JP2017148587A - 内視鏡内の照明ファイバを最大化する - Google Patents
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Abstract
【課題】内視鏡の遠位端において対象の照明を最大化する複数チャンネル内視鏡を提供する。
【解決手段】立体内視鏡30は、近位本体、内視鏡の遠位端に延びるアウタチューブ31及び1組の光学列サブアセンブリを含む。アウタチューブの遠位及び近位端の遠位及び近位インサート32はそれぞれ、光学例サブアセンブリを支持する。第1及び第2の光ファイバ束35,36は実質的に、アウタチューブの内面とインサート及び光学列サブアセンブリの外面との間の全ての空隙を充填する。
【選択図】図3
【解決手段】立体内視鏡30は、近位本体、内視鏡の遠位端に延びるアウタチューブ31及び1組の光学列サブアセンブリを含む。アウタチューブの遠位及び近位端の遠位及び近位インサート32はそれぞれ、光学例サブアセンブリを支持する。第1及び第2の光ファイバ束35,36は実質的に、アウタチューブの内面とインサート及び光学列サブアセンブリの外面との間の全ての空隙を充填する。
【選択図】図3
Description
本発明は概して内視鏡、特に、複数の光チャンネルを収容する立体内視鏡又は他の内視鏡によって提供される照明を最大化することに関する。
図1は、既知の従来の方法にしたがって作られた単一チャンネルの内視鏡10の断面である。この特定の実施形態では、内視鏡10は、光学列サブアセンブリを形成するように単一のレンズ列(図示せず)を収容するインナチューブ11を含む。アウタチューブ12は、インナチューブ11と同心であるとともに光ファイバ13を収容する環帯を形成する。この構造により、光ファイバ13は、環帯を埋め、インナチューブとアウタチューブ11及び12との間に挟まれ、内視鏡10の作業長さ全体に渡って拘束される。環帯が充填されると、その体積全体は、外部ソースから内視鏡の遠位端で調べられる対象に照明を伝達するために使用される。
図2は、同様に既知の、従来の方法にしたがって作られた、立体内視鏡20の断面を描く。この実施形態では、内視鏡20は、インナチューブ22A内の光学レンズ列サブアセンブリ22及びインナチューブ23A内のもう1つの光学レンズ列サブアセンブリ23を支持するアウタチューブ21を含む。2つの光ファイバ束24及び25は、アウタチューブ21と光学列サブアセンブリ22及び23との間に位置し、それぞれ被覆26で包まれている。この構造は、光学列サブアセンブリ22及び23が光ファイバ束24及び25と干渉することなしに取り付けられることを可能にする。しかし、アウタチューブ21と光学列サブアセンブリ22及び23との間に光ファイバ束24及び25を取り付けるための要件は、それらを内視鏡20の長手方向に沿って使用されない空隙28を残す構造に限定する。
知られているように、内視鏡の遠位端での照明を増大させると、高品質の画像を得ることが容易になる。すなわち、与えられた光学的な設計に関して、画像の品質は、内視鏡の遠位端の向こうの映し出される対象における照明のレベルに依存する。図2の構造は、アウタチューブ21と光学列サブアセンブリ22及び23との間の空隙28を埋めていないので、対象にける照明レベルは最大値より小さい。したがって、多くの場合、特に、立体内視鏡はより小さい外径で作られるので、画像品質が劣っている。それにもかかわらず、このような構造は、立体内視鏡の一般に好まれる構造のままである。
したがって、本発明の目的は、内視鏡の遠位端において対象の照明を最大化する複数チャンネル内視鏡を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、内視鏡の遠位端において対象の照明を最大化する2チャンネル内視鏡を提供することである。
