JP2000342512A - 内視鏡 - Google Patents
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Abstract
ると共に、挿入部の先端側外径が細径で、オートクレー
ブ滅菌を行なっても水蒸気が光学枠内に浸入することを
防止する。 【解決手段】 光学部材として先端レンズ31及び対物
レンズ系32を組み付けた第1の枠体としての対物レン
ズ枠30とカバーガラス34を組み付けた第2の枠体と
してのカバーガラス枠33とに、内部が空洞でパイプ状
の円筒形部材44を嵌合し、前記対物レンズ枠30と前
記カバーガラス枠33とを前記円筒形部材44にそれぞ
れ接合して撮像ユニット2を構成する。これにより、撮
像ユニット2内に組み付けた光学部材のピント調整が可
能であると共に、内視鏡挿入部3の先端側外径が細径
で、オートクレーブ滅菌を行なっても水蒸気が撮像ユニ
ット2内に浸入することを防止できる。
Description
菌(高圧高温水蒸気滅菌)を支障なく可能とするよう改
良した内視鏡に関する。
細長な挿入部を挿入することによって体腔内の深部等を
観察したり、必要に応じて処置具を用いることにより治
療処置等を行なうことのできる内視鏡が広く用いられる
ようになっている。これら医療用内視鏡にあっては、使
用した内視鏡を確実に消毒滅菌することが感染症等を防
止するために必要不可欠である。
オキサイドガス等のガスや、消毒液に頼っていたが、周
知のように滅菌ガス類は猛毒であり、環境汚染防止のた
めに各国での規制が強まっている。また、このガス滅菌
は、滅菌後に機器に付着したガスを取り除く為のエアレ
ーションに時間がかかる為、滅菌後すぐに内視鏡を使用
できないという問題点がある。さらに、このようなガス
滅菌では、ランニングコストが高いという問題点があ
る。一方、消毒液による滅菌の場合は、消毒液の管理が
煩雑であり、消毒液の廃棄処理に多大な費用が必要とな
るといった問題がある。
して、煩雑な作業を伴わず、滅菌後にすぐに使用でき、
しかもランニングコストの安いオートクレーブ滅菌(高
圧高温水蒸気滅菌)が主流になりつつある。オートクレ
ーブ滅菌の代表的な条件としては、米国規格協会承認、
医療機器開発協会発行の米国規格ANSI/AAMI
ST37−1992があり、この条件はプレバキューム
タイプでは滅菌工程132℃、4分、またグラビティタ
イプでは滅菌工程で132℃、10分となっている。
高温水蒸気は、内視鏡を構成している部材であるゴム、
プラスチック等の高分子材料、接着剤等を透過する性質
を持っている。特に、従来一般に用いられる接着剤であ
るエポキシ樹脂は、高温の水蒸気によって劣化するた
め、接着剤が剥離してしまうことにより、レンズ系内部
に水蒸気が浸入しやすくなる虞れが生じる。したがっ
て、従来の水密構造に構成されている内視鏡をオートク
レーブ装置に投入して滅菌した場合は、Oリング、接着
剤等の一般的な方法により水密に構成された内視鏡構造
の内部にも水蒸気が浸入してくることになる。
工程前の真空工程時に、湾曲部における外皮チューブの
破裂を防止するため、内視鏡内外を連通させた状態でオ
ートクレーブ滅菌装置に投入する方法があるが、この場
合、積極的に内視鏡内部にオートクレーブ滅菌の水蒸気
が浸入することになる。例えば実願昭60−18808
1号に示すような、対物レンズを接着剤によって固定し
ている内視鏡をオートクレーブ滅菌にかけた場合は、前
記接着剤を介して対物光学系内部にまで水蒸気が浸入す
る。したがって、このような内視鏡をオートクレーブ滅
菌後、室内に取り出して接眼部から覗いてみると、レン
ズに曇りが発生し、白く霧がかかったように見える。こ
の霧は徐々に晴れて正常な観察像を得ることができる。
がかかっている間は、内視鏡を使用することができない
ので、内視鏡による検査がはかどらず、著しく不便であ
る。また、オートクレーブ滅菌を繰り返し行なったり、
長時間連続で行なうような場合は、この高圧高温蒸気滅
菌により、対物光学系の接合部が著しく劣化して該対物
光学系を構成するステンレス材料の各構成部品の接合部
位間が剥離する虞れが生じる。
Dを使用している電子内視鏡についても同じであり、C
CD等の撮像素子の画像入射端の端面に配置された対物
光学系を含む撮像ユニットのステンレス材料の各構成部
品が一般の接着剤によって接合されていると、この各構
成部品の接合部を劣化させて撮像ユニット内部に水蒸気
が浸入し、モニタ上の画像が対物レンズの曇り等により
正常な画像を示さなくなる。さらに、オートクレーブ滅
菌を繰り返し行なったり、長時間連続で行なうような場
合は、該撮像ユニットの各構成部品の接合部位間が剥離
する虞れが生じる。
開平62−212614号公報に提案されている内視鏡
は、挿入部内に設けられた内筒形の外装部材にカバーガ
ラスを気密に組み付け、その中に対物光学系等の光学部
材を組み付けた気密ユニット構造とすることで光学部材
のレンズ系の曇り、レンズの劣化や接着剤の劣化等を防
ぐように構成している。この場合、レンズ系は、ピント
調整した状態で前記外装部材に組み付けるようになって
いる。
の先端側にカバーガラスを設けるので、対物光学系のレ
ンズより大きな外径のカバーガラスを用いる必要があ
る。また、カバーガラスの厚さを薄くすることで、ある
程度は内視鏡挿入部の先端外径を小さくすることができ
るが、カバーガラスの厚さを薄くするとカバーガラスの
加工、気密接合、強度等の面で問題が生じる。このた
め、この気密ユニット構造は、対物レンズ系よりカバー
ガラスが大きくなってしまうことになる。これは、視野
角が広い内視鏡や挿入部外径(挿入部の先端側外径)が
