JP2003260029A - 内視鏡 - Google Patents
内視鏡Info
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Abstract
かつ簡単・安価・強固な構造で内視鏡先端部と固体撮像
素子との間の電気的絶縁対策を確実にとることができる
内視鏡を提供することを目的としている。 【解決手段】本発明は、挿入部2の先端部8に、固体撮
像素子23を保持する先端部本体29と、この先端部本
体29に組み付けられる先端枠35と、この先端枠35
の外側に配置される外装用先端筒部材36とを備え、上
記先端部本体29を電気的絶縁性のある素材で形成し
た。
Description
像素子を設けた電子式内視鏡に関する。
する部位である操作部、体腔内に挿入する部位である挿
入部及び上記操作部から延出したユニバーサルコードに
設けられたコネクタを備えて構成される。内視鏡を使用
するときは上記コネクタを光源装置や画像処理装置に接
続する。挿入部の先端部位には体腔内を照明する照明光
を導入するライトガイドや体腔内視野を撮像する撮像ユ
ニット等が設けられ、照明した体腔内視野を撮像してそ
の像をモニタ等に表示して観察するようになっている。
はその強度上金属で作られる。このため、何らの電気的
絶縁処理を施さないと、体腔内で電気メス等の高周波処
置具と併用して患部の処置を行うとき、高周波処置具の
電極に接触している体液に高周波処置具に流れている高
周波電流が漏洩し、この体液を通して漏洩した高周波電
流が挿入部先端金属部分の露出箇所より内視鏡に流れ込
み、操作部側へ流れてしまい、焼灼部位に十分な高周波
電流が流れず、有効な処置ができない。また、固体撮像
素子に高周波電流が流れた場合にはその固体撮像素子自
体に異常をきたす虞がある。
例えば、特開平8−299258号公報に示されるよう
に金属製の先端部材および挿入部外周を絶縁カバーおよ
び外装チューブで完全に覆うことで電気的に絶縁した
り、特開2001−46322号公報に示されるように
固体撮像素子と先端部材との間にセラミック製の絶縁枠
を介在して設けて電気的に絶縁するようにしたり、ある
いは特開昭63−313970号公報に示されるように
先端部材全体を一体にモールド成形したものが知られて
いる。
8−299258号公報に示される方式では先端部材お
よび挿入部外周に絶縁部材を被覆するものであるため、
その絶縁部材の厚み分、先端部が肉増しになる。また、
その結果、挿入部の先端面から湾曲部までの先端硬質長
が長くなったり、挿入部外径が太くなったりして、内視
鏡の操作使用上、不利な構造になっていた。また、絶縁
部材を被覆する方式であるため、部品数が増え、また、
それらの組立作業が煩雑になるなどのデメリットもあっ
た。
る方式では先端部材に固定された金属製のレンズ枠と固
体撮像素子の両者を、別部材の絶縁枠を介して連結固定
するため、絶縁枠はそれ自体の強度を持たせるようその
厚肉を厚く形成する必要が生じる。その結果、撮像ユニ
ット自体が大型化してしまい、挿入部を細径化するには
不利な構造であった。また、この形式ではレンズ枠と固
体撮像素子とは正確に位置決めして接合する必要がある
ため、絶縁枠を含む各部品に高度の寸法精度が要求さ
れ、部品原価が高くなるなどのデメリットもあった。
る方式では先端部本体全体が樹脂で一体にモールド成形
したものであるため、先端部本体の強度が一般に乏しく
なり、耐性上、問題がある。
あり、挿入部の外径を太くすることなく、かつ簡単・安
価・強固な構造で内視鏡先端部と固体撮像素子との間の
電気的絶縁対策を確実にとることができ、また、挿入部
の先端部における限られた面積の中に、照明光を導光す
るライトガイドを効率よく配置可能であり、挿入部の細
径化も同時に達成することのできる内視鏡を提供するこ
とを目的としている。
固体撮像素子を挿入部先端に設けた内視鏡において、上
記挿入部先端は、固体撮像素子を保持する先端部本体
と、この先端部本体に組み付けられる先端枠と、この先
端枠の外側に配置される外装用先端筒部材とを備え、少
なくとも上記先端部本体を電気的絶縁性のある素材で形
成したことを特徴とするもの。請求項2に係る発明は、
上記先端枠と上記先端筒部材を金属製の円筒部品で構成
するとともに、上記先端枠の内部に上記先端部本体を配
