JP2022039345A - 内視鏡 - Google Patents

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Abstract

【課題】面倒れの発生を防止可能な内視鏡を提供する。【解決手段】挿入部の先端部に設けられ、先端光学系を構成する先端鏡胴と、先端鏡胴の基端側に設けられ、先端鏡胴に対して挿入部の挿入軸の軸周り方向に相対回転可能な基端鏡胴であって且つ基端光学系を構成する基端鏡胴と、先端光学系及び基端光学系を通過した光を撮像する撮像素子と、基端鏡胴を先端鏡胴に向けて付勢して、基端鏡胴に設けられた突き当て面を先端鏡胴に突き当てる付勢部材と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、挿入部を有する内視鏡に関する。
内視鏡下外科手術等に用いられる内視鏡として硬性鏡が知られている。そして、この硬性鏡として、その挿入部の挿入軸(長手軸ともいう)に対して斜め前方を視野方向とする斜視鏡が知られている。斜視鏡は、被検体内に挿入される挿入部と、挿入部の基端部に接続された操作部と、を備える。この挿入部は、例えば、先端光学系(先端鏡胴)が先端部に設けられた外筒と、外筒内に挿入された内筒と、内筒の先端に接続され且つ先端部に撮像部が設けられた回転シャフトと、を有する(特許文献1参照)。
また、特許文献1に記載の挿入部には、内筒の先端部と外筒の内面との間にアキシャルベアリングが設けられている。このアキシャルベアリングは、内筒の先端部に固定された第1ベアリングリングと、外筒の内面に固定された第2ベアリングリングとにより構成される。そして、特許文献1に記載の斜視鏡では、操作部内に設けられた圧縮ばねにより内筒(第1ベアリング)を挿入部の先端側、すなわち第2ベアリング側に付勢している。これにより、挿入部内の温度変動による内筒の長手方向の伸縮を許容しつつ先端光学系と撮像部との間の距離を一定に保つことができる。
米国特許第8016751号明細書
ところで、先端光学系及び撮像部等により構成される斜視鏡の撮影装置において面倒れ(光軸のチルト)が発生すると、光学性能に悪影響を及ぼしてしまう。このため、この面倒れの発生を防止する必要がある。上記特許文献1には圧縮ばねにより内筒を挿入部の先端側に付勢して先端光学系と撮像部との間の距離を一定に保つことが記載されているが、面倒れの発生を防止する方法については記載されていない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、面倒れの発生を防止可能な内視鏡を提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するための内視鏡は、挿入部の先端部に設けられ、先端光学系を構成する先端鏡胴と、先端鏡胴の基端側に設けられ、先端鏡胴に対して挿入部の挿入軸の軸周り方向に相対回転可能な基端鏡胴であって且つ基端光学系を構成する基端鏡胴と、先端光学系及び基端光学系を通過した光を撮像する撮像素子と、基端鏡胴を先端鏡胴に向けて付勢して、基端鏡胴に設けられた突き当て面を先端鏡胴に突き当てる付勢部材と、を備える。
この内視鏡によれば、先端鏡胴及び基端鏡胴の面倒れを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、先端鏡胴が、先端鏡胴の基端側に延出した筒状部を有し、基端鏡胴が、基端鏡胴の基端側から先端側に向かって縮径する外周面である外円錐面を有し、筒状部が、筒状部の基端側から先端側に向かって縮径する内周面である内円錐面であって且つ外円錐面に対して外嵌される内円錐面を有し、先端鏡胴と基端鏡胴とが、筒状部を介して軸周り方向に相対回転可能であり、突き当て面が内円錐面であり、外円錐面が、付勢部材による付勢により内円錐面が突き当てられる被突き当て面である。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の面倒れと軸ズレとを同時に防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、先端鏡胴が、挿入軸に対して垂直な被突き当て面を有し、突き当て面が、挿入軸に対して垂直であって且つ付勢部材の付勢により被突き当て面に突き当てられる。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の面倒れを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、先端鏡胴が、先端鏡胴の基端側に延出し且つ基端鏡胴に対して軸周り方向に相対回転可能に外嵌する筒状部を備える。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の軸ズレを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、筒状部が、先端鏡胴と別体に形成され且つ先端鏡胴の基端側に接続されている。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の軸ズレを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、筒状部の内周面と基端鏡胴の外周面との間に設けられた摺動部材を備える。