JP2009207529A - 内視鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】十分な光量や良好な配光を得ることができ、光量のロスを防止でき、細径な先端を有する内視鏡を提供する。
【解決手段】先端部54は照射光を透過させる透明な透明部材によって形成され、先端面56の周縁には斜面部58が形成され、先端部54には、挿通部60を囲むように略円環状に配置され、ライトガイドファイバ82が挿入される挿入部80が設けられている。挿入部80の先端には、挿入部80に挿入されたライトガイドファイバ82の先端から照射された照射光を拡散させて、先端部54を透過させて、また斜面部58に入射させるレンズ系84が形成されている。
【選択図】 図3

Description

本発明は、例えば医療用や工業用など、種々の用途に使用される内視鏡に関する。
例えば特許文献1には、少なくとも観察窓と照明窓に面する先端面部分が透明である材料によって形成される被膜カバーを有する汚染防止型内視鏡が開示されている。
また例えば特許文献2には、光学繊維束であるライトガイドの先端部に近接して、ライトガイドに導かれる光を拡散して照明する凹レンズである光学素子を備える内視鏡用拡散照明光学系が開示されている。
また例えば特許文献3には、先端部本体の先端面の縁部分には曲面状に面取りされた面取り部が形成されている内視鏡挿入部の先端部が開示されている。
特開2004−24575号公報 特開平6−273678号公報 特開2004−283426号公報
特許文献2に開示される内視鏡用拡散照射光学系は、光を凹レンズによって広範囲に拡散させ、視野範囲の周辺部にまで配光を確保している。しかし照射範囲が不要に広がり、十分な光量が確保されない。
特許文献3に開示される内視鏡挿入部の先端部において、レンズの面取り部を大きくし、面取り部に先端枠をかぶせているために、配光が低下する。配光を確保するためには、照明光の照射範囲に面取り部が干渉しない程度にまでレンズの外径を大きくする必要があり、そのため先端部の径が太くなってしまう。
このように視野範囲の周辺部の配光を十分確保すると、照射範囲が不要に広がり、光量のロスがおおきくなる。また面取り部にまで配光させると、先端の径が太くなる。
そのため本発明は、上記課題を鑑みて、十分な光量や良好な配光を得ることができ、光量のロスを防止でき、細径な先端を有する内視鏡を提供することを目的とする。
本発明は目的を達成するために、照射光を照射する照射部と、前記照射部が挿入され、挿入される前記照射部を保持する挿入部を有し、前記照射部から照射された前記照射光が透過可能な透明部材で形成される透明先端部と、前記透明先端部の周縁に形成され、前記透明先端部の先端面に対して傾斜している斜面部と、前記挿入部の先端部に形成され、前記照射部から照射された前記照射光を拡散させて、前記斜面部と前記先端面に入射させるレンズ系と、を具備することを特徴とする内視鏡を提供する。
本発明によれば、十分な光量や良好な配光を得ることができ、光量のロスを防止でき、細径な先端を有する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形態について詳細に説明する。
図1乃至図5と図6A,6Bと図7A,7Bを参照して第1の実施形態について説明する。
図1に示すように内視鏡1には、患者の体腔内等に挿入される細長い挿入部10と、挿入部10の基端と連結し、挿入部10を操作する操作部30が設けられている。図1に示す内視鏡1は、例えば体腔内に照射光を照射し、体腔内を観察するのみのものである。
操作部30には、術者が把持する把持部31と、挿入部10の後述する湾曲部12を湾曲させる湾曲操作ノブ32が設けられている。
把持部31には、ユニバーサルコード33の基端部が連結されている。このユニバーサルコード33の先端部には、照射光を出射する光源である図示しない光源装置や、ビデオプロセッサなどに接続されるコネクタ部34が連結されている。
操作部30には、内視鏡撮影用の各種ボタン37が設けられている。
