JP2003169775A - 電子内視鏡 - Google Patents
電子内視鏡Info
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Abstract
ユニットを気密に保たれた空間に保持でき、容易に撮像
ユニットの修理・交換ができ、固体撮像素子やレンズヘ
の熱による影響も軽減する。 【解決手段】 撮像ユニット16は、先端部本体13と
先端部光学部品15と金属枠20と金属環19により気
密が保たれた空間内に保持され、撮像ユニット16内の
部材への水分の侵入による劣化を防ぐ。撮像ユニット1
6を修理・交換する際は金属枠20の半田33、34を
はずすか、金属枠20を壊すことにより容易に前記撮像
ユニット16の取り出しが可能になる。半田接合を行う
場所が、金属環19の外周面と先端本体13の後端面で
あるため、熱によるレンズや固体撮像素子への影響も軽
減される。
Description
系で結像した画像を撮像する固体撮像素子を用いた電子
内視鏡に関する。
確実に滅菌処理することが感染症等を防止するために必
要不可欠になる。洗浄液で消毒や滅菌をする場合は、消
毒作業が煩雑であり、洗浄液の廃液処理に多大な費用が
必要となる欠点がある。
高圧高温水蒸気滅菌(オートクレーブ等)が内視鏡機
器、特に硬性鏡では主流になりつつある。
などの水分が僅かにでも侵入すると、対物光学系に内側
から曇りを生じさせたり、固体撮像素子や固体撮像素子
からの信号を処理する電子部品を搭載した基板などを腐
食させたり、短絡させたりする恐れが生じ、このような
状態で得られる内視鏡画像は画質が著しく低下したもの
になってしまう。
板により構成される撮像ユニットヘの水分の侵入を防
ぎ、構成部材の劣化を防止するための手段が種々提案さ
れている。しかし、撮像ユニットの修理・交換を考慮に
入れた提案はほとんどなされていない。
29050号公報は、先端部本体と固体操像素子を固定
した枠とをシール剤などによって気密に接着固定された
構造をとることにより水分の侵入を防ぐことを可能にし
ている。このように耐性を向上させるためには接着剤や
半田などで撮像ユニットを直接本体に組み付けてしまう
構造になりがちである。
像ユニットが取り出せないため、修理・交換が不可能で
あり、場合によっては裸像ユニットに問題のない修理を
行う際にも新品の撮像ユニットを使用して修理を行わな
ければならなくなり、修理費のコストアップという問題
も生じる。
号公報は、対物光学系が取り付けられたレンズ枠にCC
Dが取り付けられたCCD枠を気密に連結固定し、CC
Dおよび硬質基板と撮像ケーブルの接続部の周囲はCC
D枠の外周面でその先端が気密的に連結した金属枠で覆
い、この金属枠の後端側は撮像ケーブルの保護チューブ
をかしめて圧着固定する金属環の外周面において半田に
より気密的に固定する構造にしている。
枠と金属枠などを半田で接合するため、接合時にかなり
の温度がレンズやCCDにかかってしまい歪みや劣化が
生じる。特にCCDは熱に弱いため、なるべくレンズや
CCDから離れた場所での半田接合が必要である。
であり、高圧高温水蒸気滅菌等を行う場合にも、撮像ユ
ニットを気密に保たれた空間に保持でき、容易に撮像ユ
ニットの修理・交換ができ、固体撮像素子やレンズヘの
熱による影響も軽減することのできる電子内視鏡を提供
することを目的としている。
入部の先端に配置された硬質の先端部本体と、前記先端
部本体に設けられた装着孔の先端に気密に固着された光
学部品と、前記先端部本体の装着孔の後端側より挿入さ
れ固定された被写体像を結像する対物光学系と、前記対
物光学系で結像された画像を撮像する固体撮像素子と前
記固体撮像素子からの信号を処理し伝送するための基板
とを有する撮像ユニットと、前記撮像ユニットより得ら
れた画像を伝送する可撓性を有する撮像ケーブルと、一
端を前記先端部本体に気密に固着し他端を前記撮像ケー
