JP2007330806A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】先端からの衝撃に対して、２つのレンズ枠の嵌合部での剥離を防止することができる高温高圧水蒸気滅菌に対応した電子内視鏡を提供する。
【解決手段】挿入部の先端部に配置された硬質の先端部本体に配置される複数の光学部品により構成される対物光学系と、対物光学系の最先端に配置される先端光学部品と、を有し、前記先端光学部品と嵌合する部分に半田接合用表面を有し、先端光学部品と半田により固定される第１のレンズ枠と、複数の光学部品を保持し、且つ第１のレンズ枠の内径部に嵌合する嵌合部、及び外側面に先端部本体との固定部とを有し、先端面が先端光学部品の後端面に直接突き当てられる第２のレンズ枠と、先端部本体に設定された、第２のレンズ枠の先端部本体との固定部を突き当てる段差部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体像を対物レンズ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。

従来より、医療用内視鏡の場合、使用した内視鏡を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である。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。

そこで、最近では、煩雑な作業を伴わない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。特に電子内視鏡においては、先端部に湿気などの水分が僅かにでも浸入すると、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。

そのため、対物光学系と固体撮像素子と基板により構成される撮像ユニットへの水分の浸入を防ぎ、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。

特に、撮像ユニット先端部など高温高圧水蒸気が直接影響する部分は特に耐性が要求される。そこで、現在、先端光学部品の接合を半田付け等により気密に接合するといった技術がある。

このような技術の一例として、本件出願人による特願２００１−０６９１０４号に記載の内視鏡では、先端光学部品を半田により保持した第１のレンズ枠にその他のレンズを保持する第２のレンズ枠を嵌合・固定し、第１のレンズ枠と先端部本体とを固定することで撮像ユニット全体を固定している。

しかしながら、特願２００１−０６９１０４号に記載の内視鏡では、先端からの衝撃に対して、先端光学部品を通して、第１のレンズ枠と第２のレンズ枠との嵌合部に力が加わるため、この部分での剥離が生じ、対物レンズユニット内部に水分が浸入する恐れがあった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、先端からの衝撃に対して、２つのレンズ枠の嵌合部での剥離を防止することができる高温高圧水蒸気滅菌に対応した電子内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の電子内視鏡は、挿入部の先端部に配置された硬質の先端部本体と、この先端部本体に配置される複数の光学部品により構成される対物光学系と、前記対物光学系の最先端に配置される先端光学部品と、を有する電子内視鏡において、少なくとも前記先端光学部品と嵌合する部分に半田接合用表面を有し、前記先端光学部品と半田により固定される第１のレンズ枠と、複数の光学部品を保持し、且つ第１のレンズ枠の内径部に嵌合する嵌合部、及び外側面に先端部本体との固定部とを有し、先端面が前記先端光学部品の後端面に直接突き当てられる第２のレンズ枠と、前記先端部本体に設定された、前記第２のレンズ枠の前記先端部本体との固定部を突き当てる段差部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、先端からの衝撃に対して、２つのレンズ枠の嵌合部での剥離を防止することができる高温高圧水蒸気滅菌に対応した電子内視鏡を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は撮像装置としての電子内視鏡の全体構成を示す説明図、図２は電子内視鏡の挿入部の先端部の断面図、図３は撮像ユニットを示す断面図、図４は対物レンズユニットの断面図である。

（構成）
まず、図１を用いて電子内視鏡の全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施の形態の電子内視鏡１は、挿入部２と、操作部３と、ユニバーサルコード４とを有して構成されている。

挿入部２は、体腔内に挿入できるように細長に形成されている。操作部３は、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ようになっている。ユニバーサルコード４は、一端が操作部３に接続され、この操作部３から延設している。

このユニバーサルコード４の他端には、コネクタ部５が設けられている。コネクタ部５には、図示しない光源装置、ＣＣＵ（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。この場合、コネクタ部５には、ライトガイドコネクタ６とカメラコネクタ７が設けられている。光源装置には、ライトガイドコネクタ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。

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。

前記挿入部２は、先端部８と、湾曲部９と、可撓管１０とから構成されている。

可撓管１０は、可撓性を有し、前記操作部３に連設されている。

湾曲部９は、可撓管１０の先端側に設けられ、前記湾曲操作レバー１１の操作により湾曲可能になっている。先端部８は前記湾曲部９の先端に連設されている。

次に、先端部８について図２を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、前記先端部８は、金属製の先端部本体１３と、撮像ユニット１４と、固定用ビス１５と、接着剤１６とを有して構成されている。

撮像ユニット１４は、先端側に、先端光学部品２８と第１のレンズ枠２９と第２のレンズ枠３１とを有する。

固定用ビス１５は、前記先端部本体１３と前記撮像ユニット１４を固定する。接着剤１６は、前記先端部本体１３と前記撮像ユニット１４の先端側の一部を覆う。

前記先端部本体１３は、金属製で、撮像ユニット１４が装着できるように連通する装着孔１３ａ、１３ｂが形成されている。また、前記先端部本体１３は、前記撮像ユニット１４の第２のレンズ枠３１の固定部３１ａが突きあたるように段差部１３cが形成されている。

