JP2015002805A - Endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、挿入部の挿入方向前方を観察する内視鏡に関する。 The present invention relates to an endoscope that observes the front of an insertion portion in the insertion direction.
内視鏡は、医療分野及び工業用分野等において利用されている。内視鏡は、被検部内に挿入される細長な挿入部を有している。そして、挿入部の挿入方向前方を観察する直視型の内視鏡においては、挿入部の長手軸に直交する先端面に観察窓、照明窓、送気送水ノズル等が設けられている。 Endoscopes are used in the medical field, industrial field, and the like. The endoscope has an elongated insertion portion that is inserted into a portion to be examined. In a direct-view endoscope that observes the insertion portion forward in the insertion direction, an observation window, an illumination window, an air / water supply nozzle, and the like are provided on the distal end surface orthogonal to the longitudinal axis of the insertion portion.
上述した直視型の内視鏡においては、挿入中に挿入部の先端面を観察対象面にぶつけて、観察窓或いは照明窓に傷が付くおそれ、観察窓或いは照明窓が破損するおそれがあった。 In the direct-view endoscope described above, the distal end surface of the insertion portion may hit the observation target surface during insertion, and the observation window or the illumination window may be damaged, or the observation window or the illumination window may be damaged. .
この不具合を解消するため、特許文献1には、超広角対物光学系の第1レンズを保護するための凸部を先端光学アダプタの先端面に設けた内視鏡装置が示されている。また、特許文献2には先端部本体に特別な部品を配置することなく、送気ノズルと送水ノズルとで、カバーレンズの破損を防止することのできる内視鏡の先端部が示されている。
In order to solve this problem,
特許文献1、2の技術によれば、観察対象が平面である場合、凸部或いはノズルによってレンズが観察対象に当接して該レンズに傷が付く不具合或いは破損する不具合が解消される。
According to the techniques of
しかしながら、観察対象は、平面に限定されるものでは無く、凹凸を有している場合もある。そして、観察対象が凹凸を有する場合、挿入部を深部に向けて移動させているとき、挿入部先端面のレンズが観察対象の出っ張った凸部に正面衝突することによって、該レンズに傷がつく、或いは、当該レンズが破損するおそれがある。 However, the observation target is not limited to a flat surface, and may have irregularities. When the observation target has irregularities, when the insertion part is moved toward the deep part, the lens on the distal end surface of the insertion part collides frontally with the protruding convex part of the observation target, so that the lens is damaged. Alternatively, the lens may be damaged.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、挿入部を深部に向けて移動させる移動中に、挿入部先端面が観察対象に正面衝突することによって発生する光学レンズの損傷及び光学レンズの破損を防止した内視鏡を提供することを目的にしている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and damage to the optical lens caused by a frontal collision of the distal end surface of the insertion portion with the observation target during the movement of moving the insertion portion toward the deep portion and the optical lens. An object of the present invention is to provide an endoscope that prevents damage to the endoscope.
本発明の一態様における内視鏡は、内視鏡挿入部の挿入方向前方を直視観察する内視鏡であって、前記内視鏡挿入部の最先端に配置される挿入部長手軸に対して直交する先端面と、前記先端面を挟んで設けられる該先端面に対して傾斜する、少なくとも一対の観察用斜面と、前記観察用斜面にそれぞれ配置される観察窓を有し、前記挿入部長手軸に対して傾いた光軸を有する撮像ユニットと、を具備している。 An endoscope according to an aspect of the present invention is an endoscope that directly observes the front in the insertion direction of the endoscope insertion portion, with respect to an insertion portion longitudinal axis that is disposed at the forefront of the endoscope insertion portion. A distal end surface orthogonal to the distal end surface, at least a pair of observation inclined surfaces inclined with respect to the distal end surface provided across the distal end surface, and an observation window disposed on each of the observation inclined surfaces, An imaging unit having an optical axis inclined with respect to the hand axis.