ブルの撮像ユニット側端部に気密に固着した金属枠とを
備えて構成される。
の実施の形態について述べる。
発明の第1の実施の形態に係わり、図1は電子内視鏡の
構成を示す構成図、図2は図1の電子内視鏡の先端部の
構成を示す断面図、図3は図2の先端部光学部品の第1
の変形例の構成を示す図、図4は図2の先端部光学部品
の第2の変形例の構成を示す図、図5は図2の先端部光
学部品の第3の変形例の構成を示す図、図6は図2の先
端部光学部品の第4の変形例の構成を示す図、図7は図
2の先端部光学部品の第5の変形例の構成を示す第1の
図、図8は図2の先端部光学部品の第5の変形例の構成
を示す第2の図、図9は図2の対物ユニットの第1の変
形例の構成を示す図、図10は図2の対物ユニットの第
2の変形例の構成を示す図、図11は図2の対物ユニッ
トの第3の変形例の構成を示す図、図12は図2の対物
ユニットの第4の変形例の構成を示す図、図13は図2
の対物ユニットの第5の変形例の構成を示す図、図14
は図2の対物ユニットの第6の変形例の構成を示す図で
ある。
電子内視鏡1は、細長な挿入部2と、この挿入部2の手
元側に連設され術者が把持して種々の操作を行う操作部
3と、この操作部3から延設したユニバーサルコード4
とを有している。
ネクタ部5が設けられており、図示しない光源装置、C
CU(カメラコントロールユニット)に接続されるよう
になっている。
6が接続され、CCUにはカメラコネクタ7が接続され
るようになっている。
た可撓性を有する可撓管10と、前記可撓管の先端に連
設された湾曲部9と、前記湾曲部9の先端に連設された
先端部8とから構成されている。また、操作部3には、
湾曲操作レバー11と、鉗子等の処置具を挿入する処置
具挿入口12などが設けられている。
製の先端部本体13と、先端カバー14と、前記先端部
本体13の先端側に設けられた装着孔13aの先端側か
ら挿入され固定された先端部光学部品15と、前記先端
部本体に設けられた装着孔13bの後端側から挿入され
固定された撮像ユニット16と、前記撮像ユニット16
から信号を送る可撓性を有する保護チューブ18で覆わ
れた撮像ケーブル17と、前記保護チューブ18の撮像
ユニット側端部に圧着固定された金属環19と、一端を
前記先端部本体13の後端面に他端を前記金属環19の
外側面にそれぞれ固定された金属枠20とを備えてい
る。
学部品15および撮像ユニット16が装着できるように
装着孔13a、13b、13cが形成されている。尚、
先端側の前記先端光学部品15との嵌合部には半田付
け、ロー付けをよりし易くするため、金メッキ、ニッケ
ルメッキ等のメタルコートを施してもよい。
外に絶縁の役目も果たしており、材質は絶縁性、耐熱性
および耐水性を有するプラスチックである。
半田付けやロー付けを可能とするための金メッキ、ニッ
ケルメッキ等のメタルコート21が施されている。この
メタルコート21を介して前記先端部本体と半田22よ
り気密接合されている。
板ガラスに限らず、凹凸部分をもつレンズ等でもよい。
る対物ユニット23と、前記対物ユニット23に嵌合し
て固定された固体撮像素子固定枠24にカバーレンズ2
5およびガラスリッド26を介して固定され対物ユニッ
ト23の結像位置に位置決めされる固体撮像素子27
と、前記固体撮像素子27からの電気信号の処理と撮像
ケーブル17に信号を伝送するための電子部品を搭載し
た基板28とで構成され、前記先端部本体13から容易
に取り外せるよう図示しないネジ等で固定されている。
像素子27および前記基板28は、固体撮像素子固定枠
24と嵌合したシールド枠29に覆われており、その内
部は絶縁性の封止剤30で充填され、前記基板28や前
記撮像ケーブル17を固定している。
剤を用いることによりさらに水分の浸入がし難い構造に
なる。また、前記固体撮像素子固定枠24から前記シー
ルド枠29、前記金属環19の前側を覆っている熱収縮
チューブ31は、前記シールド枠29内に充填した封止