細い内視鏡挿入部の先端側外径が太くなることによる患
者への負担が大きくなってしまう、という問題が生じ
る。
2614号公報に記載の内視鏡は、挿入部に設けられた
光学枠に組み付けた対物レンズ系の先端側に、この対物
レンズ径より大きな外径のカバーガラスを用いる必要が
あるので、挿入部の先端側外径が太くなることにより患
者への負担が大きくなってしまうという問題が生じる。
ものであり、組み付けた光学部材のピント調整が可能で
あると共に、挿入部の先端側外径が細径で、オートクレ
ーブ滅菌を行なっても水蒸気が光学枠内に浸入すること
を防止する内視鏡を提供することを目的とする。
め、光学部材を組み付けた第1の枠体とこの第1の枠体
に対して光軸方向に相対位置調整可能な第2の枠体を配
設した内視鏡において、前記第1の枠体と前記第2の枠
体との間に円筒形部材を外嵌し、前記第1の枠体及び前
記円筒形部材と、前記第2の枠体及び前記円筒形部材と
をそれぞれ接合したことを特徴としている。この構成に
より、組み付けた光学部材のピント調整が可能であると
共に、挿入部の先端側外径が細径で、オートクレーブ滅
菌を行なっても水蒸気が光学枠内に浸入することを防止
する。
施の形態を説明する。 (第1の実施の形態)図1ないし図10は本発明の第1
の実施の形態に係り、図1は電子内視鏡の外観を説明す
る外観図、図2は図1の内視鏡挿入部の先端部側を説明
する断面図、図3は図2の撮像ユニットを示す断面図、
図4は図3の撮像ユニットの先端レンズの外観を示す外
観図、図5は図4の先端レンズを対物レンズ枠に組み付
けた状態を示す断面図、図6は図3の撮像ユニットのカ
バーガラスの外観を示す外観図であり、(a)はカバー
ガラスの正面図、(b)はカバーガラスの側面図、図7
は図6のカバーガラスをカバーガラス枠に組み付けた状
態を示す断面図、図8は図3のライトガイドを示す断面
図、図9は図8のライトガイドの先端レンズの外観を示
す外観図、図10は図8のライトガイドと後端レンズと
を組み付けた状態を示す外観図である。
いう)1は、後述する撮像ユニット2を先端に内蔵した
細長な挿入部3と、この挿入部3の基端側に連設され、
側部から突設して図示しない光源装置やビデオロセッサ
が取り付けられるユニバーサルコード4を設けた把持部
を兼ねる操作部5とで水密に構成されている。
質部6と、この先端硬質部6の基端側に設けられた湾曲
自在の湾曲部7と、この湾曲部7の基端側に設けられた
長尺で可撓性を有する可撓管部8とから構成されてい
る。前記操作部5後方側には、湾曲操作レバー9が設け
られており、この湾曲操作レバー9を回動操作すること
により湾曲部7を湾曲することができるようになってい
る。また、前記操作部5後端側には、図示しない吸引装
置を操作するための吸引釦や画像静止用としてのレリー
ズスイッチ等のスイッチ10が配置されている。
先端側を説明する。前記先端硬質部6は、硬性部材から
なり、透孔が形成された略円柱状の先端枠11で形成さ
れている。この先端枠11の後端部には、前記湾曲部7
の主要構成部材である複数の金属の筒状部材を回動自在
に連結して湾曲自在となった湾曲駒12の先端が半田付
け等で気密的に接続固定されており、この湾曲駒12の
外周には金属の網管などからなる図示しないブレード、
湾曲ゴムチューブ13で被覆され、この湾曲ゴムチュー
ブ13の両端は糸巻き及び接着により気密的に固定され
ている。
ンズ枠21に組み付けた照明レンズ系22を介して被写
体を照明するための照明光を導光するライトガイド23
をライトガイド口金24に嵌合して配設していると共
に、この照明光によって照明された被写体の光学像を、
対物レンズ枠30に組み付けて外表面に露出した先端レ
ンズ31及びこの先端レンズ31の後ろ側に組み付けた
対物レンズ系32を介して取り込み、カバーガラス枠3
3に組み付けたカバーガラス34を介して、赤外カット
フィルタ35の後ろ側に接着固定した固体撮像素子(以
下、CCD)36で撮像する撮像ユニット2を配設して
いる。
イトガイド23から導光される図示しない光源装置から
の照明光は、前記先端硬質部6の照明レンズ系22から
被検部の被写体を照明する。照明された被写体の光学像
は、前記先端硬質部6の対物レンズ系32から取り込ま
れ、カバーガラス34、赤外カットフィルタ35を介し
てCCD36で撮像されて光電変換される。CCD36
で光電変換された信号は、後述のケーブルで伝送されて
ユニバーサルコード4を介して図示しないビデオロセッ
サで信号処理を行いモニタに映し出すようになってい
る。
ンズ系22を組み付けた第1の枠体としての照明レンズ
枠21とライトガイド23を嵌合した第2の枠体として
のライトガイド口金24とに円筒形部材を嵌合し、前記
ライトガイド23の照明レンズ枠21と前記ライトガイ
ド口金24とを前記円筒形部材にそれぞれ接合するよう
に構成し、あるいは光学部材として先端レンズ31及び
対物レンズ系32を組み付けた第1の枠体としての対物
レンズ枠30とカバーガラス34を組み付けた第2の枠
体としてのカバーガラス枠33とに円筒形部材を嵌合
し、前記対物レンズ枠30と前記カバーガラス枠33と
を前記円筒形部材にそれぞれ接合するように撮像ユニッ
ト2を構成している。尚、この撮像ユニット2は、第1
の枠体としての対物レンズ枠30に対して第2の枠体と
してのカバーガラス枠33を嵌合して組み付け可能な枠
体としている。また、第1の枠体に対して光軸方向に相
対位置を調整可能で、CCD36が組み付けられた第2
の枠体を配設している構成の撮像ユニット2もしくは、
第1の枠体に対して嵌合して組み付け可能で、CCD3
6が組み付けられた第2の枠体を配設している構成の撮
像ユニット2に本発明を適用しても構わない。