置したことを特徴とする請求項1の内視鏡である。請求
項3に係る発明は、上記先端枠と上記先端部本体を組み
合わせたとき、その部材間に形成した空間にライトガイ
ドを配置したことを特徴とする請求項1または請求項2
の内視鏡である。このような構成によって、本発明は、
簡単・安価・強固な構造で、挿入部先端と固体撮像素子
の確実な絶縁効果を得るとともに、挿入部の細径化も同
時に達成可能とする。
を、図1乃至図11を参照して具体的に説明する。
斜視図、図2はその内視鏡の挿入部先端面を拡大して示
す正面図、図3はその挿入部の先端近傍部分をその長手
方向に沿って図2のA−A線沿う面で縦断して示す断面
図、図4は上記挿入部の先端近傍部分をその長手方向に
沿って図2のB−O線に沿う面で縦断して示す断面図、
図5は上記挿入部を図3のC−C線に沿う面で横断して
示す断面図、図6は上記挿入部を図3のD−D線に沿う
面で横断して示す断面図、図7は上記挿入部を図3のE
−E線に沿う面で横断して示す断面図、図8は上記挿入
部の先端部材と湾曲管との接合部における部分を図7の
矢視Fの向きから見た外観図、図9は上記挿入部の先端
近傍部分をその長手方向に沿って図5のO−F線に沿う
面で縦断して示す断面図、図10は上記挿入部の先端に
おける位置決めピンを図9の矢視Gの向きから見た図、
図11は上記挿入部の先端部品を分解して示す斜視図で
ある。
視鏡1は例えば先端部側にCCD等の固体撮像素子を有
する撮像ユニットを内蔵した細長な挿入部2と、この挿
入部2の基端に設けられた把持部を兼ねる操作部3と、
この操作部3の基端側から延設されたユニバーサルケー
ブル4と、このユニバーサルケーブル4の後端部に設け
られ図示しない光源装置に接続されるライトガイドコネ
クタ5と、このライトガイドコネクタ5の側壁部から延
出されたカメラケーブル6と、このカメラケーブル6の
延出先端部に設けられ図示しないカメラコントロールユ
ニット(以下CCUと呼ぶ)に接続されるカメラコネク
タ7とを主な部分として構成されている。尚、上記カメ
ラコネクタ7が接続される図示しないCCUには図示し
ないモニタが接続されるようになっていて、被検部の光
学像を撮像ユニットの固体撮像素子で撮像した後、上記
CCUで信号処理し、上記モニタでその被検部の画像を
表示するようになっている。
け、この先端部8の基端に隣接して湾曲自在な湾曲部9
を連設しており、さらに湾曲部9の基端に隣接して長尺
で硬性の硬性部10を連設した構成である。上記操作部
3は硬性部10の基端に連結される。操作部3の挿入部
側部位は術者が内視鏡1を把持する把持部としてのグリ
ップ11を構成している。グリップ11よりも手元側に
位置する操作部3の部分には上記湾曲部9を異なる向き
にそれぞれ湾曲操作するための2つの湾曲操作レバー1
2a,12bが設けられている。これらの湾曲操作レバ
ー12a,12bをそれぞれ回動する操作を行なうこと
で、上記湾曲部9を湾曲することができる。上記湾曲操
作レバー12a,12bに隣接する位置にはその湾曲操
作レバー12a,12bを所望の位置で固定(すなわち
湾曲状態を所望の状態で固定)するための湾曲固定レバ
ー13a(湾曲操作レバー12bに対する湾曲固定レバ
ー13bについては不図示)が設けられている。上記グ
リップ11には図示しないVTRなどの映像記録装置や
図示しないCCUなどを遠隔操作する複数のリモートス
イッチ14が設けられている。
内視鏡本体の内外の連通状態を選択可能な通気口金15
が設けられていて、この通気口金15より内視鏡本体内
に空気を供給し、内視鏡1を水中に浸漬することにより
気泡の漏れ等によって内視鏡1の水漏れ検査できるよう
になっている。通気口金15は通常、閉塞されており、
これによって内視鏡1の内部に水が浸入しない水密な状
態にある。
しての保護シース16が装着できる。この保護シース1
6は可撓性の高いチューブ状のシース17の部分と、そ
のシース17の基端部に設けられた口元部18の部分と
から成る。上記挿入部2の先端部8を上記口元部18の
開口部分より差し込んで挿入部2をシース17内に挿通
させ、口元部18の開口端部内面に設けた係合凸部19
をグリップ11の先端側に設けたグリップ凸部20を乗
り越えて操作部3に係合させることで保護シース16を
内視鏡1に装着した状態で固定できるようになってい