剤30の流れ出しを防止していると共に、固体撮像素子
や電子部品などに水分の侵入を軽減する効果もある。
に先端側からレンズ23b、光線絞り23c、平板ガラ
ス23d、レンズ23e、間隔環23f、フィルタ23
g、間隔環23h、レンズ23iの順番で配置し、先端
のレンズ23bと後端のレンズ23iでレンズ枠23a
に接着剤により全周接着43されている。
ズ23b、光線絞り23c、平板ガラス23dの3つ部
材は先端側から、レンズ23e、間隔環23f、フィル
タ23g、間隔環23h、レンズ23iの5つの部材は
後端側から挿入され組み付けられている。
ト16内の基板28からの信号を伝送するためのもので
あり、挿入部2内を経て操作部3からユニバーサルケー
ブル4内を挿通されてコネクタ部5の側部に設けたカメ
ラコネクタ7に接続される。
ら芯線、絶縁被覆、シールド線、絶縁被覆を有する同軸
線17aを複数本束ね、前記束ねられた同軸線17a
は、さらに絶縁被覆、総合シールド線17b、絶縁被覆
で構成されている。
ル17を保護するためのもので可撓性を有する。その先
端部付近には金属環19が取り付けられている。
前記撮像ケーブル17の総合シールド線17cと気密性
のある半田32により全周に渡り接合されており、金属
環19と保護チューブ18の間隙からの水分の侵入を防
止している。また、金属環19を保護チューブ18にか
しめて圧着固定することにより、軟性の保護チューブ1
8に金属環19が食い込み、さらに気密性が高まる。
をしており、一端を前記先端部本体13の後端面の装着
孔13cを塞ぐように、他端を前記金属環19の外側面
に沿うように形成されており、先端部本体13と金属環
19とを気密性のある半田33、34によりそれぞれ全
周に渡り接合されている。
体13と撮像ケーブル17の結合シールド17cとを気
密性のある半田により全周に渡り接合されていてもよ
い。
は、先端部本体13と先端部光学部品15と金属枠20
と金属環19により気密が保たれた空間内に保持され、
前記撮像ユニット16内の部材への水分の侵入による劣
化を防ぐことが可能になる。
する際は前記金属枠20の半田33、34をはずすか、
金属枠20を壊すことにより容易に前記撮像ユニット1
6の取り出しが可能になる。
19の外周面と前記先端本体13の後端面であるため、
対物ユニット22や固体撮像素子27から熱伝導的に離
れた場所であるため、熱によるレンズや固体撮像素子へ
の影響も軽減される。
〜図8に示す構成をとることも可能である。以下に図を
用いて説明する。
上段外周15aの外径より後端側下段外周15bの外径
が小さい段構造のレンズである。このレンズの先端側上
段外周15aのメタルコート21を介して先端部本体1
3の装着孔13aに半田22により気密接合されてい
る。先端側上段外周15aにのみメタルコート21を施
すことにより、フレアの発生源であるメタルコート21
の面積を減らすと共に、後端側下段側面15b、先端側
上段底面15cおよび後端側下段底面15dに酸化クロ
ムやセラミック等の低反射コート35を施すことによ
り、不要光36が遮断・吸収されフレアを軽減できる。
光学部品37の後端面を凹状に形成し、その凹部の内径
と同径の第2の光学部品38を嵌合する構造である。第
1の光学部品3の外周にはメタルコート21が施されて
おり、その範囲は、第2の光学部品38との嵌合長
(A)≧メタルコート長(B)の関係になっている。こ
のメタルコート21を介して先端部本体13と半田22
により気密接合されている。また、第2の光学部品38
の外周には低反射コート35が施されており、これによ
り不要光36が遮られフレアを防止できる。尚、第1の
光学部材37と第2の光学部材38とを黒色の接着剤を
用いて嵌合し、低反射コートのかわりとしてもよい。
光学部品15の後端面を凹状に形成し、その凹部の内径
と同外径をもつ対物ユニット23のレンズ枠23aを嵌