本発明のまた別の目的は、アウタチューブと2つの光学列サブアセンブリとの間の実質的に全ての空隙が内視鏡の近位端と遠位端との間で光ファイバを支持する立体内視鏡を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、アウタチューブと2つの光学列サブアセンブリとの間の実質的に全ての空隙が光ファイバを支持するとともに、このような内視鏡の製造が予測可能、繰り返し可能且つ信頼できる、立体内視鏡を提供することである。
本発明の一態様によれば、立体内視鏡が近位端と遠位端との間に延び、近位端の本体、本体から内視鏡の遠位端に延びるアウタチューブ、第1及び第2のインナチューブ、近位及び遠位インサート、並びに第1及び第2の光ファイバ束を有する。本体は、内部空洞及び内視鏡の外部から内部空洞に光ファイバを通す少なくとも1つのファイバポートを有する。第1及び第2のインナチューブのそれぞれは、アウタチューブ内に位置するとともに、近位から遠位端に延び且つアウタチューブの中に位置するレンズ列アセンブリを含む。近位及び遠位インサートは、アウタチューブの近位及び遠位端に挿入される。各インサートは、第1及び第2のインナチューブを平行な経路に沿って位置決めするとともにインサートとアウタチューブの内面との間に第1及び第2の空隙を画定する支持部を有する。第1及び第2の光ファイバ束は、少なくとも1つのファイバポートから、それぞれ第1及び第2の空隙を通って、内視鏡の遠位端に延び、それによってインサートとアウタチューブの内面との間の空隙は実質的にファイバで充填される。
本発明の他の態様によれば、立体内視鏡が、近位端と遠位端との間に延び、内部空洞を有するとともに内視鏡の外部から内部空洞に光ファイバを通す少なくとも1つのファイバポートを有する、近位端の本体を有する。アウタチューブが本体から内視鏡の遠位端に延びる。第1及び第2の画像形成アセンブリがアウタチューブの遠位端から近位に延びる。アウタチューブの遠位端の遠位インサートは、第1及び第2の画像形成アセンブリを平行な経路に沿って位置決めするとともに、インサートと同一の広がりをもつアウタチューブの一部の上で、アウタチューブの内面と遠位インサートとの間に延びる第1及び第2の空隙を画定する、支持部を含む。第1及び第2の光ファイバ束が、本体から遠位端に向かって、そして次に、それぞれ第1及び第2の空隙を通って延び、それによって遠位のインサートと遠位端のアウタチューブとの間の空隙は実質的にファイバで充填される。
添付の特許請求の範囲は特に、本発明の主体を示すとともに本発明の主体を明確に主張する。本発明の様々な目的、利点及び新規な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことからより完全に明らかになるであろう。この添付図面では、同様の参照番号は同様の部品を示す。
図3は、本発明を組み込んでいる立体内視鏡30の遠位端に隣接した断面図を表す。内視鏡30は、アウタチューブ31及び、本発明にしたがって、本発明によるインサートのような特性を有するインサートを含む。インサート32は、平行通路33及び34を画定する。通路33及び34のそれぞれは、2つの光チャンネルを締まり嵌めの関係で提供するように、画像形成サブアセンブリ(すなわち、光学列サブアセンブリ)を支持するインナチューブ22A及び23Aの端部を受けるとともに支持するように適合された直径を有する。後述するように、同様のインサートが内視鏡の近位端に配置される。光ファイバ束35及び36がアウタチューブ31の内面と遠位インサート32の対向する側部との間の非円形の空隙を実質的に充填する。結果として、本発明にしたがって製造された立体内視鏡は、内視鏡の近位端から遠位端の向こうの対象に最大の照明の伝達を提供する。