ニット2を説明する。図3に示すように、前記撮像ユニ
ット2に配設して外表面に露出した先端レンズ31は、
例えばサファイヤもしくは高温水蒸気耐性を有するガラ
スによって形成しており、金属製の対物レンズ枠30に
気密に接合している。前記先端レンズ31の外周面(図
4の斜線部)には、後述の表面処理が施されている。
尚、前記対物レンズ枠30は、例えばSUS304やS
US304Lなど加熱による割れを引き起こしやすい成
分(リン・イオウ・カーボンなど)が少ない材質で形成
している。この対物レンズ枠30の表面は、例えば下の
層にニッケル、最外層に金の電気メッキ処理が施されて
いる。この膜厚は、例えばニッケルが2〜4μm、金が
0.3〜0.5μmである。
レンズ系32を対物レンズ枠30に組み付け固定してい
る。この対物レンズ枠30は、絞り37を落とし込んだ
後、先端レンズ31を嵌合している。この先端レンズ3
1を嵌合している嵌合部38の対物レンズ枠30の内径
と先端レンズ31の外径との隙間は、可能な限り無い方
が良く、組み付け性と加工公差限界により設定されるよ
うになっている。また、対物レンズ枠30の嵌合部38
の肉厚は、可能な限り薄い方が良い。
バーガラス34を例えばサファイヤもしくは高温水蒸気
耐性を有するガラスによって設けており、このカバーガ
ラス34は金属製のカバーガラス枠33に気密に接合さ
れている。前記ガバーガラス34の外周面(図6(b)
の斜線部)には、前記先端レンズ31と同様な後述の表
面処理が施されている。
ズ枠30と同様にSUS304やSUS304Lなど加
熱による割れを引き起こしやすい成分(リン・イオウ・
カーボンなど)が少ない材質で形成している。このカバ
ーガラス枠33の表面は、前記対物レンズ枠30と同様
に例えば下の層にニッケル、最外層に金の電気メッキ処
理が施されている。この膜厚は、例えばニッケルが2〜
4μm、金が0,3〜0.5μmである。
たように赤外フィルタ35及びこの赤外フィルタ35の
後ろ側に前記CCD36がレチクルなどで光軸調整され
て接着固定されている。このCCD36は、ICやコン
デンサーなどの電子部品が実装された基板39を組み付
けており、絶縁性を有する接着剤によって封止されてい
る。これらCCD36もしくは基板39は、ケーブル4
0を電気的に組み付けている。このケーブル40は、図
示しないコネクタ部で端子に接続されて図示しないビデ
オプロセッサ等に接続されるようになっている。
ス枠33を外嵌し、光軸方向に移動させることにより、
前記対物レンズ系32と前記CCD36とのピント調整
を行うようになっている。このピント調整を行った後
に、前記対物レンズ枠30と前記カバーガラス枠33と
を接着固定するようになっている。
き当て部41が設けられていて、この突き当て部41よ
り先端側外周面42の外径と前記対物レンズ枠30の最
大外径部43の外径とは、ほぼ同じ外径となっている。
この突き当て部41より先端側外周面42と対物レンズ
枠3の最大外径部43との間には、内部が空洞でパイプ
状の円筒形部材44が前記突き当て部41に突き当たる
ように嵌合している。この円筒形部材44の内径は、前
記対物レンズ枠30の最大外径部43や前記カバーガラ
ス枠33の先端側外周面42の外径より例えば約0.1
mmほど大きく形成されている。
と、カバーガラス枠33及び円筒形部材44との隙間に
半田を流し込むことにより、それぞれを気密に接合する
構成となっている。
突き当て部41の後ろ側の外周部からケーブル40の先
端側端部まで熱収縮チューブ45で覆われており、熱収
縮チューブ45内部には例えばエポキシ系の接着剤46
を充填している。
に嵌合して気密に接合する組み立て方法を説明する。先
ず先端レンズ31の外周面31aに施されている表面処
理について説明する。図4に示すように、前記先端レン
ズ31の外周面31aに施されている表面処理は、先端
レンズ31の一番下の層(メタライズ層)にサファイヤ
やガラスとの付着性が高いクロム膜を形成している。こ
のクロムの層は、真空中での蒸着もしくは真空でのスパ
ッタリングによって形成されている。また、中間層とし
ては、ニッケルの層を形成している。最外層は、金の層
を形成している。この金の層は、真空での蒸着もしくは
真空でのスパッタリングでも良いが、電気メッキによる
電気メッキ処理の方が膜厚を厚くできる。このように表
面処理を施した先端レンズ31を図5に示すように、対
物レンズ枠30に嵌合して気密に接合する。
端レンズ31を落とし込み、先端レンズ31を嵌合して
いる対物レンズ枠30の嵌合部38の外周面に(図面
中、矢印A方向より)図示しないレーザー装置よりレー
ザーを照射する。このレーザー装置は、例えば低出力で
の微調整が可能なYAGレーザーを用いる。このレーザ
ーによって、先端レンズ31の外周面31aの金と対物
レンズ枠30の最外層の金とがそれぞれ溶融冷却するこ
とで、結合する。このレーザー照射を対物レンズ枠30
の全周に亘って行う。また、パルス波のレーザーで照射
する場合は、隣のパルスとの重ね合わせを80%以上に
することで、確実な気密性を確保することができる。こ
れにより、先端レンズ31と対物レンズ枠30との気密
性を確保して接合することができる。
33に嵌合して気密に接合する組み立て方法を説明す
る。先ず、カバーガラス34に施されている表面処理に
ついて説明する。図6(a)に示すように、前記カバー
ガラス34に施されている表面処理は、前記カバーガラ
ス34の平面部の一部に光が透過しないマスク47を真
空蒸着またはスパッタリングによって形成している。例
えば酸化クロム・クロム・酸化クロム、という3層工程
を行っても良い。このカバーガラス34の外周面34a
