JP2015047356A - 光学ユニット、内視鏡装置、及び光学ユニットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、光学ユニットの筒状部材の外径中心と、光学ユニットの光軸とを偏心させ、光学ユニットを組み付ける際に光学ユニットを回転させることで、内視鏡挿入部の先端部に対する光軸位置を微調整する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
(1) 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、上記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットであって、
上記透光性部材と上記筒状部材とを接合し、上記筒状部材の上記軸方向一端側を封止する接合部材を備え、
上記透光性部材の側面と上記筒状部材の内周面とを接合している部位における上記接合部材の厚さは、上記筒状部材の肉厚が大きい部位における厚さが、肉厚が小さい部位における厚さよりも厚い光学ユニット。
(2) (1)に記載の光学ユニットが、被検体内に挿入する内視鏡挿入部の先端に配置されている内視鏡装置。
(3) 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、上記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットの製造方法であって、
上記透光性部材を上記筒状部材の軸方向一端側に配置し、上記透光性部材と上記筒状部材との間に、上記透光性部材と上記筒状部材とを接合するための接合用部材を配置した状態の仮組立体を、上記筒状部材の軸方向を鉛直方向から傾斜させて上記筒状部材の肉厚が大きい部位よりも肉厚が小さい部位を下側にした状態で、上記仮組立体を加熱して上記接合用部材を溶融させる加熱工程を含む光学ユニットの製造方法。
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、内視鏡装置の構成図である。
医療機器である内視鏡装置100は、本体操作部11と、この本体操作部11に連設され体腔内に挿入される内視鏡挿入部13とを備える。本体操作部11には、ユニバーサルコード15が接続され、このユニバーサルコード15の先端に不図示のコネクタが設けられる。コネクタは、ライトガイドコネクタとビデオコネクタがあり、ライトガイドコネクタは不図示の光源装置に着脱自在に連結され、これによって内視鏡挿入部13の先端部17の照明光学系に照明光が送られる。また、ビデオコネクタは画像信号処理等を行う不図示のプロセッサに着脱自在に連結され、撮像した観察画像が取り込まれる。
内視鏡先端部17は、ステンレス鋼材等の金属材料やセラミックスからなる先端硬質部45を有する。先端硬質部45に穿設された開口孔47には、撮像系の光学ユニット200の筒状部材51が挿入され水密状態で固定される。撮像部49の筒状部材51には、透光性部材であるカバーガラス53が軸方向一端部に支持される。カバーガラス53は、サファイアガラス、又は石英ガラスで形成されており、このカバーガラス53が前述の観察窓37となる。
図4は光学ユニットの筒状部材とカバーガラス53を示す断面図、図5は図4のV方向矢視図である。ここでは、撮像系の光学ユニット200を示し、光学ユニット200の内部収容物の図示を省略している。
図4、図5に示すように、筒状部材51は、図3の内視鏡先端部17の先端側となる軸方向一端部で周方向に肉厚が異なっている。円盤状のカバーガラス53の中心軸Pは、筒状部材51の外周面65の中心軸Qからδだけずれており、このずれδに対応するように、筒状部材51の内周面67の中心軸位置が、外周面65の中心軸Qから偏心している。そのために、軸方向一端部における筒状部材51は、周方向に沿って最大の肉厚t1から、最小の肉厚t2まで連続的に変化する形状を有している。最大の肉厚t1の部位に対する周方向反対側が、最小の肉厚t2の部位となっている。
次に、光学ユニット200のろう付け処理を説明する。以下に説明するろう付け処理は一例であり、これに限定されることはない。
図8に光学ユニット200の筒状部材51とカバーガラス53とを接合する真空ろう付け装置の概略構成を示す説明図である。真空ろう付け装置300は、水平配置されるベース91と、ベース91上に傾動自在に配置される傾動プレート93と、傾動プレート93を傾動駆動する駆動機構94と、光学ユニット200を内周面で支持する円筒形状の面合わせ治具(枠状治具)95と、これらベース91、傾動プレート93、面合わせ治具95を収容する真空チャンバ97と、真空チャンバ97内を減圧する真空ポンプ99と、真空チャンバ97内を加熱する加熱部111とを有する。駆動機構94、真空ポンプ99、加熱部111は図示しない制御部によって駆動制御される。