また、前記先端部本体１３は、前記固定用ビス１５がねじ込まれるようにビス孔１３ｄが形成されている。

前記固定用ビス１５は、前記先端部本体１３のビス孔１３ｄにねじ込まれ、前記撮像ユニット１４の固定部３１ａを前記先端部本体１３の段差部１３ｃとで挟み込むことにより、前記撮像ユニット１４を固定するものである。

また、前記ビス孔１３ｄは、固定用ビス１５により固定した後に透湿性の低い接着剤１０１などが充填され、外部からの水分の浸入を防止するようになっている。さらに、ビス孔１３ｄは、先端カバー１０２により覆われている。

前記接着剤１６は、前記先端部本体１３と前記撮像ユニット１４との嵌合部を覆い、かつ図４に示す対物レンズユニット１７の先端の半田３０ａを覆うように設けてある。これは、嵌合部からの水分の浸入を防ぎ、前記半田３０ａ表面の凹凸をなくすことにより洗浄性を向上させる。また、前記接着剤１６に黒色のものを用いることにより、前記半田３０ａの金属光沢によるフレアの発生を防ぐ効果もある。この場合、前記接着剤１６は透湿性の低く、高温高湿に耐性のある接着剤を使用している。

次に、撮像ユニット１４について図３を用いて詳細に説明する。
図３に示すように、前記撮像ユニット１４は、対物レンズユニット１７と、固体撮像素子固定枠１８と、カバーレンズ１９と、ガラスリッド２０と、固体撮像素子２１と、基板２２とで構成されている。

前記対物レンズユニット１７は固体撮像素子固定枠１８の先端側に嵌合して固定されている。固体撮像素子固定枠１８の後端側にはカバーレンズ１９が嵌合している。カバーレンズ１９の後端側の面にはガラスリッド２０を介して固体撮像素子２１に接続されている。これにより、固体撮像素子２１は、ガラスリッド２０及びカバーレンズ１９を介して固体撮像素子固定枠１８に固定され、対物レンズユニット１７の結像位置に位置決めされている。

基板２２は、固体撮像素子２１に電気的に接続され、固体撮像素子２１からの電気信号の処理と撮像ケーブル２５に信号を伝送するための電子部品を搭載している。

尚、前記撮像ユニット１４内の前記固体撮像素子２１および前記基板２２は、固体撮像素子固定枠１８と嵌合したシールド枠２３に覆われており、その内部は絶縁性の封止剤２６で充填されている。封止剤２６は、前記基板２２や前記撮像ケーブル２５を固定している。

また、前記封止剤２６に透湿性の低い封止剤を用いることにより水分の浸入がし難い構造になる。また、熱収縮チューブ２４は、前記固体撮像素子固定枠１８から前記シールド枠２３、前記撮像ケーブル２５を保護するケーブル保護チューブ２７の先端側までを覆っている。熱収縮チューブ２４は、前記シールド枠２３内に充填した封止剤２６の流れ出しを防止していると共に、固体撮像素子２１や電子部品などに水分の浸入を軽減する効果もある。

前記撮像ケーブル２５は、前記撮像ユニット１４内の基板２２からの信号を伝送するためのものであり、図１に示した挿入部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。

前記撮像ケーブル２５の構造は、中心側から芯線、絶縁被覆、シールド線、絶縁被覆を有する同軸線２５ａを複数本束ね、この束ねられた同軸線２５ａを、さらに絶縁被覆２５ｂ、総合シールド線２５ｃ、絶縁被覆２５ｄで覆って構成されている。

前記保護チューブ２７は、前記撮像ケーブル２５を保護するためのもので可撓性を有する。保護チューブ２７の先端部付近は図示しないが糸縛り等により前記撮像ケーブル２５に固定されている。また、前記保護チューブ２７の先端側は前記熱収縮チューブ２４により覆われている。

次に、対物レンズユニット１７について図４を用いて詳細に説明する。
図４に示すように、前記対物レンズユニット１７は、先端光学部品２８と、第１のレンズ枠２９と、第２のレンズ枠３１と、光学部品群３２とで構成されている。

第１のレンズ枠２９は、前記先端光学部品２８を保持する。光学部品群３２は、先端側から、レンズ３２ａ、絞り３２ｂ、間隔管３２ｃ、レンズ３２ｄ、絞り３２ｅ、レンズ３２ｆ、絞り３２ｇ、間隔管３２ｈ及びレンズ３２ｉを配置して構成されている。

第２のレンズ枠３１は、前記光学部品３２を保持し、前記第１のレンズ枠２９に嵌合し、前記先端光学部品２８の後端面に先端側端部があてつけられている。

尚、本実施の形態では前記第１のレンズ枠２９の後端側端部と前記第２のレンズ枠の固定部３１ａとは、突き当たらないように設計されている。

前記先端光学部品２８は、その外周面に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２８ａが施されている。