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の軸ズレを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、挿入部の一部を構成する管状の外軸であって且つ先端鏡胴の基端側に接続された外軸と、外軸の内部に挿通され、基端鏡胴の基端側に接続された内軸と、外軸の基端側に接続された管状のケースと、ケースの内部に設けられ、挿入軸に対して垂直な隔壁と、ケースの内部で且つ隔壁よりも挿入部の先端側の位置に設けられ、内軸の基端側に接続された受け部材と、ケースの内部で且つ受け部材と隔壁との間に設けられた基部と、を備え、受け部材が基部に対して、軸周り方向の回転が規制された状態で挿入軸に平行方向に相対移動可能であり、付勢部材が、基部と受け部材との間に設けられており、受け部材を挿入部の先端側に向けて付勢する。これにより、先端鏡胴及び基端鏡胴の面倒れを防止することができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、内軸が管状に形成されており、内軸の内部に、撮像素子が配置され且つ撮像素子に接続された信号線が挿通される。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、内軸の内部に配置され、基端光学系から入射した光を撮像素子に向けて屈折させる屈折光学素子と、内軸の先端に固定され、基端鏡胴と屈折光学素子とを接続するホルダと、を備え、屈折光学素子に撮像素子が接続されている。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、基端鏡胴の基端が内軸の先端側に嵌合しており、内軸の内部に配置され、基端光学系から入射した光を撮像素子に向けて屈折させる屈折光学素子と、基端鏡胴の基端に設けられ、内軸の内部で屈折光学素子を保持するホルダと、を備え、屈折光学素子に撮像素子が接続されている。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、基端鏡胴が内軸の先端に固定される。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、隔壁を間に挟んで挿入部の先端側の位置に設けられた第1磁石と挿入部の基端側の位置に設けられた第2磁石と、を有するマグネットカップリングを備え、ケースの内部で第1磁石が基部に接続されている。これにより、挿入軸のスラスト方向に作用するマグネットカップリングを用いて、先端鏡胴に対して基端鏡胴及び撮像部の軸周り方向の姿勢を維持したり、或いは基端鏡胴及び撮像部を軸周り方向に回転させたりすることができる。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、ケースの内部で第1磁石に固定されたベアリング受け部材と、ベアリング受け部材に固定され、ケースに内接するベアリングと、を備え、基部が、ベアリング受け部材を介して第1磁石に接続されている。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、外軸が挿通される外装管と、外装管と外軸との間の空間に配置されたライトガイドと、を備える。
本発明の他の態様に係る内視鏡において、外軸が挿通される外装管と、外装管の基端側に接続され、ケースを収容する操作部を備える。
本発明は、面倒れの発生を防止することができる。
斜視鏡を備える内視鏡システムの構成図である。 第1実施形態の挿入部の先端部の断面拡大図である。 操作部の断面図である。 外筒及びケースの断面図である。 ケース及び筒状部の断面拡大図である。 第1磁石及び第2磁石を隔壁側から見た正面図である。 第1磁石及び第2磁石の側面図である。 先端鏡胴への基端鏡胴の突き当てを説明するための説明図である。 第2実施形態の斜視鏡の挿入部の先端部の断面拡大図である。 第3実施形態の斜視鏡のカメラユニットを構成する先端鏡胴及び基端鏡胴の断面図である。
図1は、斜視鏡10を備える内視鏡システム12の構成図である。図1に示すように、内視鏡システム12は、本発明の内視鏡に相当する斜視鏡10と、プロセッサ装置14と、モニタ16と、光源装置18と、を備える。
[第1実施形態の斜視鏡]
斜視鏡10は、所謂硬性鏡であり、挿入部20と操作部22とを備える。挿入部20は、略管状(略筒状)に形成されており、患者の体内に挿入される。この挿入部20は、先端と基端と挿入軸Axとを有する。この挿入部20の先端部には、後述のカメラユニット24が設けられている。また、挿入部20内には、第1信号線26(信号ケーブル)とライトガイド28(光ファイバーケーブル)とが挿通されている。
第1信号線26は、後述の第2信号線27と共に、後述のカメラユニット24とプロセッサ装置14とを接続する。第1信号線26の先端部はカメラユニット24に接続され、第1信号線26の基端部は操作部22内において第2信号線27と接続する。従って、第1信号線26及び第2信号線27は本発明の信号線に相当する。ライトガイド28は、その先端部(光出射端面)が挿入部20の先端面上に設けられており、且つその基端部(光入射端面)が光源装置18に接続されている。
操作部22は、斜視鏡10の視野方向(観察方向、図2の光軸OA参照)を挿入軸Axの軸周り方向(挿入部20及び操作部22の周方向)に回転させる回転操作を受け付ける。また、操作部22は、詳しくは後述するが、その内部に気密な空間と非気密な空間とを有しており、両空間の境界で第1信号線26の基端部と第2信号線27の先端部とを接続する(図3参照)。第2信号線27の基端部はプロセッサ装置14に接続されている。これにより、第1信号線26及び第2信号線27を介して、カメラユニット24とプロセッサ装置14とが電気的に接続される。
