JP2008125902A - 内視鏡スコープおよび内視鏡スコープの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子等の構成部品の位置ずれ防止可能な内視鏡スコープ、およびその簡易な製造方法を提供する。
【解決手段】撮像素子ユニット２０は、フィラー５０を有する接着剤により保持部材３２に固定される。硬化した接着剤による接着剤層４２に含まれるフィラー５０の粒径は、撮像素子ユニット２０と保持部材３２との隙間Ｓの幅以下であり、少なくとも一部のフィラー５０は、図中に例示されるように、粒径が隙間Ｓの幅と等しい。このように、粒径が隙間Ｓの幅と等しく、接着剤層４２中で、撮像素子ユニット側面２０Ｓと、保持部材挿入孔の表面３２Ｓとのいずれにも接触するフィラー５０により、所定の位置に取り付けられた撮像素子ユニット２０の位置ずれが確実に防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、内視鏡スコープおよびその製造方法に関する。

電子内視鏡装置においては、通常、撮像素子を内蔵した撮像素子ユニットがスコープの先端等に設けられている。そして、スコープの製造時には、一般に、撮像素子、対物レンズ等を含む部品が、接着剤により所定の位置に取り付けられる（例えば特許文献１および２）。

接着剤を用いて撮像素子等の部品を周辺の部材に嵌め込んで固定する場合、例えば、予め固定する部品をバイス等の固定部材で仮固定し、この状態で接着剤を部品間の隙間に流し込む方法が用いられる。
特開２００５−２３４２３９号公報 特開２００２−１５９４３５号公報

一般に使用されている熱硬化性接着剤等を用いて部品を固定する場合、その後の加熱工程のための加熱炉への部品の移動、もしくは仮固定のための固定部材も加熱されてしまう等により、部品の位置ずれが生じるおそれがある。また、部品間の隙間に接着剤を流し込む場合においては、部品同士を仮固定する工程が必須となるため、部品の取り付け作業が煩雑になる。

本発明は、撮像素子等の構成部品の位置ずれ防止可能な内視鏡スコープ、およびその簡易な製造方法を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡スコープは、撮像素子を含む第１の要素と、第２の要素とを備え、第１の要素と第２の要素とのいずれか一方は他方に嵌合されている。そして内視鏡スコープは、第１の要素と第２の要素との隙間に接着剤層が形成されており、接着剤層が、粒径が隙間の幅以下であるフィラーを含んでおり、少なくとも一部のフィラーの粒径が隙間の幅と等しいことを特徴とする。

フィラーの粒径は、例えば、第１の要素と第２の要素との隙間の幅の３０％〜１００％の範囲にある。また、フィラーの粒径は、いずれも隙間の幅以下であることが好ましい。接着剤層は、粒径が１００μｍ以下のフィラーを含むことが好ましい。

フィラーの硬度は、第１の要素における接着剤層側の表面の硬度と、第２の要素における接着剤層側の表面の硬度との少なくともいずれか一方よりも高いことが好ましい。

本発明の内視鏡スコープの製造方法は、撮像素子を含む第１の要素と、第２の要素とによって形成される隙間の幅以下の粒径を有するフィラーを含んでおり、少なくとも一部のフィラーの粒径が隙間の幅と等しい接着剤を、第１の要素と第２の要素との少なくとも一方の表面に塗布する第１の工程と、第１の要素と第２の要素とのいずれか一方を、他方に嵌合させて接着剤により固定する第２の工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子等の構成部品の位置ずれ防止可能な内視鏡スコープ、およびその簡易な製造方法を実現できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における電子内視鏡装置のスコープを部分的に示す図である。図２は、図１の紙面に平行な面で切断したスコープの先端部の断面図である。

電子内視鏡装置は、被写体である患者の体腔内の観察、撮影に用いられるスコープ１０（内視鏡スコープ）と、スコープ１０から送られてくる映像信号を処理するプロセッサ（図示せず）とを含む。スコープ１０においては、被写体である体腔内に挿入される可撓管１２、可撓管１２の先端部１４の付近を湾曲操作等するための操作部１６、プロセッサとの接続のためのコネクタ（図示せず）等が設けられている。

スコープ１０にはライトガイド１５が設けられており、プロセッサに設けられた光源（図示せず）から出射された照明光が、ライトガイド１５により可撓管先端部１４に導光される（図２参照）。照明光は、可撓管先端部１４の先端面１４Ｓに沿って配置された平凹レンズ２５を介して、被写体である体腔内に向けて出射される。

可撓管先端部１４には、ＣＣＤ３０（撮像素子）を有する撮像素子ユニット２０（第１の要素）が設けられている。被写体にて反射された照明光は、第１〜第４レンズ２１〜２４、光学フィルター２６を介してＣＣＤ３０の受光面に到達する。ＣＣＤ３０では、受光した照明光により被写体を示す画像信号が生成され、画像信号は、画像信号ケーブル２８を介してプロセッサに送られる。そしてプロセッサにおける画像信号の処理により、被写体像が生成される。

