JP2008200159A

JP2008200159A - 電子内視鏡の先端部

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Publication number: JP2008200159A
Application number: JP2007037357A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yamamoto; 和之山本; Masayoshi Hosoi; 正義細井
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP4928975B2

Abstract

【課題】先端部本体の分解修理の際に対物・撮像素子ユニットを容易に取り外して回収することができ、しかも、組み立て作業において、先端部本体のユニット保持孔に対物・撮像素子ユニットを固定するための接着剤中に気泡が混じってもそれが他に悪影響を及ぼさず、組み立て作業を容易に行うことができる電子内視鏡の先端部を提供すること。
【解決手段】ユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａが円形の断面形状に形成されて、そこに外周が嵌挿されて対物・撮像素子ユニット８の先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒２０が設けられ、補助円筒２０の外周部が第１の弾力性接着剤２１で封止され、補助円筒２０より後方のユニット保持孔１１内には第２の弾力性接着剤１２が充填され、補助円筒２０内においては対物・撮像素子ユニット８の周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤１３が充填されてその空間が封止されている。
【選択図】図１

Description

この発明は電子内視鏡の先端部に関する。

電子内視鏡においては、対物光学系を内蔵する対物レンズユニットと固体撮像素子を内蔵する撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを嵌挿保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に接着剤で固定された構成を有するものが少なくない（例えば、特許文献１）。
特開２００３−３２５４４５

図９は、従来の電子内視鏡の先端部を例示しており、対物光学系９１を内蔵する対物レンズユニット９２と固体撮像素子９３を内蔵する撮像素子ユニット９４とが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニット９５が構成され、先端部本体９６に対物・撮像素子ユニット９５を嵌挿保持するためのユニット保持孔９７が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニット９５がユニット保持孔９７内に接着剤９８で固定されている。

そのような接着剤９８として強力なエポキシ系の接着剤等を用いると、先端部本体９６を分解修理する際に対物・撮像素子ユニット９５が先端部本体９６から外れないため、固体撮像素子９３等を再使用することができず、経済的及び資源的なロスが非常に大きくなってしまう。

そこで、対物・撮像素子ユニット９５の固定には、エポキシ系の接着剤等に比べて接着力の小さなシリコン系接着剤等を用いることで、先端部本体９６を分解修理する際に対物・撮像素子ユニット９５を先端部本体９６から取り外すことができて、対物・撮像素子ユニット９５を（少なくとも固体撮像素子９３を）再使用することができる。

しかし、撮像素子ユニット９４の外形は固体撮像素子９３に対応する略矩形状に形成されているので、その部分においては、弾力性があって流動性の小さなシリコン系接着剤が、ユニット保持孔９７内の対物・撮像素子ユニット９５の周囲の空間に充填される際に気泡を含んだ状態になり易い。

図１０は、対物・撮像素子ユニット９５を固定するために接着剤９８を充填する作業の状態を示しており、対物・撮像素子ユニット９５の周囲とユニット保持孔９７内とに予め接着剤９８をタップリと塗布しておいて、対物・撮像素子ユニット９５がユニット保持孔９７内に差し込まれる。

しかし、そのような差し込み動作中に、対物・撮像素子ユニット９５がユニット保持孔９７に対して径方向や回転方向に振れることは避けられない。すると、対物・撮像素子ユニット９５とユニット保持孔９７との間の隙間の大きさが様々に変化するので、図１１に示されるように断面形状が矩形状である撮像素子ユニット９４部分では、どうしても接着剤９８中に気泡９９が混じってしまう。

そして、そのような気泡９９が接着剤９８中に存在すると、接着剤９８の加熱乾燥時に気泡９９が膨張したり移動したりして外面に導通する孔が形成され、その結果、水漏れ等のような重故障の原因になる気密性破壊が生じるおそれがある。また、熱膨張した気泡９９が外表面で破裂して、図１２に示されるようにそこに不規則な形状の凹凸１００が形成され、それが菌などの溜まり場になってしまうおそれがある。特に、オートクレーブ滅菌処理に対応可能な耐熱性を有するシリコン系接着剤は、乾燥時に加熱反応させる必要があるため、このような現象が発生し易い。