先端光学部品２８は、メタルコート２８ａを介して半田３０ａより前記第１のレンズ枠２９と気密接合されている。尚、前記先端光学部品２８の形状は、平板ガラスに限らず、凹凸部分をもつレンズ等でもよい。

前記第１のレンズ枠２９は、前記先端光学部品２８との嵌合部分にメタルコート２９ａが施されている。また、前記第１のレンズ枠２９は、先端側端部にもメタルコート２９ａを施すことにより、半田３０ａの介在する部分を多くして、より確実に前記先端光学部品２８と気密接合を行うことができるようにしている。

また、前記第１のレンズ枠２９の外周面は、半田の流れ出しを防止するためメタルコートを２次加工、またはマスキングによりメタルコートがないように形成してある。

前記第２のレンズ枠３１は、すくなくとも先端側端部と内側面に黒色の低反射表面処理が施されている。また、第２のレンズ枠３１の外側面には固定部３１ａが形成されている。前記光学部品群３２のレンズ３２ａと３２ｉとは全周に渡り接着剤で第２のレンズ枠３１に固定されている。

このような構成により、電子内視鏡１は、挿入部２の先端に配置された硬質の先端部本体１３と、複数の光学部品により構成される対物光学系の光学部品群３２と、前記対物光学系の最先端に配置された先端光学部品２８とを有する。

第１のレンズ枠２９は、前記先端光学部品２８を半田３０ａにより保持し、少なくとも前記先端光学部品２８と嵌合する部分に半田接合用表面を有する。

第２のレンズ枠３１は、前記先端光学部品２８の後端側に配置され、前記第１のレンズ枠２９に嵌合するとともに、前記複数の光学部品を保持する。

前記第２のレンズ枠３１は、該第２のレンズ枠３１の外側面に設けた固定部３１ａで前記先端部本体１３と固定している。

（作用）
以上の構成により、第１の実施の形態では、先端部８の先端からの衝撃は、前記先端光学部品２８、前記第２のレンズ枠３１の固定部３１ａを介して前記先端部本体１３へと伝わるため、前記第１のレンズ枠２９と前記第２のレンズ枠３１の嵌合部分には力が加わらず、この部分の剥離は防止でき、対物レンズユニット内部に水分が浸入することを防止できる。

（効果）
第１の実施の形態によれば、第２のレンズ枠３１は、該第２のレンズ枠３１の外側面に設けた固定部３１ａで前記先端部本体１３と固定したので、第２のレンズ枠３１が前記先端部本体１３に支えられることになり、先端からの衝撃に対して、第１のレンズ枠２９と第２のレンズ枠３１との嵌合部での剥離を防止し、対物レンズユニット１７内部に水分が浸入することを防止でき、高温高圧水蒸気滅菌に対応した電子内視鏡１を提供することができる。

図５は図４に示した先端光学部品の他の例を示す断面図である。
図５に示すように、先端光学部品１２８は、平面１２８ａと凹面１２８ｂをもつ先端光学部品である。

前記先端光学部品１２８の凹面１２８ｂ側の平面および外周面には、光を散乱させる効果のある砂目加工部１２８ｃが施され、その上には、黒色の低反射コート１２８ｄが施され、さらにその上に前記第１のレンズ枠と半田接合を行うためのメタルコート１２８ｅが施されている。

これにより、前記先端光学部品１２８の凹面側１２８ｂの平面および外周面からのフレアを低減できる。尚、フレアの低減の効果が砂目加工のみで許容できる場合は、低反射コート１２８ｄはなくてもよい。また、先端光学部品の形状は、平行平板でも構わない。

また、第１のレンズ枠２９について、図６乃至図１０に示す構成をとることも可能である。

図６乃至図１０はそれぞれ第１のレンズ枠２９の第１乃至第５の例を示す断面図である。

図６乃至図１０に示す第１のレンズ枠２９は、先端光学部品と半田により気密接合に関するもので、特に半田の流れ出しを防止することを目的としている。半田の流れ出しは、第２のレンズ枠３１や先端部本体１３との嵌合に影響があるため制御する必要がある。

図６に示す第１のレンズ枠２９は、その内径部に先端側より径が小さくなるような段差部２９ｂを設けることにより、半田３０ａの流れ出しを防止するものである。

半田は、０．０５ｍｍ程度の段差があると流れ出しを止めることができる。但し、この段差は０．０５ｍｍに限定するものではなく半田作業行程において流れ出しが生じない段差であればよい。

図７に示す第１のレンズ枠２９は、マスキングなどにより前記先端光学部品２８との嵌合する部分と先端部端面のみメタルコート２９ａを施したものである。

半田は、第１のレンズ枠２９の材質にもよるが基本的にメタルコート２９ａのほうが半田の濡れ性がよい。このためメタルコート２９ａがあるところのみ半田が流れるため、半田３０ａの量を制御することによりメタルコートがある部分以外への流れ出しを防止できる。