図1に示す挿入部10は、操作部30側から順に可撓管部(蛇管部)11と、湾曲部12と、先端硬性部13を有している。詳細には、操作部30は、細長い可撓管部11の基端と連結している。可撓管部11の先端は、湾曲部12の基端と連結している。湾曲部12の先端は、先端硬性部13の基端と連結している。
可撓管部11は、弾力性と可撓性を有し、外力によって曲がる。
湾曲部12は、湾曲操作ノブ32が操作されることで、図1中に一点鎖線で示すように真っ直ぐに伸びた通常の直線状態から同図中に実線または二点鎖線で示すよう湾曲状態へと湾曲し、上下左右方向に湾曲する。湾曲部12が湾曲することにより、先端硬性部13の位置と向きが変わり、所望する観察対象物(体腔内の患部や病変部等)が観察視野(または撮像視野)内に捉えられる。
図2に示すように湾曲部12には、複数の略円筒(環状)形状の節輪41(41a,41b,41c,41d)が内視鏡1の挿入(挿入部10の長手軸)方向に沿って並設されている。隣接している(内視鏡1の挿入方向に沿って前後に位置する)節輪41は、リベットなどの枢軸によって回動可能に連結されている。このように節輪41が互いに回動可能に連結されることで、湾曲(回動)可能な湾曲部12は形成される。節輪41は、例えば金属などの硬質材料で形成されている。
なお本実施形態において、先端側の節輪41cの径は、基端側の節輪41dの径に比べて大きい。そのため湾曲部12には、湾曲部12の外径から湾曲部12の内径に向かって狭まっている段差43が形成される。
なお最も先端硬性部13側に位置し、節輪41cと同じ径を有する節輪41aには、先端硬性部13が連結している。また最も可撓管部11側に位置し、節輪41dと同じ径を有する節輪41bには、節輪41bと同じ径を有する可撓管部11が連結している。
先端硬性部13の外径は、節輪41の外径や可撓管部11の外径よりも大きい。つまり先端硬性部13は、可撓管部11と湾曲部12よりも太径である。
可撓管部11と湾曲部12と先端硬性部13は、図2に示すように外皮チューブ42によって被覆されている。この外皮チューブ42は、ゴムなどの弾性材料で可撓管部11と湾曲部12と先端硬性部13と略同形状(例えば中空形状や円筒形状)に形成されている。
外皮チューブ42が先端側の節輪41cや先端硬性部13を覆う部分の肉厚42aは外皮チューブ42が基端側の節輪41dや可撓管部11を覆う部分の肉厚42bよりも薄いため、可撓管部11や湾曲部12や先端硬性部13を覆う外皮チューブ42に段差が形成されておらず、可撓管部11や湾曲部12や先端硬性部13を覆う外皮チューブ42の外面42cは平面となっている。
外皮チューブ42は、熱可塑性エラストマー(スチレン系,オレフィン系,またはウレタン系等)の材質の弾性材料によって射出成形されてもよい。なお、熱可塑性エラストマーの成形は、射出成形に限定されず、注型、押出し、ブロー等の各種成形方法を適用してもよい。
図3に示すように、先端硬性部13は、節輪41aと連結する例えばステンレス鋼材製の先端枠部材52と、先端枠部材52の先端に配設される先端枠である先端部54とを備えている。
先端部54は、先端硬性部13の一部として成形されており、照射光が透過可能な透明な透明部材で形成されている透明先端部である。より詳細には、先端部54は、例えばポリサルフォンなどの透明な樹脂であり、例えば空気を1とした場合に例えば略1.64の屈折率を有している。
先端部54の先端面56の周縁には、斜面部58が形成されている。斜面部58は、先端面56に対して(先端面56から先端部54の外周側面に向かって)所望に傾斜し、先端面56に対して所望な角度を有する面取り部である。本実施形態の斜面部58は、図3と図5に示すように円弧(曲面)形状を有している。この斜面部58は、斜面部58から照射される照射光を、後述する図6Aに示すように先端硬性部13(先端部54)の長手中心軸方向L側に偏向させ、照射光を長手中心軸方向L側に集光させる偏向部である。