本発明は、先端部本体の分解修理の際に対物・撮像素子ユニットを容易に取り外して回収することができ、しかも、組み立て作業において、先端部本体のユニット保持孔に対物・撮像素子ユニットを固定するための接着剤中に気泡が混じってもそれが他に悪影響を及ぼさず、組み立て作業を容易に行うことができる電子内視鏡の先端部を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡の先端部は、対物光学系が内蔵されて少なくとも先端寄りの部分の外形が円形に形成された対物レンズユニットと、固体撮像素子が内蔵されて外形が略矩形状に形成された撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを挿通保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に通されて接着剤でそこに固定された構成を有する電子内視鏡の先端部において、ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、補助円筒の外周部がユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第１の弾力性接着剤で封止固定されると共に、補助円筒より後方のユニット保持孔内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第２の弾力性接着剤が充填されて対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に固定され、補助円筒内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されているものである。

なお、第１及び第２の弾力性接着剤がシリコン系接着剤であってもよく、硬質接着剤がエポキシ系接着剤であってもよい。
また、第１の弾力性接着剤の先端面と硬質接着剤の先端面とが外面に露出していてもよく、補助円筒が、第１の弾力性接着剤で先端部本体に対物・撮像素子ユニットより先に固定されていてもよい。そして、硬質接着剤は、第２の弾力性接着剤が充填された後で充填されていてもよい。

また、補助円筒の後半寄りの部分に、後端側が開放された複数のスリットが形成されていてもよい。

本発明によれば、外形形状が円形に形成された対物・撮像素子ユニットの先端部分付近が補助円筒を介して円形のユニット保持孔の先端部分付近に（補助円筒の外周は第１の弾力性接着剤で、内周は硬質接着剤で）接合されていることにより、先端部本体の分解修理の際には、第１の弾力性接着剤を破壊して対物・撮像素子ユニットを補助円筒と共に容易に取り外して回収することができ、しかも、組み立て作業において、先端部本体のユニット保持孔に対物・撮像素子ユニットを固定するための第２の弾力性接着剤中に気泡が混じっても外面に対しては硬質接着剤で封止されるので他に悪影響を及ぼさず、組み立て作業を容易に行うことができる。

対物光学系が内蔵されて少なくとも先端寄りの部分の外形が円形に形成された対物レンズユニットと、固体撮像素子が内蔵されて外形が略矩形状に形成された撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを挿通保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に通されて接着剤でそこに固定された構成を有する電子内視鏡の先端部において、ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、補助円筒の外周部がユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第１の弾力性接着剤で封止固定されると共に、補助円筒より後方のユニット保持孔内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第２の弾力性接着剤が充填されて対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に固定され、補助円筒内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されている。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は電子内視鏡の先端部の半断面図であり、可撓性の挿入部１の先端に連結された先端部本体２の先端面に観察窓３が配置されている。

観察窓３の奥には複数のレンズからなる対物光学系４が配置され、その対物光学系４による内視鏡観察像の結像位置に固体撮像素子５の撮像面が配置され、挿入部１の先端前方（図１において左方）の被写体の観察像を撮像することができる。

対物光学系４を内蔵する対物レンズユニット６と固体撮像素子５を内蔵する撮像素子ユニット７とは接着されて一体的に連結されており、それによって対物・撮像素子ユニット８が構成されている。

撮像素子ユニット７内には、電子回路を搭載した回路基板９が固体撮像素子５の後方に隣接して配置され、回路基板９から後方の挿入部１内に引き通された信号ケーブル１０により撮像信号や駆動信号等が伝送される。

先端部本体２には、対物・撮像素子ユニット８を嵌挿保持するためのユニット保持孔１１が前後方向に真っ直ぐに貫通形成されている。そして、対物・撮像素子ユニット８がユニット保持孔１１内に配置されて、弾力性のある第２の弾力性接着剤１２でそこに固定されている。

ただし、ユニット保持孔１１の先端付近には円筒状に形成された金属製（又は硬質プラスチック製）の補助円筒２０が内挿されて、ユニット保持孔１１の内周面と対物・撮像素子ユニット８の外周面との間に補助円筒２０が介在する状態になっている。

図２は、先端部本体２に対物・撮像素子ユニット８と補助円筒２０が取り付けられる前の状態を示している。矩形状の固体撮像素子５を内蔵する撮像素子ユニット７は外形形状（断面形状）が全長において略矩形状に形成され、対物レンズユニット６は撮像素子ユニット７と接続されている後端部分付近の外形形状が撮像素子ユニット７に対応する略矩形状に形成されて、それより先寄りの部分は円形の外形形状に形成されている。

