JP2014087483A

JP2014087483A - 内視鏡

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Publication number: JP2014087483A
Application number: JP2012239350A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sanada; 崇史真田; Yuzo Kawano; 裕三川野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】光伝送路を介して照明を行う内視鏡において、挿入部先端の内部空間における光ファイバと撮像ユニットとの干渉を確実に防止する。
【解決手段】少なくとも一部が可撓性を有する挿入部３を備えた内視鏡１において、挿入部の外周を形成する外筒１３，１４と、この外筒の先端部に収容された撮像ユニット２５と、外筒内に配設され、光源からの光を挿入部の先端に導く１又は２以上の光伝送用ケーブル４２とを備え、光伝送用ケーブルの先端部の少なくとも一部は、撮像ユニットを迂回するように湾曲し、光伝送用ケーブルの湾曲した部位が曲げ加工された金属管４３によって被覆されている構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部から直接観察できない観察対象の内部を撮像する内視鏡に関し、特に、光ファイバ等からなる光伝送路を介して照明を行う内視鏡に関する。

従来、内視鏡は、外部の光源からの光を観察対象の内部に挿入される挿入部の先端に導く照明装置を備えており、これにより、観察対象の内部（体腔内等）を照らしながらその観察や撮影等を行うことが可能となっている。この種の照明装置として、例えば、挿入部先端の端面において、像光が入射する観察窓等と共に開口した照明窓と、この照明窓に光源からの照明光を導くべく内視鏡の軸方向に沿って冷却風送気用の管路内に挿通された光ファイバケーブルとを有する構成が知られている（特許文献１、図９参照）。

特開２０１２−１２０７４６号公報

ところで、上記特許文献１に記載の従来技術のように、挿入部先端の内部空間（光ファイバの先端側）に撮像ユニット（ＣＣＤ、回路基板及び複数のレンズ等）が内蔵された構成では、管路から延出した光ファイバの先端部は、撮像ユニットを迂回するように湾曲した後に照明窓に接続する必要がある。しかしながら、上記従来技術のように光ファイバを自由に湾曲させる構成とした場合、挿入部先端の曲げ動作の際に光ファイバが撮像ユニットと干渉して破損等のトラブルが生じる可能性があった。特に、照明装置に複数の光伝送路を使用する場合には、そのような光ファイバの自由な湾曲によって生じる問題はより顕著となる。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、光伝送路を介して照明を行う構成において、挿入部先端の内部空間における光ファイバと撮像ユニットとの干渉を確実に防止することを可能とした内視鏡を提供することを主目的とする。

本発明の内視鏡は、少なくとも一部が可撓性を有する挿入部を備えた内視鏡であって、前記挿入部の外周を形成する外筒と、前記外筒に収容された撮像ユニットと、前記外筒内に配設され、光源からの光を前記挿入部の先端に導く１又は２以上の光伝送路とを備え、前記光伝送路の少なくとも一部は、前記撮像ユニットを迂回するように湾曲し、前記光伝送路の前記湾曲した部位が曲げ加工された金属管によって被覆されていることを特徴とする。

第１実施形態に係る内視鏡の全体構成図図１に示した内視鏡における挿入部先端の内部構造を示す側面図図１に示した内視鏡における挿入部先端の内部構造を示す斜視図図１に示した内視鏡における挿入部先端の断面図図２，図３に示した撮像ユニットホルダの保持溝の変形例を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）後面図第１実施形態に係る内視鏡における照明の態様を示す説明図図４に示した先端カバーの前凹部および後凹部と光伝送用ケーブルの出射端との位置関係を示す正面図第１実施形態に係る光伝送用ケーブルの組立手順を示す模式図第１実施形態に係る光伝送用ケーブルにおける金属管の曲げ加工の概要を示す説明図図９の要部拡大断面図第２実施形態に係る内視鏡における先端カバーの前凹部および後凹部と光伝送用ケーブルの出射端との位置関係を示す正面図第２実施形態に係る内視鏡における挿入部先端からの照明光の出射方向を示す模式図第２実施形態に係る内視鏡における固体撮像素子の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図第３実施形態に係る内視鏡における光伝送用ケーブルの先端形状を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）側面図第３実施形態に係る内視鏡における照明の態様を示す説明図第４実施形態に係る内視鏡における光伝送用ケーブルの先端形状を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）側面図第４実施形態に係る内視鏡における照明の態様を示す説明図内視鏡における光伝送用ケーブルの配設構造の比較例を示す図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、少なくとも一部が可撓性を有する挿入部を備えた内視鏡であって、前記挿入部の外周を形成する外筒と、前記外筒に収容された撮像ユニットと、前記外筒内に配設され、光源からの光を前記挿入部の先端に導く１又は２以上の光伝送路とを備え、前記光伝送路の少なくとも一部は、前記撮像ユニットを迂回するように湾曲し、前記光伝送路の前記湾曲した部位が曲げ加工された金属管によって被覆されていることを特徴とする。