図4は、近位端40から遠位端41に延びる立体内視鏡30の平面図である。近位端40に内部空洞(図示されていないが、技術分野で知られている)を持つ、本体42は、図4で第2の又は遠ファイバポスト43Bの一部を見えるようにするためにギャップを有して示される第1の又は近ファイバポストアダプタ43Aを含む2つのファイバポストアダプタを含む。知られているように、各ファイバポストアダプタは、外部照明光源45からファイバ束に接続し、図3の光ファイバ束35及び36の一方とのインターフェスを提供する。まだ図4を参照すると、本体42はまた、遠位端41に延びる細長いアウタチューブ31も支持する。
図5は、図3に示される遠位端インサート32の1つの具体化である、遠位端インサート50を表す。まだ図5を参照すると、ハウジング51が、インサート50の中央部分で、中間ギャップ54を持つ2つの近位に延びる円形支持部分52及び53を定める。端部プレート55が、図4のアウタチューブ31の遠位端に当接するように適合され、図3の光学列サブアセンブリ33及び34等、光学列サブアセンブリの直径に対応する第1及び第2の開口部56及び57を含む。図5の端部プレート55はまた、後述するように光学列サブアセンブリの挿入中に端部ストッパとして働く、周辺肩部53A及び55Aも含む。支持部分52及び53の内径は、それぞれが光学列サブアセンブリの一方を受け、したがって、光学列サブアセンブリを適切な光学的な間隔を持つ平行な関係に位置決めするとともに保持することを可能にする。ギャップ54は、光学列サブアセンブリの収納を容易にするために限られた柔軟性を提供するとともに、インサートの製造を単純化する。インサート50はまた、支持部52及び53の外側表面とともに、光ファイバ束35及び36等、光ファイバ束を受ける非円形空隙の半径方向内側の境界を定める、円筒形又は湾曲した谷部58及び59を持って形成される。図3及び5に示されるように、支持部分52及び53の最外面は、アウタチューブ31の内面に接触する。
図6は、ハウジング61を持つ近位インサート60を表す。ハウジング61は、図5の支持部52及び53並びにギャップ54と同じ機能を提供する、2つの軸方向に延びる円形支持部分62及び63並びに中間ギャップ64を定める。近位インサート60は、明らかになるであろう理由のために端部支持部がない。遠位インサート50と同様、近位インサート60は、支持部62及び63の外側表面とともに、光ファイバ束35及び36を受ける非円形空隙の半径方向内側の境界を定める、円筒形又は湾曲した谷部68及び69を含む。図3に示される遠位インサート50と同様、支持部分の最外面は、近位端において、アウタチューブ31の内面に接触する。
本発明のさらなる理解は、立体内視鏡が組み立てられる一般的なプロセスを説明することによって、達成され得る。図7に示されるように、1つのこのようなプロセス70は、ステップ71において、近位インサート60をアウタチューブ31の近位端に向けるとともに取り込んで、本体42及びアウタチューブ31を組み立てることによって、始まる。ステップ72では、遠位インサート50が、アウタチューブ31の遠位端に取り付けられる。遠位インサート50は、開口56及び57がそれぞれ開口66及び67の軸上に位置し、したがって、2つの光学列サブアセンブリがインサート50と60との間で平行に延びることを可能にするように、近位インサート60と角度に関して位置合わせされる。
インサート50及び60は、開口56及び57並びに開口66及び67平行軸上に位置するよう、角度に関して位置合わせされるように、アウタチューブに位置決めされる。好適な実施形態では、図3Aのキー溝80等、直径方向に対向する回り止め又はキー溝が、アウタチューブ31の両端の内面に形成される。近位及び遠位端のキー溝は、角度に関して位置合わせされるとともに、端部において設置されることになるインサートの深さよりも大きい距離延びる。この実施形態では、各キー溝は、図3Aに示されるようなインサート50等、インサートの外半径に対応する半径を有するアウタチューブ31の内面に凹部を機械加工することによって形成される。この実施形態では、図3Aの遠位端インサート50等、各インサートは、対応する指示部分の外側表面を、アウタチューブ31の対応する端部において回り止めの様式で、キー溝80等、対応するキー溝に係合させる外側の横の寸法を有する。これは、アウタチューブ31の遠位及び近位端それぞれにおける遠位端インサート50及び近位インサート60の角度に関する位置合わせを保証する。