また、可撓管先端部１４には、樹脂製の保持部材３２（第２の要素）が設けられている。ライトガイド１５、撮像素子ユニット２０、第１レンズ２１および平凹レンズ２５等は、保持部材３２により所定の位置に保持されている。

撮像素子ユニット２０には、ほぼ円筒状のスペーサ３４、ＣＣＤ保持部材３６が設けられている。そして、第２〜第４レンズ２２〜２４を含む撮像素子ユニット２０内の光学ユニット３８はスペーサ３４により、ＣＣＤ３０はＣＣＤ保持部材３６により、それぞれ所定の位置に保持されている。なお、スペーサ３４およびＣＣＤ保持部材３６は金属製である。

図３は、スコープ１０の製造時において、撮像素子ユニット２０が保持部材３２に取り付けられる状態を概略的に示す図である。図４は、保持部材３２に取り付けられた撮像素子ユニット２０を概略的に示す図である。

スコープ１０の製造時において、撮像素子ユニット２０は、矢印Ａの示すように、保持部材３２において予め設けられた挿入孔３２Ｈに嵌合される。挿入孔３２Ｈの大きさは、嵌合される撮像素子ユニット２０との間で所定の幅の隙間Ｓ（図４参照）が形成されるように調整されている。この隙間Ｓの幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。

撮像素子ユニット２０は、接着剤４０により保持部材３２に強固に固定される。すなわち、撮像素子ユニット２０の側面２０Ｓと保持部材３２の挿入孔３２Ｈ側の表面３２Ｓには、予め接着剤４０が塗布され、その後、撮像素子ユニット２０が保持部材挿入孔３２Ｈに嵌合される。接着剤４０としては、例えば、熱硬化性樹脂系接着剤が使用される。そして隙間Ｓには、硬化した接着剤４０による接着剤層４２が形成される（図４参照）。

接着剤４０は、フィラー５０を含む。フィラー５０の粒径は、隙間Ｓの幅以下であり、少なくとも一部のフィラー５０は、図中に例示されているように、粒径が隙間Ｓの幅と等しい（図４参照）。このように、粒径が隙間Ｓの幅と等しく、接着剤層４２中で、撮像素子ユニット側面２０Ｓと、保持部材３２の挿入孔３２Ｈ側の表面３２Ｓとのいずれにも接触するフィラー５０により、所定の位置に取り付けられた撮像素子ユニット２０の位置ずれが防止される。なお、本実施形態では、撮像素子ユニット２０は、撮像素子ユニット２０の端面２０Ｅと保持部材３２の端面３２Ｅとが同一平面上にあるように取り付けられる（図４参照）。

接着剤４０では、粒径が隙間Ｓの幅と等しいフィラー５０のみが含まれていることが好ましい。しかしながら、使用されるフィラー５０の粒径をそのように調整するためには煩雑な作業を要するため、本実施形態では、隙間Ｓの幅の３０％〜１００％の範囲内にあるフィラー５０が用いられる。隙間Ｓの幅よりも多少小さい粒径のフィラーであっても、フィラー同士が接着剤層４２中で固着されて固着体を形成し、この固着体の両端は、撮像素子ユニット側面２０Ｓと、保持部材３２の挿入孔３２Ｈ側の表面３２Ｓとに接触するため、位置ずれ防止効果が発揮されるからである。

また、隙間Ｓの幅よりも大きい粒径のフィラーも使用可能であるものの、このようなフィラーの使用は、接着剤層４２による応力発生の原因となるため、好ましくは、全てのフィラー５０の粒径が隙間Ｓの幅以下である接着剤４０が使用される。

このように、撮像素子ユニット２０の位置ずれ防止の点では、通常よりも粒径の比較的大きいフィラー５０の使用が好ましいものの、大幅に粒径の小さいフィラー、例えば、粒径が１００μｍ以下のフィラーを併用しても良い。このように粒径の小さいフィラーにより、スコープ１０がオートクレーブ滅菌処理等により高温高圧下にさらされた場合に、水分がスコープ１０内に混入することを防止できるからである。また、このように粒径の大幅に異なるフィラー５０を接着剤４０に混入する場合、調整工程を簡素化すべく、それらは同じ素材で形成されていることが好ましい。

なおフィラー５０は、必ずしも球状である必要はなく、図示するように、表面に凹凸があって互いに形状の異なるフィラーが混合されたものでも良い。この場合、フィラー５０の突起による位置ずれ防止効果が発揮されるとともに、フィラー５０の形状を調整する必要がないことから、フィラー５０の調整が容易になる。このように、様々な形状のフィラー５０を用いる場合、例えば、フィラー５０の平均粒径が上述の範囲内にあることが好ましい。