ユニット保持孔１１は、そこに内挿される対物・撮像素子ユニット８の断面形状に合わせて、先端部分付近１１ａが円形で、それより後方の領域（図３において符号１１ｂで指し示される部分）が略矩形状の断面形状に形成されている。

補助円筒２０は、外径サイズがユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａに緩く嵌挿される程度に形成されて、内径サイズは対物レンズユニット６の円形部分が緩く嵌挿される程度に形成され、軸線方向の長さが１〜３ｍｍ程度（最大でも５ｍｍ以下程度）に形成されている。

図３は、対物・撮像素子ユニット８をユニット保持孔１１内に固定する際の最初の工程を示しており、まず、ユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａに弾力性を有する第１の弾力性接着剤２１で補助円筒２０が封止固定される。第１の弾力性接着剤２１の先端面は外面に露出した状態になる。第１の弾力性接着剤２１としては、シリコン系接着剤等が用いられる。

この工程においては、ユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａと補助円筒２０とは断面形状が円形同志の緩い嵌合であって軸線方向の長さも短いことから、第１の弾力性接着剤２１中に気泡が混入することなく、補助円筒２０の外周部をユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａに気密に固定することができる。

第１の弾力性接着剤２１は、各種シリコン系接着剤の中でも高耐熱性のものを用いるのがよく、そのような高耐熱性のシリコン系接着剤は加熱反応させる必要があるが、第１の弾力性接着剤２１中に気泡が混入していないので、第１の弾力性接着剤２１の接合部は確実に封止されて、外面に露出する第１の弾力性接着剤２１の先端面は滑らかな形状になる。

次いで、対物・撮像素子ユニット８をユニット保持孔１１に差し込む前に、対物・撮像素子ユニット８の外形形状が矩形の領域の外周面全面に第２の弾力性接着剤１２を塗布する。ユニット保持孔１１内には塗布しない。第２の弾力性接着剤１２としてはシリコン系接着剤等が用いられる。

そして、図４に示されるように、対物・撮像素子ユニット８をユニット保持孔１１内に嵌挿すると、対物・撮像素子ユニット８の外形形状が矩形の領域において、ユニット保持孔１１内の対物・撮像素子ユニット８の周囲の空間に第２の弾力性接着剤１２が充填され、対物・撮像素子ユニット８がユニット保持孔１１内に固定された状態になる。

その際に、第２の弾力性接着剤１２中には気泡が混じる。第２の弾力性接着剤１２のうちユニット保持孔１１の後方にはみ出した部分１２ｘは拭き取られる。対物レンズユニット６の外形形状が円形の部分の外面はまだ接着されていない。

第２の弾力性接着剤１２も、高耐熱性のものを用いるのがよくて加熱反応させる必要がある。そこで、ユニット保持孔１１内に充填された状態で加熱乾燥させると、第２の弾力性接着剤１２中に混じった気泡が熱膨張して移動し、ユニット保持孔１１の前後両端から大気中に逃げるものもある。

そのようにして第２の弾力性接着剤１２の加熱乾燥が終了したら、図５に示されるように、観察窓３側を上向きにして、補助円筒２０の内周面と対物レンズユニット６の外周面との間の隙間の空間に、矢印Ａで示されるように、加熱処理により流動質から硬質に変化する硬質接着剤１３を上方から充填する。硬質接着剤１３の先端面は外面に露出した状態になる。硬質接着剤１３としては接着力の強いエポキシ系接着剤等を用いることができる。

エポキシ系接着剤等のような硬質接着剤１３は、加熱処理することにより粘度が大幅に低下して流動質になるので、ユニット保持孔１１の先端部分付近１１ａ内において対物・撮像素子ユニット８の先端部分付近の外周との隙間の空間を完全に埋め尽くす状態に充填され、その後の加熱により乾燥して硬質に変化してその空間を封止し、気泡の破裂による凹凸等ができることなく滑らかな表面状態を呈して、第１及び第２の弾力性接着剤２１，１２等と比べ強力な接着力が得られる。

その結果、第２の弾力性接着剤１２と先端部本体２の外表面との間が硬質接着剤１３によって隔離された状態になり、第２の弾力性接着剤１２側に気泡破裂等が発生していても何ら問題ではなくなる。