合する構造である。先端部光学部品15の外周にはメタ
ルコート21が施されており、その範囲は、レンズ枠2
3aとの嵌合長(A)≧メタルコート長(B)になって
いる。このメタルコート21を介して先端部本体13と
半田22により気密接合されている。このレンズ枠23
aにより不要光36が遮られフレアを防止できる。
面取り面15eにのみメタルコート21を施してあるレ
ンズである。このメタルコート21を介して先端部本体
13と半田22により気密接合されている。このためフ
レアの発生源であるメタルコート21の面積も狭く、フ
レアの発生し難い構造である。また、側面には低反射コ
ート35が施されており、これにより不要光36が吸収
されフレアを軽減できる。
外周面がテーパ状になっており、メタルコート21が施
されている。このメタルコート21を介して先端部本体
13と半田22により気密接合されている。このテーパ
部39の角度は、対物光学系により予測されるフレアを
逃がすように適宜設定されている。これにより不要光3
6が逃がされフレアを軽減できる。
せて、先端部本体13にも同様にテーパ状に形成されて
いる。また、光線絞り40は、先端部光学部品15の後
端面に固定されている。
図14に示す構成をとることも可能である。以下に図を
用いて説明する。
ンズ23bと前記レンズ23bと略同外径の平板ガラス
23dが接合接着42され、前記接着されたレンズはレ
ンズ枠23aに挿入し、全周接着43されている。これ
により、水分が球欠面41に到達するまでの経路が全て
封止剤で塞がれるため水分の侵入が軽減され、レンズ曇
りし難くなる。
レンズ23bと前記レンズ23bより外形が小さく、前
面に蒸着による光線絞り44が形成されている平板ガラ
ス23dが芯を合わせて接合接着42され、前記レンズ
23bの裏面から前記平板ガラス23dの外周面にかけ
て全周に補強接着45が施され、前記接着されたレンズ
はレンズ枠23aに挿入し、全周接着43されている。
これにより、水分が球欠面41に到達するまでの経路が
全て封止剤で塞がれるため水分の侵入が軽減され、レン
ズ曇りし難くなる。
後端側が凹面になっているレンズ23bと前記レンズ2
3bの凹面の内径と略同径になるように形成された光線
絞り23cと平板ガラス23dを前記レンズ23bに嵌
合・接合接着42され、前記レンズ23bの裏面から前
記平板ガラス23dの外周面にかけて全周に補強接着4
5が施され、前記接着されたレンズはレンズ枠23aに
挿入し、全周接着43されている。これにより、水分が
球欠面41に到達するまでの経路が全て封止剤で塞がれ
るため水分の侵入が軽減され、レンズ曇りし難くなる。
後端側を2段に形成し、その段差部46外周面にメタコ
ート21が施されたレンズ23bと、同様に先端側を2
段に形成し、その段差部46外周面にメタコート21が
施された平板ガラス23dの間に光線絞り23cが挟ま
れ、メタルコート21を介して半田47により気密接合
され、前記接合されたレンズをレンズ枠23aに挿入
し、全周接着41されている。
周および段差部は略同径になっている。これにより、レ
ンズ23bと平板ガラス23dで囲まれた空間は気密に
なるため水分の侵入によるレンズ曇りはなくなる。
後端側平面部にメタルコート21が施されたレンズ23
bと前記レンズ23bより外径が小さく、外周面にメタ
ルコート21が施され、前面には蒸着による光線絞り4
4が形成されている平板ガラス23dをと芯を合わせた
状態で両者のメタルコート21を介して半田47により
気密接合され、前記接合されたレンズはレンズ枠23a
に挿入し、全周接着47されている。これにより、レン
ズ23bと平板ガラス23dで囲まれた空間は気密にな
るため水分の侵入によるレンズ曇りはなくなる。
前側が小径部48、後側が大径部49、その間がテーパ
状のテーパ部50に形成され、前記テーパ部50にメタ
ルコート21が施されたレンズ23bにレンズ枠23a