図８に示す第１のレンズ枠２９は、その内径側の先端光学部品との嵌合部以外の部分２９ｃを２次加工によりメタルコートをなくした構造である。これにより図７と同様の効果が得られる。

図９に示す第１のレンズ枠２９は、その内径側の一部に２次加工により切り欠き２９ｄをいれることによりメタルコートされた部分が寸断され、それより先への半田３０ａの流れ出しを防止することができる。

尚、図６乃至図９に示す第１のレンズ枠２９の外周面は、マスキングや２次加工によりメタルコートがない構造になっている。これは、半田の外周面への流れ出しを防止するものである。

図１０に示す第１のレンズ枠２９は、前記第１のレンズ枠を加工後、メタルコートを施し、２次加工により面取り部２９ｅを形成することによりメタルコートを寸断され、そこから先への半田３０ａの流れ出しを防止するものである。また、このような構造をとれば、マスキングや精度の必要な２次加工が要らないためコストも低減される。

光学部品群３２のレンズ３２ａと第２のレンズ枠３１の構成について、図１１に示す構成をとることも可能である。

図１１は図４に示した光学部品群３２のレンズ３２ａと第２のレンズ枠３１の他の例を示す断面図である。図１２は図１１の示す構造による効果を示すための比較例を示す断面図である。

図１２に示すレンズ３２ａの表面よりも第２のレンズ枠３１の先端側端面が突出している構成では、全周を固定する程度の接着作業は可能であるが、レンズ３２ａの面取り部３２ｋを覆い隠すといった接着作業は、レンズ表面に接着剤が流れ出してしまうため難作業である。しかし、このレンズの面取り部３２ｋの反射を抑えることはフレアを防止・低減するうえで有利でなる。

そこで図１１に示すように、あらかじめ、レンズ３２ａの面取り部３２ｋに黒色の蒸着絞り３２ｍを形成する。これによりレンズ面取り部３２ｋでのフレアの発生を防止でき、前記第２のレンズ枠３１との接着作業も全周を固定する程度であるため作業性も向上する。

撮像ユニット内部への水分の浸入を防止するとともにリペア時の作業性を向上させるために、図１３及び図１４に示す構成をとることも可能である。

図１３は図３に示した撮像ユニットの第１の他の例を示す断面図である。

図１３に示すように、撮像ユニット２１４のケーブル端側は、撮像ケーブル２５の総合シールド２５ｂを長めに残し、外皮上に折り曲げる。そして、折り返した前記総合シールド２５ｂ上に固定環３４を嵌め、その一部をかしめる。この後に、前記固定環３４の両端と前記総合シールド２５ｂを半田３０ｂにより接合し、それからシールド枠２３と前記固定環３４を全周にわたり半田３０ｃにより気密に接合を行う。

尚、前記シールド枠２３と固体撮像素子枠１８も半田３０ｄにより接合されている。これにより、ケーブル端側からの撮像ユニット１４内部への水分の浸入を防ぐことができ、電子部品などの劣化を防止できる。

図１４は図３に示した撮像ユニットの第２の他の例を示す断面図である。
図１４に示すように、撮像ユニット２２４のケーブル端側は、撮像ケーブル２５の総合シールド２５ｂをシールド枠２３の後端に配置したシールド抑え３５の後端面側に放射状に配置し半田３０ｅにより気密に接合する。

前記シールド抑え３５と前記シールド枠２３、前記シールド枠と固体撮像素子枠１８も半田３０ｆ、３０ｄにより気密に接合されている。これにより、ケーブル端側からの撮像ユニット２２４内部への水分の浸入を防ぐことができ、電子部品などの劣化を防止できる。

図１５及び図１６は図３に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の第１の他の例を示し、図１５は撮像ユニットと先端部本体の接続前の状態を示す断面図、図１６は撮像ユニットと先端部本体の接続後の状態を示す断面図である。

図１５に示すように、前記先端部本体１１３は、前記撮像ユニット１４を挟み込めるように第１の先端部本体１１３ｅと第２の先端部本体１１３ｆの２体で形成されている。

図１６に示すように、撮像ユニット１４と先端部本体１１３の接続後の状態では、前記先端部本体１１３の先端側は、前記撮像ユニットの第１のレンズ枠２９と半田３０ｇにより気密に接合されている。前記先端部本体１１３の後端側は、前記撮像ユニット１４の撮像ケーブル２５の総合シールド２５ｂと半田３０ｈにより気密に接合されている。

尚、前記第１の先端部本体１１３ｅと前記第２の先端部本体１１３ｆも図示しないが半田により気密に接合されている。これにより、撮像ユニット自体が気密な空間内に保持されるため水分の浸入を防ぐことができ、電子部品などの劣化を防止できる。

図１７は図３に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の第２の他の例を示す撮像ユニットと先端部本体の接続後の状態を示す断面図である。