この第１の発明に係る内視鏡によれば、金属管の曲げ加工によって光伝送路の湾曲形状を適切に調整することにより、光伝送路を介して照明を行う構成において、挿入部先端の内部空間における光伝送路と撮像ユニットとの干渉を確実に防止することが可能となる。また、光伝送路に被覆カバー等がなければ、通常、伝送路から漏れ光が発生し、撮像ユニットに迷光となって入光し画質が劣化する。この光伝送路を金属管で覆うことで漏れ光をなくし、画質劣化を防ぐことができる。

また、第２の発明は、上記第１発明において、前記外筒は、可撓性の軟性部と、当該軟性部の先端側に連なるより高い剛性を有する硬性部とを有し、前記硬性部は、前記軟性部よりも拡径された内部空間を有すると共に、当該内部空間に前記撮像ユニットを収容し、前記光伝送路の前記湾曲した部位は、前記拡径された内部空間に位置する構成とする。

この第２の発明に係る内視鏡によれば、軟性部の先端側に拡径された硬性部を設けた構成において、光伝送路の湾曲形状を適切に調整してその湾曲部位の軸方向長さを短くすることができるため、硬性部の軸方向長さの増大を回避して血管等の狭く湾曲した空間への挿入を適切に行うことが可能となる。

また、第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記撮像ユニットの構成部品の少なくとも一部を支持する撮像ユニットホルダを備え、前記撮像ユニットホルダには、前記光伝送路の先端部が保持される保持溝または保持孔が形成された構成とする。

この第３の発明に係る内視鏡によれば、撮像ユニットホルダによって光伝送路を安定的に支持するため、光伝送路と撮像ユニットとの干渉をより確実に防止することが可能となる。

また、第４の発明は、上記第３の発明において、前記撮像ユニットホルダにおける前記保持溝または前記保持孔は、先端側に向けて先細り状をなす構成とする。

この第４の発明に係る内視鏡によれば、撮像ユニットホルダの保持溝または保持孔における光伝送路の後端側の変位が適切に許容されるため、挿入部先端の曲げ動作の際の光伝送路の破損等を防止することが可能となる。

また、第５の発明は、上記第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記金属管は、電気鋳造により形成された構成とする。

この第５の発明に係る内視鏡によれば、曲げ加工に好適なサイズ（内外径、長さ等）の金属管を電鋳により精度良く形成できるため、光伝送路の湾曲形状の精度を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明における方向については、原則として内視鏡の挿入部側を「前（先）」とし、内視鏡の本体部側を「後」とする。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る内視鏡の全体構成図であり、図２及び図３はそれぞれ内視鏡における挿入部先端の内部構造を示す側面図及び斜視図であり、図４は内視鏡における挿入部先端の断面図である。なお、図２では内視鏡の外筒を切断することにより、図３では内視鏡の外筒の一部を取り外すことにより内部構造を示している。

図１に示すように、内視鏡１は、医療用として用いられる極細の軟性鏡であり、特に血管等の狭い空間の観察に用いられるものである。内視鏡１は、照明用の光源等（図示せず）が内蔵された本体部２と、この本体部２から前方に延設された挿入部３とから主として構成される。挿入部３は、本体部側（基端側）からの光源の光を先端側から出射する。ユーザは、本体部２の後部２ａをビデオプロセッサ４の接続口５に挿入することにより、図示しない本体部２側の端子とビデオプロセッサ４側の端子とを電気的に接続することができる。これにより、内視鏡１は、ビデオプロセッサ４との間で電力受給や各種信号（映像信号、制御信号など）の送受信が可能となる。なお、ビデオプロセッサ４は周知の機能を有しており、ユーザは、ビデオプロセッサ４を図示しない映像表示用のモニタやプリンタに接続することにより、内視鏡１からの映像信号に基づく映像を表示したり、画像を印刷したりすることができる。