は、図6(b)に示すように、先端レンズ31と同様な
表面処理が施されている。一番下の層(メタライズ層)
にサファイヤやガラスとの付着性が高いクロムの膜を形
成している。クロムの層は、真空中での蒸着もしくは真
空でのスパッタリングによって形成されている。尚、前
記マスク47と同じ処理として、例えば酸化クロム・ク
ロム・酸化クロムの3層行程を行つても良い。更に、中
間層としてニッケル層を形成し、最外層に金の層を形成
している。金の層は、真空での蒸着もしくは真空でのス
パッタリングでも良いが、電気メッキによる電気メッキ
処理の方が膜厚を厚くできる。
34を図7に示すように、カバーガラス枠33に嵌合し
て気密に接合する。前記カバーガラス枠33に前記カバ
ーガラス34を落とし込み、図示しない治具によって位
置決めする。このカバーガラス34を嵌合しているカバ
ーガラス枠33の嵌合部49の外周面に(図面中、矢印
B方向より)図示しないレーザー装置よりレーザーを照
射する。レーザーによってカバーガラス34の外周面の
金とカバーガラス枠33の最外層の金とがそれぞれ溶融
冷却することで、カバーガラス34の外周面の金とカバ
ーガラス枠33の最外層の金とが結合する。このレーザ
ー照射をカバーガラス枠33の全周に亘って行う。これ
により、カバーガラス34とカバーガラス枠33との気
密性を確保して接合することができる。
した対物レンズ枠30と、前記カバーガラス34を気密
に接合したカバーガラス枠33とを円筒形部材44にそ
れぞれ気密に接合する。前記対物レンズ枠30とカバー
ガラス枠33とを嵌合してピント調整した後に接着し、
必要な部分にフラックスを塗布してリング状の半田材を
突き当て部41まで落とし込む。この後、円筒形部材4
4を落とし込む。そして、突き当て部41に対して円筒
形部材44に荷重をかけながら、例えば高周波によって
局部的に加熱して半田を溶かす。半田は、表面張力によ
って隙間を満たすため、対物レンズ枠30及び円筒形部
材44と、カバーガラス枠33及び円筒形部材44との
間をそれぞれ埋めて半田層51を形成する。これによ
り、各枠の内部を気密に保たれるように接合することが
できる。
接着層を対物レンズ枠30及び円筒形部材44と、カバ
ーガラス枠33及び円筒形部材44との間に形成して、
各枠の内部を気密に保たれるように接合しても良い。こ
れは、半田を用いないことで、洗浄が不要であり、残留
フラックスの影響が無くなる効果を持つ。この場合、対
物レンズ枠30及び円筒形部材44と、カバーガラス枠
33及び円筒形部材44との間の嵌合部が長い為、それ
ぞれの嵌合部を接着剤で充填固定しても、水蒸気がレン
ズ系に浸入する量は無視できる。また、対物レンズ枠3
0及び円筒形部材44と、カバーガラス枠33及び円筒
形部材44とをすべて同じ金属材料で設けることで、熱
膨張率の違いによる接着層への応力がかからないので、
接着剤の剥離が生じないようにすることができる。ま
た、円筒形部材44の少なくとも内周面に各枠と同様に
ニッケルやさらには金を最外層とする表面処理を施すこ
とで半田の濡れ性が向上すると共に、半田材によっては
フラックスを使用しないで済む。
燥ヘリウムガス、乾燥アルゴンガス等のドライ不活性ガ
ス雰囲気中で組み立てて、気密構造内部には大気(特に
水蒸気)が混入しない状態とするのが良いが、組み立て
段取りによっては、途中まで大気中で組み立てを行い、
ドライ不活性ガス置換を行った後、ドライ不活性ガス雰
囲気中で最終組み立てを行っても良い。
入部3に配設したライトガイド23を説明する。図8に
示すように、前記ライトガイド23は、金属製のライト
ガイド口金24に成形した露出部61を硬く水密に、あ
るいは気密に組み付けている。前記ライトガイド23
は、ほぼ全長に亘り保護チューブ62によって被覆され
ており、先端側の一部は前記ライトガイド口金24を覆
っている。
前記撮像ユニット2と同様に突き当て部63が設けられ
ている。前記ライトガイド口金24の突き当て部63よ
り先端側外周面64の外径と照明レンズ枠21の外径と
は、ほぼ同じ外径となっている。前記突き当て部63よ
り先端側外周面64と前記照明レンズ枠21との間に
は、内部が空洞でパイプ状の円筒形部材65が突き当て
部63に突き当たるように嵌合している。この円筒形部
材65の内径は、照明レンズ枠21の外径やライトガイ
ド口金24の先端側外周面64の外径より、例えば約
0.1mm大きいように形成している。
と、前記ライトガイド口金24及び円筒形部材65との
隙間に半田を流し込むことによって、それぞれを気密に
接合するように構成している。
くは高温水蒸気耐性(約135℃)のあるガラスによっ
て形成された先端側照明レンズ66(図9参照)及び後
端側照明レンズ67からなり、前記先端側照明レンズ6
6の外周面66a(図9の斜線部)には、前記撮像ユニ
ットの先端レンズ31やカバーガラス34と同様な表面
処理が施されている。前記ライトガイド23と前記後端
側照明レンズ67とは、図10に示すように、これらの
外径を合せて平面を接着固定している。また、ライトガ
イド23は、前記露出部61を確保して前記ライトガイ
ド口金24に全周に亘り水蒸気を通しにくい接着剤によ
って接着されている。
の組み付け手順を説明する。前記先端側照明レンズ66
を前記照明レンズ枠21に対して図示しない治具を用い
て位置決めし、照明レンズ枠21の外周に(図面中、矢
印C方向より)図示しないレーザー装置からレーザーを
照射する。このレーザーによって、照明レンズ枠21と
先端側照明レンズ66との表面処理の金を溶かし、冷却
させることで気密に接合することができる。前記後端側
照明レンズ67を組み付けたライトガイド23を照明レ
ンズ枠21に挿入し、ピント調整を行った状態におい
