt wird, ist der Widerstandswert 3,5 × 1010 bis 5,0 × 1010 und der Lichtabschirmungskoeffizient beträgt 99% oder mehr. Der elektrische Widerstandswert, in einem Fall, in dem 5 wt% Carbon Black zugesetzt wird, verringert sich um das 1000-fache, im Vergleich zu einem Fall, in dem 1 wt% Carbon Black zugesetzt wird. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine ausreichende Menge des Zusatzstoffs zu dem Formharzmaterial hinzuzufügen, gemäß der Leitfähigkeit des Zusatzstoffs und der erforderlichen Isolationseigenschaften eines inneren Konfigurationselements (elektronische Schaltung oder dergleichen), welches ein Dichtungsziel ist.
Wenn der elektrische Widerstand des Formteils 65 gering ist, kann in den Leiterverbindungsteilen 49, verbunden mit dem Bildsensor 33, und in dem Übertragungskabel 31 ein Verluststrom auftreten, und die elektrischen Eigenschaften um einen Signalprozessor der Bildgebungseinheit können sich verschlechtern. Im Gegensatz dazu ist es in einem Fall, in dem die statische Elektrizität in der Bildgebungseinheit auftritt, möglich, den Einfluss der elektrostatischen Entladung zu verringern, das Fließen eines übermäßigen Stroms zu dem Bildsensor 33 zu verhindern und die elektrostatische Zerstörung des Bildsensors 33 zu verhindern, indem das Formteil 65 mit einer ausreichenden Leitfähigkeit ausgestattet wird. Das heißt, die Ausstattung des Formteils 65 mit einer ausreichenden Leitfähigkeit kann eine Gegenmaßnahme gegen eine Überspannung der Bildeinheit sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Endoskop 11 des siebten Konfigurationsbeispiels möglich – da das Harzmaterial (das Formharz 17) des Formteils 65 einen Zusatzstoff enthält – die Lichtdurchlässigkeit des Formteils 65 auf 10% oder weniger festzulegen, und es ist möglich, die Dicke des Formteils 65 zu reduzieren. Infolgedessen ist die Bildgebungseinheit des Endoskops 11 betriebsbereit, um ein zufriedenstellendes Lichtabschirmungsmerkmal aufzuweisen, und es ist möglich, die Größe der Bildeinheit zu reduzieren.
<Achtes Konfigurationsbeispiel>
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Endoskop 11 von dem achten Konfigurationsbeispiel in der Ausführungsform Folgendes: die Linseneinheit 35, in welcher Linsen in dem Linsenträgerelement 39 untergebracht sind; den Bildsensor 33, dessen Bildgebungsbereich 41 mit dem Sensordeckglas 43 bedeckt ist; das Bindeharz 37, mit dem die Linseneinheit 35 an dem Sensordeckglas 43 befestigt ist, in einem Zustand, in dem die optischen Achsen der Linsen mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 übereinstimmen; den distalen Abschnitt 15, dessen maximaler Außendurchmesser Dmax auf einen Bereich von 1,8 mm bis zu einem begrenzten Durchmesser, entsprechend dem Durchmesser eines Umkreises von dem Substrat des Bildsensors 33, festgelegt ist, welcher durch Zerschneiden erhalten werden kann; das Formteil 65, in welchem zumindest ein Teil der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33 mit dem Formharz 17 beschichtet ist und durch dieses befestigt ist; und eine röhrenförmige Hülle 61, die gebildet wird, um den gleichen Außendurchmesser wie den des distalen Abschnitts 15 aufzuweisen, und die zumindest einen Teil des Formteils 65 bedeckt.
In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen oder Konfigurationselementen zugeordnet, und die Beschreibung von diesen wird vereinfacht oder weggelassen werden. Das Endoskop 11 (siehe 3) des achten Konfigurationsbeispiels wird im Vergleich mit dem Endoskop 11 (siehe 11) des zehnten Konfigurationsbeispiels beschrieben.
Die Hülle 61 ist aus einem Harzmaterial hergestellt, das eine Flexibilität aufweist. Um der Hülle 61 Festigkeit zu verleihen, können ein einzelner Draht, mehrere Drähte oder ein geflochtener, zugfester Draht an der inneren Umfangsseite der Hülle 61 vorgesehen sein. Beispiele für den Draht mit Zugfestigkeit können eine Aramidfaser umfassen, wie beispielsweise eine Poly-p-phenylenterephthalamid-Faser, eine Polyesterfaser, wie beispielsweise eine Polyarylat-Faser, eine Polyparaphenylen Benzobisoxazol-Faser, eine Polyethylenterephthalat-Faser, eine Nylon-Faser, ein dünner Wolframdraht und ein dünner rostfreier Stahldraht.
Ähnlich wie das Endoskop 11 (von 11) des zehnten Konfigurationsbeispiels, das im Folgenden beschrieben werden wird, sind in dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels der gesamte Bildsensor 33, zumindest ein Seitenabschnitt des Bildsensors 33 der Linseneinheit 35, ein Abschnitt des Übertragungskabels 31 und ein Abschnitt des Lichtleiters 57 von dem Formharz 17 abgedeckt und durch diesen fixiert. Die Bedeutung von "zumindest" schließt auch einen Fall ein, in dem der gesamte Außenumfang des Linsenträgerelements 39 von dem Formharz 17 abgedeckt ist. Das Formharz 17 deckt den Bildsensor 33 und die Linseneinheit 35 ab, und deckt den Trennabschnitt 47 dazwischen durchgehend ab. Der distale Abschnitt 15 des Endoskops 11 des achten Konfigurationsbeispiels kann eine röntgendichte Markierung umfassen. Als Ergebnis ist es möglich, bei einer Radioskopie ohne weiteres eine distale Endposition des Endoskops 11 des achten Konfigurationsbeispiels zu bestätigen.
Ähnlich wie das Endoskop 11 (von 11) des zehnten Konfigurationsbeispiels, das im Folgenden beschrieben werden wird, umfasst das Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels einen distalen Flanschabschnitt 63 in dem distalen Abschnitt 15. Beispielsweise kann der distale Flanschabschnitt 63 aus Edelstahl gebildet sein. Der distale Flanschabschnitt 63 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, in welcher ein Abschnitt mit großem Durchmesser – größer als eine distale Seite – mit einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser durchgehend eingerichtet ist. Der Abschnitt mit großem Durchmesser des distalen Flanschabschnitts 63 weist den maximalen Außendurchmesser Dmax (1,8 mm) auf. Es sind Einführungslöcher (nicht dargestellt) zum Einführen der vier optischen Fasern 59 in dem Abschnitt mit großem Durchmesser vorgesehen, und die optischen Fasern 59 sind jeweils in die Einführungslöcher eingeführt. Ein Einführloch (nicht dargestellt) zum Einführen der Linseneinheit 35 ist in dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser vorgesehen, und die Linseneinheit 35 ist in das Einführungsloch eingeführt. Der distale Flanschabschnitt 63 hält die Linseneinheit 35 in einer koaxialen Ausrichtung. Ein Faserhalteloch 67 zum Halten einer distalen Seite der optischen Fasern 59 ist in den Abschnitt mit großem Durchmesser des distalen Flanschabschnitts 63 gebohrt, so dass das Faserhalteloch 67 von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser nach außen positioniert ist. Vier Faserhaltelöcher 67 sind gleichmäßig voneinander in der Umfangsrichtung beabstandet vorgesehen. Die distale Seite der optischen Fasern 59 ist in das Faserhalteloch 67 eingeführt, und die optischen Fasern 59 sind entlang dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser nach hinten gezogen.
Bei dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels, wenn die optischen Fasern 59 in der Rückseite des distalen Flanschabschnitts 63 positioniert sind, sind die optischen Fasern 59 in einem Hüllrohr 69 (siehe 3) angeordnet. Das Hüllrohr 69 ist so ausgebildet, um den gleichen Außendurchmesser wie den des distalen Flanschabschnitts 63 aufzuweisen. Das Hüllrohr 69 ist aus einem Material wie Metall oder Harz gebildet. Ein distales Ende des Hüllrohrs 69 steht in Kontakt mit dem Abschnitt mit großem Durchmesser des distalen Flanschabschnitts 63. Das Hüllrohr 69 weist eine solche Gesamtlänge auf, dass mindestens ein hinteres Ende des Hüllrohrs 69 das Übertragungskabel 31 erreicht. Das Innere des Hüllrohrs 69 ist mit dem Formharz 17 gefüllt. Das heißt, bei dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels ist das Formteil 65 mit dem Hüllrohr 69 bedeckt. Das Endoskop 11 des zehnten Konfigurationsbeispiels weist die gleiche Konfiguration auf, wie die des Endoskops 11 des ersten Konfigurationsbeispiels, abgesehen von der Tatsache, dass das Hüllrohr 69 weggelassen ist und ein distales Ende der Hülle 61 in Kontakt steht mit einem hinteren Ende des distalen Flanschabschnitts 63 und an diesem mit einem Klebemittel verbunden ist (siehe 11).
Das Formteil 65, mit dem das Hüllrohr 69 gefüllt ist, enthält einen Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser (siehe 3), das sich von dem hinteren Ende des Hüllrohrs 69 nach hinten erstreckt. Der Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser ist in einer säulenartigen Form geformt, und die vier optischen Fasern 59 sind in dem Verlängerungsteil 71 mit kleinem Durchmesser eingebettet. Das Übertragungskabel 31 ist in dem Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser eingebettet, während es innerhalb der vier optischen Fasern 59 positioniert ist. Eine Seite des Innendurchmessers von der Hülle 61 ist an einem Außenumfang des Verlängerungsabschnitts 71 mit kleinem Durchmesser mit einem Klebemittel oder ähnlichem fixiert. Das heißt, bei dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels, gezeigt in 3, sind der distale Flanschabschnitt 63, das Hüllrohr 69 und die Hülle 61 durchgehend miteinander gebildet, um koaxial den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,8 mm aufzuweisen. Bei dem Endoskop 11 gemäß dem zehnten Anordnungsbeispiel, gezeigt in 11, sind der distale Flanschabschnitt 63 und die Hülle 61 durchgehend miteinander gebildet, um koaxial den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,8 mm aufzuweisen.
Wie vorstehend beschrieben, ist in den Endoskopen 11 des achten Konfigurationsbeispiels und des zehnten Konfigurationsbeispiels, da zumindest ein Teil der Linseneinheit 35, des Bildsensors 33 und ein Teil des Übertragungskabels 31 von dem Formharz 17 beschichtet durch diesen fixiert sind, die Anzahl der dazwischen angeordneten Elemente gering, welche erforderlich sind, um die Linseneinheit 35 an dem Bildsensor 33 zu fixieren. Dementsprechend ist es möglich, den Durchmesser des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 zu verringern. Auch in einem Fall, in dem eine weitere Ausdünnung des distalen Abschnitts 15 versucht wird, ist es möglich, den distalen Abschnitt 15 mit den Mindestabmessungen zu konfigurieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Bauteilkosten zu reduzieren. Es ist möglich, das Endoskop 11 zu realisieren, welches in der Lage ist, das Erfassen eines Bildes von einer sehr dünnen Zielläsion, wie beispielsweise einem Blutgefäß eines menschlichen Körpers, zu realisieren. Infolgedessen ist es möglich, die Größe und die Kosten des Endoskops 11 zu reduzieren.
Das Formharz 17 wird über dem Bildsensor 33 und der Linseneinheit 35 durchgehend geformt, was zu einer Erhöhung der Befestigungsstärke zwischen dem Bildsensor 33 und der Linseneinheit 35 beiträgt. Das Formharz 17 erhöht die Luftdichtigkeit (das heißt, es gibt nicht viele kleine Lücken) und die Wasserdichtigkeit und es verbessert die Lichteigenschaften des Trennabschnitts 47. Außerdem verbessert das Formharz 17 die Lichtabschirmungseigenschaften, wenn die optischen Fasern 59 für den Lichtleiter 57 eingebettet sind.
Da das Formharz 17 über den Lichtleitern 57 geformt wird, wirken die Lichtleiter 57 als Strukturelement in dem distalen Abschnitt 15 des Endoskops 11, und es ist möglich, eine Verbindungsstärke zwischen dem weichen Abschnitt 29 und dem distalen Abschnitt 15 bei dem dünnen Endoskop 11 zu verbessern. Wenn der distale Abschnitt 15 gesehen wird von einer äußersten Oberfläche einer Einführungsseite (siehe 6) des distalen Flanschabschnitts 63, ist bei dem Endoskop 11 ein Zwischenraum zwischen der Linseneinheit 35 und dem Einführungsloch (nicht gezeigt) (welches im distalen Flanschabschnitt 63 vornschlüssig ausgebildet ist) für die Linseneinheit 35 mit dem Bindeharz 37 gefüllt, und Zwischenräume zwischen den optischen Fasern 59 und den vier Faserhaltelöchern 67, die in dem distalen Flanschabschnitt 63 vornschlüssig vorgesehen sind, entsprechend der optischen Fasern 59, sind mit dem Bindeharz 37 gefüllt. Aus diesem Grund ist bei dem Endoskop 11 kein Zwischenraum zwischen dem Einführungsloch oder den Faserhaltelöchern 67 und den Elementen (das heißt, die Linsenträgerelemente 39 und die optischen Fasern 59) ausgebildet. Bei dem Endoskop 11 ist der distale Flanschabschnitt 63 mit dem Hüllrohr 69 verbunden, und das Hüllrohr 69 ist mit der Hülle 61 verbunden, oder der distale Flanschabschnitt 63 ist an der Hülle 61 mit dem Bindeharz 37 verbunden und es gibt keinen Zwischenraum jeweils zwischen dem distalen Flanschabschnitt 63 und dem Hüllrohr 69, zwischen dem Hüllrohr 69 und der Hülle 61, und zwischen dem distalen Flanschabschnitt 63 und der Hülle 61. Infolgedessen, wenn das Endoskop 11 nach der Verwendung bei einer Untersuchung oder Operation sterilisiert (das heißt, gereinigt) wird, ist es möglich, die Menge von Reinigungsrückständen, wie beispielsweise unerwünschte Flüssigkeiten, an dem Endoskop 11 zu verringern, und das Endoskop 11 kann aus Sicht der Hygiene ein hohes Maß an Bequemlichkeit bereitstellen, wenn das Endoskop 11 in einer nächsten Untersuchung oder Operation verwendet werden wird.