プロセッサ装置14は、カメラユニット24から第1信号線26及び第2信号線27を介して入力される撮像信号に基づき、患者の体内の観察像(動画像)を生成し、この観察像をモニタ16に表示させる。
光源装置18は、ライトガイド28に照明光を供給する。これにより、挿入部20の先端面上に設けられたライトガイド28の先端部の光出射端面から照明光が出射される。
図2は、第1実施形態の挿入部20の先端部の断面拡大図である。図2に示すように、挿入部20は、挿入軸Axに平行な略管状の外装管30(外套管ともいう)、外筒32、及び内筒34を備える。外装管30は、挿入部20の外周壁を構成する。この外装管30の先端部の開口は、挿入軸Axに対して垂直な姿勢から傾斜している。また、外装管30の基端部は、詳しくは後述するが、操作部22(図3参照)に接続されている。
外筒32は、本発明の外軸に相当するものであり、外装管30の内部に挿通配置されている。この外筒32の先端部には、後述のカメラユニット24の先端光学系40が設けられている。また、外筒32の基端部は、詳しくは後述するが、操作部22内のケース74(図3参照)に接続されている。さらに、外装管30の内周面と外筒32の外周面との間には、ライトガイド28の挿通路31が形成されている。
内筒34は、本発明の内軸に相当するものであり、外筒32の内部に挿通配置されている。この内筒34の内部には第1信号線26が挿通されている。内筒34の先端部には、後述のカメラユニット24を構成する基端光学系50及び撮像部60が設けられている。また、内筒34の基端部は、詳しくは後述するが、操作部22内の受け部材90(図3参照)に接続されている。
カメラユニット24は、先端光学系40と、基端光学系50と、撮像部60と、を備える。なお、図中の符号OAはカメラユニット24の光学系の光軸である。
先端光学系40は、外筒32の先端部に設けられている。先端光学系40は、挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を、挿入軸Axに平行な方向に屈折して基端光学系50に導く斜視光学系である。この先端光学系40は、先端部本体42と、先端部本体42に設けられた先端鏡胴44とを含む。
先端部本体42は、挿入部20(外筒32)の先端部を構成するものであり、先端鏡胴44を覆うキャップ(カバー)である。この先端部本体42は、挿入軸Axに平行な略管状に形成されている。また、先端部本体42の先端側の開口部には、後述の先端鏡胴44内の対物レンズ48aの傾斜角度に合わせた傾斜姿勢のカバーガラス46が設けられている。
また、先端部本体42は、外装管30の内周面に固定されている。これにより、外装管30、先端光学系40、及び外筒32が一体に挿入軸Axの軸周り方向(以下、単に軸周り方向と略す)に回転する。
先端鏡胴44は、対物レンズ48aとプリズム48bとレンズ48cとを収納する。対物レンズ48aは、挿入軸Axに対して垂直な姿勢から傾斜し且つカバーガラス46に対向している。対物レンズ48aは、カバーガラス46を通して入射した光をプリズム48bに向けて出射する。プリズム48bは、対物レンズ48aから入射した光、すなわち挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を挿入軸Axに平行な方向に屈折した後、レンズ48cに向けて出射する。レンズ48cは、挿入軸Axに対して垂直な姿勢であり、プリズム48bから入射した光を、後述の基端光学系50の基端鏡胴52内のレンズ56に向けて出射する。
なお、先端鏡胴44内の光学系の構成は、挿入軸Axに対して傾斜した方向から入射した光を基端鏡胴52内に導くことが可能であれば特に限定はされない。
先端鏡胴44には、挿入軸Axに対して垂直な被突き当て面49と、被突き当て面49から先端鏡胴44の基端側に延出した筒状部45と、が一体形成されている。被突き当て面49には、詳しくは後述するが、後述の基端鏡胴52の突き当て面53が突き当てられる。
筒状部45は、後述の基端鏡胴52の先端部に対して軸周り方向に相対回転可能に外嵌する。これにより、先端鏡胴44に対して基端鏡胴52が軸周り方向に相対回転可能に嵌合する。
基端光学系50は、内筒34の先端部に設けられており、先端鏡胴44から入射した光を撮像部60に導く。この基端光学系50は、基端鏡胴52とホルダ54とプリズム55とを含む。
基端鏡胴52は、ホルダ54を介して内筒34の先端部に接続(固定)されている。また、基端鏡胴52の先端部は、既述の通り、筒状部45の基端側の開口部に対して軸周り方向に相対回転可能に嵌合する。これにより、先端鏡胴44及び基端鏡胴52の一方に対して他方が軸周り方向に相対回転可能になる。
このように基端鏡胴52の外周面に対して先端鏡胴44の筒状部45を外嵌(外接)させることで、先端鏡胴44と基端鏡胴52とを自動的に調芯することができる。その結果、カメラユニット24の組み立て時に複雑な光学調整を要することなく、先端鏡胴44(先端光学系40)と基端鏡胴52(基端光学系50)との軸ズレを防止可能である。ここで軸ズレの許容値は、例えば20μmである。
なお、筒状部45の開口部内に基端鏡胴52の先端部を軸周り方向に相対回転可能に嵌合させる代わりに、基端鏡胴52の先端側の開口部内に先端鏡胴44の基端部を軸周り方向に相対回転可能に嵌合させてもよい。
基端鏡胴52内には、挿入軸Axに平行な光軸OAを有する複数のレンズ56が設けられている。各レンズ56は、先端鏡胴44から入射した光をプリズム55に向けて出射する。