先端部54には、先端部54を含む先端硬性部13の中心に配置され、先端硬性部13の基端側から先端面56側まで挿通し、後述する観察光学系62が挿通する挿通部60と、図4に示すように挿通部60を囲むように略円環状に配置され、照射部である後述するライトガイドファイバ82が挿入される挿入部80が設けられている。先端硬性部13の中心に配置され、とは、挿通部60の長手中心軸方向が先端部54の長手中心軸方向Lと一致することである。挿通部60や挿入部80は、中空部であり、枠体であり、先端部54の内面に配置される。
挿通部60には、観察光学系62が先端硬性部13の基端側から先端面56側まで挿通している。挿通部60は、挿通部60を挿通する観察光学系62を保持する保持部でもある。
観察光学系62は、挿通部60によって先端硬性部13の中心に配置されている。言い換えると、観察光学系62の長手中心軸方向は、長手中心軸方向Lと一致し、同軸に配置される。また観察光学系62は、挿通部60を挿通し、湾曲部12および可撓管部11を通して操作部30に配設されている。また観察光学系62は、操作部30と、ユニバーサルコード33と、コネクタ部34に挿通され、図示しない光源装置と接続する。
図3に示すように観察光学系62は、先端面56に配置される観察窓64と、観察窓64の後方に配置される撮像部66と、撮像部66の基端部から延出された信号線などのケーブル68を有している。
撮像部66には、所定の像面歪曲を有する対物レンズ群であるレンズ系66aと、CCD等の撮像素子66bと、接続回路基板66cなどが含まれる。レンズ系66aと、撮像素子66bと、接続回路基板66cは、観察窓64から順に長手中心軸方向Lに沿って配置されている。接続回路基板66cには、ケーブル68が接続している。
なお対物レンズ群は、少なくとも一部が長手中心軸方向Lに沿って移動可能である。このため、撮像素子66bは、観察対象物の像の焦点を撮像素子66b上で結んだ状態で患部の像を撮像可能である。
なお、撮像素子66bに代えて図示しないイメージガイドファイバの先端部を固定して、内視鏡1を電子スコープに限らずにファイバースコープとしてもよい。
挿入部80は、図5に示すように挿入部80に挿入されるライトガイドファイバ82と略同様の径を有している。挿入部80は、挿入部80に挿入されるライトガイドファイバ82を保持する保持部でもある。つまり先端部54は、挿入部80によってライトガイドファイバ82を保持することとなる。ライトガイドファイバ82は、図4に示すように挿入部80によって観察光学系62を囲むように略円環状に配置され、図示しない光源装置から出射された照射光(例えば白色光)を照射する照射部である。
図3乃至図5に示すように挿入部80の先端部80aには、挿入部80に挿入されたライトガイドファイバ82の先端82aから照射された照射光を拡散させて、先端部54を透過させ先端面56の前方に照射させ、また先端部54を透過させ斜面部58に入射させるレンズ系84が形成されている。レンズ系84は、図3に示すように先端82aよりも前方である先端面56側に形成される。レンズ系84は、先端部80aにおける先端部54の内周面54aである。
言い換えると、先端部54において、挿入部80に挿入されるライトガイドファイバ82の先端82aの前方、且つ先端部80aの先端面56側に配置されている先端部54の内周面54aはレンズ系形状に形成され、この内周面54aはレンズ系84として照射光を拡散させ先端面56と斜面部58に入射させる。
このように本実施形態では、レンズ系84から先端面56と、レンズ系84から斜面部58までは、照射光の光路として用いられる。
このようなレンズ系84は、例えば凹レンズであり、図3と図5に示すように照射光を斜面部58の基端58a側に入射させることが好適である。言い換えると、レンズ系84は、拡散させた照射光を斜面部58の少なくとも基端58a側に入射させることができる位置に配置されている。斜面部58は、拡散して入射した照射光を図6Aに示すように長手中心軸方向L側に偏向させる。レンズ系84と斜面部58と先端面56は、斜面部58と先端面56から照射光を照射するレンズである照射レンズ系88としての機能を有する。