ステップ73は、本発明を実現するのに必要になる光ファイバ束サイズの決定を表す。与えられた立体内視鏡に関して、2つの断面積が決定される。第1は、アウタチューブ31内部の断面積、Aouter−tubeであり、第2の、Ainsertは、図5のインサート50又は図6のインサート60の外側の周辺によって定められる断面積である。第1から第2の面積を減算することによって得られる差は、光ファイバ束によって充填されることになる空隙の全断面積Abundleを表す。インサートの両側に関連する2つの異なる空隙があるので、各束は、全面積の差の1/2に実質的に対応する断面積を有する。すなわち、各束に関して、
ステップ74は、2つの光ファイバ束が次に内視鏡に挿入されるプロセスを示す。典型的には、図4のファイバポストアダプタ43A及び43Bは、製造プロセスのこの時点でまだ設置されていない。各光ファイバ束は、近位端及びアウタチューブ31並びにインサート50及び60によって画定された空隙を通って遠位端に引き込まれる。このような引き込みプロセスは技術分野で知られている。より具体的には、各光ファイバ束は、ファイバポストアダプタ位置の1つにおける開口、アウタチューブ31と図6の谷部68及び69の一方との間に画定された空隙の指定された一方を通って、アウタチューブ31によって画定された対応する空隙及び図5の谷部58及び59の位置合わせされた一方を通って遠位端に引き込まれる。
プロセスは、ステップ75を続け、その間、第1の光学列サブアセンブリは、内視鏡内に、光学列サブアセンブリが図5に示された遠位インサート50の開口56及び57の周りの肩部55Aの対応する一方に当接するまで、本体42の近位端、近位インサート60の支持部62又は63の一方、前に設置された光ファイバ束を通って挿入される。ステップ76は、第2の光学列サブアセンブリに対してステップ75の動作を繰り返す。
ステップ75及び76を実行するための幾つかの異なる内視鏡製造プロセスがある。1つのアプローチでは、光ファイバ束が設置された後、それらがアウタチューブ31の遠位及び近位端を超えて延びる。初期ステップにおいて、弾丸状突出部を持つ2つの小径のパイロットロッドが、アウタチューブの近位端から、近位インサート支持部62及び63並びに光ファイバ束35と36との間を通って、遠位インサート50の開口56及び57の対応する一方から出てくるように、挿入される。このパイロットロッドは次に、対応する通路を残して取り除かれる。作業は次に、光学列サブアセンブリの基本的な寸法を有する第2のロッドで繰り返される。これらのロッドは、ロッドの端部が遠位インサート50の肩部53A及び55Aに当接するまで進められる。次のステップとして、光ファイバ束35及び36が、遠位及び近位端において接着されるとともに切断される。これが完了すると、第2のロッドが光ファイバ束の間に残存通路を残して取り除かれる。次に、光学列サブアセンブリがこれらの通路を通って挿入される。これらの作業中、近位インサート60は、図3Aのキー溝80等、キー溝の遠位端に隣接する近位インサート60の遠位端とアウタチューブ31の内面との間の干渉によって、アウタチューブ31内を遠位に進むことが防がれる。
ステップ77は、光ファイバ束を対応するファイバポストアダプタ43内に取り付け、ファイバポストアダプタを設置する等、既知の作業による内視鏡の完成を表す。