基端鏡胴52の先端側には、挿入軸Axに対して垂直な突き当て面53が形成されている。この突き当て面53は、被突き当て面49に接触する。このため、被突き当て面49及び突き当て面53は、先端鏡胴44と基端鏡胴52とが互いに接触する面となる。そして、突き当て面53は、詳しくは後述するが、圧縮ばね105(図3参照)の付勢力によって被突き当て面49に突き当てられる。
ホルダ54は、挿入軸Axに平行な略管状に形成されており、内筒34の先端部に固定されている。また、ホルダ54は、基端鏡胴52の基端部に接続固定(外嵌固定)されている。これにより、ホルダ54によって内筒34と基端鏡胴52とが接続されるため、内筒34、基端鏡胴52、及びホルダ54が一体化される。
ホルダ54の基端側の開口部には、プリズム55が保持され、さらにこのプリズム55を介して後述の撮像部60が保持されている。このため、撮像部60は、ホルダ54及びプリズム55を介して、内筒34及び基端鏡胴52と一体化される。
プリズム55は、本発明の屈折光学素子に相当するものであり、既述の通り、ホルダ54の基端側の開口部に保持されている。このプリズム55は、基端鏡胴52を通して入射した光を90度屈折させる。なお、プリズム55の代わりにミラーを用いてもよい。
撮像部60は、先端鏡胴44及び基端鏡胴52を通過してプリズム55で反射された光を撮像する。この撮像部60は、撮像素子64と、回路基板66と、を備える。
撮像素子64は、回路基板66上に実装された状態でプリズム55に接続(固定)されており、このプリズム55を介してホルダ54に取り付けられている。撮像素子64は、プリズム55により屈折された光を撮像して撮像信号を出力する。この撮像素子64としては、CCD(Charge Coupled Device)型のイメージセンサ或いはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサが用いられる。
なお、本実施形態では、プリズム55を介してホルダ54に撮像素子64を取り付けているが、ホルダ54の基端側の開口部に撮像素子64を直接取り付けてもよい。この場合には、撮像素子64が、挿入軸Ax(光軸OA)に対して垂直な姿勢でホルダ54に保持され、且つ光軸OAに直交する受光面を有する。
回路基板66は、撮像素子64の駆動を制御する。また、回路基板66には、コネクタ68を介して第1信号線26の先端部が接続されている。そして、回路基板66は、コネクタ68を介して撮像素子64の撮像信号を第1信号線26へ出力する。
図3は、操作部22の断面図である。図3に示すように、操作部22は、挿入軸Axに平行な略管状に形成された操作環であり、術者による軸周り方向の回転操作を受け付ける。
操作部22の先端部には、既述の外装管30の基端部が接続されている。これにより、操作部22を軸周り方向に回転操作することで、外装管30を介して、外筒32及び先端光学系40(先端部本体42及び先端鏡胴44)が同方向に回転される。これにより、斜視鏡10の視野方向(観察方向)を回転させることができる。
操作部22の先端側の開口部内には、外筒32及び内筒34の基端部が挿入されている。また、操作部22の基端側の開口部には、延設部72が設けられている。さらに操作部22の内部には、ケース74が設けられている。
延設部72は、挿入軸Axに平行な略管状で且つ操作部22の内径よりも小径に形成されている。延設部72の先端部の外周面にはOリング76が外嵌されている。そして、延設部72の先端部は、Oリング76を介して操作部22の基端部の内周面に回転自在に保持される。これにより、延設部72は、操作部22の基端部によって軸周り方向に相対回転可能に保持される。その結果、操作部22に対して軸周り方向に回転させる回転力が付与された場合に、この回転力は延設部72に対しては伝達されない。
また、延設部72の内部には、延在部78が挿通されている。延在部78は、挿入軸Axに平行な略管状に形成されており、その内部には第2信号線27が挿通されている。延在部78の基端部は、固定部材79を介して延設部72に固定されている。これにより、延設部72及び延在部78が一体化される。また、延在部78の先端部は、詳しく後述するが、接続部材100及び第2ベアリング受け部材96を介して、マグネットカップリング102に接続される。
ケース74は、挿入軸Axに平行な略管状で且つ操作部22の内径よりも小径に形成されており、操作部22の内部に収容されている。このケース74は、外筒32及び延在部78などにより操作部22の内部空間内で支持されている。ケース74の先端側は、外筒32の基端部に接続されている。これにより、ケース74は外筒32と一体に軸周り方向に回転する。その結果、操作部22に対して軸周り方向に回転させる回転力が付与された場合、この回転力が外装管30、先端光学系40、外筒32、及びケース74に伝達されることで、これらが操作部22と同方向に回転される。
ケース74の内部には、内筒34の基端部及び第1信号線26の基端部が配置される。また、ケース74の内部、例えばケース74の基端側の開口部内には、挿入軸Axに対して垂直な隔壁74aが設けられている。この隔壁74aは、ケース74の基端側の開口部を閉塞する。
ケース74の基端側には挿入軸Axに対して平行な筒状部74bが設けられている。この筒状部74bは、本実施形態ではケース74と同一径で形成されているが、ケース74とは異なる径で形成されていてもよい。また、筒状部74bがケース74と一体形成されていてもよい。この場合にはケース74の基端部が筒状部74bとして機能する。この筒状部74bの内部には、後述の連結部84の一部の他に第2信号線27の先端部が配置される。