図１７に示すように、先端部本体１２３の内周部１２３ｂの部分および段差部１２３ｃの全面にはテフロン（登録商標）コートなどの接着剤が密着しにくくなるような表面処理部３６が施してある。先端部本体１２３の内周部１２３ｂには、前記撮像ユニット１４を組み付けて、撮像ケーブル先端を覆うように透湿性の低い封止剤３７を充填している。

このような構成ならば前記撮像ユニット１４への水分の浸入は前記封止剤３７で遮断されるため電子部品などの劣化を防止できる。また、先端部本体１２３から撮像ユニット１４を抜くといったリペア時にも、先端部本体の内周部１２３ｂの部分に封止剤が密着しないため抜きやすくなりリペア時の作業性が向上する。尚、先端部本体１２３の内周部１２３ｂの部分に後端方向にその径が大きくなるように勾配をつけるとさらに抜きやすくなりリペア時の作業性が向上する。

図１８及び図１９は図１７に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の変形例を示し、図１８は撮像ユニットを封止剤で覆う方法を示す断面図、図１９は撮像ユニットを封止剤で覆った状態を示す断面図である。

図１８及び図１９に示した変形例は、あらかじめ、封止剤３７で覆われた撮像ユニット１４を形成するものである。

具体的には、封止剤３７などが密着しにくいテフロン（登録商標）等の材質または表面処理し、撮像ユニットが装着できるように形成した先端部本体ダミー３８に、撮像ユニット１４を装着し、その隙間に撮像ケーブル２５先端を覆うように透湿性の低い封止剤３７で充填し、前記先端部本体ダミー３８より取り出すことで図１９に示す状態に形成される。

このように封止剤３７で覆われた撮像ユニット１４を先端部本体に取り付けることにより、図１７に示した例と同様の効果が得られる。

図２０及び図２１は図３に示したレンズ枠と先端部本体の構造の第１の変形例を示し、図２０はレンズ枠と先端部本体の接続前の状態を示す断面図、図２１はレンズ枠と先端部本体の接続後の状態を示す断面図である。

図２０に示すように、前記レンズ枠３９の固定部３９ａに溝３９ｂを形成し、対峙する先端部本体１３３の段差部１３３ｃにも同様の溝１３３ｇを形成してある。これらの溝の断面積の合計より、断面積が広くなるように配置した柔らかく錆びにくい金属４０をこれらの溝で挟み、固定用ビス１５等で固定部３９ａを矢印方向に加圧することにより、図２１に示すように前記金属４０は変形し両者は気密に接合される。このような接合により、先端側からの水分の浸入を防ぐことができ、撮像ユニットの劣化を防止できる。

また、先端部本体１３からレンズ枠３９を外すといったリペア時でも、接着剤と違い固着されていないため簡単にはずすことができリペア時の作業性も向上する。尚、ここではレンズ枠３９の固定部３９ａと先端部本体１３３の段差部１３３ｃの両方に溝を設けたが、気密が保てれば片側のみに溝を設ける構成でもよい。

図２２は図３に示したレンズ枠と先端部本体の構造の第２の変形例を示す断面図である。

図２２に示すように、撮像ユニットのレンズ枠１３９の外周部にＶ溝１３９ｃを形成し、先端部本体１４３にビス孔１４３ｄ、１４３ｈを形成している。ビス孔１４３ｄ、１４３ｈには、それぞれ固定用ビス１５及び取り出し用ビス４１が螺入されるようになっている。ビス孔１４３ｄ、１４３ｈは、そのＶ溝１３９ｃの前側を撮像ユニットの固定用ビス１５が、後側を撮像ユニットの取り出し用ビス４１が配置されるように形成されている。

このような構成であれば、水分の浸入を防止するためにレンズ枠１３９と先端部本体１４３とが強固に接着固定されていても、リペア時に、取り出し用ビス４１を押し込むことでレンズ枠１３９が後端側に移動し接着力が弱まり抜けやすくなるため、リペア時の作業性が向上する。

また、先端光学部品と第１のレンズ枠とを確実かつ気密に接合させるために、図２３に示す構成をとることも可能である。

図２３は先端光学部品と第１のレンズ枠の接続構造の第２の例を示す断面図である。

先端光学部品２８と第１のレンズ枠２９を確実かつ気密に接合させるためには、先端光学部品２８と第１のレンズ枠２９とのクリアランスを均等にし、半田が均等に流れ込みようにすることが望ましい。

そこで、図２３に示すように、接合に用いる半田リング５５後端部の内径側に突起部５５ａを形成し、半田リング５５の内径側に先端光学部品２８が嵌まるようにし、半田リングの突起部５５ａの外周側に第１のレンズ枠２９が嵌まるようにしたのち接合を行う。

これにより、半田が先端光学部品２８の全周に均等に流れ、確実かつ気密に接合され、水分の浸入を防止でき、光学部品の劣化や曇りを防止できる。尚、接合時には、先端光学部品２８と第１のレンズ枠２９の内周面とが、略垂直になるようにレンズ支持台５６が設けてあり、矢印に示すように先端光学部品２８の先端側から荷重５７がかけられている。