Bei dem Endoskop 533 nach dem Stand der Technik, offenbart in WO 2013 / 146091 , ist die axiale Linie des distalen Abschnitts versetzt von der optischen Achse der Linseneinheit 547 angeordnet. Aus diesem Grund wird sich eine Entfernung zu einem Objekt wahrscheinlich gemäß einem Drehwinkel des distalen Abschnitts verändern, und es ist schwierig, zuverlässig eine gute Bildqualität zu erzielen. Wenn die axiale Linie des distalen Abschnitts von der optischen Achse der Linseneinheit 547 versetzt angeordnet ist, variiert ein Interferenzzustand zwischen einer Rohrinnenwand und dem distalen Abschnitt entsprechend dem Drehwinkel des distalen Abschnittes, wenn das Endoskop 533 in ein dünnes Loch eingeführt wird, welches die Bedienbarkeit verschlechtert. Im Gegensatz dazu sind bei dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels der distale Flanschabschnitt 63, das Hüllrohr 69 und die Hülle 61 durchgehend koaxial zueinander angeordnet, und bei dem Endoskop 11 des zehnten Konfigurationsbeispiels sind der distale Flanschabschnitt 63 und die Hülle 61 durchgehend koaxial zueinander angeordnet. Infolgedessen ist es möglich, den Umfang der Endoskope 11 auf einfache Weise zu reduzieren, um in zuverlässiger Weise eine gute Bildqualität zu erzielen und die Leichtigkeit des Einführens zu verbessern.
<Neuntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 in dem neunten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform kann die Dicke der Hülle 61 auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm festgelegt werden. Die Dicke der Hülle 61 entspricht den Stufenabmessungen eines Stufenabschnitts zwischen dem Hüllrohr 69 und dem Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser. Der Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser ist ein Abschnitt, der in Richtung auf eine gegenüberliegende Seite der Linseneinheit 35 hervorsteht, wobei der Bildsensor zwischen dem Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser angeordnet ist. Das heißt, dass ein Übertragungskabel 31 an dem Mittelpunkt des Verlängerungsteils 71 mit kleinem Durchmessers angeordnet ist, und die vier optischen Fasern 59 außerhalb des Übertragungskabels 31 angeordnet sind. Infolgedessen es möglich, den Durchmesser des Verlängerungsabschnitts 71 mit kleinem Durchmesser im Vergleich zu einem Teil des Formteils 65, in dem der Bildsensor 33 eingebettet ist, auf einfache Weise zu reduzieren. Das heißt, da die Hülle 61 den gleichen Außendurchmesser wie den des Hüllrohrs 69 aufweist, erhöht sich die Freiheit bei der Gestaltung der Wanddicke von der Hülle 61.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 11 des neunten Konfigurationsbeispiels, da die Dicke der Hülle 61 auf bis zu 0,3 mm festgelegt werden kann, ist es ohne weiteres möglich, die Zugfestigkeit der Hülle 61 zu erhöhen.
<Zehntes Konfigurationsbeispiel>
11 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration veranschaulicht, in dem eine dünnwandige Hülle an dem distalen Abschnitt verbunden ist.
Bei dem Endoskop 11 in dem zehnten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform, kann die Dicke der Hülle 61 auf 0,1 mm festgelegt werden. Wenn die Dicke der Hülle 61 auf 0,1 mm festgelegt ist, ist es möglich, dass das Endoskop 11 nicht das Hüllrohr 69 benötigt, das bei dem Endoskop 11 des achten Konfigurationsbeispiels beschrieben wurde. Das heißt, bei dem Endoskop 11 des zehnten Konfigurationsbeispiels ist die Wandstärke der Hülle 61 so festgelegt, um im Wesentlichen die gleiche Wandstärke (0,1 mm) wie die des Hüllrohrs 69 aufzuweisen, und damit ist die Hülle 61 betriebsbereit, um einen Teil des Formteils 65 zu bedecken, in dem der Bildsensor 33 und die Linseneinheit 35 eingebettet sind. Bei dem Endoskop 11 des zehnten Konfigurationsbeispiels ist das distale Ende der Hülle 61 in Kontakt mit einer hinteren Endoberfläche des distalen Flanschabschnitts 63 eingerichtet und ist an dieser mit einem Klebemittel oder dergleichen befestigt. Eine Abnahme der Zugfestigkeit der Hülle 61, die durch eine Dickenreduzierung verursacht wird, kann durch das Bereitstellen des vorstehend erwähnten Kabels mit Zugfestigkeit oder dergleichen in der Hülle 61 ausgeglichen werden.
Wie vorstehend beschrieben, da in dem Endoskop 11 des zehnten Konfigurationsbeispiels das Hüllrohr 69 weggelassen ist und die Hülle 61 in direktem Kontakt mit dem distalen Flanschabschnitt 63 stehen kann, ist es möglich, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren.
<Elftes Konfigurationsbeispiel>
12 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration von der optischen Linsengruppe LNZ der Linseneinheit veranschaulicht.
Das Endoskop 11 von dem elften Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform umfasst die Linseneinheit 35 mit dem Linsenträgerelement 39, eine vordere Linsengruppe und eine hintere Linsengruppe, die in dem Linsenträgerelement 39 untergebracht sind, und die Aperturblende 51, die zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe angeordnet ist; den Bildsensor 33, dessen Bildgebungsbereich 41 mit dem Sensordeckglas 43 abgedeckt ist; eine Verbindungsschicht aus dem Bindeharz 37, mit dem eine Bildseitenabschlussfläche der hinteren Linsengruppe an dem Sensordeckglas 43 des Bildsensors 33 fixiert ist; und den distalen Abschnitt 15, dessen maximaler Außendurchmesser Dmax auf einen Bereich von 1,8 mm bis zu einem endlichen Durchmesser, gleich dem Durchmesser des Umkreises des Substrats von dem Bildsensor 33 festgesetzt wird, welcher durch Zerschneiden erhalten werden kann. Das Endoskop 11 des elften Konfigurationsbeispiels weist eine Struktur auf, in der die Bildseitenabschlussfläche der hinteren Linsengruppe und eine Bildseitenabschlussfläche des Linsenträgerelements 39 an dem Sensordeckglas 43 über die Verbindungsschicht aus Bindeharz 37 fixiert sind. Eine Brennweite fF der vorderen Linsengruppe, eine Brennweite fB der hinteren Linsengruppe, eine Brennweite fel des gesamten optischen Systems einschließlich der vorderen Linsengruppe, der hinteren Linsengruppe, der Verbindungsschicht aus Bindeharz 37 und dem Sensordeckglas 43, eine optische Gesamtlänge OL, entsprechend einem Abstand von einer objektseitigen vorderen Oberfläche der vorderen Linsengruppe zu einer bildseitigen hinteren Oberfläche des Sensordeckglases 43, und ein Metallrücken MB, entsprechend einem Abstand von der bildseitigen Endoberfläche der hinteren Linsengruppe zu einer objektseitigen vorderen Endoberfläche des Sensordeckglases 43, sind in der Lage, die Beziehungen fel/fF < 0, fel/fB > 0, und 7,0 ≤ OL/MB ≤ 1200 zu erfüllen.
Bei der Linseneinheit 35 wirkt die erste Linse L1 als die vordere Linsengruppe und die zweite Linse L2 und die dritte Linse L3 wirken als die hintere Linsengruppe. Die erste Linse L1 ist eine vordere Linse der optischen Linsengruppe LNZ und die dritte Linse L3 ist eine letzte Linse der optischen Linsengruppe LNZ. Bei der Linseneinheit 35 sind eine erste Oberfläche (vorderste Fläche) L1R1 und eine zweite Oberfläche L1R2 der ersten Linse L1 konkave Oberflächen, eine erste Oberfläche L2R1 und eine zweite Oberfläche L2R2 der zweiten Linse L2 sind konvex geformte Flächen und eine erste Oberfläche L3R1 und eine zweite Oberfläche L3R2 (Endoberfläche) der dritten Linse L3 sind konkav geformte Oberflächen, die so angeordnet sind, um sequentiell von einer Objektseite zu einer Bildseite eingerichtet zu sein.
Die Aperturblende 51 ist zwischen der ersten Linse L1 und der zweiten Linse L2 angeordnet, das heißt, zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe vorgesehen. Ein Spalt zwischen der zweiten Oberfläche (Endoberfläche) (konkave Oberfläche) L3R2 der dritten Linse L3 und dem Sensordeckglas 43 des Bildsensors 33 ist mit dem Bindeharz 37 gefüllt, und eine Verbindungsschicht ist dazwischen gebildet.
13 ist eine Tabelle mit Objektivdaten, welche die optischen Eigenschaften der Linseneinheit in 12 darstellen. In 13, in der Oberflächen jeweils den Oberflächen L1R1 bis L3R2 der ersten Linse L1 bis zu der dritten Linse L3 entsprechen, sind die Aperturblende 51 und die Verbindungsschicht (Bindeharz 37), und der Krümmungsradius (mm), der konische Koeffizient und der effektive Durchmesser (mm) jeder Oberfläche veranschaulicht. Die Dicke (mm) stellt einen Abstand (Dicke) zwischen den optischen Mittelpunkten der entsprechenden Fläche und der nachfolgenden Fläche in der Richtung der optischen Achse dar. Der Brechungsindex und die Abbe-Zahl stellen den Brechungsindex und die Abbe-Zahl eines optischen Bauteils dar, welches die entsprechende Oberfläche bildet. Der Außendurchmesser (Außendurchmesser der ersten Linse L1 und der dritten Linse L3) φ der optischen Linsengruppe LNZ beträgt etwa 0,9 mm bis etwa 1,0 mm. Das Sensordeckglas 43 des Bildsensors 33 weist eine Dicke von 0,4 mm auf.
Die Brennweite fel der gesamten optischen Linsengruppe LNZ beträgt 0,58 mm. Die Brennweite fF der vorderen Linsengruppe (erste Linse L1) beträgt – 0,714. Die Brennweite fB der hinteren Linsengruppe (zweite Linse L2 und dritte Linse L3) beträgt 0,481. Wenn angenommen wird, dass die optische Gesamtlänge OL der optischen Linsengruppe LNZ eine Länge von der vordersten Fläche (erste Oberfläche L1R1 der ersten Linse L1) der vorderen Linse zu dem Bildgebungsbereich (Bildseite der hinteren Endoberfläche des Sensordeckglases des Bildsensors 33) darstellt, beträgt die optische Gesamtlänge OL 2,287 mm.
Wenn angenommen wird, dass der Metallrücken MB eine Länge darstellt von einer Umfangsabschnitt-Endoberfläche der endgültigen Oberfläche (zweite Oberfläche L3R2 der dritten Linse L3) zu der vorderen Stirnfläche des Sensordeckglases an der Objektseite 43 des Bildsensors 33, weist der Metallrücken MB ein Größe auf von 0,04 mm. Der Metallrücken MB kann auch als Rückfokus bezeichnet werden, welcher die Rauheit der fertigen Oberfläche der letzten Linse anzeigt. Der Metallrücken MB wird genutzt als ein Parameter, der den Rückfokus BF enthält, und der Metallrücken MB wird gemeinsam beschrieben. Wie in 13 gezeigt, beträgt die Dicke der Verbindungsschicht in dem optischen Mittelpunkt 0,05 mm, und im Gegensatz dazu ist die zweite Fläche L3R2 der dritten Linse L3 eine konkav geformte Oberfläche. Folglich ist der Metallrücken MB, entsprechend der Länge von der Umfangsabschnitt-Endoberfläche der zweiten Oberfläche L3R2 zu der vorderen Stirnfläche des Sensordeckglases 43 kürzer als die Dicke an dem optischen Mittelpunkt.

fel/fF beträgt – 0.812, fel/fB beträgt 1.206, und OL/MB beträgt 38,12.
Die Beziehungen, das heißt, fel/fF < 0, fel/fB > 0 und 7,0 ≤ OL/MB werden erfüllt.

Der Bereich von MB beträgt 0,005 mm oder mehr und 0,250 mm oder weniger.
Der Bereich von OL beträgt 2,000 mm oder mehr und 6,000 mm oder weniger.
Dementsprechend wird 8,0 ≤ OL/BF ≤ 1200 erzielt. Wenn 7,0 ≤ OL/MB mit dieser Beziehung kombiniert wird, wird 7,0 ≤ OL/BF ≤ 1200 erzielt.
Die maximale MB ist eine Zahl, basierend auf MB = 0,005 mm in Unterwasser-Nahpunktbeobachtung, und die minimale MB ist eine Zahl, basierend auf MB = 0,190 mm in Luft-Fernpunktbeobachtung.