図4は、外筒32及びケース74の断面図である。図4に示すように、外筒32及びケース74の内側には密閉空間80(気密空間)が形成されており、この密閉空間80内に内筒34、撮像部60、及び第1信号線26などが配置される。密閉空間80の先端側は、先端光学系40により画定される。また、密閉空間80の基端側は、隔壁74aにより画定される。これにより、カメラユニット24の防湿性が高くなり曇りが防止される。
図5はケース74及び筒状部74bの断面拡大図である。図3から図5に示すように、ケース74及び筒状部74bの内部には、既述の隔壁74aと、気密コネクタ82と、連結部84と、が設けられている。
気密コネクタ82は、密閉空間80の内外を貫通するように隔壁74aに対して軸周り方向に相対回転可能に設けられている。気密コネクタ82は、ケース74内(密閉空間80内)の第1信号線26と、筒状部74b内(密閉空間80外)の第2信号線27と、を電気的に接続する。なお、第1信号線26及び第2信号線27が軸周り方向に捩じり変形可能である場合は、気密コネクタ82が隔壁74aに固定されていてもよい。
連結部84は、ケース74及び筒状部74bの内部において、ケース74及び筒状部74bに対して軸周り方向に相対回転可能に設けられている。連結部84の内部には、第1信号線26及び第2信号線27が挿通される。連結部84は、隔壁74aを間に挟んだ状態で、ケース74内(密閉空間80内)の内筒34の基端部と、密閉空間80外の延在部78の先端部と、を磁気的に連結(接続)する。また、連結部84は、内筒34を挿入部20の先端側に向けて付勢する。
連結部84は、受け部材90と、基部91と、第1ベアリング受け部材92と、第1ベアリング94と、第2ベアリング受け部材96と、第2ベアリング98と、接続部材100と、マグネットカップリング102と、圧縮ばね105と、を備える。
受け部材90、基部91、及び第1ベアリング受け部材92は、隔壁74aよりも挿入部20の先端側の位置、すなわちケース74内(密閉空間80内)に設けられており、挿入軸Axに対して平行な略管状に形成されている。そして、受け部材90、基部91、及び第1ベアリング受け部材92の内部には、第1信号線26が挿通される。
受け部材90及び基部91は、詳しくは後述するが、ケース74内(密閉空間80内)において内筒34の基端部と第1ベアリング受け部材92とを接続する。また、受け部材90及び基部91は、後述の圧縮ばね105を用いて、内筒34を挿入部20の先端側に向けて付勢する。
第1ベアリング受け部材92は、その先端部が基部91に接続され、且つその基端部が後述のマグネットカップリング102の第1磁石103に固定される。また、第1ベアリング受け部材92の外周面には、ケース74に内接する第1ベアリング94が固定されている。これにより、第1ベアリング受け部材92及び第1磁石103は、ケース74内でこのケース74に対して軸周り方向に相対回転可能に保持される。なお、第1ベアリング94としてはボールベアリング及びローラベアリング等の公知の各種ラジアルベアリングが用いられる。
第2ベアリング受け部材96は筒状部74b内(密閉空間80外)に設けられ、接続部材100は第2ベアリング受け部材96と延在部78との間に設けられている。第2ベアリング受け部材96及び接続部材100は、挿入軸Axに対して平行な略管状に形成されており、各々の内部には第2信号線27が挿通される。
第2ベアリング受け部材96は、その先端側が筒状部74b内で後述のマグネットカップリング102の第2磁石104に固定され、且つその基端側が接続部材100に接続される。また、第2ベアリング受け部材96の外周面には、筒状部74bに内接する第2ベアリング98が固定されている。これにより、第2ベアリング受け部材96及び第2磁石104は、筒状部74b内でこの筒状部74bに対して軸周り方向に相対回転可能に保持される。なお、第2ベアリング98としても第1ベアリング94と同様に公知の各種ラジアルベアリングが用いられる。
接続部材100は、第2ベアリング受け部材96と延在部78の先端部とを接続する。これにより、接続部材100を介して延在部78の先端側に第2ベアリング受け部材96が接続される。
マグネットカップリング102は、隔壁74aを間に挟んでケース74内(密閉空間80内)に設けられた第1磁石103と筒状部74b内(密閉空間80外)に設けられた第2磁石104と、により構成されている。このマグネットカップリング102は、第1ベアリング受け部材92(内筒34)と第2ベアリング受け部材96(延在部78)とを磁気的に連結する磁気連結部材である。
図6は、第1磁石103及び第2磁石104を隔壁74a側から見た正面図である。図7は、第1磁石103及び第2磁石104の側面図である。図6に示すように、第1磁石103及び第2磁石104は、隔壁74aに平行(挿入軸Axに対して垂直)な円盤形状(リング形状)を有している。第1磁石103の中央部には第1信号線26が挿通される挿通穴103aが形成され、第2磁石104の中央部には第2信号線27が挿通される挿通穴104aが形成されている。そして、本実施形態の第1磁石103及び第2磁石104は、例えば片面多極型であり、隔壁74aに対向する面側に複数組のN極とS極とが軸周り方向に沿って等角度間隔で形成されている。
なお、第1磁石103及び第2磁石104は、片面多極型に限定されるものではなく両面多極型でもよく、さらに極数についても2極以上であれば特に限定はされない。また、第1磁石103及び第2磁石104の形状は円盤形状に限定されるものではなく、隔壁74aに平行な多角形状等の任意の形状をとり得る。