挿入部３は、観察対象（ここでは、人体）の内部に挿入される部位であり、小径（ここでは、約１．８ｍｍ）の円形断面を有すると共に、観察対象に応じて必要な長さ（ここでは、３ｍ）に設定されている。挿入部３は、本体部２に後端が接続された可撓性の軟性部１１と、この軟性部１１の前端に連なり先端部を形成する高剛性の硬性部１２とを有している。

図２及び図３に示すように、軟性部１１の外周部は、可撓性の材料（ここでは、少なくとも１種類の合成樹脂材料）からなる円筒状の軟性外筒１３により形成されており、また、硬性部１２の外周部は、剛性の高い部材（ここでは、金属）からなる円筒状の硬性外筒１４により形成されている。軟性外筒１３の外径は硬性外筒１４の内径と略同一に設定されており、軟性外筒１３の先端は硬性外筒１４の後部開口に嵌め込まれている。また、硬性外筒１４の前部開口には撮像ユニットホルダ２１が取り付けられており、撮像ユニットホルダ２１の前側には、後述するレンズユニット３１を介して透光性の材料（光学材料）からなる円環状の先端カバー２２が取り付けられている。先端カバー２２は、挿入部３において先端側の外周部を構成する。このような構成により、挿入部３には、密閉された内部空間として、軟性外筒１３の内周面によって画成される比較的小径の第１スペースＳａと、硬性外筒１４の内周面によって画成される比較的大径の第２スペースＳｂとが形成されている。

撮像ユニットホルダ２１は、硬性外筒１４の内径よりも僅かに小さい外径を有し、撮像ユニット２５を保持した状態で前部開口から硬性外筒１４内に挿入されている。撮像ユニットホルダ２１の前側は、硬性外筒１４から前方に突出しており、この突出部位の外周には固定リング部２６を有している。固定リング部２６は、硬性外筒１４と略同一の外径を有している。

撮像ユニット２５は、観察部位の撮像に供されるものであり、対物光学系をなすレンズユニット３１と、このレンズユニット３１の後側に配置され、レンズからの光が受光面に結像される固体撮像素子（ここでは、ＣＭＯＳ）３２と、この固体撮像素子３２の後面側に折り畳まれた状態で接続された平型のフレキシブルケーブル３３とを有している。レンズユニット３１では、ガラス素材または樹脂素材からなる同一径の複数（ここでは、４枚）の光学レンズＬ１〜Ｌ４が金属製の円筒状のレンズ枠体５４（図４参照）に互いに軸方向に密接した状態で組み込まれている。レンズユニット３１（レンズ枠体５４）の前側は、撮像ユニットホルダ２１から前方に突出しており、この突出部位の外周には先端カバー２２が嵌め込まれている。また、レンズユニット３１の後側は撮像ユニットホルダ２１に嵌め込まれている。

図４に示すように、先端カバー２２は、挿入部３のＲ面取り部を形成する先端側の前面２２ａと、その後側（硬性外筒１４側）に位置する後面２２ｂとを有している。前面２２ａは、環状の面取り面をなす。また、前面２２ａには、周方向に等間隔に配置された複数（ここでは、４個）の前凹部３５が形成されている。後面２２ｂは、挿入部３の軸に直交すると共に、前面２２ａの外周縁に連なる環状平面をなす。また、後面２２ｂには、周方向に等間隔に配置された複数（ここでは、４個）の後凹部３６が形成されている。ここで、前凹部３５は楕円凹面（回転楕円面の一部をなす形状を有する凹面）をなし、後凹部３６は球凹面（球面の一部をなす形状を有する凹面）をなす。また、各前凹部３５と各後凹部３６とは、少なくとも一部が前後方向に重なるように対応して配置されている。

フレキシブルケーブル３３の後部には、撮像ユニット２５と本体部２（図１参照）との間の電力および各種信号の伝送に供される電力・信号用ケーブル４１（ここでは、４芯同軸ケーブル）の先端側が接続されている。電力・信号用ケーブル４１は、軟性部１１内の第１スペースＳａのほぼ中心に配置されており、その後端側は、軟性部１１の軸に沿って本体部２まで延在する。

また、内視鏡１には、上述の本体部２内の光源（ここでは、白色ＬＥＤ）と、この光源からの光を挿入部３の先端に導く複数（ここでは、４本）の光伝送用ケーブル（光伝送路）４２とを有する照明装置が設けられている。各光伝送用ケーブル４２は、複数の小径の光ファイバが束ねられた構成を有しており、軟性部１１内の第１スペースＳａにおいて電力・信号用ケーブル４１の周囲に配置されており、その後端側は、軟性部１１の軸に沿って本体部２内の光源まで延在している。