て、照明レンズ枠21とライトガイド23とを接着固定
する。照明レンズ枠21の外周面やライトガイド口金2
4の先端側外周面64及び円筒形部材65の内周面にフ
ラックスを塗布し、先端側より突き当て部63までリン
グ状の半田を落とし込む。そして、ライトガイド口金2
4の先端側外周面64と照明レンズ枠21との外側に、
円筒形部材65を突き当て部63まで嵌合する。次に、
高周波によって半田を溶かし、ライトガイド口金24の
先端側外周面64及び円筒形部材65と、照明レンズ枠
21の外周面及び円筒形部材65のそれぞれの隙間に半
田が流れて半田層68が形成されて隙間が埋まり、接合
される。
外周面64及び円筒形部材65と、照明レンズ枠21の
外周面及び円筒形部材65とを気密に接合することがで
きる。
の代わりに接着剤を用いた接着層を照明レンズ枠21と
円筒形部材65、ライトガイド口金24と円筒形部材6
5との間に形成して、各枠の内部を気密に保たれるよう
に接合しても良い。また、撮像ユニット2と同様に、半
田層68の代わりに接着剤を用いた接着層を照明レンズ
枠21と円筒形部材65、ライトガイド口金24と円筒
形部材65との間に形成して接合しても良い。
ド23とは接着剤によって硬く水密に接合しているが、
以下のようして気密に接合しても良い。前記ライトガイ
ド23を成形した露出部61の外周面にクロムのメタラ
イズ層を設け、中間層にニッケル、最外層に金の層を形
成する。そして、ライトガイド口金24の少なくとも内
周面に最外層を金の層で形成する。ライトガイド口金2
4をライトガイド23の表面処理部に外嵌し、ライトガ
イド口金24の外周面にレーザーを照射して加熱し、ラ
イトガイド口金24の金とライトガイド23の金を溶融
冷却する。このようにすることで、ライトガイド口金2
4とライトガイド23とを気密に接合することができ
る。
様に例えば乾燥窒素ガス、乾燥ヘリウムガス、乾燥アル
ゴンガス等のドライ不活性ガス雰囲気中で組み立てて、
気密構造内部には大気(特に水蒸気)が混入しない状態
とするのが良いが、組み立て段取りによっては、途中ま
で大気中で組み立てを行い、ドライ不活性ガス置換を行
った後、ドライ不活性ガス雰囲気中で最終組み立てを行
っても良い。
オートクレーブ滅菌装置のチャンバ(処理室)に投入す
る。滅菌前行程としては、先ず、チャンバ内を真空に引
く。滅菌行程時には、チャンバ内は高温高圧水蒸気によ
って満たされ、内視鏡1内部にも高温高圧水蒸気が浸入
して湿度が高くなる。乾燥行程時には、チャンバ内は真
空となり、多少は内視鏡内部も乾燥されるが完全ではな
い。撮像ユニット2の対物レンズ系32やライトガイド
23の照明レンズ系22が存在する空間は、気密に接合
されているため、水蒸気は全く浸入しない。
では以下の効果を得る。 (1)対物レンズやカバーガラスなどの光学部材がオート
クレーブ滅菌(高温高圧水蒸気滅菌)によって劣化する
ことが無く、水蒸気の浸入により生じる結露によって曇
ることが無いため、繰り返しオートクレーブ滅菌を行う
ことができる。 (2)撮像ユニット2やライトガイド23等を内視鏡挿入
部3の先端側にカバーガラスを用いること無く、気密に
配設することができるので、挿入部3の先端外径を細径
にすることができる。 (3)光学部材の気密接合に半田を用いていない為、フラ
ックスが光学系に浸入することによる錆や曇り、光学部
材の劣化が無い。 (4)レーザーによる加熱・高周波半田は、局部的、瞬時
であるので、接合部の近傍に高温耐性の無い部品(硝材
・電子部品・接着剤)を組み付けた後でも接合加工を行
うことができる。 (5)組立て加工時やオートクレーブ滅菌による熱膨張に
よって、気密接合部の剥離が生じにくい(表面処理の付
着強度が強いため)ので、オードクレーブ滅菌を繰り返
し行うことができる。 (6)レンズユニット内部は、組立て加工時にドライ不活
性ガスで置換して組み立てていることにより、水蒸気が
存在しないので、内視鏡を急冷しても曇りが発生しな
い。
在な湾曲部7を有する軟性内視鏡に配設した撮像ユニッ
ト2及びライトガイド23に本発明を適用して、例え
ば、撮像ユニット2では、第1の枠体としての対物レン
ズ枠30と第2の枠体としてのカバーガラス枠33と
に、円筒形部材44を嵌合し、対物レンズ枠30とカバ
ーガラス枠33を前記円筒形部材44にそれぞれ気密に
接合して構成しているが、本発明はこれに限定されず、
挿入部が硬性の硬性内視鏡や内視鏡用の外付けカメラな
ど、様々な光学系に本発明を適用して、光学部材が組み
付けられた第1の枠体と、この第1の枠体に対して光軸
方向に相対位置を調整可能な第2の枠体とに円筒形部材
を嵌合し、前記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それ
ぞれ前記円筒形部材に接合するように構成することも可
能であり、また、光学部材が組み付けられた第1の枠体
と、この第1の枠体に対して嵌合して組み付け可能な第
2の枠体とに円筒形部材を嵌合し、前記第1の枠体と前
記第2の枠体とを、それぞれ前記円筒形部材に接合する
ように構成しても構わない。
の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
2の実施の形態に係る撮像ユニットを示す断面図であ
る。第1の実施の形態の撮像ユニット2は、先端レンズ
31及び対物レンズ系32を組み付けた第1の枠体とし
ての対物レンズ枠30とカバーガラス34を組み付けた
第2の枠体としてのカバーガラス枠33とに、円筒形部
材44を嵌合し、対物レンズ枠30及び円筒形部材44
と、カバーガラス枠33及び円筒形部材44との間に半
田を流し込んで半田層51を形成し、気密に接合する構