図7に示すように、第1磁石103及び第2磁石104は、そのいずれか一方の個々のN極が他方の個々のS極に対向し且つ一方の個々のS極が他方の個々のN極に対向するように、隔壁74aを間に挟んで配置されている。これにより、隔壁74aを間に挟んだ状態で第1磁石103と第2磁石104とが挿入軸Axのスラスト方向[挿入軸Axに平行な平行方向(軸方向)]において磁気連結する。その結果、マグネットカップリング102を介して内筒34と延設部72とが磁気連結される。
マグネットカップリング102により内筒34と延設部72とを磁気連結させることで、延設部72から内筒34に対してトルク(静止トルク、回転トルク)を伝達することができる。これにより、術者が操作部22を回転操作した場合に、外筒32と共に内筒34(基端光学系50及び撮像部60)が軸周り方向に回転することが防止される、すなわちマグネットカップリング102により内筒34の軸周り方向の姿勢が維持される。また逆に、術者が延設部72を回転操作した場合に、マグネットカップリング102により内筒34を軸周り方向に回転させることができる。さらに、操作部22又は延設部72を回転させた場合に、撮像部60等が挿入軸Axに対して偏心して観察像にブレが発生することが防止される。
また、挿入軸Axのスラスト方向に作用するマグネットカップリング102を用いることで、上記特許文献1に記載の挿入軸Axのラジアル方向に作用するマグネットカップリング(従来例)を用いる場合と比較して操作部22の太径化が防止される。
図3及び図5に戻って、受け部材90は、内筒34の基端部に接続されており、後述の圧縮ばね105により付勢されるバネ受け部材である。この受け部材90は、基部91によってスラスト方向に移動自在に保持され且つ軸周り方向の回転が規制されている。また、受け部材90の外周面には、後述の基部91の回転規制溝112に係合する突起90aが形成されている。
基部91は、受け部材90の軸周り方向の回転を規制した状態でこの受け部材90をスラスト方向に移動自在に保持する。この基部91は、壁部91aと筒状部91bとにより構成されている。壁部91aは、挿入軸Axに対して垂直な円盤状に形成され且つ第1信号線26が挿通される穴が形成されている。この壁部91aには第1ベアリング受け部材92の先端部が接続される。これにより、第1ベアリング受け部材92を介して、基部91及び第1磁石103が接続する。また、壁部91aには、挿入部20の先端側に向けて延出した筒状部91bが形成されている。
筒状部91bの内周面は、受け部材90をスラスト方向に移動自在に保持する保持穴110を形成する。これにより、受け部材90が基部91に対してスラスト方向に相対移動可能となる。
また、筒状部91bの内周面には、挿入軸Ax(スラスト方向)に対して平行で且つ受け部材90の突起90aが係合する回転規制溝112が形成されている。これにより、基部91に対する受け部材90の軸周り方向の回転を規制することができる。その結果、受け部材90及び基部91が軸周り方向においては一体化されるので、延設部72から内筒34に対してトルク(静止トルク、回転トルク)を伝達することができる。
なお、突起90a及び回転規制溝112を設ける代わりに、例えば、受け部材90の基端部及び保持穴110の断面形状を非円形状(多角形状等)に形成することで、基部91に対する受け部材90の軸周り方向の回転を規制してもよい。
圧縮ばね105は、筒状部91bの内部において壁部91aと受け部材90との間に介装されている。この圧縮ばね105は、図5中の矢印A1に示すように、受け部材90を挿入部20の先端側に向けて付勢する。これにより、図5中の矢印A2に示すように、受け部材90及び内筒34が、圧縮ばね105により挿入部20の先端側に向けて付勢される。
図8は、先端鏡胴44への基端鏡胴52の突き当てを説明するための説明図である。図8の矢印A3に示すように、基端鏡胴52は、受け部材90、内筒34、及びホルダ54を介して、圧縮ばね105により挿入部20の先端側、すなわち先端鏡胴44側へ付勢される。これにより、基端鏡胴52の突き当て面53が先端鏡胴44の被突き当て面49に突き当てられる。その結果、先端鏡胴44と基端鏡胴52との平行度を確保し且つガタつきが防止される。これにより、カメラユニット24の組み立て時に複雑な光学調整を要することなく、先端鏡胴44(先端光学系40)及び基端鏡胴52(基端光学系50)の面倒れ(光軸OAのチルト)を防止可能である。ここで面倒れの許容値は、例えば15分(15/60=0.25度)である。
以上のように第1実施形態の斜視鏡10では、圧縮ばね105の付勢力を用いて基端鏡胴52を先端鏡胴44に突き当てることで、先端鏡胴44及び基端鏡胴52の面倒れを防止することができる。また、第1実施形態の斜視鏡10では、先端鏡胴44の筒状部45を基端鏡胴52の先端部に外嵌させることにより、先端鏡胴44と基端鏡胴52との軸ズレが防止される。その結果、複雑な光学調整を要することなく、先端鏡胴44及び基端鏡胴52の面倒れと軸ズレとが防止されるので、カメラユニット24(斜視鏡10)の良好な光学性能が得られる。また、カメラユニット24の組み立てが簡易化する。
さらに、第1実施形態では基端鏡胴52を先端鏡胴44に直接突き当てると共に筒状部45を基端鏡胴52の先端部に外嵌させることで、先端鏡胴44及び基端鏡胴52(撮像部60)間の光学精度を上げることができる。例えば、上記特許文献1に記載の斜視鏡のように回転シャフトの先端部に撮像部等を設けている場合には、この回転シャフトを回転させた場合に軸ブレが発生するおそれがあるが、第1実施形態では上記構成を採用することで先端鏡胴44と基端鏡胴52とを相対回転させた場合であっても軸ブレの発生が抑えられる。