第１スペースＳａの前部から第２スペースＳｂに至る各光伝送用ケーブル４２の先端部は金属管４３によって被覆されている。金属管４３の先端側は光伝送用ケーブル４２の先端まで至り、金属管４３の後端側は軟性外筒１３内に挿入されている。金属管４３は、例えばニッケルの電鋳品であり、後述するように所定の湾曲形状に曲げ加工されている。これにより、各光伝送用ケーブル４２の先端部は、拡径された第２スペースＳｂにおいて撮像ユニット２５を迂回するように外側に湾曲し、撮像ユニットホルダ２１の外周に設けられた保持溝４４（図３参照）によって保持される。保持溝４４は、略半円状の断面を有しており、撮像ユニットホルダ２１の軸方向に沿ってその前端から後端まで延設されている。

各光伝送用ケーブル４２の先端側は、硬性部１２の軸に沿って延在している。また、各光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａは、先端カバー２２の後面２２ｂにおける後凹部３６および前面２２ａにおける前凹部３５に向けて配置されており、出射端４２ａからの出射光は、所定の出射角（ここでは、１２０°）で出射された後、先端カバー２２内を通ってＲ面取りされた前面（面取り面）２２ａの前凹部３５及びその周辺領域から挿入部３の前方に出射される。なお、各光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａは、光学用接着剤により保持溝４４に接着されている。ここでは、光伝送用ケーブル４２を保持溝４４によって保持する構成としたが、保持溝４４の代わりに、撮像ユニットホルダ２１を前後方向に貫く保持孔を設けてもよい。

レンズユニット３１において、レンズ枠体５４内には、凹面を入射側（前側）に向けた平凹レンズＬ１と、凸面を出射側に向けた平凸レンズＬ２と、凸面を入射側に向けた平凸レンズＬ３と、凹面を出射側に向けた平凹レンズＬ４とが前側から順に配置されている。平凹レンズＬ１はレンズ枠体５４の前端に配置されており、その凹面はレンズ枠体５４の前部開口から露出している。レンズ枠体５４の内周面５４ａには各レンズＬ１〜Ｌ４を位置決めするための構造（突起、段差等）は設けられておらず、各レンズＬ１〜Ｌ４の外周縁（ここでは、外周面全体）が内周面５４ａに対して密接した状態で接着されている。平凹レンズＬ１と平凸レンズＬ２との間には、中央に絞り孔５５ａを有する反射防止処理された円形の薄い（ここでは、５０μｍの厚さ）金属板からなる絞り５５が介装されている。

レンズユニット３１では、観察対象からの光は、平凹レンズＬ１に入射し、平凸レンズＬ２、平凸レンズＬ３、平凹レンズＬ４を順次通過した後、平凹レンズＬ４の凹面に対向して配置された固体撮像素子３２の受光面に結像される。

レンズ枠体５４は、電気鋳造によって精度良く形成されたもの（ここでは、ニッケル電鋳品）であり、その内周面５４ａは、迷光を防止するための反射防止処理（例えば、化学的または物理的に凹凸を形成する表面処理）がなされている。このような構成により、レンズユニット３１では、レンズ枠体５４の内周面５４ａをアライメントの基準として、レンズ枠体５４にレンズＬ１〜Ｌ４を組み込むことで光軸を精度良く設定することができる。

図５は撮像ユニットホルダの保持溝の変形例を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）後面図である。図２に示した上述の例では、保持溝４４はその延設方向全体において同一の径で設けられていたが、図５に示すように、保持溝４４を前端側から後端側に向けて徐々に拡径した（すなわち、先端側に向けて先細り状をなす）構成も可能である。これにより、挿入部３の先端の曲げ動作の際に、光伝送用ケーブル４２の後端側の変位が適切に許容されるため、光伝送用ケーブル４２や撮像ユニット２５の破損等を防止することが可能となる。