本発明によれば、挿入部を深部に向けて移動させる移動中に、挿入部先端面が観察対象に正面衝突することによって発生する光学レンズの損傷及び光学レンズの破損を防止した内視鏡を実現できる。 According to the present invention, an endoscope that prevents damage to an optical lens and damage to an optical lens caused by a frontal collision of the distal end surface of the insertion portion with an observation target during movement for moving the insertion portion toward a deep portion is provided. realizable.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1−図4を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1に示すように内視鏡装置1は、本願発明の電子内視鏡(以下、内視鏡と略記する)10と、装置本体50とを備えて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an
内視鏡10は、硬質な先端部11と、可撓性を有する可撓管部12とを備えて細長に構成されている。装置本体50は、扁平な直方体形状であって、面積が最も大きな面の1つである主面51には表示部52が設けられている。内視鏡10は、装置本体50の図中例えば上側側面から延出するいわゆる挿入部である。
The
内視鏡10の可撓管部12の先端側には湾曲部13が設けられている。湾曲部13は、例えば、上下の二方向に湾曲するように構成されている。
装置本体50の主面51には、電源スイッチ53の他に符号54、55、56等に示す各種スイッチが設けられている。符号54は、湾曲操作スイッチであり、符号54uは上湾曲操作スイッチ、符号54dは下湾曲操作スイッチである。符号55のスイッチは、例えば画像録画スイッチであり、符号56のスイッチは、例えば画像静止スイッチである。
A
On the
図1、図2に示すように先端部11には、先端面21と、一対の観察用斜面22、23とが設けられている。一対の観察用斜面22、23は、先端面21を挟んで設けられており、先端面21に対して傾斜している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、観察用斜面22、23にはそれぞれ観察窓31が設けられ、先端面21には照明窓14が設けられている。照明窓14の表面は、先端面21より出っ張ること無く、予め定めた寸法、基端側に凹んで設けられている。照明窓14及び観察窓31は、光学レンズである。
An
湾曲部13は、先端湾曲駒と、複数の上下湾曲用駒と、基端湾曲駒とを回動自在に連設した湾曲部駒組(不図示)を備えている。図3に示す先端湾曲駒13fは、湾曲部駒組を構成する最先端駒であって、先端部11を構成する硬質な先端硬質部20の周段部20aに一体的に固定されている。
The
なお、湾曲部13は、湾曲部駒組を被覆する網状管(不図示)及びその網状管をさらに被覆する湾曲ゴム(不図示)を備えて構成されている。また、先端湾曲駒13fには図示しない上湾曲ワイヤの先端部及び下湾曲ワイヤの先端部が予め定めた位置に固設されている。上湾曲ワイヤ及び下湾曲ワイヤは、湾曲操作スイッチ54u、54dの操作に伴って牽引弛緩される。なお、湾曲部13は、上下左右の四方向に湾曲する構成であってもよい。
The
図2、図3を参照して先端部11について説明する。
先端面21は、内視鏡10の最先端平面であって、挿入部長手軸10aに対して直交する面である。先端面21に設けられた照明窓14の図示されていない基端側には例えばライトガイドファイバ束の先端面が臨まれる構成、或いは、発光素子である例えばLEDが配置される構成である。
The
The
一方、観察用斜面22、23は、先端面21に対して角度θ1傾いた傾斜面である。
先端硬質部20には一対の撮像ユニット配置用貫通孔24が形成されている。撮像ユニット配置用貫通孔24の中心軸24aは、挿入部長手軸10aに対して角度θ2傾いている。撮像ユニット配置用貫通孔24には撮像ユニット30が固設される。即ち、先端硬質部20に固設された撮像ユニット30の光軸30aは、挿入部長手軸10aに対して角度θ2傾いて構成されるようになっている。そして、一対の撮像ユニット配置用貫通孔24にそれぞれ固設された撮像ユニット30の光軸30aは、内視鏡10内で交差している。
On the other hand, the observation
The distal end
撮像ユニット30は、観察窓31を備えた対物光学部32と、撮像素子である例えばCCD33と、撮像回路基板34とを備えて主に構成されている。
The
対物光学部32は、レンズ枠35と、レンズ枠35に配設される観察窓31と、複数の光学レンズ36と絞り(不図示)とを備えて構成されている。観察窓31は、先端面21より挿入部挿入方向に出っ張ること無く観察用斜面22、23に配置される。
The objective
CCD33は、ガラスリッド37、カバーガラス38を介して素子枠39に固定されている。素子枠39は、レンズ枠35に例えば外嵌配置され、その後、ピント出し調整を行った後、半田等によって一体に接合固定される。
The
CCD33は、例えば、ダイボンドで搭載され、Auワイヤを介して撮像回路基板34に電気的に接続されている。撮像回路基板34には図示されていない抵抗、コンデンサー等の複数の電子部品が実装されている。また、撮像回路基板34上には複数の接点(不図示)が設けられており、各接点には図示しない撮像用ケーブル内に挿通された複数の信号線がそれぞれ電気的に接続されている。
撮像ケーブルは、撮像ユニット30の基端部から延出されて装置本体50内に導出されている。