Genauer gesagt, Beispiele für Luft-Langstreckenbeobachtung umfassen die Luftröhre und den Larynx-Abschnitt. Beispiele für Luft-Kurzstreckenbeobachtung umfassen einen segmentalen Bronchus und eine Bronchiole. Beispiele für Unterwasser-Langstreckenbeobachtung schließen das Innere der Gebärmutter und des Magens ein. Beispiele für Unterwasser-Kurzstreckenbeobachtung schließen die Blase, das Innere einer Koronararterie, ein Kniegelenk und das Hüftgelenk ein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Endoskop 11 des elften Konfigurationsbeispiels, das für ein menschliches Blutgefäß verwendet werden kann, möglich, den Metallrücken MB in Bezug auf die optische Gesamtlänge OL zu reduzieren, und es ist möglich, eine Struktur zu realisieren, in der die Linseneinheit 35 direkt mit dem Sensordeckglas 43 des Bildsensors 33 über die Haftschicht verbunden und befestigt ist. Es ist möglich, eine hochfeste Struktur der Bildgebungseinheit zu erhalten, die eine kleine Anzahl von Komponenten enthält, es ist möglich, eine kurze Brennweite einer Bilderzeugungslinse zu realisieren, und es ist möglich, die Länge und die Größe der Bilderzeugungslinse zu reduzieren. Infolgedessen ist es möglich, die Größe und die Kosten des Endoskops 11 zu reduzieren.
<Zwölftes Konfigurationsbeispiel>
Ähnlich wie bei dem Endoskop 11 des elften Konfigurationsbeispiels, ist bei dem Endoskop 11 des zwölften Konfigurationsbeispiels die Bildseitenendfläche der hinteren Linsengruppe, eine gekrümmte Oberfläche. Ein Brechungsindex nbe der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe ist nicht der gleiche wie ein Brechungsindex nad der Verbindungsschicht, in einem Fall, in dem die hintere Linsengruppe über die Verbindungsschicht befestigt ist.
Wie vorstehend beschrieben, in dem Endoskop 11 des zwölften Konfigurationsbeispiels – da die Endoberfläche der hinteren Linsengruppe in der Lage ist, durch das Bilden der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe in einer gekrümmten Oberfläche eine Brechkraft aufzuweisen – ist es möglich, die Konvergenz von Lichtstrahlen von einem Objekt, welche durch die Linseneinheit 35 hindurchtreten, zu erhöhen. Infolgedessen ist es möglich, eine Aberration der Linseneinheit 35 zu reduzieren und eine Auflösung zu verbessern. Wenn die Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe in einer konkav geformten Fläche ausgebildet ist – da es möglich ist, die Höhe eines Bildes von einem Objekt in dem Bildgebungsbereich 41 zu erhöhen –, ist es möglich, die Durchmesser der Linsen weiter zu reduzieren.
<Dreizehntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 des dreizehnten Konfigurationsbeispiels, ist eine Abbe-Zahl ν be der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe festgelegt, um größer als 25 zu sein, und der Brechungsindex nbe der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe ist festgelegt, um größer als 1,40 und kleiner als 1,90 zu sein, im Vergleich mit denen bei dem Endoskop 11 des elften Konfigurationsbeispiels.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Endoskop 11 des dreizehnten Konfigurationsbeispiels möglich – da die Abbe-Zahl ν be der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe festgelegt ist, um größer als 25 zu sein, und der Brechungsindex nbe der Bildseitenendlinse der hinteren Linsengruppe festgelegt ist, um größer als 1,40 und kleiner als 1,90 zu sein –, die chromatische Aberration der Vergrößerung der Linseneinheit 35 zu reduzieren, und es ist möglich festzulegen, dass die chromatische Aberration der Vergrößerung kleiner ist als der Pixelabstand des Bildsensors 33. Infolgedessen ist es möglich, das Ausbluten der Farbe in einem Umfangsabschnitt eines erfassten Bildes zu reduzieren.
<Vierzehntes Konfigurationsbeispiel>
Ähnlich wie bei dem Endoskop 11 des elften Konfigurationsbeispiels, ist bei dem Endoskop 11 des vierzehnten Konfigurationsbeispiels die Objektseitenstirnfläche der vorderen Linsengruppe eine konkav geformte Fläche oder konvex geformte Fläche, und das Maß an Durchbiegung d der konkav geformten Fläche oder konvex geformten Fläche und des Linsen-Außendurchmessers φ der optischen Linsengruppe, einschließlich der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe, erfüllt eine Beziehung, das heißt –0,1 < d/φ < 0,1.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 11 des vierzehnten Konfigurationsbeispiels, da die Objektseitenstirnfläche der vorderen Linsengruppe eine konkav geformte Fläche oder konvex geformte Fläche aufweist, und das Maß an Durchbiegung d der konkav geformten Fläche oder konvex geformten Fläche und des Linsen-Außendurchmessers φ der optischen Linsengruppe, einschließlich der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe, eine Beziehung erfüllt, das heißt –0,1 < d/φ < 0,1, ist es möglich, die vorderste Fläche der Linseneinheit 35 fast wie eine flach gestaltete Oberfläche zu formen und das Maß an Anhaftung von Verunreinigung bei dem im Gebrauch befindlichen Endoskop zu reduzieren.
Wenn die Objektseitenstirnfläche der vorderen Linsengruppe in einer konkav geformten Fläche gebildet ist – da es möglich ist, den Betrachtungswinkel (Blickwinkel) der Linseneinheit 35 zu vergrößern –, ist es möglich, den Sichtbereich eines Objektes zu erweitern und den Durchmesser der Linsen weiter zu reduzieren.
<Fünfzehntes Konfigurationsbeispiel>
Das Endoskop 11 von dem fünfzehnten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform umfasst die Linseneinheit 35, in der die vordere Linsengruppe und die hintere Linsengruppe in dem Linsenträgerelement 39 untergebracht sind, und die Aperturblende 51 zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe angeordnet ist; den Bildsensor 33, dessen Bildgebungsbereich 41 mit dem Sensordeckglas 43 abgedeckt ist; das Bindeharz 37, mit dem die Linseneinheit 35 an dem Sensordeckglas 43 befestigt ist, in einem Zustand, in dem die optischen Achsen der Linsen mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 zusammenfallen; und einen rauen Oberflächenabschnitt 73 (siehe 4), welcher in einer Außenumfangsfläche der hinteren Linsengruppe gebildet ist und die Außenumfangsfläche vor totalreflektierendem Licht schützt, welches sich durch die hintere Linsengruppe ausbreitet.
14 veranschaulicht ein Beispiel eines erfassten Bildes, basierend auf einem tatsächlichen Messergebnis, auf welchem ein ringförmiges Streulicht erscheint. 14 ist ein erfasstes Bild 75, das durch ein Proto-Endoskop erzielt wurde, gemäß dem Endoskop von 4, das in den Bronchus eines Tieres eingeführt wurde.
In Folge einer tatsächlichen Messung durch das Endoskop 11 des fünfzehnten Konfigurationsbeispiels, wurde bestätigt, dass ringförmiges Streulicht 77 in dem erfassten Bild 75 erscheint. In dem Prozess der Entwicklung des Endoskops 11 wurde festgestellt, dass Streulicht in einem Fall auftritt, in welchem die Anzahl der Linsen, untergebracht in der Linseneinheit, sich von einer Vier-Linsen-Konfiguration (nicht dargestellt) zu einer Drei-Linsen-Konfiguration (nicht dargestellt) veränderte. Es wurde festgestellt, dass der Ausgangspegel von Streulicht stärker in den Vordergrund trat (das heißt, eine Aufnahme wurde unscharf) (siehe 14), in einem Fall, in dem eine Drei-Linsen-Konfiguration verändert wurde in eine direkt befestigte Drei-Linsen-Konfiguration (siehe 4), in welcher die letzte Linse direkt an dem Sensordeckglas 43 des Bildsensors 33 befestigt ist.
15 ist ein durch Simulation erzeugtes Messbild, das ein erfasstes Bild darstellt, in dem mehrere Strahlen von Streulicht erscheinen. Gemäß der Simulation wurde bestätigt, dass unter den Strahlen des gestreuten ringförmigen Streulichts ein ringförmiges oberes Streulicht 79, Strahlen von einem ringförmigen beidseitigen Streulicht 81 und ein ringförmiges unteres Streulicht 83 prominent erschienen.
16A ist ein Lichtstrahl-Messdiagramm von oberem Streulicht, von Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht. 16B ist ein Lichtstrahl-Messdiagramm von Lichtstrahlen von beidseitigem Streulicht, von den Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht. 16C ist ein Lichtstrahl-Messdiagramm von unterem Streulicht, von den Lichtstrahlen von gestreutem ringförmigen Streulicht.
Als Ergebnis des Ausführens einer Lichtstrahlverfolgung durch Simulation, wie in 16A gezeigt, wurde das obere Streulicht 79 prominent beeinträchtigt durch eine Reflexion von Licht von einem Abschnitt 85 der Außenumfangsfläche von der Linse L3, und durch eine Reflexion von Licht von einem Abschnitt 87 der Linse L3, welche von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht.
Als Ergebnis des Ausführens einer Lichtstrahlverfolgung durch Simulation, wie in 16B gezeigt, wurden die Strahlen der beiden Seitenstreulichter 81 prominent beeinträchtigt durch eine Reflexion von Licht von einer Innendurchmesser-Kante 89 der Aperturblende 51 und durch eine Reflexion von Licht von dem Abschnitt 85 der Außenumfangsfläche der Linse L3 und durch eine Reflexion von Licht von dem Abschnitt 87 der Linse L3, welche von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht.
Als Ergebnis des Ausführens einer Lichtstrahlverfolgung durch Simulation, wie in 16C gezeigt, wurde das untere Streulicht 83 prominent beeinträchtigt durch eine Reflexion von Licht von der Innendurchmesser-Kante 89 der Aperturblende 51 und durch eine Reflexion von Licht von dem Abschnitt 85 der äußeren Umfangsfläche der Linse L3.
Gemäß der Simulation in den 16A bis 16C, fällt fast das gesamte Licht, welches Streulicht bildet, auf den Bildgebungsbereich 41 des Bildsensors 33 ein, durch Reflexion von Licht von dem Abschnitt 85 der äußeren Umfangsfläche der Linse L3 und durch Reflexion von Licht von dem Abschnitt 87 der Linse L3, welche von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht. Es wurde bestätigt, dass Strahlen von gestreutem Streulicht erheblich betroffen sind von einer Reflexion von Licht von dem Abschnitt 85 der äußeren Umfangsfläche der Linse L3 und einer Reflexion von Licht von dem Abschnitt 87 der Linse L3, die von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht (Licht – welches von dem Abschnitt 87 der Linse L3 reflektiert wurde, die von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht – trat durch den Randabschnitt 55 hindurch, der eine ringförmige Stirnfläche auf dem Umfang der Linse L3 darstellte).
Die äußere Umfangsfläche der Linse L3 des Proto-Endoskops war mit Mattglas versehen. Das heißt, der raue Oberflächenabschnitt 73 (siehe 4) war so ausgebildet, um die Außenumfangsfläche vor einem totalreflektierenden Licht zu schützen, das sich durch die hintere Linsengruppe (Linse L3) ausbreitet.
17 zeigt Messbilder, die über die Beleuchtungsverteilungssimulation erzielt wurden, welche zeigt, ob Streulicht durch die Bereitstellung eines rauen Oberflächenabschnitts beseitigt wird oder nicht. 18 veranschaulicht ein Beispiel von erfassten Bildern eines tatsächlichen Messergebnisses, in dem Streulicht durch die Bereitstellung des rauen Oberflächenabschnitts verringert wird.
Bei dem Endoskop 11 des fünfzehnten Konfigurationsbeispiels, da die Außenumfangsfläche der Linse L3 mit Mattglas versehen ist, wird Licht – welches von dem Abschnitt 85 der äußeren Umfangsfläche der Linse L3 reflektiert wird – durch eine Streuwirkung des rauen Oberflächenabschnitts (Milchglasoberfläche) 73 reduziert. Bei der Simulation in 17 und dem tatsächlichen Messergebnis in 18, wird fast jedes von dem oberen Streulicht 79, den Strahlen der beiden Seitenstreulichter 81 und dem unteren Streulicht 83 reduziert und beseitigt.
Wie vorstehend beschrieben, in dem Endoskop 11 des fünfzehnten Konfigurationsbeispiels, da der raue Oberflächenabschnitt 73 auf der Außenumfangsfläche der Linse L3 vorgesehen ist, ist es möglich, nahezu alle Strahlen des gestreuten ringförmigen Streulichts zu beseitigen, ohne ein separates Lichtabschirmungselement (schwarz lackierter zylindrischer Körper oder dergleichen) auf dem Außenumfang der Linse L3 hinzuzufügen. Infolgedessen ist es möglich, die Größe und die Kosten des Endoskops 11 zu reduzieren und gleichzeitig das Auftreten von Streulicht zu verhindern.
<Sechzehntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 des sechzehnten Konfigurationsbeispiels wird die Oberflächenrauigkeit des rauen Oberflächenabschnitts 73 vorzugsweise festgelegt auf einen arithmetischen Mittelwert der Rauigkeit von 0,1 μm bis 10 μm, im Vergleich mit der Konfiguration des Endoskops 11 des fünfzehnten Konfigurationsbeispiels. Der raue Oberflächenabschnitt 73 kann erhalten werden durch das Schleifen der Außenumfangsfläche der Linse L3 mit Schleifkörnern. Es wurde festgestellt, dass, wenn die Rauigkeit Ra 0,1 μm oder weniger betrug, der raue Oberflächenteil 73 einen Zustand, ähnlich einer Spiegelfläche aufwies, und die Stärke des reflektierten Lichtes dazu tendierte, sich allmählich zu erhöhen. Es wurde festgestellt, dass, wenn die Rauigkeit Ra des rauen Oberflächenabschnitts 73 10 μm oder mehr betrug, sich das Verhältnis von einer rauen Oberfläche zu einer Reflexionsfläche verringerte und somit eine Stärke des reflektierten Lichtes dazu tendierte, sich allmählich zu erhöhen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Endoskop 11 des sechzehnten Konfigurationsbeispiels möglich, das Auftreten von Streulicht zu verhindern, ohne einen Kostenanstieg zu verursachen, durch das Bereitstellen einer optimalen Rauigkeit der Linse L3, ohne die Verwendung von anderen Elementen.
<Siebzehntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 11 des siebzehnten Konfigurationsbeispiels kann der raue Oberflächenabschnitt 73 in einer Endoberfläche (der Randabschnitt 55) gebildet sein, die eine Bildlicht-Emissions-Wirkfläche der Bildseiten-Endoberfläche der hinteren Linsengruppe (Linse L3) umgibt, im Vergleich mit der Konfiguration des Endoskops 11 des sechzehnten Konfigurationsbeispiels. Da der raue Oberflächenabschnitt 73 an der Außenumfangsfläche der Linse L3 vorgesehen ist, ist es möglich, das Auftreten von Streulicht bei dem Endoskop 11 zu verhindern. Zudem, da der raue Oberflächenabschnitt 73 auch in dem Randbereich 55 bei dem Endoskop 11 vorgesehen ist, ist es möglich, das Auftreten des oberen Streulichts 79, der Strahlen der beiden Seitenstreulichter 81 und des untere Streulichts 83 zu verhindern, welches nicht vollständig durch den Abschnitt 85 der äußeren Umfangsfläche der Linse L3 und dem Abschnitt 87 der Linse L3, der von dem Linsenträgerelement 39 hervorsteht, gestreut werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dem Endoskop des siebzehnten Konfigurationsbeispiels möglich, das Auftreten von Streulicht weiter zu verhindern, indem der raue Oberflächenabschnitt 73 in dem Randabschnitt 55 der Linse L3 bereitgestellt wird, ohne andere Elemente zu verwenden.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend wird das Endoskop 111 einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
19 ist eine perspektivische Ansicht des distalen Abschnitts des Endoskops 111 der zweiten Ausführungsform, von der Vorderseite aus betrachtet. 20 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel des distalen Abschnitts des Endoskops 111 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. 21 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen Zustand darstellt, in dem – bei dem Endoskop der zweiten Ausführungsform – die Linsen direkt auf dem Bildsensor durch das Bindeharz befestigt sind. 22 ist eine perspektivische Ansicht einer zu der Linseneinheit entgegengesetzten Seite des Bildsensors, die einen Zustand zeigt, in dem das Übertragungskabel mit dem Leiterverbindungsteil des Endoskops der zweiten Ausführungsform verbunden ist. In der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen, wie jenen in der ersten Ausführungsform zugeordnet, und eine doppelte Beschreibung wird weggelassen.
<Achtzehntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 111, gezeigt in 19, kann der maximale Außendurchmesser Dmax des distalen Abschnitts 15, gezeigt in 20, auf einen Bereich von 1,0 mm bis zu einem endlichen Durchmesser gleich dem Durchmesser des Umkreises von dem Substrat des Bildsensors 33 festgelegt werden, welches durch Zerschneiden erzielt werden kann.
Bei dem Endoskop 111 der Ausführungsform wird ein Bildsensor, dessen eine Seite eine Abmessung von 0,5 mm aufweist, als der Bildsensor 33 verwendet, welcher einen quadratischen Querschnitt in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist. Infolgedessen weist der Bildsensor 33 eine diagonale Abmessung auf von ungefähr 0,7 mm, und der maximale Außendurchmesser Dmax des Endoskops 111 mit dem Lichtleiter 57 (beispielsweise mit 50 Mikrometer φ) als ein Beleuchtungskörper kann auf 1,0 mm oder weniger festgelegt werden.
Wie vorstehend beschrieben, da der maximale Außendurchmesser Dmax auf kleiner als 1,0 mm festgelegt ist, kann das Endoskop 111 des achtzehnten Konfigurationsbeispiels leichter in ein Blutgefäß eines menschlichen Körpers eingeführt werden.
<Neunzehntes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 111 von dem neunzehnten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform, wie in 22 gezeigt, ist das Substrat des Bildsensors 33 in einer quadratischen Form ausgebildet und die Leiterverbindungsteile 49 sind an den vier Ecken des Substrats des Bildsensors 33 angeordnet. Jeder der Leiterverbindungsteile 49 ist in einer kreisförmigen Form ausgebildet. Da die vier Leiterverbindungsteile 49 an den vier Ecken der quadratischen Form angeordnet sind, können die vier Leiterverbindungsteile 49 so angeordnet sein, dass sie in einem maximalen Abstand voneinander eingerichtet sind.
Ein Leiter von jeder der elektrischen Stromleitungen und der Signalleitungen, welche die elektrischen Leitungen 45 des Übertragungskabels 31 darstellen, ist mit einer Isolationsschicht bedeckt. Ein Übertragungskabel 31 ist durch das Anordnen von zwei Sätzen von vier elektrischen Leitungen 45 auf den rechten und linken Seiten und in zwei Stufen in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung ausgebildet, und die Bindungs-Außenumfänge der Isolationsschichten sind mit einer äußeren Abdeckung ausgebildet. In einem Zustand, in dem die Isolationsschichten von vier Leitern abgezogen werden, werden die vier Leiter in einem geraden Zustand ausgebildet, während sie parallel zueinander angeordnet sind. Ein distales Ende des Leiters von dem elektrischen Kabel 45 ist mit dem Leiterverbindungsteil 49 durch Löten verbunden. Wie in 20 gezeigt, sind der Bildsensor 33 und das Übertragungskabel 31 mit dem Formharz 17 bedeckt. Infolgedessen sind die Leiterverbindungsteile 49, die Leiter, die Isolationsschichten der elektrischen Leitungen 45 und die äußere Abdeckung des Übertragungskabels 31 in dem Formharz 17 eingebettet.
Wie vorstehend beschrieben, in dem Endoskop 111 des neunzehnten Konfigurationsbeispiels, da die vier Leiterverbindungsteile 49 an den vier Ecken des Substrats von dem Bildsensor 33 angeordnet sind, wie in 22 dargestellt, können die vier Leiterverbindungsteile 49 auf dem Substrat des quadratischen Bildsensors 33 angeordnet sein, während sie in einem gleichen Abstand und mit einem maximalen Abstand zueinander angeordnet sind. Dementsprechend ist es möglich, einen Isolationsabstand ohne weiteres sicherzustellen, ohne dass zwei benachbarte Leiterverbindungsteile 49 in einem Lötvorgang durch Löten miteinander verbunden werden müssen. Infolgedessen ist es möglich, den distalen Abschnitt 15 ohne weiteres dünner zu gestalten. Wie in 22 veranschaulicht, können bei dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform die vier Leiterverbindungsteile 49 an den vier Ecken des Substrats von dem Bildsensor 33 angeordnet sein.
<Zwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
Wie in 21 gezeigt, enthält das Endoskop 111 des zwanzigsten Konfigurationsbeispiels ein Objektivdeckglas 91; das Sensordeckglas 43; den Bildsensor 33, den Bildgebungsbereich 41, welcher mit dem Sensordeckglas 43 abgedeckt ist; eine Linse 93, die zwischen dem Objektivdeckglas 91 und dem Sensordeckglas 43 angeordnet ist, und deren optischen Achsen übereinstimmen mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41; die Aperturblende 51, die zwischen dem Objektivdeckglas 91 und der Linse 93 angeordnet ist; den Bindeharz 37, mit dem die Linse 93 auf den Sensordeckglas 43 befestigt ist; und eine Luftschicht 95, die zwischen der Linse 93 und dem Sensordeckglas 43 vorgesehen ist.
Bei dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform 37 wird das Bindeharz auf dem Trennabschnitt 47 angewendet, welcher eine endliche Breite zwischen der letzten Linse L3 der drei Linsen und dem Sensordeckglas 43 aufweist, und somit ist die Linse L3 direkt auf dem Sensordeckglas 43 befestigt. Im Gegensatz dazu wird bei dem Endoskop 111 der zweiten Ausführungsform die Linse 93 druch das Bindeharz 37 direkt mit dem Sensordeckglas 43 befestigt. Infolgedessen weist bei dem Endoskop 111, das Bindeharz 37 in einer Seitenansicht (siehe 22) eine im Wesentlichen linienförmige Form auf. Bei dem Endoskop 111 der zweiten Ausführungsform sind beide Stirnseitenkantenabschnitte der Linse 93 durch das Bindeharz 37 direkt an dem Sensordeckglas 43 befestigt. Das Bindeharz 37 wird nur auf die Randbereiche aufgebracht.
Die Linse 93 ist eine Einzellinse, die eine gleiche quadratische säulenförmige Außenform wie die des Bildsensors 33 aufweist, und weist einen quadratischen Querschnitt in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse auf. Licht, welches von einem Objekt einfällt und durch das Objektivdeckglas 91 hindurchtritt, wird auf der Abbildungsfläche 41 des Bildsensors 33 über das Sensordeckglas 43 durch die Linse 93 abgebildet. Ein konvex gekrümmter Oberflächenabschnitt 97 ist auf einer Bodenfläche des ausgesparten Abschnitts gebildet, auf eine solche Weise, um hervorzustehen und eine im Wesentlichen sphärische Oberfläche zu bilden. Aufgrund des konvex gekrümmten Oberflächenabschnitts 97 wirkt die Linse 93 als optischer Sensor, der Licht konvergiert. Ein distales Ende des Vorsprungs von dem konvex gekrümmten Oberflächenabschnitt 97 ist etwas beabstandet von dem Sensordeckglas 43 angeordnet. Im Gegensatz dazu ist eine rechteckige ringförmige Stirnfläche der Linse 93, die den ausgesparten Abschnitt umgibt, an dem Sensordeckglas 43 über das Bindeharz 37 verbunden. Dementsprechend wird Luft in dem ausgesparten Abschnitt zwischen der Linse 93 und dem Sensordeckglas 43 eingeschlossen. Luft, die in dem ausgesparten Abschnitt eingeschlossen ist, welcher einen abgedichteten Raum bildet, ist vorzugsweise trockene Luft. Es kann Stickstoff in dem ausgesparten Abschnitt eingeschlossen werden. Daher ist die Luftschicht 95, die den ausgesparten Abschnitt als ein Innenvolumen aufweist, zwischen der Linse 93 und dem Sensordeckglas 43 gebildet. Der konvex gekrümmte Oberflächenabschnitt 97 ist in der Luftschicht 95 angeordnet. Das heißt, eine Licht emittierende Oberfläche des konvex gekrümmten Oberflächenabschnitts 97 der Linse 93 steht in Kontakt mit Luft.
Ein wichtiger Faktor bei der Ausdünnung des Endoskops 111, welches den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,0 mm aufweist, ist die Frage, ob die Anzahl der Linsen verringert wird. Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Linse 93 als eine Einzellinse bei dem Endoskop 111 vorgesehen ist, die Größe einer Brechungsindex-Differenz wichtig, zwischen der Linse 93 und einem sehr kleinen Bereich, welcher in einer Breitenrichtung parallel zur Richtung der optischen Achse positioniert ist. Bei dem Endoskop 111 des zwanzigsten Konfigurationsbeispiels ist eine Luftschicht an einer optischen Sensoroberfläche vorgesehen, so dass eine große Brechungsindex-Differenz zwischen der Linse 93 und der Luftschicht erhalten werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 111 des zwanzigsten Konfigurationsbeispiels, da der ausgesparte Abschnitt in der Linse 93 ausgebildet ist, ist der konvex gekrümmte Oberflächenabschnitt 97 an der Bodenfläche des ausgesparten Abschnitts ausgebildet, und die rechteckige ringförmige Endoberfläche ist an dem Sensordeckglas 43 verbunden, wobei die Luftschicht 95 zum Erhöhen einer Brechungsindex-Differenz, in Bezug auf die Linse 93, in einem sehr kleinen Bereich sichergestellt werden kann. Gleichzeitig ist es möglich, die optische Achse der Linse 93 ohne weiteres in Bezug auf den Bildgebungsbereich 41 auszurichten. Da es möglich ist, die Luftschicht 95 zu gewährleisten, ist es möglich, eine große Brechkraft zwischen der Linse 93 und der Luftschicht 95 zu erzielen. Dementsprechend ist es möglich, die Anzahl von Linsen im Endoskop 111 auf eine Linse zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, die Größe und die Kosten des Endoskops 111 zu reduzieren.
<Einundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
23 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel der Abmessungen des Objektivdeckglases, der Linse und des Sensordeckglases veranschaulicht. Bei dem Endoskop 111 von dem einundzwanzigsten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform ist eine Dicke TGt des Objektivdeckglases 91 in einer Richtung entlang der optischen Achse, eine Dicke SRt der Linse 93 und eine Dicke SGt des Sensordeckglases 43 auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm festgelegt. Die Form des Objektivdeckglases 91, der Linse 93, des Sensordeckglases 43 und des Bildsensors 33 ist ein Quadrat mit einer Seitenlänge SQL von 0,5 mm. Bei dem Bildsensor 33 in den 20 bis 23 ist eine elektrische Schaltung 99 mit einer Dicke dargestellt. Es wird das Bindeharz 37 mit einer Dicke veranschaulicht, mit der das Sensordeckglas 43 mit dem Bildsensor 33 verbunden ist.
Das Sensordeckglas 43 dient dazu, einen Abstand zwischen der Linse 93 und dem Bildgebungsbereich 41 – gemäß der Brennweite und der optischen Eigenschaften der Linse 93 – einzuhalten. Da die Dicke SGt des Sensordeckglases 43 auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm festgelegt ist, ist die Einstellung von dieser einfach.