図６は内視鏡における照明の態様を示す説明図であり、図７は先端カバーにおいて対をなす前凹部および後凹部とそれらに対応する光伝送用ケーブルの出射端４２ａとの位置関係を示す正面図である。図６において、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａ周辺の模式図および固体撮像素子３２の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図であり、（Ｃ）,（Ｄ）は、先端カバー２２に前凹部３５および後凹部３６を設けない場合の（Ａ）,（Ｂ）に対応する比較例である。なお、図６（Ａ）、（Ｃ）の照明光の照射経路イメージ（矢印線）は、照明経路の比較を容易とするための概念図であり、実際の照明における経路が厳密に反映さているものではない。また図６（Ｂ）、（Ｄ）も同様で、照明光の照射イメージは、照明領域の比較を容易とするための概念図であり、実際の照明における明暗等が厳密に反映されているものではない（以下同様。）。

図６（Ｃ）に示す比較例では、光伝送用ケーブル４２から前方に出射された光は、先端カバー２２の後面２２ｂに入射し、Ｒ面である前面２２ａでの屈折により挿入部３の中心軸側に集光される傾向にある。つまり、先端カバー２２は凸レンズとして機能し、これにより、図６（Ｄ）に示すように、照明領域Ｒ０（図中の白色で示される観察視野）は、固体撮像素子３２の矩形の撮像範囲Ｒｐにおける中央の比較的狭い領域となり、照明領域Ｒ０の周辺には観察不能な領域（図中の黒色で示される領域）が生じる。

一方、本実施形態による内視鏡１による照明では、図６（Ａ）に示すように、先端カバー２２の後面２２ｂに入射する光伝送用ケーブル４２からの光は、後面２２ｂの後凹部３６での屈折により外方にも拡散し、更に、それらの光の一部は前面２２ａの前凹部３５での屈折によって更に外方に拡散する。つまり、先端カバー２２は凹レンズとして機能し、これにより、図６（Ｂ）に示すように、照明領域Ｒ１（図中の白色で示される領域）は、図６（Ｄ）の照明領域Ｒ０よりも大きく外側に広がり、観察不能な領域が減少する。特に、前凹部３５を楕円凹面としたため、凹面を形成するスペースに制約がある小径の挿入部３においても、照明光を径方向に交差する方向（すなわち、外向き）に効果的に拡散させることができるという利点がある。

なお、本実施形態による内視鏡１では、図７に示すように、前凹部３５の中心位置Ｃ１、後凹部３６の中心位置Ｃ２及び光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａの中心位置（ここでは、中心軸）Ｃ３は、正面視（すなわち、挿入部３の軸方向から見た場合）において一致している。ただし、これに限らず、光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａの中心位置（中心軸）Ｃ３は、正面視において前凹部３５および後凹部３６に重なる範囲において変更することができる。

また、先端カバー２２に前凹部３５または後凹部３６の一方のみを設けた構成によっても上述のような光伝送用ケーブル４２からの光を外向きに広げる効果は得られる。特に、一方の凹部のみを設ける場合には、凹部への異物等の侵入を防止する観点から後凹部３６のみを設けることがより好ましい。

図８は光伝送用ケーブルの組立手順を示す模式図である。図８（Ａ）に示すように、まず、所定のサイズで形成された金属管４３に対して、複数（ここでは、１６本）の小径（ここでは、３０μｍ）の光ファイバＦの束が挿入される。このとき、光ファイバＦの先端部は、接着剤により金属管４３の先端部（内周面）に接着され、図８（Ｂ）に示すように、金属管４３と光ファイバＦの束とが一体化されて光伝送用ケーブル４２が形成される。その後、金属管４３が所定の湾曲形状で曲げ加工されることにより、図８（Ｃ）に示すような先端部が湾曲した光伝送用ケーブル４２が完成する。この場合、金属管４３はニッケル電鋳品であるため、曲げ加工に好適なサイズ（内外径、長さ等）に精度良く形成することができ、光伝送用ケーブル４２の湾曲形状の精度を向上させることができるという利点がある。

図９は光伝送用ケーブルにおける金属管の曲げ加工の概要を示す説明図であり、図１０は図９の要部拡大断面図である。

図９に示すように、金属管４３の曲げ加工は、対をなす雄型６１と雌型６２とを有する加工器具６３によって実施される。雌型６２の上面には、左右方向に互いに平行延設された一対の凸部６５，６６が突設されている。凸部６６には、両凸部６５，６６に直交する方向（前後方向）に延在する複数の通し溝６７が所定の間隔で設けられている。また、両凸部６５，６６の間に位置する加工面６８には、前後方向に延在する複数の加工溝６９が各通し溝６７に対応する位置にそれぞれ設けられている。図１０に示すように、加工溝６９の中央部６９ａは、その前後の部位よりも深さが小さく設定されており、金属管４３の湾曲形状に対応するように上下方向に湾曲した形状を有している。