The
The imaging cable is extended from the base end portion of the
上述した内視鏡10の観察範囲は、図3の二点鎖線に示す範囲であり、例えば視野角160度である。この観察範囲は、一方の観察用斜面22に固設された第一撮像ユニット30Bの第一観察画像範囲30Baと、他方の観察用斜面23に固設された 第二撮像ユニット30Cの第二観察画像範囲30Caと、により得られる。
The observation range of the
具体的に、表示部52には図4に示すように第一撮像ユニット30Bの観察画像である第1画像52bと、第二撮像ユニット30Cの観察画像である第2画像52cとを合成した挿入方向前方の合成画像52Aが表示される。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
なお、符号52dは、重畳部であって、クロスハッチングで示す。重畳部52dは、第1画像52bの一部と第2画像52cの一部とが重なった部分である。第一撮像ユニット30Bの第一観察画像範囲30Baと第二撮像ユニット30Cの第二観察画像範囲30Caとは、先端面21より挿入部の挿入方向前方の挿入部長手軸10a線上で交差している。言い換えれば、第一撮像ユニット30Bの第一観察画像範囲30Baの一部と第二撮像ユニット30Cの第二観察画像範囲30Caの一部とが先端面21から挿入部挿入方向前方に予め定めた距離離間した位置で交差するように、撮像ユニット30の画角及び撮像ユニット30の光軸30aと挿入部長手軸10aとの交差する角度θ2が予め設定されている。
第一撮像ユニット30Bの観察窓31から入射した被写体光は、第一撮像ユニット30BのCCD33の受光面に結像して、第二撮像ユニット30Cの観察窓31から入射した被写体光は、第二撮像ユニット30CのCCD33の受光面に結像する。
The subject light incident from the
そして、第一撮像ユニット30BのCCD33に結像した被写体光は、電気信号に光電変換されて装置本体50内の図示しない画像処理装置に伝送され、第二撮像ユニット30CのCCD33に結像して光電変換された電気信号は装置本体50内の画像処理装置に伝送される。
The subject light imaged on the
第一撮像ユニット30BのCCD33から伝送された電気信号及び第二撮像ユニット30CのCCD33から伝送された電気信号は、画像処理装置で処理されて、表示部52に合成画像52Aが表示されるようになっている。
The electrical signal transmitted from the
上述のように構成した内視鏡10によれば、内視鏡10を深部に向けて押し進めているとき、表示部52に第一撮像ユニット30Bを構成するCCD33の画像及び第二撮像ユニット30Cを構成するCCD33の画像を合成した合成画像52Aが表示させて良好な観察を行うことができる。
According to the
そして、内視鏡10を深部に向けて押し進めているとき、万一、先端面21が観察対象部位に衝突した場合であっても、第一撮像ユニット30Bの観察窓31が一方の観察用斜面22に設けられ、第二撮像ユニット30Cの観察窓31が他方の観察用斜面23に設けられている。このため、先端面21が観察対象部位に衝突して観察窓31に傷がつく不具合、及び、観察窓31が破損する不具合を解消することができる。
When the
なお、内視鏡10に使用される撮像ユニット30の代わりに撮像部構成ユニット40を用いるようにしてもよい。
図5−図7を参照して内視鏡10の他の構成例を説明する。
図5に示すように本実施形態の撮像部構成ユニット40は、第一撮像ユニット30B及び第二撮像ユニット30Cに対応する一対の撮像ユニット41と、撮像回路基板42とを主に備えて構成されている。それぞれの撮像ユニット41は、対物光学部43、撮像光学部44、及び撮像素子である例えばCMOS45を備えて構成されている。
Note that the imaging
Another configuration example of the
As shown in FIG. 5, the imaging
対物光学部43は、対物レンズ枠43aと、対物レンズ枠43aに固設される単数又は複数の光学レンズ43b及び絞り(不図示)とを備えて構成されている。本実施形態において、対物レンズ枠43aの先端面は、観察窓46の基端面に当接して配置されることによって撮像光学系を構成する。
The objective
撮像光学部44は、素子枠44aと、素子枠44aに固設されるカバーガラス44bとを備えて構成されている。カバーガラス44bの基端面にCMOS45の撮像面が一体に固定されている。
本実施形態において、素子枠44aは、対物レンズ枠43aに例えば外嵌配置され、その後、ピント出し調整を行った後、接着剤或いは半田等によって一体に固定されている。
The imaging
In the present embodiment, the
撮像回路基板42は、フレキシブル基板であって、図6A、図6Bに示すように形作られている。具体的に、撮像回路基板42は、第1基板部42Aと、一対の第2基板部42B1、42B2とを備えて構成されている。
The
一対の第2基板部42B1、42B2は、第1基板部42Aの先端側端面42cの両側部側から延設されている。第2基板部42B1、42B2は、細長で帯状な変形部であって、予め定めた幅寸法及び予め定めた長さ寸法で、折り曲げ変形及び捩り変形可能に構成されている。
The pair of second substrate portions 42B1 and 42B2 are extended from both side portions of the front end