Da die Dicke SRt auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm festgelegt ist, ist die Linse 93 betriebsbereit, um als optischer Sensor zu dienen, und es ist möglich, die Luftschicht 95 zu gewährleisten.
Da die Dicke TGt auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm festgelegt ist, kann das Objektivdeckglas 91 alleine verwendet werden, ohne die Verwendung anderer Verstärkungselemente. Es ist möglich, die Verringerung des Sichtwinkels zu verhindern, verursacht durch das Auftreten von Lichtstrahlen infolge von einer Dickenzunahme.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 111 des einundzwanzigsten Konfigurationsbeispiels, ist es möglich, die Verringerung des Sichtwinkels zu verhindern, und die Zunahme der Abmessungen von dem Objektivdeckglas 91 zu dem Bildsensor 33 in der Richtung entlang der optischen Achse zu verhindern, während ein ausreichender Abstand zwischen der Linse 93 und dem Bildsensor 33 gehalten wird und ohne weiteres die Luftschicht 95 sichergestellt wird.
<Zweiundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
Wie in 20 gezeigt, umfasst das Endoskop 111 in dem zweiundzwanzigsten Konfigurationsbeispiel der Ausführungsform das Formteil 65, in dem eine Außenumfangsfläche des Objektivdeckglases 91 – ausgenommen einer Objektivoberfläche-, eine Außenumfangsfläche der Linse 93 und der Bildsensor 33 von dem Formharz 17 beschichtet und durch diesen fixiert sind, und welches eine äußere Hülle des distalen Abschnitts 15 bildet und nach außen hin freiliegend eingerichtet ist; und die röhrenförmige Hülle 61, die den gleichen Außendurchmesser wie der des distalen Abschnitts 15 aufweist, zumindest einen Abschnitt des Formteils 65 abdeckt und mit dem Formteil 65 verbunden ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Hülle 61 aus einem Harzmaterial hergestellt, welches eine Flexibilität aufweist. Wie vorstehend beschrieben, können zu dem Zwecke, der Hülle 61 Festigkeit zu verleihen, ein einzelner Draht, mehrere Drähte oder ein geflochtener, zugfester Draht an der inneren Umfangsseite der Hülle 61 vorgesehen sein. Der zugfeste Draht ist aus einem der vorstehend genannten Materialien gefertigt.
Bei dem Endoskop 111 sind das Objektivdeckglas 91, die Linse 93, das Sensordeckglas 43, der gesamte Bildsensor 33, ein Teil des Übertragungskabels 31 und ein Teil der Lichtleiter 57 beschichtet mit dem Formharz 17 und durch dieses fixiert. Das Formharz 17 ist nach außen hin freiliegend eingerichtet. Der distale Abschnitt 15 des Endoskops 111 kann einen strahlenundurchlässigen Marker umfassen. Infolgedessen ist es möglich, eine distale Endposition des Endoskops 111 bei der Radioskopie ohne weiteres zu bestätigen.
Da das Objektivdeckglas 91, die Linse 93, das Sensordeckglas 43, der Bildsensor 33, ein Teil des Übertragungskabels 31 und ein Teil der Lichtleiter 57 (Abbildungseinheit) mit dem Formharz 17 beschichtet und durch diesen fixiert sind, ist bei dem Endoskop 111 die Anzahl der dazwischen angeordneten Elemente gering, die zum Fixieren der Bauteile benötigt werden. Folglich ist es möglich, den Durchmesser des distalen Abschnitts 15 des Endoskops 111 zu verringern. Auch in einem Fall, in dem eine weitere Ausdünnung des distalen Abschnitts 15 versucht wird, ist es möglich, den distalen Abschnitt 15 mit den Mindestabmessungen zu konfigurieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Bauteilkosten zu reduzieren. Es ist möglich, das Endoskop 111 zu realisieren, welches betriebsbereit ist, um ein Bild von einer sehr dünnen Zielläsion zu erfassen, wie beispielsweise einem Blutgefäß eines menschlichen Körpers. Infolgedessen ist es möglich, die Größe und die Kosten des Endoskops 111 zu reduzieren.
Das Formharz 17 ist so geformt, um einen Bereich von dem Bildsensor 33 zu dem Objektivdeckglas 91 zu bedecken, um dadurch zu einer Erhöhung der Befestigungsstärke der Bildeinheit beizutragen. Das Formharz 17 erhöht die Luftdichtigkeit (das heißt, es gibt nicht viele kleine Lücken), die Wasserdichtigkeit und die Lichtabschirmeigenschaften der Luftschicht 95. Das Formharz 17 verbessert auch die Lichtabschirmeigenschaften, wenn die optischen Fasern 59 für die Lichtleiter 57 eingebettet sind.
Da das Formharz 17 über die Lichtleiter 57 geformt wird, wirken die Lichtleiter 57 als Strukturelement in dem distalen Abschnitt 15 des Endoskops 111, und es ist möglich, eine Verbindungsstärke zwischen dem weichen Abschnitt 29 und dem distalen Abschnitt 15 in dem dünnen Endoskop 111 zu erhöhen. Da das Objektivdeckglas 91 des distalen Abschnitts 15 und die vier optischen Fasern 59 mit dem Formharz 17 beschichtet werden, wenn der distale Abschnitt 15 von einer Außenoberfläche der Einführseite betrachtet wird (siehe 19), gibt es keinen Freiraum auf dem Umfang (das heißt, einen Spalt auf dem Umfang) von jedem von dem Objektivdeckglas 91 und den vier optischen Fasern 59 im Endoskop 111. Infolgedessen, wenn das Endoskop 111 nach der Verwendung bei einer Untersuchung oder Operation sterilisiert wird (d.h. gereinigt wird), ist es möglich, das Maß der Anhaftung von Reinigungsrückständen an dem Endoskop 111, wie beispielsweise unerwünschte Flüssigkeit, zu reduzieren, und das Endoskop 111 ist betriebsbereit, um einen höheren Komfort in Anbetracht der Hygiene bereitzustellen, wenn das Endoskop 111 bei einer nächsten Untersuchung oder Operation verwendet wird, im Vergleich mit dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform.
Bei dem Endoskop 533 nach dem Stand der Technik, offenbart in WO 2013 / 146091 , ist die axiale Linie des distalen Abschnitts versetzt von der optischen Achse der Linseneinheit 547 angeordnet. Aus diesem Grunde ist es wahrscheinlich, dass sich eine Entfernung zu einem Objekt gemäß dem Drehwinkel des distalen Abschnitts ändern wird, und es ist schwierig, eine zuverlässig gute Bildqualität zu erzielen. Wenn die axiale Linie des distalen Abschnitts von der optischen Achse der Linseneinheit 547 versetzt angeordnet ist, wird der Zustand der Interferenz zwischen einer Rohrinnenwand und dem distalen Abschnitt entsprechend dem Drehwinkel des distalen Abschnittes verändert, und insbesondere, wenn das Endoskop 533 in ein dünnes Loch gesetzt wird, verschlechtert sich die Bedienbarkeit. Im Gegensatz dazu ist bei dem Endoskop 111 das Objektivdeckglas 91, die Linse 93, das Sensordeckglas 43 und der Bildsensor 33 koaxial durchgehend zueinander angeordnet. Das heißt, das Objektivdeckglas 91 ist konzentrisch mit dem distalen Abschnitt 15 eingerichtet. Infolgedessen ist es möglich, das Endoskop 111 des zweiundzwanzigsten Konfigurationsbeispiels ohne weiteres dünner zu gestalten, um zuverlässig eine gute Bildqualität zu erhalten und um die Einführbarkeit zu verbessern.
<Dreiundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 111 des dreiundzwanzigsten Konfigurationsbeispiels ist die Dicke der Hülle 61 vorzugsweise auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm festgelegt.
Das Formteil 65 des Endoskops 111 weist einen Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser auf, gezeigt in 20, welcher sich nach hinten von einem hinteren Ende erstreckt, das den Bildsensor 33 abdeckt. Der Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser ist in einer säulenartigen Form gebildet, und die vier optischen Fasern 59 sind in dem Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser eingebettet. Das Übertragungskabel 31 ist in dem Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser eingebettet, während es innerhalb der vier optischen Fasern 59 positioniert ist. Die Innendurchmesser-Seite der Hülle 61 ist an dem Außenumfang des Verlängerungsabschnitts 71 mit kleinem Durchmesser mit einem Klebemittel oder dergleichen fixiert. Das heißt, das Formteil 65 und die Hülle 61 sind koaxial durchgehend zueinander eingerichtet, mit dem maximalen Außendurchmesser Dmax, der auf 1,0 mm festgelegt ist.
Wie vorstehend beschrieben, bei dem Endoskop 111 des dreiundzwanzigsten Konfigurationsbeispiels, da die Dicke der Hülle 61 bis auf 0,3 mm festgelegt werden kann, ist es ohne weiteres möglich, die Zugfestigkeit der Hülle 61 zu erhöhen. Der minimale Außendurchmesser des bestehenden Übertragungskabels 31 beträgt in etwa 0,54 mm. Wenn der maximale Außendurchmesser Dmax des distalen Abschnitts 15 auf 1,0 mm festgelegt ist, beträgt die Dicke der Hülle 61 0,23 mm. Da die Dicke der Hülle 61 auf den Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm festgelegt ist, ist es möglich, den maximalen Außendurchmesser Dmax des distalen Abschnitts 15 des Endoskops 111 auf 1,0 mm festzulegen.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung der Endoskope beschrieben, welches die Konfigurationen in den Ausführungsformen (einen Schritt zum Herstellen eines distalen Abschnitts) aufweisen. Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Endoskops 11 der ersten Ausführungsform als ein repräsentatives Beispiel beschrieben.
Die 24A bis 24D sind Ansichten, die ein erstes Beispiel des Endoskop-Herstellungsverfahrens veranschaulichen. 24A ist eine Ansicht, welche die Konfiguration einer Positionseinstelllehre veranschaulicht. 24B ist eine Seitenansicht, in der die Linseneinheit an dem Bildsensor befestigt ist. 24C ist ein Video, in dem die Positionsausrichtung in X- und Y-Richtungen durchgeführt wird. 24D ist ein Video, in dem die Positionsausrichtung in einer Z-Richtung durchgeführt wird. Die X- und Y-Richtungen beziehen sich jeweils auf die rechte und linke Richtung und die Aufwärts- und Abwärtsrichtung in 1. Die Z-Richtung bezieht sich auf die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in 1.
In dem ersten Beispiel des Endoskop-Herstellungsverfahrens, ist ein hinteres Ende der Linseneinheit 35 blockiert durch den Bildsensor 33 und über eine Positionseinstelllehre 113 an diesem fixiert. Die Positionseinstelllehre 113 umfasst einen Sensorträgerabschnitt 115; eine erste XYZ-Stufe 117; einen Linseneinheit-Trägerabschnitt 119; eine zweite XYZ-Stufe 1210; eine flache Platte 1230; und ein Test Chart 1250.
Der Sensorträgerabschnitt 115 trägt eine untere Oberfläche des Bildsensors 33. Die erste XYZ-Stufe 117 hält den Sensorträgerabschnitt 115 und ist betriebsbereit, um die Position des Sensorträgerabschnitts 115 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und der Aufwärts- und Abwärtsrichtung einzustellen (es soll eine Makrostufe verwendet werden). Der Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 trägt die Linseneinheit 35 horizontal über beide Seitenflächen. Die zweite XYZ-Stufe 1210 hält den Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 und ist betriebsbereit, um die Position des Linseneinheit-Trägerabschnitts 119 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung einzustellen. Das Test Chart 1250 ist ein Gegenstand der Linseneinheit 35. Das Test Chart 1250 schließt ein Muster ein, welches für die Vignettierung und den Fokus von einem Objektbild herangezogen werden kann, wenn ein Bild des Objekts erfasst wird. Die flache Platte 1230 trägt alle Test Charts 1250, den Sensorträgerabschnitt 115 und den Linseneinheit-Trägerabschnitt 119.
Der Aufbau des distalen Abschnitts 15 wird über die Positionseinstelllehre 113 durchgeführt, und wird grundsätzlich von einem Arbeiter manuell über einem Mikroskop durchgeführt.
Zunächst wird im Voraus das Bindeharz 37 auf die Linseneinheit 35 und / der den Bildsensor 33 aufgetragen. Mit Bezug auf ein durch den Bildsensor 33 erfasstes Bild 33, wird die optische Achse der Linseneinheit 35 in ihrer Position mit dem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 von dem Bildsensor 33 ausgerichtet, während die Linseneinheit 35 getragen wird und der Bildsensor 33, getragen durch die erste XYZ-Stufe 117, bewegt wird. Genauer gesagt, wie in 24C gezeigt, ist der Mittelpunkt des Linsenträgerelements 39 und die Linse L3 positionell mit einem Video-Mittelpunkt 1270 ausgerichtet. Ein Video des Bildsensors 33 wird erzielt durch das Verbinden einer Sonde (nicht dargestellt) mit einem Anschluss des Bildsensors 33, das Lesen eines Videosignals und das Anzeigen eines Bildes auf der Anzeigevorrichtung (nicht dargestellt).
Anschließend wird die Position der Linseneinheit 35 mit dem Bildsensor 33 in der Richtung entlang der optischen Achse ausgerichtet. Bei einem Positionsausrichtungsschritt, wie in 24D gezeigt, wird einfallendes Licht von dem Test Chart 1250 auf der Abbildungsfläche 41 des Bildsensors 33 fokussiert, durch das Einstellen der Position von der Linseneinheit 35 in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Das heißt, wie in 24B gezeigt, dass das Fokussieren ausgeführt wird, durch das Einstellen der Position der Linseneinheit 35 in Richtung auf eine optische Achse LC.