まず、筒状部材51を面合わせ治具95の内部に挿入し、筒状部材51の軸方向一端部にカバーガラス53を載置する。そして、接合用部材であるAu−Sn合金箔115をカバーガラス53の外周部にセットする。Au−Sn合金箔115は、必要とされる充填体積分を確保できるように、必要に応じて複数枚をセットする。これにより、筒状部材51,カバーガラス53,Au−Sn合金箔115を組み合わせた仮組立体が面合わせ治具95内に配置される。
以下、光学ユニットの他の構成例について説明する。
図9は筒状部材の他の構成例を示す斜視図である。前述の筒状部材51の外形状は円筒状であるが、これに限らない。同図に示す筒状部材51Aは、軸方向一端側の端面69にカバーガラスが配置される開口孔117が形成され、端面69における開口孔117の図中上側が円形状で、図中下側が矩形状となっている。筒状部材51Aの外周面から開口孔117の内周面まで距離(筒状部材51Aの肉厚)は、開口孔117の周方向に異なり、端面69が円形状の部位における肉厚t2より矩形状の部位における肉厚t1が厚くなっている。
本実施例における、筒状部材51は、ステンレス鋼材からなる外径が3mmの円筒状スリーブであり、カバーガラス53をはめ込む部位の最大肉厚差(t1−t2)は0.12mmである。ろう付けする筒状部材51の端面69と環状溝73の底面79には、Ni/Auメッキ処理を施してある。
例えば、上記したカバーガラス53は、レンズであってもよい。ろう付け処理時の筒状部材51を傾斜させるタイミングは、面合わせ治具95(図8)に組み込む以外にも、面合わせ治具95への組み込み時は鉛直方向とし、加熱後に駆動機構94を動作させて、筒状部材51を傾斜させてもよい。その場合、接合部材85がより均等に接合部位全体に行きわたりやすくなる。加熱処理は、真空雰囲気中で行う以外にも、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で行う等、無酸化熱処理で行うことができる。
(1) 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、上記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットであって、
上記透光性部材と上記筒状部材とを接合し、上記筒状部材の上記軸方向一端側を封止する接合部材を備え、
上記透光性部材の側面と上記筒状部材の内周面とを接合している部位における上記接合部材の厚さは、上記筒状部材の肉厚が大きい部位における厚さが、肉厚が小さい部位における厚さよりも厚い光学ユニット。
(2) (1)に記載の光学ユニットであって、
上記透光性部材の中心軸は、上記筒状部材の外周の中心軸からずれている光学ユニット。
(3) (1)又は(2)に記載の光学ユニットであって、
上記接合部材は、融着ろう材である光学ユニット。
(4) (1)乃至(3)のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
上記筒状部材は、上記軸方向一端側端面の内周側に環状の段付部を有し、
上記段付部は、上記透光性部材の外周部を係止する溝部が形成され、その溝部に係止される上記透光性部材の側面と上記筒状部材の上記内周面との隙間が、上記筒状部材の肉厚が大きい部位における隙間が、肉厚が小さい部位における隙間より厚い光学ユニット。
(5) (1)乃至(4)のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
上記筒状部材は、上記透光性部材を通じて観察画像を撮像する撮像光学部材を内部に収容している光学ユニット。
(6) (1)乃至(5)のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
上記筒状部材は、上記透光性部材を通じて照明光を出射する照明光学部材を内部に収容している光学ユニット。
(7) (1)乃至(6)のいずれか一項に記載の光学ユニットが、被検体内に挿入する内視鏡挿入部の先端に配置されている内視鏡装置。
(8) 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、上記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットの製造方法であって、
上記透光性部材を上記筒状部材の軸方向一端側に配置し、上記透光性部材と上記筒状部材との間に、上記透光性部材と上記筒状部材とを接合するための接合用部材を配置した状態の仮組立体を、上記筒状部材の軸方向を鉛直方向から傾斜させて上記筒状部材の肉厚が大きい部位よりも肉厚が小さい部位を下側にした状態で、上記仮組立体を加熱して上記接合用部材を溶融させる加熱工程を含む光学ユニットの製造方法。
(9) (8)に記載の光学ユニットの製造方法であって、
更に、上記溶融した接合用部材を凝固させて上記透光性部材と上記筒状部材とを接合し、上記筒状部材の上記軸方向一端側を封止する接合工程を含む光学ユニットの製造方法。
(10) (8)又は(9)に記載の光学ユニットの製造方法であって、