図6Aに示すように撮像回路基板42の第1基板部42Aは、例えば一面側に電子部品実装領域を備え、抵抗、コンデンサー等の複数の電子部品42dが実装される。一方、図6Bに示すように撮像回路基板42の第2基板部42B1、42B2の延出端部の例えば他面側には撮像素子実装領域が設けられ、CMOS45が実装される。第2基板部42B1、42B2にはCMOS45と電子部品42dとを接続する配線(不図示)が設けられている。
As shown in FIG. 6A, the
CMOS45の撮像面45aは、第2基板部42B1の撮像素子実装領域及び第2基板部42B2の撮像素子実装領域に同じ向きで配置される。
なお、撮像回路基板42の表面及び裏面には複数の接点部(不図示)、複数の配線(不図示)が設けられている。
The
Note that a plurality of contact portions (not shown) and a plurality of wirings (not shown) are provided on the front and back surfaces of the
また、図6Aの符号42Eは、谷折り線である。谷折り線42Eは、第2基板部42B1、42B2の対面する長辺の延長線上に設けられている。この構成によれば、第1基板部42Aの両側部は、谷折り線42Eに沿って図7に示すように折り曲げられる。
Moreover, the code |
第1基板部42Aの両側部を谷折り線42Eに沿って折り曲げることによって、第1基板部42Aの先端側端面42cから突出する一方の第2基板部42B1の一面と他方の第2基板部42B2の一面とが対向した位置関係になる。そして、細長な一対の第2基板部42B1、42B2は、図に示すように折り曲げること、及び図示は省略しているが捩ることが可能である。
By folding both side portions of the
図5に示すように先端硬質部20Bに設けられた一対の撮像ユニット配置用貫通孔24のうち一方の予め定めた位置に一方の第2基板部42B1にCMOS45を実装した撮像ユニット41の対物光学部4を接着固定し、他方の撮像ユニット配置用貫通孔24の予め定めた位置には他方の第2基板8B2にCMOS45を実装した撮像ユニット41の対物光学部4を接着固定する。上述と同様な内視鏡10が構成される。
その他の構成は、上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the objective optics of the
Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
このように、撮像部構成ユニット40に細長で帯状な変形部であって、折り曲げ変形及び捩り変形可能な第2基板部42B1、42B2を設けている。このため、撮像ユニット配置用貫通孔24の中心軸が挿入部長手軸に対して角度θ2であるか否かに関わらず第2基板部42B1、42B2を変形させて、一対の撮像ユニット41をそれぞれの撮像ユニット配置用貫通孔24に配設することができる。
その他の作用及び効果は、上述した実施形態と同様である。なお、上述した実施形態においては、撮像回路基板42をフレキシブル基板としている。しかし、第2基板部42B1、42B2が、フレキシブル基板であればよい。
As described above, the imaging
Other operations and effects are the same as those of the above-described embodiment. In the embodiment described above, the
また、図8に示すように先端面21に照明窓14を設けること無く、一方の観察用斜面22及び他方の観察用斜面23に、観察窓31に加えて例えば照明窓15a、15bを設ける構成にしてもよい。
Further, as shown in FIG. 8, a configuration in which, for example,
この構成によれば、内視鏡10を深部に向けて押し進めているとき、万一、先端面21が観察対象部位に衝突したとき、観察窓31及び照明窓15a、15bに傷がつく不具合、及び、観察窓31及び照明窓15a、15bが破損する不具合を解消することができる。
なお、観察用斜面22、23に、観察窓31に加えて照明窓15a、15bを設けるとしているが、観察用斜面22、23に設ける照明窓は1つであってもよい。
According to this configuration, when the
Although the
また、図9に示すように先端面21を挟んで前記観察用斜面22、23に加えて、一対の照明窓用傾斜面25、26を設け、その照明窓用傾斜面25、26にそれぞれ照明窓16を配設する構成にしてもよい。
Further, as shown in FIG. 9, in addition to the observation slopes 22 and 23, a pair of illumination window slopes 25 and 26 are provided with the front end face 21 interposed therebetween, and the illumination window slopes 25 and 26 are respectively illuminated. The
この構成によれば、先端面21が観察対象部位に衝突したとき、観察窓31及び照明窓16に傷がつく不具合、及び、観察窓31及び照明窓16が破損する不具合を解消することができる。
照明窓用傾斜面25、26に照明窓16に加えて、さらに観察窓31を設けるようにしてもよい。
According to this configuration, when the
In addition to the
また、図10に示すように先端面21に中央に窓14、31等に付着した汚物等を除去するための流体を噴出する送気送水ノズル27を設けるようにしてもよい。送気送水ノズル27は、先端面21より挿入部挿入方向に予め定めた高さ突出して構成されている。