また、フィラー５０は、接着剤４０によって互いに固定される撮像素子ユニット２０と保持部材３２との少なくともいずれか一方よりも硬いことが好ましい。２つの部材よりも軟らかい材質で形成されたフィラーは、撮像素子ユニット側面２０Ｓもしくは保持部材表面３２Ｓを介して力が加えられると接着剤層４２中で変形してしまい、位置ずれ防止効果が低下するおそれがあるからである。

本実施形態では、金属製のスペーサ３４もしくはＣＣＤ保持部材３６（図２参照）によって形成されている撮像素子ユニット側面２０Ｓが、樹脂製の保持部材３２の表面３２Ｓよりも硬いことから、少なくとも保持部材３２の硬度よりも高い硬度を有する素材でフィラー５０が形成されている。

また、撮像素子ユニット側面２０Ｓよりも硬い材質でフィラー５０が形成されても良い。これは、より高い位置ずれ防止効果が発揮されるからであり、さらに、硬いフィラー５０の接触により、撮像素子ユニット側面２０Ｓ、すなわちスペーサ３４もしくはＣＣＤ保持部材３６の表面に傷が生じた場合であっても、撮像素子ユニット２０の内部に配置されたＣＣＤ３０もしくは光学ユニット３８には支障をきたさないからである。

これまで、撮像素子ユニット２０を保持部材３２に嵌合させて固定する場合についてのみ説明したものの、ライトガイド１５を保持部材３２に嵌合、固定させる場合を始め、第１レンズ２１、平凹レンズ２５の保持部材３２に対する固定作業においても、上述の接着剤４０による接着方法が適用できる。

この場合、第１レンズ２１および平凹レンズ２５は、可撓管先端部１４の先端面１４Ｓに沿った本来の位置に強固に固定され、その後のスコープ１０の製造工程等においても位置ずれが確実に防止される。また、光学ユニット３８のスペーサ３４に対する固定、もしくはＣＣＤ３０のＣＣＤ保持部材３６に対する固定等についても同様の接着方法が適用できる。

以上のように、本実施形態のスコープ１０においては、粒径の比較的大きいフィラー５０を含む接着剤４０を用いることにより、撮像素子ユニット２０等の部品の位置ずれを防止できる。さらに、部品を仮固定するといった作業なしに、簡易な作業のみによって部品の位置ずれ防止可能なスコープ１０を製造できる。

接着剤４０の種類は、熱硬化性樹脂に限られず、例えば、瞬間接着剤、２液性接着剤、室温硬化型接着剤、もしくは紫外線硬化型接着剤等であっても良い。また、特定の熱硬化性樹脂には限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等であっても良い。

固定される２つの部材の表面の接着領域に接着剤４０を確実に行き届かせるために、両方の部材、例えば、撮像素子ユニット２０と保持部材３２のいずれの表面にも予め接着剤４０が塗布されることが好ましいが、いずれか一方の部材にのみ塗布されても良い。

電子内視鏡装置のスコープを部分的に示す図である。 スコープの先端部の断面図である。 撮像素子ユニットが保持部材に取り付けられる状態を概略的に示す図である。 保持部材に取り付けられた撮像素子ユニットを概略的に示す図である。

符号の説明

１０ スコープ（内視鏡スコープ）
２０ 撮像素子ユニット（第１の要素）
３０ ＣＣＤ（撮像素子）
３２ 保持部材（第２の要素）
４０ 接着剤
４２ 接着剤層
５０ フィラー
Ｓ 隙間

Claims (6)

1. 撮像素子を含む第１の要素と、第２の要素とを備え、前記第１の要素と前記第２の要素とのいずれか一方が他方に嵌合されている内視鏡スコープであって、
   前記第１の要素と前記第２の要素との隙間に接着剤層が形成されており、前記接着剤層が、粒径が前記隙間の幅以下であるフィラーを含んでおり、少なくとも一部の前記フィラーの粒径が前記隙間の幅と等しいことを特徴とする内視鏡スコープ。
2. 前記フィラーの粒径が、前記隙間の幅の３０％〜１００％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡スコープ。
3. 前記フィラーの粒径が、いずれも前記隙間の幅以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡スコープ。
4. 前記接着剤層が、粒径が１００μｍ以下の前記フィラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡スコープ。
5. 前記フィラーの硬度が、前記第１の要素における前記接着剤層側の表面の硬度と、前記第２の要素における前記接着剤層側の表面の硬度との少なくともいずれか一方よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡スコープ。
6. 撮像素子を含む第１の要素と、第２の要素とによって形成される隙間の幅以下の粒径を有するフィラーを含んでおり、少なくとも一部の前記フィラーの粒径が前記隙間の幅と等しい接着剤を、前記第１の要素と前記第２の要素との少なくとも一方の表面に塗布する第１の工程と、
   前記第１の要素と前記第２の要素とのいずれか一方を、他方に嵌合させて前記接着剤により固定する第２の工程とを備えることを特徴とする内視鏡スコープの製造方法。

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