図２４は図４に示した対物レンズユニットの他の例を示す断面図である。
図２４に示す対物レンズユニット２１７は、先端光学部品２８と半田３０により接合した第１のレンズ枠２９に、第２のレンズ枠２３１を嵌合し、第２のレンズ枠２３１の先端側端面で、先端光学部品側面のメタルコート２８ａからの１次反射光３３を遮断するものである。この場合、第２のレンズ枠２３１を比較的厚めに形成し、第２のレンズ枠２３１に挿入される光学部品群のレンズ２３２ａを小さめに形成している
このような構成であれば、第２のレンズ枠２３１の先端側端部により先端光学部品側面のメタルコート２８ａからの１次反射３３を遮断でき、フレアが軽減される。

（第２の実施の形態）
図２５は本発明の第２の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の先端部の断面図である。図２５の説明においては、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。

（構成）
図２５において、先端部本体１３と対物レンズユニット３１７との固定は、第２のレンズ枠３３１の外周に形成してある固定用溝３３１ａと固定用ビス３１５を用いている。

第２のレンズ枠３３１の固定用溝３３１ａには、固定用ビス３１５が嵌まり、第２のレンズ枠３３１は、この固定用ビス３１５を介して先端部本体１３と固定されている。尚、固定用溝３３１ａの形状は、固定ビス３１５の先端３１５ａ形状に合わせて形成してある。

光学部品群５９は、先端側から、レンズ５９ａ、絞り５９ｂ、間隔管５９ｃ、レンズ５９ｄ、間隔管５９ｅ、絞り５９ｆ、レンズ５９ｇ、絞り５９ｈ、間隔管５９ｉ及びレンズ５９ｊを配置して構成されている。

対物レンズユニット３１７は、先端光学部品２８と半田３０ａにより接合した第１のレンズ枠２９に、絞り５８を落とし込み、その後、第２のレンズ枠３３１を嵌合させ、後端側から光学部品群５９を落とし込み最後のレンズ５９ｊにおいて接着固定して形成するものである。

この構成では、先端光学部品２８の後端面と絞り５８が接触するように配置できるため、先端光学部品２８の側面からの１次反射３３３を遮断でき、フレアが軽減される。尚、絞り５８の代わりに黒処理した間隔管などを用いてもよい。

先端光学部品２８は、その厚みを薄くすることによりフレアの原因であるメタルコート２８ａの面積を小さくし、その外径と絞り５８との関係は、先端光学部品側面のメタルコート２８ａからの１次反射光３３３を遮断し、かつ、ケラレがないように設計されている。

尚、本実施の形態では、強度の確保のため硝材にサファイアを用いているが、強度が確保されるならば他の硝材でもよい。

（作用）
以上の構成により、先端からの衝撃は、前記先端光学部品２８、前記第２のレンズ枠の固定溝、固定用ビス３１５を介して前記先端部本体１３へと伝わるため、前記第１のレンズ枠２９と前記第２のレンズ枠３３１の嵌合部分には力が加わらず、この部分の剥離は防止できる。また、先端光学部品２８の厚みを薄くしたり、先端光学部品の後端面と絞り５８が接触するよう構成でき、先端光学部品２８の側面からの１次反射３３３を遮断を容易に行える。

（効果）
以上説明したように第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、先端光学部品２８の後端面と絞り５８が接触するように配置できるため、先端光学部品２８の側面からの１次反射３３３を遮断でき、フレアが軽減される。

（第３の実施の形態）
ところで、特開２０００−１３９８２１号公報に記載の内視鏡装置では、先端光学部品の少なくとも外周面に、最下層を構成する低反射コートと最上層を構成するメタルコートとを有するコート面を形成し、レンズ枠と半田により気密に接合されている。

この構成では、低反射コートと先端光学部品との密着強度が弱いと、この境界面より剥がれてしまい、水分が浸入する恐れがある。

第３の実施の形態は上記事情を鑑みてなされたものであり、先端光学部品の外周面に施したコート面の最下層に配置された低反射コートの密着強度にかかわらず、先端光学部品とレンズ枠との確実かつ気密に半田接合されるようにした高圧高温水蒸気滅菌に対応した内視鏡を提供することを目的としている。

図２６は本発明の第３の実施の形態に係る電子内視鏡の先端光学部品の断面図である。図２６に図示しない部分の構成は、図１乃至図４に示した第１の実施の形態と同様になっている。

（構成）
図２６に示すように、前記先端光学部品４２８の凹面側の平面および外周面には、光を散乱させる効果のある砂目加工部４２８ｃが施れている。先端光学部品４２８は、その側面の中央部に低反射コート４２８ｂを施し、その低反射コート４２８ｂを覆い隠すように全側面にメタルコート４２８ａを施してある。