In addition, as shown in FIG. 10, an air /
この構成によれば、送気送水ノズル27の噴出口28から窓14、31の表面に水、空気等を吹き付けて汚れを除去することによって良好な観察視野を確保することができる。加えて、先端面21が観察対象部に衝突する以前に送気送水ノズル27の挿入部挿入方向側が該観察対象部に当接することによって、照明窓14に傷がつく不具合、及び、照明窓14が破損する不具合を減少させることができる。
According to this structure, a favorable observation visual field can be ensured by spraying water, air, or the like from the
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
1…内視鏡装置 10…内視鏡 10a…挿入部長手軸 11…先端部 12…可撓管部
13…湾曲部 13f…先端湾曲駒 14、15a、15b、16…照明窓
20…先端硬質部 20a…周段部 21…先端面 22、23…観察用斜面
24…撮像ユニット配置用貫通孔 24a…中心軸 25、26…照明窓用傾斜面
27…送気送水ノズル 28…噴出口 30…撮像ユニット 30B…第一撮像ユニット
30Ba…第一観察画像範囲 30C…第二撮像ユニット 30Ca…第二観察画像範囲
30a…光軸 31…観察窓 32…対物光学部 33…CCD 34…撮像回路基板
35…レンズ枠 36…光学レンズ 37…ガラスリッド 38…カバーガラス
39…素子枠 40…撮像部構成ユニット 41…撮像ユニット 42…撮像回路基板 42A…第1基板部 42B1、42B2…第2基板部 43…対物光学部
43a…対物レンズ枠 43b…光学レンズ 44…撮像光学部 44a…素子枠
44b…カバーガラス 45…CMOS 46…観察窓 50…装置本体 51…主面
52…表示部 52A…合成画像 52b…第1画像 52c…第2画像
52d…重畳部 53…電源スイッチ 54…湾曲操作スイッチ
54d…下湾曲操作スイッチ 54u…上湾曲操作スイッチ 55…画像録画スイッチ 56…画像静止スイッチ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
43a ...
44b ...
52d ...
54d ... Lower bending
Claims (5)
前記内視鏡挿入部の最先端に配置される挿入部長手軸に対して直交する先端面と、
前記先端面を挟んで設けられる該先端面に対して傾斜する、少なくとも一対の観察用斜面と、
前記観察用斜面にそれぞれ配置される観察窓を有し、前記挿入部長手軸に対して傾いた光軸を有する撮像ユニットと、
を具備することを特徴とする内視鏡。 In an endoscope that directly observes the insertion direction front of the endoscope insertion portion,
A distal end surface perpendicular to the longitudinal axis of the insertion portion arranged at the forefront of the endoscope insertion portion;
At least a pair of observation slopes inclined with respect to the tip surface provided across the tip surface;
An imaging unit having an observation window arranged on each of the observation slopes, and having an optical axis inclined with respect to the insertion portion longitudinal axis;
An endoscope comprising:
前記撮像素子は、電子部品実装領域を備える第1基板部から延出される帯状で折り曲げ変形及び捩り変形可能なフレキシブル基板で構成された一対の第2基板部の延出端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡。 The imaging unit includes an objective optical unit that is provided on an observation slope provided across the tip surface and constitutes an imaging optical system, and an imaging surface on which an optical image that has passed through the objective optical unit is formed. With elements,
The image pickup device is provided on each of the extended end portions of a pair of second substrate portions each formed of a flexible substrate that can be bent and twisted and deformed in a belt shape extending from the first substrate portion having an electronic component mounting region. 2. The endoscope according to claim 1, wherein
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