る。
先端部8には体腔内の被検部を照明するための照明光を
導光して先端面に固定した照明窓21から照明光を被検
部に照射する照明光学系としてのライトガイド22と、
このライトガイド22からの照明光で照明された被検部
の光学像を取り入れ、CCD等の固体撮像素子23に結
像させる対物光学系として、レンズ群24を金属製のレ
ンズ枠25に組み込んだ構成の対物レンズ系26と、上
記固体撮像素子23を内蔵した撮像部27を備えた撮像
ユニット28とが設置されている。このライトガイド2
2と撮像ユニット28はいずれも上記先端部8の先端部
本体29に固定されている。ここで、ライトガイド22
は例えばライトガイドファイバ束によって形成され、そ
のファイバ束の断面形状はその端部近傍を接着剤などを
用いて規定の形状に成形し、その他は変形自在なもので
ある。
ニット外径を小さく、かつ強度をもたせるため、金属製
の薄肉円管部材31より構成される。上記撮像ユニット
28の外周面は例えば樹脂製の電気的絶縁性チューブ3
2で被覆されており、このチューブ32で外装金属部と
の電気的絶縁をとっている。
撮像素子23の後ろ側には電子回路基板33を介して撮
像ケーブル34が接続されている。この撮像ケーブル3
4は内視鏡1の挿入部2、操作部3、ユニバーサルケー
ブル4、ライトガイドコネクタ5及びカメラケーブル6
内を通じて、上記カメラコネクタ7に導かれ、そのカメ
ラコネクタ7により図示しないビデオプロセッサ等に接
続される。
部8の基体は大きく分けて、上記先端部本体29と、こ
の先端部本体29に被嵌される略円筒状の先端枠35
と、この先端枠35に外装部分として被嵌される略円筒
状の先端円筒部材36の3つの先端部品により構成され
ている。
どの電気的導電性の無い素材により形成されている。先
端部本体29の略中央には上記撮像ユニット28の先端
部分を嵌入して、上記撮像ユニット28を水密的に固定
する対物収納孔37が形成されている。図3及び図5に
示すように、先端部本体29には対物収納孔37に直交
するようにネジ孔38が形成されており、そのネジ孔3
8には先端部本体29の下方からビス39がねじ込ま
れ、このビス39によって撮像ユニット28を先端部本
体29に固定する。このビス固定後はねじ込み部の水密
を確保するため、残ったネジ孔38内には充填材41を
密に充填する。
周部には接着剤などで断面形状を略矩形の形状に成形す
ることにより上記ライトガイド22の端部が配置される
略矩形溝のライトガイド受け部29bが形成されてい
る。また、挿入部2の先端面として外部に露出する面側
の、上記ライトガイド受け部29bが形成された位置に
は平板ガラスより成る照明窓21を落とし込むための段
部29dが形成されている。この段部29dが切り欠か
れていない部分はフランジ状の部分として残り、このフ
ランジ部29eは上記先端枠35を組み付ける際の突き
当て位置決め部となる。また、図11に示すように先端
部本体29の他の外周部には上記3部品の位置決め用と
してのピン40を係入する位置決め穴29cが所定の位
置に設けられている。
を成し、その一端は段付き肉厚部35cとし、その開口
部には上記先端部本体29を嵌入したとき、各々の端部
が同面となるよう先端部本体29のフランジ部29eが
当接する当接部35aを形成している。他端側からは一
定幅のスリット状の切欠き部35bを設け、図6に示す
ように撮像ユニット28の最大外径の周辺部分を入り込
ませて撮像ユニット28と先端枠35の干渉を無くし、
挿入部外径寸法を小さく抑えている。さらに先端枠35
には上記ピン40を係入させる穴35dが所定の位置に
設けられていて、上記ピン40により、先端部本体29
と先端枠35の位置を決めるようになっている。
は金属製の薄肉円管状を成しており、その先端側筒状部
分は上記先端枠35の外周にぴったりと嵌入する内径の
太径筒部36aとなっている。先端円筒部材36の後端
側部分は段付きの細径部36bとなっている。先端円筒
部材36の太径筒部36aにおける先端部分にはスリッ
ト36cが形成されている。上記スリット36cの幅は
上記ピン40の細径部40aの直径と略等しい。そし
て、先端円筒部材36内に先端枠35を嵌入させ、先端
円筒部材36の先端が先端枠35の肉厚部35cの段付
き部に当接する際、先端円筒部材36のスリット36c