図3は、各画像形成アセンブリが本体からアウタチューブを通って遠位端に延びるインナチューブによって境界を形成された光学列によって形成された、立体内視鏡を描いている。このような光学列は、対物レンズ、リレーレンズ及び他の光学的な要素を含む。第2のカテゴリの立体内視鏡は、画像形成アセンブリとして内視鏡の遠位端で1組の離間されたカメラを使用する。これらのカメラは、遠位端から短い距離だけ近位に延び、電気伝導体がカメラを内視鏡の外部の処理装置に結合する。このような内視鏡はまた、本発明による遠位インサートが遠位端で露出されるファイバの断面積及び撮影される対象の照明のレベルを最大化するので、本発明から利益を得ることができる。
図8は、部分的に切り取られた斜視図で、このような立体内視鏡90の遠位端を描く。アウタチューブ91が、図8に示されていない本体から、遠位端に延びる。アウタチューブ91は、図3の遠位インサート50がアウタチューブ31の遠位端に支持されるのと同じ方法で、遠位インサート92を受ける。図8を参照すると、図5に示されたのと同じ構造を有する、遠位インサート92は、カメラサブアセンブリ95及び96を受けるとともにそれらを平行な関係に位置決めする指示部93及び94を含む。このようなカメラサブアセンブリは、技術分野で知られており、図3及び4に関して記載された光学列サブアセンブリとの比較において短い軸方向長さを有するので、遠位インサート92は、適切な支持を提供し、したがって、近位インサートの必要性を取り除く。カメラアセンブリ96からのリード線97等、カメラアセンブリ95及び96それぞれからのリード線が、技術分野で知られた画像処理装置への接続のために、内視鏡90の近位端に延びる。
このようなシステムにより、遠位インサート92は、インサート92の外部表面とアウタチューブ91の内面との間に空隙101及び102を形成する。この空間は次に、遠位端から内視鏡90の近位端における本体の少なくとも1つのファイバポストに延びるファイバ束103及び104のファイバで充填される。したがって、カメラサブアセンブリ95及び96は、撮影されることになる対象への最大の照明で動作する。図7に関して記載された製造プロセスに適合する如何なる変更も当業者の技能の範囲内である。
今や明白であるように、本発明にしたがって構成された立体内視鏡は、本発明の様々な目的を達成する。実質的に、アウタチューブ内の全ての空隙が光ファイバで充填されるので、見られることになる部位に達する光の量は最大化される。このような内視鏡は、製造が、予測可能、繰返し可能且つ信頼できるように、僅かな変更又は変更無しに標準的な製造プロセスにしたがって、製造され得る。
本発明は、幾つかの実施形態に関して記載されている。多くの変更が本発明から離れることなしに開示された装置に対して成され得ることは明らかである。例えば、各インサートは、対向して配置される谷部を含む特定の断面とともに開示される。他のインサートは、このような谷部構造を、このような谷部を取り除きさえするものに変更し得る。位置合わせ手段の他の実施形態は、特に開示されたキー溝配置に代替され得る。幾つかの応用では、遠位端部の周辺肩部を排除し得る。これらの及び他の変更は、幾つか又は全ての目的を達成するとともに本発明の利点の幾つか又は全てを実現しながら、実施することができる。添付の特許請求の範囲の意図は、本発明の真の精神及び範囲内で来る全てのこれらの修正及び変更を包含することである。
Claims (15)
- 近位端と遠位端との間に延びる立体内視鏡であって、
A)前記近位端に内部空洞を有するとともに、光ファイバを前記内視鏡の外側から前記内部空洞に通す少なくとも1つのファイバポートを有する本体、
B)前記本体から前記内視鏡の前記遠位端に延びるアウタチューブ、
C)それぞれレンズ列アセンブリを備え、前記アウタチューブ内で前記遠位端から近位に延びる、第1及び第2のインナチューブ、
D)前記アウタチューブの前記近位端及び前記遠位端の近位及び遠位インサートであって、各前記インサートは、前記第1及び前記第2のインナチューブを平行な経路に沿って位置決めする第1及び第2の支持部分を含み、前記インサートは、前記インサートと前記アウタチューブの内面との間に延びる第1及び第2の空隙を画定する、近位及び遠位インサート、並びに