[第2実施形態]
図9は、第2実施形態の斜視鏡10の挿入部20の先端部の断面拡大図である。図9に示すように、第2実施形態の斜視鏡10は、第1実施形態とは異なる先端鏡胴44A及び基端光学系50Aを備える点を除けば上記第1実施形態と基本的に同じ構成である。このため、上記第1実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
先端鏡胴44Aの基端側には、先端鏡胴44Aとは別体で形成された筒状部45Aが接続されている。この筒状部45Aの内周面には、後述の摺動部材120の外周面が内接している。また、先端鏡胴44Aの被突き当て面49には、摺動部材120の突き当て面121が突き当てられる。
基端光学系50Aは、基端鏡胴52Aと、ホルダ54Aと、プリズム55と、摺動部材120と、を含む。
基端鏡胴52Aは、挿入軸Axに対して平行な略管状の第2鏡胴本体58aと、第2鏡胴本体58aの外周面の基端側に周設されたフランジ58bと、フランジ58bから挿入部20の基端側に延出した筒状部58cと、を備える。
第2鏡胴本体58aは、筒状部45Aの内径よりも小径に形成されている。第2鏡胴本体58a内には、既述の複数のレンズ56が設けられている。また、第2鏡胴本体58aの外周面には後述の摺動部材120が接着等の方法で外嵌固定されている。なお、摺動部材120が第2鏡胴本体58aに対して軸周り方向に回転可能であってもよい。
フランジ58bは、挿入軸Axに対して垂直に形成されており、その直径は内筒34の外径に合わせて形成されている。また、フランジ58bは、後述の摺動部材120の基端面に当接している。なお、第2鏡胴本体58aに対して摺動部材120が固定されていない場合、フランジ58bは、摺動部材120の挿入部20の基端側への移動を規制する規制部材として機能する。
筒状部58cは、その外径が内筒34の外径に合わせて形成されており、内筒34の先端側の開口部に嵌合固定される。このように第2実施形態では、内筒34の先端側に基端鏡胴52Aが直接的に接続及び固定される。また、筒状部58cにはホルダ54Aが接続固定されている。
ホルダ54Aは、内筒34の内部において、筒状部58cの基端側の開口部に嵌合固定されている。また、ホルダ54Aの基端側の開口部には、上記第1実施形態と同様にプリズム55が保持されている。これにより、第1実施形態と同様に内筒34、基端鏡胴52A、ホルダ54A、及び撮像部60が一体化される。
摺動部材120は、第2鏡胴本体58aの外周面と筒状部45Aの内周面との間に設けられる。摺動部材120の外径は、筒状部45Aの内径に合わせて形成されている。この摺動部材120は、第2鏡胴本体58aの外周面に外嵌固定された状態で筒状部45Aの基端側の開口部に対して軸周り方向に相対回転可能に嵌合する。これにより、第1実施形態と同様に先端鏡胴44Aと基端鏡胴52Aとを自動的に調芯可能であるので、先端鏡胴44Aと基端鏡胴52Aとの軸ズレが防止される。
また、摺動部材120は、第2鏡胴本体58aよりも挿入部20の先端側に延びている。このため、摺動部材120の先端面が被突き当て面49に突き当てられる突き当て面121、すなわち基端鏡胴52Aに設けられた突き当て面121となる。
基端鏡胴52A及び摺動部材120は、第1実施形態と同様に、受け部材90及び内筒34を介して、圧縮ばね105により先端鏡胴44A側へ付勢される。これにより、基端鏡胴52Aに固定された摺動部材120の突き当て面121が先端鏡胴44Aの被突き当て面49に突き当てられる。その結果、第1実施形態と同様に、先端鏡胴44A及び基端鏡胴52Aの面倒れ(光軸OAのチルト)を防止可能である。
以上のように第2実施形態においても、先端鏡胴44A及び基端鏡胴52Aの面倒れと軸ズレとを防止することができるので、カメラユニット24(斜視鏡10)の良好な光学性能が得られる。
上記第2実施形態では、摺動部材120の突き当て面121を先端鏡胴44Aの被突き当て面49に突き当てているが、上記第1実施形態と同様に、基端鏡胴52A(第2鏡胴本体58a)の先端面を被突き当て面49に突き当ててもよい。
なお、上記第1実施形態においても先端鏡胴44の代わりに先端鏡胴44A及び筒状部45Aを設け、この筒状部45Aに基端鏡胴52を軸周り方向に回転可能に嵌合させてもよい。また、上記第1実施形態においても筒状部45と基端鏡胴52との間に摺動部材120を設けてもよい。
[第3実施形態]
図10は、第3実施形態の斜視鏡10のカメラユニット24を構成する先端鏡胴44B及び基端鏡胴52Bの断面図である。上記各実施形態では突き当て面53,121を被突き当て面49に突き当てているが、第3実施形態では先端鏡胴44Bの内周面に基端鏡胴52Bの外周面を突き当てる。
図10に示すように、第3実施形態の斜視鏡10は、カメラユニット24が先端鏡胴44B及び基端鏡胴52Bを備える点を除けば上記各実施形態と基本的に同じ構成であるので、上記各実施形態と機能又は構成上同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する。
先端鏡胴44Bは、その基端側に筒状部45Bが一体形成されている点を除けば、上記各実施形態の先端鏡胴44,44Aと基本的に同じ構成である。なお、上記第2実施形態と同様に、先端鏡胴44Bと別体で形成された筒状部45Bを先端鏡胴44Bに接続してもよい。
筒状部45Bは、その基端側から先端側に向かって縮径する内周面である内円錐面130を有する。この内円錐面130は、後述の基端鏡胴52Bの外円錐面132に対して外嵌される。