の一部を前記テーパ部50に沿ってかしめられ、この部
分を半田47により気密接合されている。これにより、
対物ユニットの先端からの水分の侵入がなくなり、レン
ズ曇りし難くなる。また、テーパ部50にメタルコート
21を施しているため、視野外からの入射光によるフレ
アに対して有利になる。
の実施の形態に係る電子内視鏡の先端部の構成を示す断
面図である。
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
ニット16と金属枠20の構造が第1の実施の形態と異
なる。
すように、前記撮像ユニット16は、被写体を結像する
対物ユニット23と、前記対物ユニットに嵌合して固定
された固体操像素子固定枠24にカバーレンズ25およ
びプリズム51を介して固定され、前記対物ユニット2
3の結像位置に位置決めされる固体撮像素子27と、前
記固体撮像素子27からの電気信号の処理と撮像ケーブ
ル17に信号を伝送するための電子部品を搭載した基板
28とで構成され、前記先端部本体13から容易に取り
外せるよう図示しないネジ等で固定されている。
内のプリズム51後部の空間を金属枠20の一部を大き
くすることで補完している。これは、一般的に、気密に
密閉する際は密閉する空間内に水分が入らないように接
合するが、撮像ユニット空間が小さい程、総水分量が少
なくなり、前記撮像ユニット16内の水分の浸入による
劣化や対物ユニット23のレンズ曇りに対し有利にな
る。尚、金属枠20には、前記金属枠を一周するように
肉薄部20aが形成されており、この部分で容易に壊せ
るようになっている。
ど、構造上、撮像ユニット自体で気密構造を取り難い撮
像ユニットにおいても、先端部本体と先端部光学部品と
金属枠と金属環と撮像ケーブルにより気密が保たれた空
間内に保持され、撮像ユニット内の部材への水分の侵入
による劣化を防ぐことが可能になる。その他の効果は第
1の実施の形態と同様である。
像ユニットは気密に保たれた空間に保持され、撮像ユニ
ット自体を特に気密構造に改良しなくても水分の侵入に
よる劣化やレンズ曇りが防止でき、容易に撮像ユニット
の修理・交換ができ、固体撮像素子やレンズヘの熱によ
る影響も軽減できる。
圧高温水蒸気滅菌等を行う場合にも、撮像ユニットを気
密に保たれた空間に保持でき、容易に撮像ユニットの修
理・交換ができ、固体撮像素子やレンズヘの熱による影
響も軽減することができるという効果がある。
構成を示す構成図
示す図
示す図
示す図
示す図
示す第1の図
示す第2の図
す図
示す図
示す図
示す図
示す図
示す図
の先端部の構成を示す断面図
Claims (3)
- 【請求項1】 挿入部の先端に配置された硬質の先端部
本体と、 前記先端部本体に設けられた装着孔の先端に気密に固着
された光学部品と、 前記先端部本体の装着孔の後端側より挿入され固定され
た被写体像を結像する対物光学系と、 前記対物光学系で結像された画像を撮像する固体撮像素
子と前記固体撮像素子からの信号を処理し伝送するため
の基板とを有する撮像ユニットと、 前記撮像ユニットより得られた画像を伝送する可撓性を
有する撮像ケーブルと、 一端を前記先端部本体に気密に固着し他端を前記撮像ケ
ーブルの撮像ユニット側端部に気密に固着した金属枠と
を具備したことを特徴とする電子内視鏡。 - 【請求項2】 前記撮像ケーブルの撮像ユニット側端部
に圧着固定された金属環を有し、一端を前記先端部本体
に気密に固着し他端を前記金属枠に気密に固着したこと
を特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡。 - 【請求項3】 前記金属枠の一部に肉薄部分を設けたこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の電子内視鏡。
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