このようにして対物・撮像素子ユニット８を第２の弾力性接着剤１２と硬質接着剤１３とで先端部本体２のユニット保持孔１１内に固定したことにより、対物・撮像素子ユニット８が主に第２の弾力性接着剤１２によって安定した状態に固定されると共に、硬質接着剤１３によって外部に対する気密性が確実に確保されて滑らかな表面に仕上げられ、第２の弾力性接着剤１２を充填する作業においては、空気混じりになることを気にせず楽に作業をすることができる。

そして、先端部本体２の分解修理の際には、図６に示されるように、押し出し治具３０等を観察窓３に当接させて強く押すことにより、第１と第２の弾力性接着剤２１，１２には元々対物・撮像素子ユニット８を自由に動かない状態にする程度の接着力しかないので、図７に示されるように、対物・撮像素子ユニット８を、先端に補助円筒２０が付いた状態でユニット保持孔１１内から後方に押し出して取り出すことができる。

したがって、さらに補助円筒２０を対物・撮像素子ユニット８から外せば対物・撮像素子ユニット８を再使用することができ、その場合には補助円筒２０を破壊してもよい。また、補助円筒２０がうまく外れない場合でも、対物レンズユニット６と撮像素子ユニット７とを分離すれば撮像素子ユニット７側だけは活かして再使用することができる。

なお、図８に示されるように、補助円筒２０の後半寄りの部分に後端側が開放された複数のスリット２０ａを形成することにより、補助円筒２０を対物・撮像素子ユニット８から外し易くなって、対物・撮像素子ユニット８を容易に再使用することができる。

本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の側面半断面図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の分解斜視図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の組み立て工程において対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に差し込まれる直前の状態の側面半断面図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の組み立て工程において対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に差し込まれた直後の状態を示す側面半断面図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の組み立て工程において硬質接着剤が充填される際の状態を示す側面半断面図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の分解修理の際にユニット保持孔内から対物・撮像素子ユニットが取り外される際の状態を示す側面半断面図である。本発明の第１の実施例の電子内視鏡の先端部の分解修理時に対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内から取り外された状態の斜視図である。本発明の第２の実施例の電子内視鏡の先端部の分解修理時に対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内から取り外された状態の斜視図である。従来の電子内視鏡の先端部の側面半断面図である。従来の電子内視鏡の先端部の組み立て工程において対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に差し込まれる直前の状態の側面半断面図である。従来の電子内視鏡の先端部の組み立て工程において対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に差し込まれた状態の正面断面図である。従来の電子内視鏡の先端部の部分拡大側面断面図である。

符号の説明

１挿入部
２先端部本体
４対物光学系
５固体撮像素子
６対物レンズユニット
７撮像素子ユニット
８対物・撮像素子ユニット
１１ユニット保持孔
１１ａ先端部分付近
１２第２の弾力性接着剤
１３硬質接着剤
２０補助円筒
２０ａスリット
２１第１の弾力性接着剤

Claims

対物光学系が内蔵されて少なくとも先端寄りの部分の外形が円形に形成された対物レンズユニットと、固体撮像素子が内蔵されて外形が略矩形状に形成された撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に上記対物・撮像素子ユニットを挿通保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、上記対物・撮像素子ユニットが上記ユニット保持孔内に通されて接着剤でそこに固定された構成を有する電子内視鏡の先端部において、
上記ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて上記対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、
上記補助円筒の外周部が上記ユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第１の弾力性接着剤で封止固定されると共に、
上記補助円筒より後方の上記ユニット保持孔内においては上記対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第２の弾力性接着剤が充填されて上記対物・撮像素子ユニットが上記ユニット保持孔内に固定され、上記補助円筒内においては上記対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されていることを特徴とする電子内視鏡の先端部。
上記第１及び第２の弾力性接着剤がシリコン系接着剤である請求項１記載の電子内視鏡の先端部。
上記硬質接着剤がエポキシ系接着剤である請求項１又は２記載の電子内視鏡の先端部。
上記第１の弾力性接着剤の先端面と上記硬質接着剤の先端面とが外面に露出している請求項１、２又は３記載の電子内視鏡の先端部。
上記補助円筒が、上記第１の弾力性接着剤で上記先端部本体に上記対物・撮像素子ユニットより先に固定されている請求項１、２、３又は４記載の電子内視鏡の先端部。
上記硬質接着剤は、上記第２の弾力性接着剤が充填された後で充填されている請求項５記載の電子内視鏡の先端部。
上記補助円筒の後半寄りの部分に、後端側が開放された複数のスリットが形成されている請求項１ないし６のいずれかの項に記載の電子内視鏡の先端部。