E)前記少なくとも1つのファイバポートから、前記第1及び第2の空隙それぞれを通って、前記内視鏡の遠位端に延び、前記インサートと前記アウタチューブの前記内面との間の前記空隙が実質的にファイバで充填される、第1及び第2の光ファイバ束、を有する、
立体内視鏡。 - 前記遠位インサートは、前記アウタチューブの前記遠位端に当接し、それによって前記アウタチューブの前記遠位端において前記遠位インサートの最終的な軸方向位置を定めるための、周辺肩部を備える端部プレートを含む、
請求項1に記載の立体内視鏡。 - 前記近位インサートは、前記アウタチューブの前記近位端に取り込まれる、
請求項3に記載の立体内視鏡。 - 前記アウタチューブの前記近位及び遠位端は、前記アウタチューブ内で前記近位及び遠位インサートを角度に関して位置合わせするように、対応する前記近位及び遠位インサートの外側表面と係合する、直径方向に対向し、軸方向に延びる位置合わせ構造を含む、
請求項3に記載の立体内視鏡。 - 前記インサートのそれぞれは所与の軸方向長さを有し、前記アウタチューブの各端の前記位置合わせ構造は、少なくとも前記インサートの軸方向長さと同じくらい大きい距離を端部から延びる、直径方向に対向し、軸方向に延びるキー溝を含む、
請求項5に記載の立体内視鏡。 - 前記少なくとも1つのファイバポートは、前記光ファイバ束の一方の近位端を受けるための第1のファイバポート及び前記光ファイバ束の他方の近位端を受けるための第2のファイバポートを含む、
請求項1に記載の立体内視鏡。 - それぞれの前記光ファイバ束は、被覆に覆われる、
請求項1に記載の立体内視鏡。 - 近位端と遠位端との間に延びる立体内視鏡であって、
A)前記近位端に内部空洞を有するとともに、光ファイバを前記内視鏡の外側から前記内部空洞に通す少なくとも1つのファイバポートを有する本体、
B)前記本体から前記内視鏡の前記遠位端に延びるアウタチューブ、
C)前記アウタチューブ内で前記遠位端から近位に延びる、第1及び第2の画像形成アセンブリ、
D)前記アウタチューブの前記遠位端の遠位インサートであって、前記第1及び前記第2の画像形成アセンブリを平行な経路に沿って位置決めする第1及び第2の支持部分を含み、前記遠位インサートと前記アウタチューブの内面との間に延びる第1及び第2の空隙を画定する、遠位インサート、並びに
E)前記少なくとも1つのファイバポートから、前記第1及び第2の空隙それぞれを通って、前記内視鏡の遠位端に延び、前記遠位端において前記遠位インサートと前記アウタチューブとの間の前記空隙が実質的にファイバで充填される、第1及び第2の光ファイバ束、を有する、
立体内視鏡。 - 前記遠位インサートは、前記アウタチューブの前記遠位端に当接し、それによって前記アウタチューブの前記遠位端において前記遠位インサートの最終的な軸方向位置を定めるための、周辺肩部を備える端部プレートを含む、
請求項9に記載の立体内視鏡。 - 前記アウタチューブの前記遠位端はその遠位端において、前記アウタチューブ内で前記遠位インサートを角度に関して位置合わせするように、前記遠位インサートの外側表面と係合する、直径方向に対向し、軸方向に延びる位置合わせ構造を含む、
請求項11に記載の立体内視鏡。 - 前記遠位インサートは所与の軸方向長さを有し、前記アウタチューブの前記遠位端の前記位置合わせ構造は、端部からある距離延びるとともに少なくとも前記インサートの軸方向長さと同じくらい大きい、直径方向に対向し、軸方向に延びるキー溝を含む、
請求項12に記載の立体内視鏡。 - 前記少なくとも1つのファイバポートは、前記光ファイバ束の一方の近位端を受けるための第1のファイバポート及び前記光ファイバ束の他方の近位端を受けるための第2のファイバポートを含む、
請求項9に記載の立体内視鏡。 - それぞれの前記光ファイバ束は、被覆に覆われる、
請求項9に記載の立体内視鏡。
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