Wenn die Position der Linseneinheit 35 eingestellt wird, kann das Übertragungskabel 31 mit den Leiterverbindungsteilen 49 verbunden sein oder nicht. Wenn das Übertragungskabel 31 nicht mit den Leiterverbindungsteilen 49 verbunden ist, wie vorstehend beschrieben, wird eine Sonde an den Anschluss des Bildsensors 33 angeschlossen, ein Videosignal wird gelesen und ein Bild des Testobjekts wird auf der Anzeigevorrichtung angezeigt.
Wenn das Übertragungskabel 31 mit dem Bildsensor 33 durch den Videoprozessor 19 verbunden ist, kann ein Ausgangssignal des Bildsensors 33 verarbeitet werden und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Es ist ohne weiteres möglich, die Position der Linseneinheit 35 einzustellen und die Zeitdauer, die für den Positionsausrichtungsschritt benötigt wird, durch die Verwendung des Test Charts (beispielsweise Auflösungstabelle) 125, welches ein vorbestimmtes Objekt darstellt, zu reduzieren.
Wenn die Positionsausrichtung zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 abgeschlossen ist, ist das Bindeharz 37 wünschenswerterweise zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 etwas freiliegend eingerichtet. Wenn die Menge des Bindeharzes 37 nicht ausreichend ist, wird das Bindeharz 37 zwischen die Linseneinheit 35 und den Bildsensor 33 eingespritzt. Ein Spalt zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 ist aufgrund eines Kapillareffekts mit dem eingespritzten Bindeharz 37 gefüllt.
Nachdem der Bildsensor 33 mit dem hinteren Ende der Linseneinheit 35 positionsmäßig ausgerichtet ist, wird das Bindeharz 37 durch ultraviolette Lichtbestrahlung gehärtet, und die Linseneinheit 35 wird vorübergehend mit dem Bindeharz 37 an dem Bildsensor 33 befestigt. In einem Zustand, in dem die Positionen der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33 relativ zueinander in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gehalten werden, wird UV-Licht-Beleuchtung auf das freiliegende Bindeharz 37 aufgebracht. Wenn das Bindeharz 37 durch das UV-Licht ausgehärtet wird, wird der Bildsensor 33 vorübergehend in die Nähe des hinteren Endes der Linseneinheit 35 befestigt Da das Bindeharz 37 innerhalb einer kurzen Zeit von etwa einigen Sekunden über ultraviolette Lichtbestrahlung gehärtet wird, ist es möglich, den Zeitraum zu reduzieren, der für diesen Schritt erforderlich ist. Die Linseneinheit 35 und der Bildsensor 33, die temporär miteinander fixiert sind, werden von der Positionseinstelllehre 113 voneinander getrennt.
Danach wird das Bindeharz 37 durch eine Wärmebehandlung weiter gehärtet, und die Linseneinheit 35 ist dauerhaft mit dem Bildsensor 33 durch das Bindeharz 37 befestigt. Wenn das Bindeharz 37 über eine Wärmebehandlung gehärtet wird, wird die Linseneinheit 35 fest an dem Bildsensor 33 fixiert.
Anschließend wird das Formharz 17 über dem distalen Abschnitt 15 geformt, so dass ein hinterer Abschnitt der Linseneinheit 35 und des Bildsensors 33 mit dem Formharz 17 bedeckt ist. In einem Formschritt wird ein Dichtungsabschnitt konfiguriert, durch das Aufbringen und feste Fixieren des Formharzes 17 an der Linseneinheit 35, zumindest dem Bildsensor 33, den Leiterverbindungsteilen 49 und einem distalen Ende (Abschnitt, elektrisch verbunden mit dem Bildsensor 33) des Übertragungskabels 31, welche hinter der Rückseite der Linseneinheit 35 angeordnet sind.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Formharz 17 aufgetragen, um höher als eine vordere Oberfläche des Bildsensors 33 eingerichtet zu sein und um das hintere Ende der Linseneinheit 35 abzudecken, und folglich ist der Trennabschnitt 47 zuverlässig verschlossen. Das verwendete Formharz 17 weist eine hohe Viskosität auf, in dem Maße, in dem zumindest der Bildsensor 33, die Leiterverbindungsteile 49, das distale Ende des Übertragungskabels 31 und Lücken mit dem Formharz 17 bedeckt sind. Für den Hauptzweck des Abdichtens wird das Formharz 17 aufgetragen und verhindert somit das Eindringen von Feuchtigkeit in den distalen Abschnitt 15 an der Rückseite des Bildsensors 33 und dem Trennabschnitt 47.
Der Dichtungsabschnitt kann über eine Harz-Form ausgebildet sein, um das Formharz 17 ohne weiteres in der dargestellten Form zu bilden. In diesem Fall wird die Harz-Form (nicht dargestellt) im Voraus angeordnet, um einen Bereich von dem hinteren Ende der Linseneinheit 35 bis zu dem distalen Ende des Übertragungskabels 31 abzudecken. Dem Formharz 17 wird ermöglicht, in die Harz-Form zu fließen und gehärtet zu werden, und die Harz-Form wird abgelöst.
Verschiedene bekannte Bindemittel können als das Formharz 17 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Klebemittel, das aus wärmehärtendem Harz gebildet ist, wie Epoxydharz und Acrylharz verwendet werden. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass Schwarzer Harz mit Kohlenstoffpartikeln eingesetzt wird. Infolgedessen ist es möglich, das Auftreten von Streulicht an dem Bildgebungsbereich 41 des Bildsensors 33 von außen zu verhindern.
Danach wird der distale Abschnitt 15 für etwa 30 Minuten in eine Umgebung von 60° C bis 80° C platziert. Infolgedessen ist das Formharz 17, das den Bildsensor 33, die Leiterverbindungsteile 49, das distale Ende des Übertragungskabels 31 und den Trennabschnitt 47 bedeckt, vollständig ausgehärtet. Wenn der Formungsschritt abgeschlossen ist, ist die Anordnung des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 11 fertiggestellt.
Die 25A bis 25E sind Ansichten, die ein zweites Beispiel des Endoskop-Herstellungsverfahrens veranschaulichen. 25A ist eine Ansicht, welche die Konfiguration einer auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre veranschaulicht. 25B ist eine Seitenansicht, bei der die Linseneinheit an dem Bildsensor befestigt ist. 25C ist ein Video, bei dem die Positionsausrichtung über eine zweite Kamera durchgeführt wird. 25D ist ein Video, bei dem die Positionsausrichtung über eine erste Kamera durchgeführt wird. 25E ist ein Video, bei dem die Positionsausrichtung in der Z-Richtung durchgeführt wird. Die gleichen Bezugszeichen sind den gleichen Elementen wie jenen in den 24A bis 24D zugeordnet und eine doppelte Beschreibung wird weggelassen. Ähnlich wie bei dem ersten Beispiel, beziehen sich die X- und Y-Richtungen jeweils auf die rechte und linke Richtung und die Aufwärts- und Abwärtsrichtung, gezeigt in 1. Die Z-Richtung bezieht sich auf die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, gezeigt in 1.
In dem zweiten Beispiel des Endoskop-Herstellungsverfahrens, ist das hintere Ende der Linseneinheit 35 blockiert durch den Bildsensor 33 und mit diesem fixiert über eine auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre 1290. Die auf der Kamera montierte Positionseinstelllehre 1290 umfasst ein erstes, an der Videokamera montiertes Mikroskop (nachfolgend als "erste Kamera 1310" bezeichnet), die den Bildsensor 33 von der Vorderseite betrachtet, und ein zweites, an der Videokamera montiertes Mikroskop (nachfolgend als "zweite Kamera 1330" bezeichnet), welche die Linseneinheit 35 von der Rückseite betrachtet.
Die erste Kamera 1310 und die zweite Kamera 1330 sind in einer integrierten Weise ausgebildet, und sind so konfiguriert, um betriebsbereit zu sein, um Bilder der rechten und linken Seite gleichzeitig zu erfassen (oder oberen und unteren Seite, Vorder- und Rückseite). Im Folgenden wird eine integrale Kamera bezeichnet als "rechte und linke Kamera 135". Die Aufnahmerichtungen der ersten Kamera 1310 und der zweiten Kamera 1330 sind 180 Grad einander gegenüberliegend, in einem Zustand, in dem die optischen Achsen der ersten Kamera 1310 und der zweiten Kamera 1330 mit einer sehr hohen Genauigkeit miteinander ausgerichtet sind. Die rechte und linke Kamera 1350 ist mit der zweiten XYZ-Stufe 1210 befestigt, und ist zwischen dem Sensorträgerabschnitt 115 und dem Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 der auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre 1290 angeordnet.
Der Sensorträgerabschnitt 115 wird getagen durch die erste XYZ-Stufe 117. Die erste XYZ-Stufe 117, die zweite XYZ-Stufe 1210 und der Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 sind auf der flachen Platte 1230 vorgesehen. Das Test Chart 1250 ist an der flachen Platte 1230 befestigt.
Bei der auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre 1290 ist eine Parallelität zwischen dem Sensorträgerabschnitt 115, getragen durch die erste XYZ-Stufe 117, und dem Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 im Voraus eingestellt, und die Ausrichtung zwischen diesen wird mit hoher Genauigkeit durchgeführt. Bei der Montage des Bildsensors 33, wird eine Bodenfläche des Bildsensors 33 vorübergehend mit dem Sensorträgerabschnitt 115 befestigt. In einem Beispiel eines temporären Befestigungsverfahrens können viele feine Löcher in dem Sensorträgerabschnitt 115 vorgesehen sein, die feinen Löcher können mit einer Vakuumpumpe verbunden sein, und der Bildsensor 33 kann durch Vakuum angesaugt sein.
Der Zusammenbau des distalen Abschnitts 15 wird über die auf der Kamera montierten Positionseinstelllehre 1290 durchgeführt, und wird grundsätzlich von einem Arbeiter über ein Mikroskop manuell durchgeführt. Zunächst wird das Bindeharz 37 auf zumindest eine von der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 im Voraus aufgetragen.
Wie in 25A gezeigt, ist die rechte und die linke Kamera 135, einschließlich der ersten Kamera 1310 und der zweiten Kamera 1330, welche die übereinstimmenden optischen Achsen aufweisen, zwischen dem Bildsensor 33 und der Linseneinheit 35 angeordnet. Anschließend, wie in 25D dargestellt, wird – unter Bezugnahme auf ein Video, das von der ersten Kamera 1310 erfasst wird – der Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 von dem Bildsensor 33 zu dem Video-Mittelpunkt 1270 bewegt. Wie in 25C gezeigt, wird – unter Bezugnahme auf ein Video, das von der zweiten Kamera 1330 erfasst wird – der Mittelpunkt der Linseneinheit 35 zu dem Video-Mittelpunkt 1270 bewegt. Anschließend, nachdem die rechte und linke Kamera 135 zurückgezogen wurde, wie in 25B dargestellt, wird, wie in 25E dargestellt, – unter Bezugnahme auf ein Video, das von dem Bildsensor 33 erfasst wird – ein Abstand zwischen der Linseneinheit 35 und dem Bildsensor 33 in der Richtung entlang der optischen Achse eingestellt.
In einem Positionsausrichtungsschritt wird die rechte und linke Kamera 135 (genauer gesagt, die optische Achse der rechten und der linken Kamera 135) mit dem Mittelpunkt (Mittelposition in der radialen Richtung) der Linseneinheit 35 ausgerichtet, durch das Einstellen der Position der zweiten ausgerichteten XYZ-Stufe 1210, mit Bezug auf das Video von dem hinteren Ende der Linseneinheit 35, erfasst von der zweiten Kamera 1330. Mit Bezug auf das Video, erfasst von der ersten Kamera 1310, wird die Position der ersten XYZ-Stufe 117 in der rechten und linken Richtung eingestellt, und der Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 von dem Bildsensor 33, getragen von dem Sensorträgerabschnitt 115, wird zu dem Mittelpunkt einer XY-Koordinate auf einem Bildschirm bewegt, das heißt, an die Mittelposition der Linseneinheit 35. Infolgedessen, selbst wenn der Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs 41 von dem Bildsensor 33, das heißt die optische Achse LC, aufgrund eines Festkörpers variiert, kann die Linseneinheit 35 positionsmäßig mit dem Bildsensor 33 mit Bezug auf die optische Achse LC ausgerichtet sein, welches ein Festpunkt ist.
Die rechte und linke Kamera 135 ist von einer Position zwischen dem Sensorträgerabschnitt 115 und dem Linseneinheit-Trägerabschnitt 119 zurückgezogen angeordnet, die Position der ersten XYZ-Stufe 117 ist in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung eingestellt, und der Bildsensor 33, getragen durch den Sensorträgerabschnitt 115, ist mit dem hinteren Ende der Linseneinheit 35 in Kontakt gebracht.
Nachdem in den vorstehend genannten Schritten der Bildsensor 33 mit dem hinteren Ende der Linseneinheit 35 positionsmäßig ausgerichtet ist, ähnlich der ersten Ausführungsform, wird das Bindeharz 37 durch das Bestrahlen von einem freiliegenden Beschichtungsabschnitt des Bindeharzes 37 mit ultraviolettem Licht gehärtet, und die Linseneinheit 35 wird vorübergehend auf dem Bildsensor 33 mit dem Bindeharz 37 befestigt. Daher ist der Bildsensor 33 nach der Positionsausrichtung an dem hinteren Ende der Linseneinheit 35 befestigt.