雄型６１は、本体部７１と、この本体部７１から下方に突出する押圧凸部７２とを有している。押圧凸部７２は、曲げ加工の際に両凸部６５，６６の間隙に挿入可能なように、その前後方向の幅が加工面６８の幅と略同一に設定されている。押圧凸部７２の底面７２ａは、加工溝６９（加工面６８）の中央部６９ａの上下方向の湾曲形状と同様に湾曲している。

このような加工器具６３を用いた金属管４３の曲げ加工では、まず、曲げ加工前の光伝送用ケーブル４２（図８（Ｂ）参照）が、通し溝６７を介して加工溝６９内に挿入される。このとき、図１０に示すように、光伝送用ケーブル４２の先端は、凸部６５の後壁６５ａに突き当てられる。その後、雄型６１の押圧凸部７２が雌型６２の凸部６５，６６の間に挿入され、その底面７２ａによって金属管４３を加工溝６９側に押圧する。これにより、金属管４３は光ファイバＦを保持した状態で底面７２ａおよび加工溝６９の形状に沿って塑性変形し、先端部が湾曲した光伝送用ケーブル４２（図８（Ｃ）参照）が得られる。

なお、加工器具６３では、複数の加工溝６９の各々に光伝送用ケーブル４２をセットすることにより、複数の光伝送用ケーブル４２を順次曲げ加工することができる。

このように、内視鏡１では、金属管４３の曲げ加工によって光伝送用ケーブル４２の先端部を適切に湾曲させたため、図４に示したように、挿入部３内において軸方向に延びる光伝送用ケーブル４２を、撮像ユニット２５を迂回するように配設することが可能となり、光伝送用ケーブル４２と撮像ユニット２５との干渉を確実に防止することが可能となる。特に、撮像ユニットホルダ２１の保持溝４４によって光伝送用ケーブル４２の先端部を安定的に支持する構成としたため、光伝送用ケーブル４２と撮像ユニットとの干渉をより確実に防止できる。また、内視鏡１では、光伝送用ケーブル４２の先端部を適切に湾曲させることにより、挿入部先端の内部空間（第２スペースＳｂ）をコンパクトに維持することができ、その結果、血管等の狭く湾曲した空間への挿入性を低下させる硬性部１２の軸方向長さＷ１（ここでは、約５ｍｍ）の増大を回避することができる。

一方、図１８の比較例に示すように、金属管４３を用いることなく光伝送用ケーブル４２を配設した（すなわち、光ファイバＦの束を自由に湾曲させた）場合には、挿入部３の軸方向における湾曲領域（第２スペースＳｂ）をより長く確保する必要が生じ、その結果、硬性部１２の軸方向長さＷ２が増大して血管等の狭く湾曲した空間への挿入性が低下する。また、撮像ユニット２５との干渉を回避することが難しくなり、光ファイバＦの破損等のトラブルを招くおそれがある。

＜第２実施形態＞
図１１は本発明の第２実施形態に係る内視鏡における先端カバーの前凹部および後凹部と光伝送用ケーブルの出射端との位置関係を示す正面図であり、図１２は挿入部先端からの照明光の出射方向を示す模式図であり、図１３は固体撮像素子の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図である。図１１及び図１３は、それぞれ上記第１実施形態の図７および図６（Ｂ）に対応する。また、図１１〜図１３では、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されており、第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の事項については詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、第２実施形態に係る内視鏡１では、第１実施形態の場合と同様に、対をなす前凹部３５の中心位置Ｃ１および後凹部３６の中心位置Ｃ２が正面視において一致している。一方で、各光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａの中心位置Ｃ３は、対応する中心位置Ｃ１，Ｃ２から少なくとも挿入部３の径方向に交差する方向に変位して配置されている。ここでは、中心位置Ｃ３は、前凹部３５の楕円形状の長軸方向（すなわち、挿入部３の径方向に直交する方向）に距離Ｇ１だけ変位すると共に、挿入部３の径方向内側に距離Ｇ２だけ変位している。

このように、光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａの中心位置Ｃ３を前凹部３５の中心位置Ｃ１および後凹部３６の中心位置Ｃ２からオフセットすることにより、光伝送用ケーブル４２からの出射光を前凹部３５および後凹部３６におけるより外方への屈折力の大きい部位に入射させることが可能となる。その結果、図１２中の矢印で示すように、挿入部先端からの照明光の出射方向がそれぞれ挿入部３の外方に向けられ、図１３に示すように、照明領域Ｒ２は、図６（Ｂ）の照明領域Ｒ１よりも大きく外側に広がり、観察不能な領域が更に減少する。