上述したように、また図4に示すように挿入部80は挿通部60を囲むように略円環状に配置されているため、ライトガイドファイバ82とレンズ系84も観察光学系62を囲むように略円環状に配置されることとなる。
なお挿入部80は、図3と図5に示すように先端82aがレンズ系84の先端84a側にまで挿入されることを防止し、ライトガイドファイバ82をレンズ系84の基端84b側(先端部80a)に配置させる防止部90を基端84b側にて有している。防止部90は、基端84bの大きさ(例えばレンズ系84の外径)と、この大きさよりも大きい挿入部80の大きさ(例えば挿入部80外径)によって形成される段差等であり、先端82aが突き当たる突き当て部である。
ライトガイドファイバ82や、ケーブル68や、ファイバースコープの場合の図示しないイメージガイドファイバの基端は、湾曲部12と可撓管部11と操作部30と、ユニバーサルコード33を通じて図示しない光源装置と接続する。
次に本実施形態に係る動作方法について説明する。
観察光学系62は挿通部60を挿通し、観察窓64が先端面56に配置される。図5に示すようにライトガイドファイバ82が挿入部80に挿入される。その際、先端82aは、防止部90によって基端84b側に配置される。これより先端部54は、図3に示すように挿入部80によってライトガイドファイバ82を保持する。
内視鏡1がユニバーサルコード33とコネクタ部34を介して図示しない光源装置と接続し、光源装置が照射光を出射すると、ライトガイドファイバ82はこの照射光を先端82aから照射する。先端82aから照射された照射光は、図6Aに示すようにレンズ系84によって拡散されて、先端部54を透過し、先端面56側から前方に照射される。また照射光は、図6Aに示すように先端部54を透過し、斜面部58に入射し、斜面部58によって長手中心軸方向L側に偏向され、長手中心軸方向L側に集光した状態で、斜面部58側から照射される。これにより体腔内は、照射光にて照射される。
一般的に凹レンズにて照射光が拡散される場合、図7Aに示すように先端82aから照射された照射光は、先端部54を透過し、先端面56側から照射されるのみである。また一般的に凹レンズにて照射光が拡散される場合、図7Bに示すように視野範囲の周辺部(端部94)における照射光量は、視野範囲の中央部95における照射光量よりも低下してしまう。端部94にまで十分な光量を確保しようとすると、視野範囲外にまで照射光を拡散させる必要が生じる。これにより視野範囲外まで照射光が不要に拡散させることになり、照射光量のロスが増加してしまう。また視野範囲の中央部95と端部94では照射光量のムラが生じてしまう。
しかしながら本実施形態において、照射光は斜面部58によって長手中心軸方向L側に偏向されているために、図6Bに示す観察光学系62の視野範囲と、視野範囲に対する照射光量の関係において、例えば視野範囲の端部94であっても、照射光は十分に配光され、照射光量は視野範囲の中央部95と略同一あり照射光量の低下を防止され、よって照射光量のロスが防止される。また中央部95と端部94における照射光量のムラの発生が防止され、中央部95と端部94における照射光量は略均一となる。
このように本実施形態は、先端部54を透明部材にて形成し、先端部54にてライトガイドファイバ82を保持させ、レンズ系84を先端82aに設けるのではなく先端面56側の内周面54aをレンズ系形状に形成し、先端面56の周縁に斜面部58を形成する。また本実施形態は、レンズ系84に照射光を拡散させて斜面部58に入射させ、斜面部58に照射光を長手中心軸方向L側に偏向させる。このように本実施形態は、レンズ系84と斜面部58と先端面56を、照射光を照射するレンズである照射レンズ系88としている。
これにより本実施形態は、図6Aと図7A、及び図6Bと図7Bに示すように、例えば視野範囲の端部94において、照射光を十分に配光することができ、十分な照射光量を得ることができ、照射光量のロスを防止することができる。
また本実施形態は、斜面部58によって照射光を先端硬性部13の長手中心軸方向L側に偏向させるために、照射光が意図せぬ方向に照射することを防止することができる。また本実施形態は、視野範囲の中央部95と端部94における照射光量のムラを防止することができ、中央部95と端部94における照射光量を略均一にすることができる。