成としているが、本実施の形態では、対物レンズ枠30
及び円筒形部材44と、カバーガラス枠33及び円筒形
部材44との接合部分にレーザーを照射し、突き当て溶
接して接合する構成としている。それ以外の構成は、図
3とほぼ同様なので説明を省略し、同一構成には、同じ
符号を付して説明する。
3の撮像ユニット2と同様に、前記カバーガラス枠33
の突き当て部41より先端側外周面42と前記対物レン
ズ枠30の最大外径部43との間に、突き当て部41に
突き当たるように前記円筒形部材44を嵌合している。
尚、この円筒形部材44は、前記対物レンズ枠30の最
大外径部43や前記カバーガラス枠33の先端側外周面
42の外径との隙間が極力無いような内径で、組み付け
性と加工公差限界により設定される。それ以外の構成
は、図3と同様であるので省略し、組み立て方法を説明
する。
突き当たっている部分に(図面中、矢印D方向より)図
示しないレーザー装置からレーザーを照射し、突き当て
溶接する。尚、突き当て部41と円筒形部材44とを突
き当て溶接する際、突き当て部41より先端側外周面4
2の外径と円筒形部材44の内径との間に多少の隙間
(クリアランス)を設けても良い。この場合、円筒形部
材44の組み付けが容易になる。
の最外外径部43が嵌合している部分に(図面中、矢印
E方向より)レーザーを照射し、貫通溶接する。このと
き、目視での溶接確認を行う場合は、円筒形部材44の
端部に(図面中、矢印F方向より)レーザーを照射し、
隅肉溶接を行うことも可能である。また、対物レンズ枠
30及び円筒形部材44と、カバーガラス枠33及び円
筒形部材44とをそれぞれ同条件で貫通溶接を行つても
良い。この場合、レーザー溶接作業性が向上する。
ト2よりも、対物レンズ枠30及び円筒形部材44と、
カバーガラス枠33及び円筒形部材44とをさらに気密
に接合することができて、オートクレーブ滅菌を行なっ
ても水蒸気の浸入を防止することができる。
明したライトガイド23にも適用して、ライトガイド口
金24の突き当て部63と円筒形部材65とが突き当た
っている部分に図示しないレーザー装置からレーザーを
照射して突き当て溶接すると共に、円筒形部材65と照
明レンズ枠21の外周面が嵌合している部分にレーザー
を照射して貫通溶接して、照明レンズ枠21及び円筒形
部材65と、ライトガイド口金24及び円筒形部材65
とをさらに気密に接合するようにしても良い。
の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
は本発明の第3の実施の形態に係り、図12は光学内視
鏡の外観を説明する外観図、図13は図12の内視鏡挿
入部の先端部側を説明する断面図、図14は図13のイ
メージガイドを示す断面図、図15は図14のイメージ
ガイドの先端レンズの外観を示す外観図、図16は図1
4のイメージガイド及び後端レンズを組み付けた状態を
説明する外観図である。
撮像ユニットを内蔵した電子内視鏡1を用いて、この撮
像ユニット内部に接着固定したCCD36で被写体の光
学像を撮像し、CCD36で光電変換した信号をケーブ
ル40で伝送してユニバーサルコード4を介して図示し
ないビデオロセッサで信号処理を行いモニタに映し出す
構成としているが、本実施の形態では、挿入部に挿通し
たイメージガイドの入射端部に被写体の光学像を取り込
み導光して接眼部で観察する光学内視鏡を用いる構成と
している。
いう)111は、後述するイメージガイドを先端に内蔵
した細長な挿入部113と、この挿入部113の基端側
に連設され、側部から突設して図示しない光源装置やビ
デオロセッサが取り付けられるユニバーサルコード11
4を設けた把持部を兼ねる操作部115と、この操作部
115上部に設けた接眼部116とで水密に構成されて
いる。前記挿入部113は、先端に設けられた先端硬質
部121と、この先端硬質部121の基端側に設けられ
た湾曲自在の湾曲部122と、この湾曲部122の基端
側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部123と
から構成されている。前記操作部115後方側には、湾
曲操作レバー124が設けられており、この湾曲操作レ
バー124を回動操作することにより湾曲部122を湾
曲することができるようになっている。
1は、図2で説明したのと同様に、略円柱状の先端枠1
25の透孔に、ライトガイド23を配設していると共
に、この照明光によって照明された被写体の光学像を、
対物レンズ枠131に組み付けて外表面に露出した対物
レンズ系132の先端レンズ133及びこの先端レンズ
133の後ろ側に組み付けた後端レンズ134を介して
取り込み、前記接眼部115の基端側まで導光するイメ
ージガイド135をイメージガイド口金136に嵌合し
て配設している。前記ライトガイド23から導光される
図示しない光源装置からの照明光は、前記先端硬質部1
21の照明レンズ系22から被写体を照明する。照明さ
れた被写体の光学像は、前記先端硬質部121の対物レ
ンズ系132から前記イメージガイド135で導光さ
れ、前記接眼部115の図示しない光学系を介して観
察、診断ができるようになっている。
135は、金属製のイメージガイド口金136に成形し
た露出部137を硬く水密に、あるいは気密に組み付け
ている。前記イメージガイド135は、ほぼ全長に亘り
保護チューブ138によって被覆されており、先端側の
一部は前記イメージガイド口金136を覆っている。
は、突き当て部139が設けられている。このイメージ
ガイド口金136の突き当て部139より先端側外周面
140の外径と前記対物レンズ枠131の外径とは、ほ
ぼ同じ外径となっている。前記突き当て部139より先