なお、ここでは、中心側の光量を補うために挿入部３の径方向内側にも変位させた例を示したが、場合によっては、前凹部３５の楕円形状の長軸方向にのみ変位させた構成（すなわち、距離Ｇ２＝０）も可能である。また、変位量（距離Ｇ１の大きさ）については、少なくとも中心位置Ｃ３が前凹部３５および後凹部３６から外れない範囲で種々の変更が可能である。このように照度領域を制御することで、撮影対象の部位専用の内視鏡を構成した場合、それぞれに最適な照度領域を提供することができる。

＜第３実施形態＞
図１４は本発明の第３実施形態に係る内視鏡における光伝送用ケーブルの先端形状を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）側面図であり、図１５は固体撮像素子の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図である。図１４は内視鏡１の軟性外筒１３、硬性外筒１４及び先端カバー２２を取り外した状態を示している。図１５において、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａ周辺の模式図および固体撮像素子３２の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図であり、それぞれ図６（Ａ）および（Ｂ）に対応する。図１４および図１５では、第１および第２実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されており、第３実施形態において、上記第１および第２実施形態と同様の事項については詳細な説明を省略する。

図１４に示すように、第３実施形態に係る内視鏡１では、各光伝送用ケーブル４２は、上述の金属管４３により湾曲した部分を除いて軟性外筒１３または硬性外筒１４の略軸方向に沿って延在する本体部８１と、この本体部８１の先端側に連なる先端部８２とを有し、先端部８２は、図１５（Ａ）にも示すように、挿入部３の軸方向を基準として、挿入部３の径方向に直交する方向にθ１（ここでは、２０°）の角度をもって傾いている。つまり、先端部８２は、本体部８１との境界部位において挿入部３の径方向に直交する方向に屈曲している。この場合にも、傾けられた先端部８２における出射端８２ａは、先端カバー２２の後面２２ｂの後凹部３６および前面２２ａの前凹部３５に向けられている。

このように、光伝送用ケーブル４２の先端部８２を挿入部３の径方向に交差する方向（ここでは、直交方向）に傾斜させることにより、光伝送用ケーブル４２からの出射光を挿入部３の外側に導くことが可能となる。その結果、図１５（Ｂ）に示すように、照明領域Ｒ３は、図６（Ｂ）の照明領域Ｒ１よりも大きく外側に広がり、観察不能な領域が更に減少する。また、照明領域Ｒ３は略矩形状をなすため、撮像範囲Ｒｐを有効に利用することが可能となる。このような先端部８２の屈曲構造は、上述した場合と同様に金属管４３の曲げ加工によって実現される。なお、図１４に示した光伝送用ケーブル４２の先端側では、本体部８１および先端部８２とは、それらの境界部位を除いて略直線状をなすが、少なくとも出射端８２ａの方向を変更可能な限りにおいて、本体部８１から先端部８２（出射端８２ａ）にかけてなだらかに湾曲した構成も可能である。

＜第４実施形態＞
図１６は本発明の第４実施形態に係る内視鏡における光伝送用ケーブルの先端形状を示す（Ａ）正面図および（Ｂ）側面図であり、図１７は内視鏡における照明の態様を示す説明図である。図１６は内視鏡１の軟性外筒１３および硬性外筒１４を取り外した状態を示している。図１７において、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ光伝送用ケーブル４２の出射端４２ａ周辺の模式図および固体撮像素子３２の撮像範囲における照明光の照射イメージを示す図であり、それぞれ図６（Ａ）および（Ｂ）に対応する。また、図１６および図１７では、第１〜第３実施形態と同様の構成要素については同一の符号が付されており、第４実施形態において、上記第１〜第３実施形態と同様の事項については詳細な説明を省略する。

図１６に示すように、第４実施形態に係る内視鏡１では、上記第３実施形態に係る各光伝送用ケーブル４２の先端部８２が、更に挿入部３の径方向外側に傾斜した構成を有している。つまり、先端部８２は、図１７（Ａ）にも示すように、挿入部３の軸方向を基準として、挿入部３の径方向に直交する方向にθ１（ここでは、２０°）かつ挿入部３の径方向外側にθ２（ここでは、２０°）の角度をもって傾いている。つまり、先端部８２は、本体部８１との境界部位において挿入部３の径方向に交差する方向に屈曲している。この場合にも、傾けられた先端部８２における出射端８２ａは、先端カバー２２の後面２２ｂの後凹部３６および前面２２ａの前凹部３５に向けられている。