に上記ピン40の細径部40aを係入させるようにして
相互の位置関係を決めるようになっている。
上記ピン40を先端部本体29と先端枠35の位置決め
穴35dに嵌め込んだのち、上記先端枠35の外周面に
突き出した上記ピン40の細径部40aを、その直径と
略等しい幅のスリット36cに係入させるようにして先
端円筒部材36を先端枠35に組み付けることにより、
上記3つの先端部品相互の位置を決めると共に上記ピン
40の脱落を防止する。さらに上記ピン40は先端部本
体29が先端枠35から脱落することを防止する。な
お、先端枠35と先端円筒部材36との接合は両者の嵌
合長さを十分にとることによって接着面積を増し、両者
の接着強度を確保する。
き細径部36bを成しているが、この段付き細径部36
bには図3に示すように挿入部2の湾曲部9の外装芯部
材を構成する節輪43の最先端に位置するものの一端部
分が嵌合しており、さらに両者は接着固定される。この
とき、図7及び図11に示すように、節輪43に内嵌す
る段付き細径部36bの所定位置にはカシメ孔44が設
けられており、細径部36bに外嵌する上記節輪43の
同位置部分をU字状に切欠くことによって節輪43に舌
片45を設ける(図8を参照)。この舌片45は図7の
ように上記カシメ孔44に係入するように内側に折り曲
げる。上記カシメ孔44に舌片45を係止しているた
め、万一、部品同士の接着部が剥離することがあっても
部品同士が離脱することが無い。
って舌部が設けられるため、上記先端円筒部材36と上
記節輪43の嵌合代を短く構成し、結果として先端硬質
長の短縮を図ることができる。仮に、舌片45の舌部を
挿入部2の長手方向に設けると、充分な折り曲げ代を確
保するために嵌合代は舌片45の長さに必然的に合わせ
て長くする必要がある。この場合、節輪43の開口端が
舌片45の折曲げ部に近いと、開口部が変形してしまう
虞があるため、さらに長手方向に十分な余裕が必要とな
る。
端部分を固定したライトガイド22はその基端が上記ラ
イトガイドコネクタ5に固定され、図示しない光源装置
からの照明光をそのライトガイド22を通じて挿入部先
端まで導光する。ライトガイド22の先端部分は左右に
分かれて上記先端部本体29の略矩形溝のライトガイド
受け部29b内に密な状態でそれぞれ配置される。上記
先端部本体29と上記先端枠35とで構成される凹部空
間内に配置される。つまり、上記先端部本体29と上記
先端枠35を組み合わせたとき、その部材間に位置して
形成される空間内に照明用のファイバー束のライトガイ
ド22が密に配置される。
り込まれた照明光は先端部8の端部において上記先端部
本体29と上記先端枠35とで構成される凹部(すなわ
ち上記ライトガイド22の出射端部)に接着固定された
照明窓21(図2を参照)を通して被検部に出射され
る。
イトガイド22は挿入部2の先端部8に配置されるが、
この場合、先端枠35の内部において、上記撮像ユニッ
ト28を避けた部位及び空間を利用して効率良く配置さ
れるため、挿入部2の細径化を達成する。また、ライト
ガイド22を略矩形(扁平)に成形することで、先端部
8内のデットスペースをより少なくすることができる。
さらに図4に示すように撮像ユニット28の最大外径部
分を避けるように長手方向に沿ってライトガイド成形部
をS字状にして配置し、その組立性を向上させている。
また、ライトガイド22の成形部に組立時や湾曲操作時
のストレスがかかってもライトガイド22の素線を折れ
にくくするために先端枠35の長手方向全長にわたり、
その先端枠35の内周面とライトガイド22との側面を
接着固定するようにする。
するためにはその先端部8にライトガイド成形部と略同
形状の挿通孔が必要になるが、本実施形態においては先
端部本体29と先端枠35の2部品の組み合せにより出
来る空間を利用して矩形(或いは円形以外の異形)の挿
通孔を形成している。
高周波処置具を用い、治療を行う。高周波処置具の通電
中、内視鏡1の挿入部2が患者の組織に触れても、内視
鏡1の先端部8と撮像ユニット28とは非導電性の先端
部本体29が介在しているので、撮像ユニット28を経
由して内視鏡側に高周波電流が漏洩することが無い。ま
た、挿入部外装金属はコネクタ部で電気的に絶縁されて
いるため、光源装置あるいはビデオプロセッサに高周波