端側外周面140と前記対物レンズ枠131との間に
は、内部が空洞でパイプ状の円筒形部材141が突き当
て部139に突き当たるように嵌合している。この円筒
形部材141の内径は、対物レンズ枠131の外径やイ
メージガイド口金136の先端側外周面140の外径よ
り、例えば約0.1mm大きいように形成している。
41と、前記イメージガイド口金136及び円筒形部材
141との隙間に半田を流し込むことによって、それぞ
れを気密に接合するように構成している。
しくは高温水蒸気耐性(約135℃)のあるガラスによ
って形成された先端レンズ133(図15参照)及び後
端レンズ134からなり、前記先端レンズ133の外周
面133a(図15の斜線部)には、図2で説明した撮
像ユニット2の先端レンズ31やカバーガラス34と同
様な表面処理が施されている。
ズ134とは、図16に示すように、これらの外径を合
せて平面を接着固定している。また、イメージガイド1
35は、前記露出部137を確保して前記イメージガイ
ド口金136に全周に亘り水蒸気を通しにくい接着剤に
よって接着されている。
135の組み付け手順を説明する。前記先端レンズ13
3を前記対物レンズ枠131に対して図示しない治具を
用いて位置決めし、対物レンズ枠131の外周に(図面
中、矢印G方向より)図示しないレーザー装置からレー
ザーを照射する。このレーザーによって、対物レンズ枠
131と先端レンズ133との表面処理の金を溶かし、
冷却させることで気密に接合することができる。前記後
端レンズ134を組み付けたイメージガイド135を対
物レンズ枠131に挿入し、ピント調整を行った状態に
おいて、対物レンズ枠131とイメージガイド135と
を接着固定する。対物レンズ枠131の外周面やイメー
ジガイド口金136の先端側外周面140及び円筒形部
材141の内周面にフラックスを塗布し、先端側より突
き当て部139までリング状の半田を落とし込む。そし
て、イメージガイド口金136の先端側外周面140と
対物レンズ枠131との外側に、円筒形部材141を突
き当て部139まで嵌合する。次に、高周波によって半
田を溶かし、イメージガイド口金136の先端側外周面
140及び円筒形部材141と、対物レンズ枠131の
外周面及び円筒形部材141のそれぞれの隙間に半田が
流れて半田層143が形成されて隙間が埋まり、接合さ
れる。
先端外周面140及び円筒形部材141と、対物レンズ
枠131の外周面及び円筒形部材141とを気密に接合
することができる。
と同様に、半田層143の代わりに接着剤を用いた接着
層を対物レンズ枠131及び円筒形部材141と、イメ
ージガイド口金136及び円筒形部材141との間に形
成して、各枠の内部を気密に保たれるように接合しても
良い。
て部139と円筒形部材141とが突き当たっている部
分に図示しないレーザー装置からレーザーを照射して突
き当て溶接すると共に、円筒形部材141と対物レンズ
枠131との外周面が嵌合している部分にレーザーを照
射して貫通溶接して、対物レンズ枠131及び円筒形部
材141と、イメージガイド口金63及び円筒形部材1
41とをさらに気密に接合するようにしても良い。
ジガイド135とは接着剤によって硬く水密に接合して
いるが、第2の実施の形態の撮像ユニット2と同様に、
以下の様にして気密に接合しても良い。前記イメージガ
イド135を成形した露出部61の外周面にクロムのメ
タライズ層を設け、中間層にニッケル、最外層に金の層
を形成する。そして、イメージガイド口金136の少な
くとも内周面に最外層を金の層で形成する。イメージガ
イド口金136をイメージガイド135の表面処理部に
外嵌し、イメージガイド口金136の外周面にレーザー
を照射して加熱し、イメージガイド口金136の金とイ
メージガイド135の金を溶融冷却する。このようにす
ることで、イメージガイド口金136とイメージガイド
135とを気密に接合することができる。
様に例えば乾燥窒素ガス、乾燥ヘリウムガス、乾燥アル
ゴンガス等のドライ不活性ガス雰囲気中で組み立てて、
気密構造内部には大気(特に水蒸気)が混入しない状態
とするのが良いが、組み立て段取りによっては、途中ま
で大気中で組み立てを行い、ドライ不活性ガス置換を行
った後、ドライ不活性ガス雰囲気中で最終組み立てを行
っても良い。
ないオートクレーブ滅菌装置のチャンバ(処理室)に投
入して高温高圧水蒸気滅菌を行う。イメージガイド13
5の対物レンズ系32やライトガイド23の照明レンズ
系22が存在する空間は、気密に接合されているため、
水蒸気は全く浸入しない。
11では以下の効果を得る。 (1)対物レンズやカバーガラスなどの光学部材がオート
クレーブ滅菌(高温高圧水蒸気滅菌)によって劣化する
ことが無く、水蒸気の浸入により生じる結露によって曇
ることが無いため、繰り返しオートクレーブ滅菌を行う
ことができる。 (2)イメージガイド135やライトガイド23等を内視
鏡挿入部113の先端側にカバーガラスを用いること無
く、気密に配設することができるので、画角が広い光学
系を用いても挿入部113の先端外径を細径にすること
ができる。 (3)光学部材の気密接合に半田を用いていない為、フラ
ックスが光学系に浸入することによる錆や曇り、光学部
材の劣化が無い。 (4)レーザーによる加熱・高周波半田は、局部的、瞬時
であるので、接合部の近傍に高温耐性の無い部品(硝材
・電子部品・接着剤)を組み付けた後でも接合加工を行
うことができる。 (5)組立て加工時やオートクレーブ滅菌による熱膨張に
よって、気密接合部の剥離が生じにくい(表面処理の付
着強度が強いため)ので、オードクレーブ滅菌を繰り返