上記加熱工程は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気中で行う光学ユニットの製造方法。
(11) (8)乃至(10)のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法であって、
上記加熱工程は、上記仮組立体を枠状治具の枠内部に配置して、上記枠状治具を鉛直方向から傾斜させる光学ユニットの製造方法。
(12) (8)乃至(11)のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法であって、
上記筒状部材は、上記透光性部材との接合領域に、上記溶融した接合用部材に対する濡れ性を有する下地膜が形成されている光学ユニットの製造方法。
45 先端硬質部
47 開口孔
49 撮像部(光学ユニット)
51 筒状部材
53 カバーガラス(透光性部材)
61 撮像素子
65 外周面
67 内周面
80 メタライズ層(下地膜)
81 側面
83 内周面
85 接合部材
95 面合わせ治具(枠状治具)
100 内視鏡装置
200 光学ユニット
Claims (12)
- 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、前記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットであって、
前記透光性部材と前記筒状部材とを接合し、前記筒状部材の前記軸方向一端側を封止する接合部材を備え、
前記透光性部材の側面と前記筒状部材の内周面とを接合している部位における前記接合部材の厚さは、前記筒状部材の肉厚が大きい部位における厚さが、肉厚が小さい部位における厚さよりも厚い光学ユニット。 - 請求項1に記載の光学ユニットであって、
前記透光性部材の中心軸は、前記筒状部材の外周の中心軸からずれている光学ユニット。 - 請求項1又は請求項2に記載の光学ユニットであって、
前記接合部材は、融着ろう材である光学ユニット。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
前記筒状部材は、前記軸方向一端側端面の内周側に環状の段付部を有し、
前記段付部は、前記透光性部材の外周部を係止する溝部が形成され、該溝部に係止される前記透光性部材の側面と前記筒状部材の前記内周面との隙間が、前記筒状部材の肉厚が大きい部位における隙間が、肉厚が小さい部位における隙間より厚い光学ユニット。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
前記筒状部材は、前記透光性部材を通じて観察画像を撮像する撮像光学部材を内部に収容している光学ユニット。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光学ユニットであって、
前記筒状部材は、前記透光性部材を通じて照明光を出射する照明光学部材を内部に収容している光学ユニット。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の光学ユニットが、被検体内に挿入する内視鏡挿入部の先端に配置されている内視鏡装置。
- 周方向に肉厚が異なる筒状部材と、前記筒状部材の軸方向一端側に設けられる透光性部材とを有する光学ユニットの製造方法であって、
前記透光性部材を前記筒状部材の軸方向一端側に配置し、前記透光性部材と前記筒状部材との間に、前記透光性部材と前記筒状部材とを接合するための接合用部材を配置した状態の仮組立体を、前記筒状部材の軸方向を鉛直方向から傾斜させて前記筒状部材の肉厚が大きい部位よりも肉厚が小さい部位を下側にした状態で、前記仮組立体を加熱して前記接合用部材を溶融させる加熱工程を含む光学ユニットの製造方法。 - 請求項8に記載の光学ユニットの製造方法であって、
更に、前記溶融した接合用部材を凝固させて前記透光性部材と前記筒状部材とを接合し、前記筒状部材の前記軸方向一端側を封止する接合工程を含む光学ユニットの製造方法。 - 請求項8又は請求項9に記載の光学ユニットの製造方法であって、
前記加熱工程は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気中で行う光学ユニットの製造方法。 - 請求項8乃至請求項10のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法であって、
前記加熱工程は、前記仮組立体を枠状治具の枠内部に配置して、前記枠状治具を鉛直方向から傾斜させる光学ユニットの製造方法。 - 請求項8乃至請求項11のいずれか一項に記載の光学ユニットの製造方法であって、
前記筒状部材は、前記透光性部材との接合領域に、前記溶融した接合用部材に対する濡れ性を有する下地膜が形成されている光学ユニットの製造方法。
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