（作用）
以上の構成により、直接、先端光学部品４２８とメタルコート４２８ａが密着している部分ができるため、低反射コート４２８ｂと先端光学部品４２８との境界面で剥れが生じても、低反射コート４２８ｂが密着強度の強いメタルコート４２８ａで覆われていおり、水分の浸入による対物レンズユニット内の光学系の曇りや光学部品の劣化による視野不良を防止できるとともに、低反射コート４２８ｂでフレアの発生を防止できる。

（効果）
このような第３の実施の形態によれば、先端光学部品４２８はメタルコート４２８ａによりレンズ枠３９と半田３０ａに確実かつ気密に接合できるので、対物レンズユニット内の光学系の曇りや光学部品の劣化による視野不良を防止でき、フレアの発生を防止できる。

図２７は本発明の第３の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端光学部品の断面図である。

図２７に示すように、本変形例では、先端側にのみ、先端光学部品４２８とメタルコート４２８ａが密着している部分が形成されている。

本変形例では、フレア発生の原因であるメタルコート４２８ａ部分が、図２６の実施の形態より減るため、よりフレアが軽減される。その他の効果は、図２６の実施の形態と同様である。

図２８は図１乃至図２７に示したものを含む電子内視鏡に用いることが可能な高温高圧水蒸気滅菌装置を示すブロック図である。

図２８に示すように、高温高圧水蒸気滅菌装置５０は、消毒・滅菌槽４３と、蒸気発生装置４４と、槽内加圧・吸引ポンプ４５と、槽内圧力検出装置４６と、圧力制御手段４７と、チューブ５１と、乾燥気体タンク５４とを有して構成されている。

消毒・滅菌槽４３は、電子内視鏡４２などの内視鏡を収納して消毒及び滅菌を行う。蒸気発生装置４４は、消毒・滅菌槽４３に消毒・滅菌を行うための蒸気を送り込む。槽内加圧・吸引ポンプ４５は、消毒・滅菌槽４３内を加圧したり減圧したりする。槽内圧力検出装置４６は、消毒・滅菌槽４３内の圧力を検出する。圧力制御手段４７は、消毒・滅菌槽４３内の電子内視鏡４２と接続され、電子内視鏡４２内部の圧力を制御する。

上記圧力制御手段４７は、圧力制御部４８と内視鏡内部加圧・吸引ポンプ４９とから構成されている。

圧力制御部４８は槽内圧力検出装置４６で検出された槽内の圧力情報が入力される。内視鏡内部加圧・吸引ポンプ４９は、圧力制御部４８の制御の下で、電子内視鏡４２の内部を加圧したり吸引したりする。

内視鏡内部加圧・吸引ポンプ４９は、チューブ５１を介して電子内視鏡４２の例えばコネクタ５２に形成された内部連通部コネクタ５３に接続される。

乾燥気体タンク５４は乾燥した気体が充填されている。
内視鏡内部加圧・吸引ポンプ４９は、電子内視鏡４２内部に充填する気体を、滅菌前にあらかじめ乾燥気体タンク５４からの乾燥した気体より置換する。

図２９は図２８の高温高圧水蒸気滅菌装置による効果を示すための比較例を示すブロック図である。

図２９に示す高温高圧水蒸気滅菌装置１５０は、特開平５−２８５１０３号公報に示されている装置と同様の構成である。

この構成では、消毒・滅菌槽内４３を検出し、電子内視鏡４２内部の圧力を同等もしくはやや高くすることにより内部への蒸気の浸入を防ぐようにしている。

一方、図２８に示すように、高温高圧水蒸気滅菌装置５０は、電子内視鏡内部４２に充填する気体を、滅菌前にあらかじめ乾燥気体タンク５４より置換し、滅菌時に同様に乾燥気体を供給することでさらに電子内視鏡内部の水分がなくなるため、電子部品や光学部品の劣化による内視鏡の性能劣化を防ぐことができる。

このように、高温高圧蒸気滅菌を行う際に内視鏡にダメージを与えることのない高温高圧水蒸気滅菌装置として図２８に示す構成をとることも可能である。

［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。

（付記項１） 挿入部の先端に配置された硬質の先端部本体と、複数の光学部品により構成される対物光学系と、前記対物光学系の最先端に配置された先端光学部品とを有する内視鏡において、
前記先端光学部品を半田により保持し、少なくとも前記先端光学部品と嵌合する部分に半田接合用表面を有する第１のレンズ枠と、
前記先端光学部品の後端側に配置され、前記第１のレンズ枠に嵌合するとともに、前記複数の光学部品を保持する第２のレンズ枠と、
を有し、前記第２のレンズ枠は、該第２のレンズ枠の外側面に設けた固定部で前記先端部本体と固定したことを特徴とする電子内視鏡。

（付記項２） 前記第２のレンズ枠の先端側端面が前記先端光学部品の後端面に突き当てられていることを特徴とする付記項１記載の電子内視鏡。

（付記項３） 前記第２のレンズ枠の外側面に設けた固定部が前記先端部本体に突き当てられて固定されていることを特徴とする付記項１記載の電子内視鏡。

（付記項４） 前記第２のレンズ枠は、該第２のレンズ枠の外側面に設けた固定部に固定用ビスが嵌まり、該固定用ビスを介して先端部本体に固定されていることを特徴とする付記項１記載の電子内視鏡。