このように、光伝送用ケーブル４２の先端部８２を挿入部３の径方向に交差する方向かつ径方向外側に傾斜させることにより、光伝送用ケーブル４２からの出射光を挿入部３の外側に効果的に導くことが可能となり、その結果、図１７（Ｂ）に示すように、照明領域Ｒ４は、図１５（Ｂ）の照明領域Ｒ３よりも更に外側に広がり、観察不能な領域が更に減少する。また、照明領域Ｒ４は略矩形状をなすため、撮像範囲Ｒｐを有効に利用することが可能となる。

なお、第３および第４実施形態においても、第２実施形態の場合と同様に、傾斜させた先端部８２における出射端８２ａの中心位置Ｃ３を、対応する凹部３５，３６の中心位置Ｃ１，Ｃ２から少なくとも挿入部３の径方向に交差する方向に変位させた構成も可能である。このように照度領域を制御することで、撮影対象の部位専用の内視鏡を構成した場合、それぞれに最適な照度領域を提供することができる。

以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、光伝送路の数および配置は種々の変更が可能であり、それら光伝送路を構成する光ファイバの数も変更可能である。また、光伝送路の先端部（湾曲部位）を被覆する金属管は、ニッケル電鋳品に限らず、他の周知の方法によって形成された金属管を用いることもできる。また、先端カバーは、少なくとも挿入部の先端周縁の一部（照明光の出射領域）を形成する限りにおいて、環状以外の他の形状とすることが可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る内視鏡の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

なお、上述した実施の形態では、医療用としての内視鏡について説明したが、用途はこれに限らず、他の用途に使用することも可能である。例えば、各種機械やダクト・水道管の内部など狭い空間を探索・調査のための内視鏡であってもよい。また、医療用の内視鏡としては、人に限らず小動物（愛玩動物や実験動物など）の体内の観察・診断のために用いてもよい。

本発明に係る内視鏡は、光伝送路を介して照明を行う構成において、挿入部先端の内部空間における光ファイバと撮像ユニットとの干渉を確実に防止することを可能とし、外部から直接観察できない観察対象の内部を撮像する内視鏡の挿入部に配置される内視鏡などとして有用である。

１内視鏡
３挿入部
１１軟性部
１２硬性部
１３軟性外筒
１４硬性外筒
２１撮像ユニットホルダ
２６固定リング部
２２先端カバー
２２ａ前面（面取り面）
２２ｂ後面
２５撮像ユニット
３１レンズユニット
３２固体撮像素子
３４レンズ枠体
３５前凹部（楕円凹面）
３６後凹部（凹面）
４１電力・信号用ケーブル
４２光伝送用ケーブル（光伝送路）
４２ａ出射端
４３金属管
４４保持溝
７１本体部
７２先端部
Ｌ１〜Ｌ４レンズ

Claims

少なくとも一部が可撓性を有する挿入部を備えた内視鏡であって、
前記挿入部の外周を形成する外筒と、
前記外筒に収容された撮像ユニットと、
前記外筒内に配設され、光源からの光を前記挿入部の先端に導く１又は２以上の光伝送路と
を備え、
前記光伝送路の少なくとも一部は、前記撮像ユニットを迂回するように湾曲し、
前記光伝送路の前記湾曲した部位が曲げ加工された金属管によって被覆されていることを特徴とする内視鏡。
前記外筒は、可撓性の軟性部と、当該軟性部の先端側に連なるより高い剛性を有する硬性部とを有し、
前記硬性部は、前記軟性部よりも拡径された内部空間を有すると共に、当該内部空間に前記撮像ユニットを収容し、
前記光伝送路の前記湾曲した部位は、前記拡径された内部空間に位置することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記撮像ユニットの構成部品の少なくとも一部を支持する撮像ユニットホルダを備え、
前記撮像ユニットホルダには、前記光伝送路の先端部が保持される保持溝または保持孔が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡。
前記撮像ユニットホルダにおける前記保持溝または前記保持孔は、先端側に向けて先細り状をなすことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡。
前記金属管は、電気鋳造により形成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の内視鏡。