し行うことができる。 (6)レンズユニット(光学枠)内部は、組立て加工時に
ドライ不活性ガスで置換して組み立てていることによ
り、水蒸気が存在しないので、内視鏡を急冷しても曇り
が発生しない。
形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形実施可能である。
と、この第1の枠体に対して光軸方向に相対位置を調整
可能な第2の枠体とを配設した内視鏡において、前記第
1の枠体と前記第2の枠体とに円筒形部材を嵌合し、前
記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それぞれ前記円筒
形部材に接合したことを特徴とする内視鏡。
第1の枠体と、この第1の枠体に対して嵌合して組み付
け可能な第2の枠体とを配設した内視鏡において、前記
第1の枠体と前記第2の枠体とに円筒形部材を嵌合し、
前記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それぞれ前記円
筒形部材に接合したことを特徴とする内視鏡。
枠体に対して光軸方向に相対位置を調整可能で、撮像素
子が組み付けられた第2の枠体とを配設した内視鏡にお
いて、前記第1の枠体と前記第2の枠体とに円筒形部材
を嵌合し、前記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それ
ぞれ前記円筒形部材に接合したことを特徴とする内視
鏡。
枠体に対して嵌合して組み付け可能で、撮像素子が組み
付けられた第2の枠体とを配設した内視鏡において、前
記第1の枠体と前記第2の枠体とに円筒形部材を嵌合
し、前記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それぞれ前
記円筒形部材に接合したことを特徴とする内視鏡。
部材とを気密に接合していることを特徴とする付記項1
または2に記載の内視鏡。
の枠体及び前記光学部材をそれぞれ気密に接合している
ことを特徴とする付記項1または2に記載の内視鏡。
学部材と、前記第2の枠体及び前記光学部材と、前記第
1の枠体及び前記円筒形部材と、前記第2の枠体及び前
記円筒形部材と、をそれぞれ気密に接合することによっ
て形成された気密空間に、ドライ不活性ガスを充填した
ことを特徴とする付記項1または2に記載の内視鏡。
の枠体及び前記撮像素子をそれぞれ気密に接合している
ことを特徴とする付記項3または4に記載の内視鏡。
素子とを気密に接合していることを特徴とする付記項3
または4に記載の内視鏡。
学部材とを気密に接合していることを特徴とする付記項
3または4に記載の内視鏡。
撮像素子と、前記第2の枠体及び前記撮像素子と、前記
第1の枠体及び前記円筒形部材と、前記第2の枠体及び
前記円筒形部材と、をそれぞれ気密に接合することによ
って形成された気密空間に、ドライ不活性ガスを充填し
たことを特徴とする付記項3または4に記載の内視鏡。
円筒部材と、前記第2の枠体及び前記円筒部材とをそれ
ぞれ気密に接合したことを特徴とする付記項1〜4に記
載の内視鏡。
よって行われることを特徴とする付記項1〜4に記載の
内視鏡。
て行われることを特徴とする付記項1〜4に記載の内視
鏡。
2の枠体及び前記円筒形部材は、同じ金属材料によって
形成していることを特徴とする付記項14に記載の内視
鏡。
については、以下の効果を得る。 (付記項1〜13) (1)対物レンズやカバーガラスなどの光学部材がオート
クレーブ滅菌(高温高圧水蒸気滅菌)によって劣化する
ことが無く、水蒸気の浸入により生じる結露によって曇
ることが無いため、繰り返しオートクレーブ滅菌を行う
ことができる。 (2)撮像ユニットやライトガイド等を内視鏡挿入部の先
端側にカバーガラスを用いること無く、気密に配設する
ことができるので、挿入部の先端側外径を細径にするこ
とができる。
13の効果に加えて以下の効果を得る。 (1)枠体の接合に半田を用いていないので、フラックス
による影響(錆・曇り)を考慮する必要が無く、さらに
洗浄も必要ないため、洗浄を行うことができない部品
(電子部品)を組み付けた後でも接合加工を行うことが
できる。 (2)溶接による加熱は、局部的、瞬時なので、接合部の
近傍に高温耐性の無い部品(硝材・電子部品・接着剤)
を組み付けた後でも接合加工を行うことができる。 (3)組立て加工時やオートクレーブ滅菌による熱膨張に
よって、溶接による気密接合部の剥離が生じ無い(表面
処理の付着強度が強いため)ので、オードクレーブ高温
高圧水蒸気滅菌を繰り返し行うことができる。
み付けた光学部材のピント調整が可能であると共に、挿
入部の先端側外径が細径で、オートクレーブ滅菌を行な
っても水蒸気が光学枠内に浸入することを防止できる。
に係り、図1は電子内視鏡の外観を説明する外観図。
る断面図。
を示す外観図。
付けた状態を示す断面図。
観を示す外観図であり、(a)はカバーガラスの正面
図、(b)はカバーガラスの側面図。
組み付けた状態を示す断面図。
を示す外観図。
組み付けた状態を示す外観図。
トを示す断面図。
形態に係り、図12は光学内視鏡の外観を説明する外観
図。
明する断面図。
図。
の外観を示す外観図。
ズを組み付けた状態を説明する外観図。
Claims (1)
- 【請求項1】光学部材が組み付けられた第1の枠体と、
この第1の枠体に対して光軸方向に相対位置を調整可能
な第2の枠体とを配設した内視鏡において、 前記第1の枠体と前記第2の枠体とに円筒形部材を嵌合
し、前記第1の枠体と前記第2の枠体とを、それぞれ前
記円筒形部材に接合したことを特徴とする内視鏡。
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