電流が漏洩することがない。
複数の部品で構成し、また、撮像ユニット28を保持す
る先端部品としての先端部本体29を電気的絶縁部材で
構成したことにより、挿入部外装と撮像ユニット28の
間に確実な絶縁効果が得られるため、安全・確実な高周
波処置が可能となる。さらに、挿入部先端や挿入部外周
に絶縁被覆部材を設ける必要がないので、先端硬質長を
短くかつ挿入部外径を細くすることができ、内視鏡の操
作性向上につながる。また、従来、撮像ユニット内部に
設けていた寸法精度が要求される絶縁部品が不要となる
ので原価低減や撮像ユニット自体の組立作業の簡略化が
可能となる。
絶縁部材を介在させる必要が無く、薄肉の金属枠で接合
させることができるので挿入部2の細径化が可能とな
る。
電性の先端部本体29を外装する先端枠35や先端円筒
部材36等の先端部品を金属パイプで構成することによ
り、十分な強度を確保することができる。
8におけるスペースの有効利用を計り、略矩形(或いは
円形以外の異形)のライトガイド22を先端部8に配置
させる場合、1部品にライトガイド固定用の挿通孔を精
度良く加工することは非常に難しく、加工コストも高く
なる。しかし、本実施形態においては2部品の接合部分
に略矩形孔を形成するようにしたので、その加工が容易
となり、加工コストが低減される。
るものではなく、他の形態にも適用が可能である。
先端に設けた内視鏡において、上記挿入部先端を複数の
先端部品を組み合せて構成し、そのうち少なくとも上記
固体撮像素子を保持する先端部品を電気的絶縁性のある
素材で形成したことを特徴とする内視鏡。付記項2.上
記挿入部先端を構成する複数部品のうち、外装部分の先
端部品を金属製の円筒部品で構成するとともに、上記固
体撮像素子を保持する先端部品をその金属製の円筒部品
の内部に配置したことを特徴とする付記項1の内視鏡。
付記項3.上記金属製の円筒部品と上記固体撮像素子を
保持する先端部品の組み合わせることによって形成され
る空間に照明用のファイバー束を配置したことを特徴と
する付記項1の内視鏡。
し、相互の組付け状態を規定するための位置決め手段を
設けた付記項1の内視鏡。付記項5.上記位置決め手段
が、太径部と細径部とを有する段付き形状のピン部材
と、これが嵌入あるいは係合する先端部品に設けた孔あ
るいはスリットであり、上記ピン部材の細径部が上記先
端部品の最外装部品に設けたスリットに係入するよう構
成した付記項4の内視鏡。付記項6.先端部品とこれに
連接する挿入部との接合がパイプ状部品の嵌合からな
り、内嵌する部品に設けた孔に対し、外嵌する部品にU
字状のスリットを設けて形成した舌片を折り曲げ、係合
させるようにした付記項1の内視鏡。付記項7.上記舌
片の方向を、上記パイプ状部品の円周方向に設けた付記
項6の内視鏡。
単な構造、少ない部品数で、挿入部外径の細径化を図り
つつ、挿入部外装と撮像ユニットの間の確実な電気的絶
縁を行うことができるという効果がある。
す斜視図である。
して示す正面図である。
分をその長手方向に沿って図2のA−A線沿う面で縦断
して示す断面図である。
って図2のB−O線に沿う面で縦断して示す断面図であ
る。
て示す断面図である。
て示す断面図である。
て示す断面図である。
ける図7の矢視Fの向きから見た外観図である。
って図5のO−F線に沿う面で縦断して示す断面図であ
る。
9の矢視Gの向きから見た図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 固体撮像素子を挿入部先端に設けた内視
鏡において、 上記挿入部先端は、固体撮像素子を保持する先端部本体
と、この先端部本体に組み付けられる先端枠と、この先
端枠の外側に配置される外装用先端筒部材とを備え、少
なくとも上記先端部本体を電気的絶縁性のある素材で形
成したことを特徴とする内視鏡。 - 【請求項2】 上記先端枠と上記先端筒部材を金属製の
円筒部品で構成するとともに、上記先端枠の内部に上記
先端部本体を配置したことを特徴とする請求項1の内視
鏡。 - 【請求項3】 上記先端枠と上記先端部本体を組み合わ
せたとき、その部材間に形成した空間にライトガイドを
配置したことを特徴とする請求項1または請求項2の内
視鏡。
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