また本実施形態は、レンズ系84から斜面部58を光路として用いることができ、照射レンズ系88を有しているため、つまりレンズ系84から拡散する照射光を斜面部58に入射させればよいため、図6Aに示すように先端硬性部13を細径化することができる。
また本実施形態は、照射光を斜面部58の基端58a側に入射させるほど、照射光を長手中心軸方向L側に偏向できるため、より十分に配光でき、十分な照射光量を得ることができ、照射光量のロスを防止することができる。
また本実施形態は、ライトガイドファイバ82の寸法にばらつきが合っても、防止部90によってライトガイドファイバ82を常に基端84b側に配置させることができる。よって本実施形態は、ライトガイドファイバ82の寸法にばらつきが合っても、照射光を十分に配光することができ、十分な照射光量を得ることができ、照射光量のロスを防止することができる。また本実施形態は、防止部90によってライトガイドファイバ82を先端84a側にまで挿入されることを防止することができる。よって本実施形態は、上記と同様の効果を得ることができる。
また本実施形態は、湾曲部12に段差43が形成されても、段差43に応じて外皮チューブ42の肉厚の厚みを調整し、例えば肉厚42aを肉厚42bよりも薄くし、外皮チューブ42に段差を形成させず、可撓管部11や湾曲部12や先端硬性部13を覆う外皮チューブ42の外面42cを平面としている。これにより本実施形態は、湾曲部12に段差43が生じていても、段差43に応じて外皮チューブ42の肉厚の厚みを調整することで、体腔内に挿入された内視鏡1を抜去し、例えば洗浄し、外皮チューブ42を拭く際に、外皮チューブ42にしわが寄ることを防止することができる。
なお本実施形態は、先端側の節輪41cの径が基端側の節輪41dの径よりも小さく、または各節輪41の径がそれぞれ異なって段差43が生じていても、この段差43に応じて外皮チューブ42の肉厚の厚みを調整し、外面42cを平面とすることができれば、湾曲部12に段差43が生じていてもよい。また段差43は、湾曲部12(節輪41b)と可撓管部11の間、湾曲部12(節輪41a)と先端硬性部13の間にあっても同様である。
なお本実施形態は、照射部をライトガイドファイバ82に限定することはなく、例えばLED等の光を照射する部材を用いれば良い。
なお本実施形態において、斜面部58は、円弧(曲面)形状を有することに限定することなく、図8に示すように直線形状を有していてもよい。
また挿入部80とライトガイドファイバ82とレンズ系84は、略円環状に配置されているがこれに限定する必要はない。例えば図9Aに示すように挿通部60(観察光学系62)の一部を囲み、レンズ系84が照射光を拡散させて斜面部58の一部にでも入射できれば、挿入部80とライトガイドファイバ82とレンズ系84は、例えば略1/4円弧状のように略円環状の一部に配置されていても良い。
また図9Bに示すように挿入部80とライトガイドファイバ82とレンズ系84は、例えば円弧96と、円弧96の端部96a,96bを結ぶ弦98によって形成される形状のように略円環状の一部に配置されていても良い。
また図9Cに示すように複数の挿入部80とライトガイドファイバ82とレンズ系84が略円環状に配置されていても良い。なお図9Cにおいて、レンズ系84が照射光を拡散させて斜面部58の一部にでも入射でき、略円環状の一部に配置できるのであれば、挿入部80とライトガイドファイバ82とレンズ系84の配置角度、配置個数は限定されない。
なお本実施形態における内視鏡1は、体腔内を観察するのみのものとしたが、これに限定する必要はなく、体腔内の患部などを処置する処置具を挿通させるための挿通チャンネルや、体腔内に送気送水を行うための送気送水ノズル等を有していても良い。
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