（付記項５） 前記先端光学部品と前記第２のレンズ枠の先端側端面とで、光学絞りまたは黒処理した間隔管を固定し配置したことを特徴とする付記項１記載の電子内視鏡。

（付記項６） 前記先端光学部品と前記第２のレンズ枠に保持されている最先端の光学部品とで、光学絞りまたは黒処理した間隔管を固定し配置したことを特徴とする付記項１記載の電子内視鏡。

（付記項７） 複数の光学部品により構成される対物光学系と、前記対物光学系の最先端に配置された先端光学部品とを有する内視鏡において、
前記先端光学部品の側面の少なくとも前側全周を除く部分に低反射コートが施され、前記低反射コートを覆うとともに全側面に半田接合用のメタルコートが施されている先端光学部品を有することを特徴とする電子内視鏡。

（付記項８） 前記先端光学部品の側面の前側及び後側全周を除く部分に低反射コートが施され、前記低反射コートを完全に覆うとともに全側面に半田接合用のメタルコートが施されている先端光学部品を有することを特徴とする付記項７記載の電子内視鏡。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としての電子内視鏡の全体構成を示す説明図。 本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の先端部の断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る撮像ユニットを示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る対物レンズユニット１７の断面図。 図４に示した先端光学部品の他の例を示す断面図。 図４に示した第１のレンズ枠の第１の例を示す断面図。 図４に示した第１のレンズ枠の第２の例を示す断面図。 図４に示した第１のレンズ枠の第３の例を示す断面図。 図４に示した第１のレンズ枠の第４の例を示す断面図。 図４に示した第１のレンズ枠の第５の例を示す断面図。 図４に示した光学部品群のレンズと第２のレンズ枠の他の例を示す断面図。 図１１の示す構造による効果を示すための比較例を示す断面図。 図３に示した撮像ユニットの第１の他の例を示す断面図。 図３に示した撮像ユニットの第２の他の例を示す断面図。 図３に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の第１の他の例の接続前の状態を示す断面図。 図３に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の第１の他の例の接続後の状態を示す断面図。 図３に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の第２の他の例を示す断面図。 図１７に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の変形例の撮像ユニットを封止剤で覆う方法を示す断面図。 図１７に示した撮像ユニットと先端部本体の接続構造の変形例の撮像ユニットを封止剤覆った状態を示す断面図。 図３に示したレンズ枠と先端部本体の構造の第１の変形例の接続前の状態を示す断面図。 図３に示したレンズ枠と先端部本体の構造の第１の変形例の接続後の状態を示す断面図。 図３に示したレンズ枠と先端部本体の構造の第２の変形例を示す断面図。 先端光学部品と第１のレンズ枠の接続構造の第２の例を示す断面図。 図４に示した対物レンズユニットの他の例を示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に係る電子内視鏡の挿入部の先端部の断面図。 本発明の第３の実施の形態に係る電子内視鏡の先端光学部品の断面図。 本発明の第３の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端光学部品の断面図。 図１乃至図２７に示した電子内視鏡に用いることが可能な高温高圧水蒸気滅菌装置を示すブロック図。 図２８の高温高圧水蒸気滅菌装置による効果を示すための比較例を示すブロック図。

符号の説明

１ …電子内視鏡
２ …挿入部
３ …操作部
４ …ユニバーサルコード
５ …コネクタ部
８ …先端部
９ …湾曲部
１３ …先端部本体
１４ …撮像ユニット
１５ …固定用ビス
１６ …接着剤
１７ …対物レンズユニット
１８ …固体撮像素子固定枠
１９ …カバーガラス
２０ …ガラスリッド
２１ …固体撮像素子
２２ …基板
２３ …シールド枠
２４ …熱収縮チューブ
２５ …撮像ケーブル
２６ …封止剤
２８ …先端光学部品
２９ …第１のレンズ枠
３０ …半田
３１ …第２のレンズ枠
３２ …光学部品群

Claims (1)

1. 挿入部の先端部に配置された硬質の先端部本体と、この先端部本体に配置される複数の光学部品により構成される対物光学系と、前記対物光学系の最先端に配置される先端光学部品と、を有する電子内視鏡において、
   少なくとも前記先端光学部品と嵌合する部分に半田接合用表面を有し、前記先端光学部品と半田により固定される第１のレンズ枠と、
   複数の光学部品を保持し、且つ第１のレンズ枠の内径部に嵌合する嵌合部、及び外側面に先端部本体との固定部とを有し、先端面が前記先端光学部品の後端面に直接突き当てられる第２のレンズ枠と、
   前記先端部本体に設定された、前記第２のレンズ枠の前記先端部本体との固定部を突き当てる段差部と、
   を有することを特徴とする電子内視鏡。

Images