Danach wird – ähnlich dem ersten Beispiel – die Linseneinheit 35 permanent mit dem Bildsensor 33 durch das Bindeharz 37 über eine Wärmebehandlung fixiert. Anschließend wird – ähnlich dem ersten Beispiel – ein Formungsverfahren durchgeführt und das Zusammensetzen des distalen Abschnitts 15 mit dem Endoskop 11 ist fertiggestellt.
(Dritte Ausführungsform)
Im Folgenden wird ein Endoskop 121 einer dritten Ausführungsform beschrieben. 26 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines distalen Abschnitts von dem Endoskop 121 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. In der dritten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen, wie jenen in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform zugeordnet, und eine doppelte Beschreibung wird weggelassen.
Ein Merkmal des Endoskops 121 gemäß der dritten Ausführungsform ist, dass das Hüllrohr 69 nicht vorgesehen ist. Bei dem Endoskop 121 beträgt der maximale Außendurchmesser Dmax des distalen Abschnitts 15 1,8 mm. Das Formteil 65 schließt einen Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser ein, der sich von einem Formkörper mit großem Durchmesser 123 in Richtung auf eine gegenüberliegende Seite des distalen Flanschabschnitts 63 erstreckt.
Die Hülle 61 weist eine Flexibilität auf und bedeckt die Linsen L1, L2 und L3, den Bildsensor 33, einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers (beispielsweise Lichtleiter 57) und das Übertragungskabel 31, um den distalen Abschnitt 15 des Endoskops 121 zu schützen. Die Hülle 61 ist ausgebildet, um den gleichen Außendurchmesser aufzuweisen (das heißt, maximaler Außendurchmesser Dmax) wie der des distalen Flanschabschnitts 63. Im Gegensatz dazu, weist ein innerer Umfangsabschnitt der Hülle 61, welche den Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser bedeckt, einen kleinen Durchmesser auf. Ein innerer Umfangsabschnitt der Hülle 61, der den Formkörper 123 bedeckt, weist einen großen Durchmesser auf. Infolgedessen bildet der Abschnitt der Hülle 61 – der den Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser abdeckt – einen dicken Wandabschnitt 125, und der Abschnitt der Hülle 61, der den Formkörper 123 abdeckt, bildet einen dünnen Wandabschnitt 127. Ein gestufter Abschnitt 129 ist zwischen dem dicken Wandabschnitt 125 und dem dünnen Wandabschnitt 127 an dem Innenumfang der Hülle 61 geformt. Der gestufte Abschnitt 129 ist mit einem Hüllen-Klebemittel 131 gefüllt.
Ähnlich wie bei dem Endoskop 11 der ersten Ausführungsform, ist es möglich, eine weitere Ausdünnung des distalen Abschnitts 15 von dem Endoskop 121 zu realisieren. Da das Endoskop 121 nicht das Hüllrohr 69 erfordert, ist es möglich, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren. Da der distale Abschnitt 15 des Endoskops 121 – im Vergleich mit demjenigen des Endoskops 11, welches das Hüllrohr 69 aus Metall, so wie Edelstahl (beispielsweise SUS316) einschließt –, einen weichen Zustand aufweist, ist das Endoskop 121 in der Lage, einen Stoß zu absorbieren, wenn das Endoskop 121 in einen Körper oder dergleichen eingeführt wird. Da das Endoskop 121 einen Stoß gut absorbieren kann, im Vergleich zu einem Fall, in dem der distale Abschnitt 15 aus Metall hergestellt ist, kann ein Bediener ohne weiteres das Endoskop in Betrieb nehmen. Das heißt, es ist möglich, die Bedienbarkeit zu verbessern.
<Vierundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
27 ist eine Schnittansicht von einem Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop 121, in dem sich die Härte der Hülle 61 in einer schrittweisen Art unterscheidet. 28 ist eine Schnittansicht von einem anderen Beispiel eines distalen Abschnitts von einem Endoskop 135, in dem sich die Härte der Hülle in einer schrittweisen Art unterscheidet.
Die Härte der Hülle 61 kann sich unterscheiden gemäß der Position auf dem Einführungsteil 21 des Endoskops 121. Das heißt, die Hülle 61 des Endoskops 121 umfasst einen distalen Abschnitt mit geringer Härte 133, welcher eine geringe Härte auf einer distalen Seite des Einführungsteils 21 aufweist. Die Härte des anderen Abschnitts (das heißt, ein Rückseitenabschnitt oder ein anderer Abschnitt als der Abschnitt an der distalen Seite) erhöht sich weiter in einer schrittweisen Art, im Vergleich zu dem distalen Abschnitt mit geringer Härte 133. Diese Konfiguration kann entsprechend bei dem Endoskop 121 angewendet werden, welches den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,8 mm aufweist, gezeigt in 27, und bei dem Endoskop 135, welches den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,0 mm aufweist, gezeigt in 28.
Wenn das Endoskop 121 oder 135 verwendet wird, führt eine Bedienperson den distalen Abschnitt 15 des Endoskops 121 in eine Einführungsöffnung (nicht dargestellt) eines Katheters ein, der als eine Einführungsführung dient. Zu diesem Zeitpunkt hält die Bedienperson einen Teil des Endoskops 121 oder 135 mit den Fingern (eine vorbestimmte Länge, rückwärtig von dem distalen Abschnitt 15 positioniert), und führt den distalen Abschnitt 15 in die Einführungsöffnung ein. Wenn der distale Abschnitt 15 in die Einführungsöffnung eingeführt ist, wird danach schnell das Endoskop 121 oder 135 eingeführt. Es muss bei dem Endoskop 121 oder 135 verhindert werden, dass das starke Halten des Endoskops 121 oder 135 Schäden an einem besonders dünnen Blutgefäß verursacht. Da die Endoskope 121 und 135 den distalen Abschnitt mit geringer Härte 133 einschließen, welcher eine vorbestimmte Länge von dem distalen Ende aufweist, und die Härte des anderen Abschnitts (das heißt, ein rückwärtiger Endabschnitt oder ein Abschnitt, der sich von dem Abschnitt des distalen Endes unterscheidet) sich in einer schrittweisen Art, im Vergleich zu dem distalen Abschnitt mit geringer Härte 133, weiter erhöht, ist es möglich, die Bedienbarkeit von den Endoskopen 121 und 135 zu gewährleisten und einen Schaden an diesen zu verhindern.
Die Länge des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133 kann auf 50 mm bis 300 mm festgelegt werden. Wenn die Länge des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133 50 mm oder mehr beträgt, ist es möglich, die Bedienbarkeit zu gewährleisten. Wenn die Länge des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133 300 mm oder weniger beträgt, ist es möglich, ein Risiko einer Beschädigung zu verringern.
<Fünfundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
29 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop 121 darstellt, in dem sich die Härte der Hülle 61 in einer schrittweisen Art – das heißt, in drei Stufen – unterscheidet. 30 ist eine Schnittansicht die ein anderes Beispiel des distalen Abschnitts von dem Endoskop 135 darstellt, in dem sich die Härte der Hülle 61 in einer schrittweisen Art – das heißt, in drei Stufen – unterscheidet. Die Härte der Hülle 61 des Endoskops 121 kann sich in drei Stufen unterscheiden. In diesem Fall umfasst die Hülle 61 des Endoskops 121 den distalen Abschnitt mit geringer Härte 133, welcher eine geringe Härte auf der distalen Seite des Einführungsteils 21 aufweist. Der distale Abschnitt mit geringer Härte 133 ist verbunden mit einem Verbindungsmedium-Härteabschnitt 137, welcher eine Härte aufweist, die – in einer schrittweisen Art und Weise – höher ist als die des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133. Ein Abschnitt mit großer Härte 139, der eine Härte aufweist, welche – in einer schrittweisen Art und Weise – höher ist als die des Verbindungsmedium-Härteabschnitts 137, wird an eine Seite des Verbindungsmedium-Härteabschnitts 137, gegenüber dem distalen Abschnitt mit geringer Härte 133, verbunden. Diese Konfiguration kann entsprechend auf das Endoskop 121 angewendet werden, welches den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,8 mm aufweist, wie in 29 gezeigt, und auf das Endoskop 135 angewendet werden, welches den maximalen Außendurchmesser Dmax von 1,0 mm aufweist, wie in 30 gezeigt.
31 ist eine Tabelle, die ein Beispiel von Härtewerten an Positionen auf dem Einführungsteil veranschaulicht. Bei den Endoskopen 121 und 135, bei denen sich die Härte der Hülle 61 in drei Stufen unterscheidet, sind die Härtewerte des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133, des Verbindungsmedium-Härteabschnitts 137 und des Abschnitts mit großer Härte 139 vorzugsweise auf Bereiche festgelegt, die in 31 dargestellt sind. Das heißt, dass die Shore D – Härte des distalen Abschnitts mit geringer Härte 133 vorzugsweise auf 25 bis 55 festgelegt ist. Die Shore D – Härte des Verbindungsmedium-Härteabschnitts 137 ist vorzugsweise auf 40 bis 65 festgelegt. Die Shore D – Härte des Abschnitts mit großer Härte 139 ist vorzugsweise auf 60 bis 75 festgelegt. Wenn der distale Abschnitt mit geringer Härte 133 weicher ist, als eine Shore D – Härte von 25, erhöht sich ein Risiko einer Beschädigung. Wenn der Abschnitt mit großer Härte 139 härter ist als eine Shore D – Härte von 75, erhöht sich ein Risiko einer Beschädigung.
Wenn Abschnitte der Hülle 61 unterschiedliche Härtegrade aufweisen, unterscheiden sich die Schmelzpunkte der Abschnitte voneinander. In diesem Fall wird die Verbindung von beiden mit einer hohen Schmelztemperatur ausgeführt. Ein Harzmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt wird auf eine Temperatur erhitzt, die den Schmelzpunkt wesentlich überschreitet. Aufgrund der Überhitzung ist es wahrscheinlich, dass Absenkungen oder Hohlräume in dem Harzmaterial auftreten, eine Bindungsoberfläche wird instabil und eine Bindungsfestigkeit nimmt ab. Bei den Endoskopen 121 und 135 ist der Verbindungsmedium-Härteabschnitt 137 zwischen dem distalen Abschnitt mit geringer Härte 133 und dem Abschnitt mit großer Härte 139 angeordnet. Der Verbindungsmedium-Härteabschnitt 137 ist betriebsbereit, um einen Unterschied in den Schmelzpunkten zu reduzieren. Folglich ist es bei den Endoskopen 121 und 135, bei denen sich die Härte der Hülle 61 in drei Stufen unterscheidet, möglich, das Überhitzen der Harzmaterialien zu verhindern, während die Verbindung durchgeführt wird.
Da bei den Endoskopen 121 und 135 das distale Ende eine notwendige Weichheit aufweist, eine Handseite eine notwendige Härte aufweist und der Verbindungsmedium-Härteabschnitt 137 dazwischen angeordnet ist, ist es möglich, das oben erwähnte Herstellungsproblem (das heißt, eine Verringerung der Bindungsfestigkeit von der Verbindungsfläche) zu lösen.
<Sechsundzwanzigstes Konfigurationsbeispiel>
Bei dem Endoskop 121 weist der Formkörper 123 den Verlängerungsabschnitt 71 mit kleinem Durchmesser auf, gezeigt in 26. Infolgedessen umfasst die Hülle 61 den dicken Wandabschnitt 125 und den dünnen Wandabschnitt 127. Bei dem Endoskop 121 ist eine Verlängerungs-Endoberfläche 141 des Verlängerungsabschnitts 71 mit kleinem Durchmesser in dem dicken Wandabschnitt 125 der Hülle 61 eingerichtet. Ein Hohlraum 143 ist innerhalb der Hülle 61 gebildet und ist, in Bezug auf die Verlängerungs-Endoberfläche 141, gegenüber dem Formkörper 123 positioniert.
32 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration zeigt, bei welcher der Verlängerungsabschnitts 71 mit kleinem Durchmesser nicht in dem Formteil gebildet ist. In einem Fall, in dem die Verlängerungs-Endoberfläche 141 nicht in einem Endoskop vorgesehen ist, konzentriert sich – wenn die Hülle 61 gebogen wird, wie in 32 gezeigt – die auftretende Spannung aufgrund des Biegens der Hülle 61 an einem hinteren Endabschnitt 145 des Formkörpers 123. Das heißt, die Spannung konzentriert in dem dünnen Wandabschnitt 127. Im Gegensatz dazu ist bei der Konfiguration, in der die Verlängerungs-Endoberfläche 141 bei dem Endoskop 121 vorgesehen ist, gezeigt in 26, die Verlängerungs-Endoberfläche 141 in dem dicken Wandabschnitt 125 angeordnet, und somit, wenn die Hülle 61 gebogen wird, konzentriert sich die auftretende Spannung aufgrund des Biegens der Hülle 61 in dem dicken Wandabschnitt 125 der Hülle 61. Folglich wird die Konzentration von Spannung an dem dünnen Wandabschnitt 127 im Endoskop 121 vermieden. Infolgedessen ist es nicht wahrscheinlich, dass eine Beschädigung der Hülle 61 auftreten wird. Dieser Ansatz ist wirksam in Hauptabschnitten eines besonders dünnen Endoskops, in welchem viele dünne Wandelemente verwendet werden.