図1は、本発明の第1の実施形態における内視鏡の概略構成図である。 図2は、第1実施形態における可撓管部と湾曲部と先端硬性部を示す概略的な図である。 図3は、先端硬性部の概略的な縦断面図である。 図4は、先端硬性部の概略的な正面図である。 図5は、挿入チャンネルを示す図である。 図6Aは、本実施形態における照射光の配光を示す概略図である。 図6Bは、本実施形態における観察光学系の視野範囲と、視野範囲に対する照射光量の関係を示す図である。 図7Aは、一般的な照射光の配光を示す概略図である。 図7Bは、一般的な観察光学系の視野範囲と、視野範囲に対する照射光量の関係を示す図である。 図8は、斜面部の変形例を示す図である。 図9Aは、挿入チャンネルとライトガイドファイバとレンズ系の配置の変形例を示す図である。 図9Bは、挿入チャンネルとライトガイドファイバとレンズ系の配置の変形例を示す図である。 図9Cは、挿入チャンネルとライトガイドファイバとレンズ系の配置の変形例を示す図である。
符号の説明
1…内視鏡、10…挿入部、11…可撓管部、12…湾曲部、13…先端硬性部、30…操作部、31…把持部、32…湾曲操作ノブ、33…ユニバーサルコード、34…コネクタ部、37…各種ボタン、42…外皮チューブ、52…先端枠部材、54…先端部、54a…内周面、56…先端面、58…斜面部、58a…基端、60…挿通部、62…観察光学系、64…観察窓、66…撮像部、68…ケーブル、80…挿入部、80a…先端部、82…ライトガイドファイバ、82a…先端、84…レンズ系、88…照射レンズ系、90…防止部。

Claims (8)

  1. 照射光を照射する照射部と、
    前記照射部が挿入され、挿入される前記照射部を保持する挿入部を有し、前記照射部から照射された前記照射光が透過可能な透明部材で形成される透明先端部と、
    前記透明先端部の周縁に形成され、前記透明先端部の先端面に対して傾斜している斜面部と、
    前記挿入部の先端部に形成され、前記照射部から照射された前記照射光を拡散させて、前記斜面部と前記先端面に入射させるレンズ系と、
    を具備することを特徴とする内視鏡。
  2. 前記レンズ系は、前記挿入部において、前記挿入部に挿入される前記照射部の先端よりも前記先端面側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。
  3. 前記透明先端部において、前記透明先端部の基端側から前記先端面側まで挿通している挿通部と、
    前記挿通部に挿通している観察光学系と、
    をさらに有し、
    前記挿通部の長手中心軸方向は前記透明先端部の長手中心軸方向と一致し、前記挿通部は前記透明先端部の中心に配置され、
    前記挿入部は前記挿通部を囲むように略円環形状または略円環形状の一部に配置され、前記レンズ系と前記挿入部に挿入される前記照射部は、前記挿通部を挿通する前記観察光学系を囲むように略円環形状または略円環形状の一部に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の内視鏡。
  4. 前記挿入部は、前記照射部の先端が前記レンズ系の先端側にまで挿入されることを防止し、前記挿入部に挿入される前記照射部を前記レンズ系の基端側に配置させる防止部を有していることを特徴とする請求項3に記載の内視鏡。
  5. 前記斜面部は、入射した前記照射光を前記透明先端部の長手中心軸方向側に偏向させることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡。
  6. 前記斜面部は、円弧形状を有していることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡。
  7. 前記斜面部は、直線形状を有していることを特徴とする請求項5に記載の内視鏡。
  8. 前記レンズ系と前記斜面部と前記先端面は、前記斜面部と前記先端面から前記照射光を照射する照射レンズ系であることを特徴とする請求項6または7に記載の内視鏡。
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