Verschiedene Ausführungsformen wurden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich für diejenigen, die im Fachgebiet erfahren sind, dass die Personen sich verschiedene Änderungen oder Modifikationsbeispiele innerhalb des Anwendungsbereichs der Ansprüche vorstellen können. Es wird festgestellt, dass die verschiedenen Änderungen oder Modifikationsbeispiele natürlich in dem technischen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind. Verschiedene Konfigurationselemente in den Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, soweit die Kombinationen nicht von dem Konzept der Erfindung abweichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, das Folgendes einschließt: eine Einzellinse, die eine quadratische Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der die gleiche Außenform wie die Außenform der Einzellinse in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist; ein Sensordeckglas, das einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt und dieselbe Außenform aufweist, wie die Außenform der Einzellinse in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; ein Bindeharz, mit dem das Sensordeckglas an der Einzellinse befestigt ist, wobei die optische Achse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, welches vier elektrische Leitungen einschließt, die jeweils an vier Leiterverbindungsteilen verbunden sind, welche auf dem Bildsensor vorgesehen sind; und mehrere Beleuchtungskörper, die entlang der optischen Achse vorgesehen sind und die entlang einem Außenumfang der Einzellinse gleichmäßig beabstandet angeordnet sind. Die vier Leiterverbindungsteile sind zusammen auf einer Oberfläche des Bildsensors, gegenüber dem Bildgebungsbereich, vorgesehen, und der maximale Außendurchmesser eines distalen Abschnitts, einschließlich der Einzellinse und dem Beleuchtungskörper, beträgt 1,0 mm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die Leiterverbindungsteile jeweils an vier Ecken des Bildsensors angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem ein Mittelabschnitt der Einzellinse eine konvex gekrümmte Oberfläche auf einer Bildseite aufweist, die eine konvex geformte Linsenoberfläche bildet, und in einer solchen Weise hervorragt, um eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche zu bilden; eine Stirnfläche eines Umfangskantenabschnitts der Einzellinse eine flache Oberfläche darstellt, und die gesamte Stirnfläche in Bezug auf das Sensordeckglas eine Klebefläche aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem zumindest ein Abschnitt der Einzellinse, der Bildsensor, ein Abschnitt des Übertragungskabels und ein Abschnitt des Beleuchtungskörpers beschichtet sind mit Formharz und durch diesen fixiert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, das Folgendes einschließt: zumindest eine Linse, die eine kreisförmige Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist und eine Seite aufweist, deren Länge der Länge eines Durchmessers der Linse gleicht; eine Sensorabdeckung, die einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist und eine Seite aufweist, deren Länge der Seitenlänge des Bildsensors entspricht; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Linse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, das mit dem Bildsensor verbunden ist; einen Beleuchtungskörper, der entlang der Linse und des Übertragungskabels vorgesehen ist; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und des Übertragungskabel abdeckt; und ein Hüllrohr, das die Linse, den Bildsensor und einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers abdeckt, das koaxial mit der röhrenförmigen Hülle verbunden ist, in einem Zustand, in dem die äußere Umfangsfläche des Hüllrohrs bündig und durchgehend mit der Außenumfangsfläche der röhrenförmigen Hülle eingerichtet ist und einen distalen Abschnitt bildet. Das Hüllrohr weist eine geringere Dicke auf als die röhrenförmige Hülle, und der distalen Abschnitt, einschließlich der Linse, dem Beleuchtungskörper und dem Hüllrohr, weist einen maximalen Außendurchmesser von 1,8 mm auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, das Folgendes einschließt: eine Einzellinse, die eine quadratische Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine Außenform aufweist, die der Außenform der Einzellinse gleicht, in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse; eine Sensorabdeckung, die einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt und die eine Außenform aufweist, die der Außenform der Einzellinse gleicht, in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Einzellinse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, das mit dem Bildsensor verbunden ist; einen Beleuchtungskörper, der entlang der Einzellinse und des Übertragungskabels vorgesehen ist; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und des Übertragungskabels abdeckt; und ein Formteil, das die Einzellinse, den Bildsensor und einen Abschnitt des Beleuchtungskörper abdeckt und fixiert, und einen distalen Abschnitt bildet. Der Formteil ist koaxial und durchgehend mit der röhrenförmigen Hülle verbunden, und der distale Abschnitt, einschließlich der Einzellinse, des Beleuchtungskörpers und des Formabschnitts, weist einen maximalen Außendurchmesser von 1,0 mm auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die röhrenförmige Hülle eine Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem mehrere Beleuchtungskörper auf der Linse und dem Übertragungskabel vorgesehen sind. Jeder Beleuchtungskörper wird gleichwinklig in Umfangsrichtung angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, das Folgendes einschließt: eine Einzellinse mit einer quadratischen Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse; einen Bildsensor, der die gleiche Außenform wie die Außenform der Einzellinse in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist; ein Sensordeckglas, das einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt und der die gleiche Außenform wie die Außenform der Einzellinse in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist; und Bindeharz, mit dem das Sensordeckglas an der Einzellinse befestigt ist, wobei die optische Achse von diesem mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt. Der Bildsensor weist eine diagonale Längenabmessung von etwa 0,7 mm auf. Eine Luftschicht ist zwischen der Einzellinse und dem Sensordeckglas vorgesehen. Ein Mittelabschnitt der Einzellinse schließt eine konvex gekrümmte Oberfläche auf einer Bildseite ein, die eine konvex geformte Linsenoberfläche bildet und die hervorsteht, um eine im wesentlichen kugelförmige Oberfläche zu bilden, eine Stirnfläche eines umlaufenden Kantenabschnitts der Einzellinse bildet eine flache Oberfläche, und das gesamte Stirnfläche weist eine Klebefläche in Bezug auf das Sensordeckglas auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die Dicken der Einzellinse und des Sensordeckglases in einer Richtung entlang der optischen Achse auf einen Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm festgelegt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, welches ferner Folgendes einschließt: ein Formteil, in dem eine äußere Umfangsfläche der Einzellinse und der Bildsensor mit Formharz beschichtet und durch diesen fixiert sind, und welches eine äußere Hülle eines distalen Abschnitts, einschließlich der Einzellinse, bildet und einen nach außen hin freigelegten Zustand aufweist; und eine röhrenförmige Hülle, die so gebildet ist, um den gleichen Außendurchmesser wie den des distalen Abschnitts aufzuweisen, bedeckt zumindest einen Abschnitt des Formteils und ist mit dem Formteil verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die Dicke der Hülle in einem Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm eingerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, welches Folgendes einschließt: eine Linseneinheit, bei der eine vordere Linsengruppe und eine hintere Linsengruppe, die eine kreisförmige Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweisen, in einem Linsenträgerelement untergebracht ist; eine Aperturblende, die zwischen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe angeordnet ist; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zu der optischen Achse aufweist und dieselbe Länge wie eine Seite eines Durchmessers der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe aufweist; ein Sensordeckglas, das einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt, das eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse und die gleiche Seitenlänge wie die Seitenlänge des Bildsensors aufweist; Bindeharz, mit dem die Linseneinheit an dem Sensordeckglas befestigt ist, in einem Zustand, in dem die optischen Achsen der vorderen Linsengruppe und der hinteren Linsengruppe mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs zusammenfallen; und einen rauen Oberflächenabschnitt, der in einer äußeren Umfangsfläche der hinteren Linsengruppe gebildet ist, und der die Außenumfangsfläche davor schützt, dass sich totalreflektierendes Licht durch die hintere Linsengruppe ausbreitet. Die diagonale Längenabmessung des Bildsensors beträgt ca. 1,4 mm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die Oberflächenrauheit des rauen Oberflächenabschnitts in einem Bereich von 0,1 μm bis 10 μm eingerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem der raue Oberflächenabschnitt in einer Endoberfläche gebildet ist, die eine wirksame lichtemittierende Bildoberfläche einer bildseitigen Endoberfläche der hinteren Linsengruppe umgibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Endoskop vorgestellt, welches Folgendes eiinschließt: zumindest eine Linse; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist und der die gleiche Seitenlänge wie der Durchmesser der Linse aufweist; ein Sensordeckglas, das einen Bildgebungsbereich des Bildsensors abdeckt, das eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse und die gleiche Seitenlänge wie die des Bildsensors aufweist; ein Übertragungskabel, mit dem der Bildsensor verbunden ist; einen Beleuchtungskörper, der entlang der Linse und des Übertragungskabel vorgesehen ist; eine röhrenförmige Hülle, welche eine Flexibilität aufweist und welche das Objektiv, den Bildsensor, einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und das Übertragungskabel abdeckt. Das Sensordeckglas ist an der Linse, deren optische Achse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt, mit Bindeharz fixiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem die Hülle einen distalen Abschnitt mit einer geringen Härte einschließt, welcher eine geringe Härte auf einer distalen Seite eines Einführungsteils aufweist, und die Härte von einem Abschnitt, der sich von dem Abschnitt auf der distalen Seite des Einführungsteils unterscheidet, höher ist als die des distalen Abschnitts mit geringer Härte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, bei dem der distale Abschnitt mit geringer Härte verbunden ist mit einem Verbindungsmedium-Härteabschnitt, welcher eine Härte aufweist, die höher ist als die des distalen Abschnitts mit geringer Härte, und ein Abschnitt mit großer Härte, die größer ist als die des Verbindungsmedium-Härteabschnitts, an einer Seite des Verbindungsmedium-Härteabschnitts verbunden ist, gegenüber dem distalen Abschnitt mit geringer Härte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Endoskop vorgestellt, welches ferner ein Formteil einschließt, welches die Linsen, den Bildsensor und einen Teil des Beleuchtungskörpers bedeckt und fixiert, und welches einen distalen Abschnitt bildet. Ein Verlängerungsabschnitt mit kleinem Durchmesser, der sich von einem Formkörper aus erstreckt, ist in dem Formteil ausgebildet. Die Hülle umfasst einen abgestuften Abschnitt zwischen einem dicken Wandabschnitt, der den Formkörper bedeckt, und einem dünnen Wandabschnitt, der den Verlängerungsabschnitt mit kleinem Durchmesser auf einem inneren Umfang der Hülle bedeckt, und eine Verlängerungs-Endoberfläche des Verlängerungsabschnitts mit kleinem Durchmessers ist in dem dicken Wandabschnitt der Hülle angeordnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Größe und die Kosten eines Endoskops zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung wird auf ein dünnes Endoskop oder dergleichen in einer medizinischen Chirurgie wirksam angewandt.
Zudem basiert diese Anmeldung auf japanischen Patentanmeldungen ( Japanische Patentanmeldung Nr. 2015-171550 , 2015-171551 , 2015-171552 , 2015-171554 ), eingereicht am 31. August 2015, und einer japanischen Patentanmeldung ( Japanische Patentanmeldung Nr. 2016-076172 ), eingereicht am 5. April 2016, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2013/031276 [0004, 0006, 0007, 0007]
WO 2013/146091 [0005, 0006, 0008, 0123, 0186]
JP 2015-171550 [0253]
JP 2015-171551 [0253]
JP 2015-171552 [0253]
JP 2015-171554 [0253]
JP 2016-076172 [0253]

Claims

Endoskop, folgendes umfassend: wenigstens eine Linse, die eine kreisförmige Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge der Länge eines Durchmessers der Linse entspricht; eine Sensorabdeckung, die einen Abbildungsbereich des Bildsensors abdeckt, eine quadratische Außenform in der Richtung senkrecht zur optischen Achse aufweist, und eine Seite aufweist, deren Länge einer Seitenlänge des Bildsensors entspricht; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Linse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, verbunden mit dem Bildsensor; eine Beleuchtungseinrichtung, vorgesehen längs der Linse und des Übertragungskabels; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt des Beleuchtungskörpers und des Übertragungskabels abdeckt; und ein Hüllrohr, welches die Linse, den Bildsensor und einen Teil der Beleuchtungseinrichtung abdeckt, und welches koaxial mit der röhrenförmigen Hülle verbunden ist, in einem Zustand, in dem die äußere Umfangsfläche des Hüllrohrs bündig und durchgehend mit der äußeren Umfangsfläche der röhrenförmigen Hülle eingerichtet ist und einen distalen Abschnitt bildet, wobei das Hüllrohr eine geringere Dicke aufweist als die röhrenförmige Hülle, und der distale Abschnitt, welcher die Linse, den Beleuchtungsköper und das Hüllrohr einschließt, einen maximalen Außendurchmesser von 1,8 mm aufweist.
Endoskop, folgendes umfassend: eine Einzellinse, die eine quadratische Außenform in einer Richtung senkrecht zu einer optischen Achse aufweist; einen Bildsensor, der eine Außenform aufweist, die einer Außenform der Einzellinse entspricht, in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; eine Sensorabdeckung, die einen Abbildungsbereich des Bildsensors abdeckt, und die eine Außenform aufweist, die der Außenform der Einzellinse entspricht, in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; einen Bindeharzabschnitt, der die Sensorabdeckung an der Einzellinse fixiert, wobei die optische Achse der Linse mit einem Mittelpunkt des Bildgebungsbereichs übereinstimmt; ein Übertragungskabel, das mit dem Bildsensor verbunden ist; eine Beleuchtungseinrichtung, die längs der Einzellinse und des Übertragungskabels vorgesehen ist; eine röhrenförmige Hülle, die einen Abschnitt der Beleuchtungseinrichtung und des Übertragungskabels abdeckt; und ein Formteil, welches die Einzellinse, den Bildsensor und einen Abschnitt der Beleuchtungseinrichtung abdeckt und fixiert, und einen distalen Abschnitt bildet, wobei das Formteil koaxial und durchgehend mit der röhrenförmigen Hülle verbunden ist, und der distale Abschnitt, der die Einzellinse, die Beleuchtungseinrichtung und den Formabschnitt einschließt, einen maximalen Außendurchmesser von 1,0 mm aufweist.
Endoskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei die röhrenförmige Hülle eine Dicke von 0,1 mm bis 0,3 mm aufweist.
Endoskop nach Anspruch 1, wobei mehrere Beleuchtungseinrichtungen längs der Linse und des Übertragungskabels vorgesehen sind, wobei jede Beleuchtungseinrichtung gleichwinklig in einer Umfangsrichtung angeordnet ist.