基端鏡胴52Bは、その基端側から先端側に向かって縮径する外周面である外円錐面132を有する点を除けば、上記各実施形態の基端鏡胴52,52Aと基本的に同じ構成である。この基端鏡胴52Bの先端部を筒状部45Bの基端側の開口部に嵌合することで、外円錐面132に対して内円錐面130が外嵌される。これにより、上記各実施形態と同様に、先端鏡胴44Bと基端鏡胴52Bとが軸周り方向に相対回転可能になる。
基端鏡胴52Bは、上記各実施形態と同様に、受け部材90及び内筒34を介して、圧縮ばね105により先端鏡胴44B側へ付勢される。これにより、基端鏡胴52Bの外円錐面132(突き当て面)が先端鏡胴44Bの内円錐面130(被突き当て面)に突き当てられることで、外円錐面132に対して内円錐面130が所謂円錐嵌合する。
外円錐面132に対して内円錐面130が円錐嵌合することで、先端鏡胴44Bと基端鏡胴52Bとの平行度を確保し且つガタつきが防止されるので、先端鏡胴44B及び基端鏡胴52Bの面倒れを防止することができる。また、外円錐面132に対して内円錐面130が円錐嵌合することで、先端鏡胴44B及び基端鏡胴52Bの軸ズレも同時に防止することができる。
以上のように第3実施形態では、基端鏡胴52Bを先端鏡胴44Bに向けて付勢して外円錐面132に対して内円錐面130を円錐嵌合させることで、先端鏡胴44B及び基端鏡胴52Bの面倒れと軸ズレとを同時に防止することができる。また、第3実施形態では、外円錐面132及び内円錐面130の径等に多少の製造ばらつきが生じている場合であっても、基端鏡胴52Bを先端鏡胴44Bに向けて付勢することで外円錐面132を内円錐面130に接触させることができる。すなわち基端鏡胴52Bを先端鏡胴44Bに確実に突き当てることができる。
なお、第3実施形態においても上記第2実施形態と同様に、内円錐面130と外円錐面132との間に、内円錐面130及び外円錐面132に対応した形状の摺動部材120を設けてもよい。
[その他]
上記各実施形態では、圧縮ばね105により基端鏡胴52,52A、52Bを先端鏡胴44,44A,44Bに向けて付勢しているが、この付勢を皿ばね、ゴム、ウレタン、弾性形状のプラスチック或いは金属部材等の各種付勢部材を用いて行ってもよい。
上記実施形態では、本発明の内軸として中空の内筒34を例に挙げて説明したが、中実な内軸が外筒32内に挿通されていてもよい。
上記実施形態では、接続部材100を介して延在部78と第2ベアリング受け部材96とを接続しているが、延在部78に第2ベアリング受け部材96を直接的に接続してもよい。
上記実施形態では、操作部22の基端部に延設部72を相対回転可能に設け、さらに延設部72の内部に延在部78を挿通しているが、延設部72及び延在部78が一体成形されていてもよい。
上記実施形態では、ケース74に筒状部74bを設けているが、筒状部74bを省略してもよい。この場合には、第2ベアリング受け部材96及び第2ベアリング98を省略して、第2磁石104に延在部78の先端部を接続する。
上記実施形態では、操作部22(ケース74)内に基端鏡胴52,52A、52Bを先端鏡胴44,44A,44Bに向けて付勢する付勢機構を設けているが、挿入部20内に設けてもよい。例えば、内筒34の先端に付勢機構を設け、この付勢機構に基端鏡胴52,52A、52B(ホルダ54,54A)を接続してもよい。また、基端鏡胴52,52A、52Bとホルダ54,54Aとの間に付勢機構を設けてもよい。
上記実施形態では、斜視鏡10として硬性鏡を例に挙げて説明したが、軟性鏡である場合にも本発明を適用可能である。また、上記実施形態では、本発明の内視鏡として斜視鏡10を例に挙げて説明したが、操作部の回転操作に応じて先端鏡胴と基端鏡胴とを軸周り方向に相対回転可能な各種内視鏡に本発明を適用可能である。
10 斜視鏡
12 内視鏡システム
14 プロセッサ装置
16 モニタ
18 光源装置
20 挿入部
22 操作部
24 カメラユニット
26 第1信号線
27 第2信号線
28 ライトガイド
30 外装管
31 挿通路
32 外筒
34 内筒
40 先端光学系
42 先端部本体
44 先端鏡胴
44A 先端鏡胴
44B 先端鏡胴
45 筒状部
45A 筒状部
45B 筒状部
46 カバーガラス
48a 対物レンズ
48b プリズム
48c レンズ
49 被突き当て面
50 基端光学系
50A 基端光学系
52 基端鏡胴
52A 基端鏡胴
52B 基端鏡胴
53 突き当て面
54 ホルダ
54A ホルダ
55 プリズム
56 レンズ
58a 第2鏡胴本体
58b フランジ
58c 筒状部
60 撮像部
64 撮像素子
66 回路基板
68 コネクタ
72 延設部
74 ケース
74a 隔壁
74b 筒状部
76 Oリング
78 延在部
79 固定部材
80 密閉空間
82 気密コネクタ
84 連結部
90 受け部材
90a 突起
91 基部
91a 壁部
91b 筒状部
92 第1ベアリング受け部材
94 第1ベアリング
96 第2ベアリング受け部材
98 第2ベアリング
100 接続部材
102 マグネットカップリング
103 第1磁石
103a 挿通穴
104 第2磁石
104a 挿通穴
105 圧縮ばね
110 保持穴
112 回転規制溝
120 摺動部材
121 突き当て面
130 内円錐面
132 外円錐面
Ax 挿入軸
OA 光軸

Claims (15)

  1. 挿入部の先端部に設けられ、先端光学系を構成する先端鏡胴と、
    前記先端鏡胴の基端側に設けられ、前記先端鏡胴に対して前記挿入部の挿入軸の軸周り方向に相対回転可能な基端鏡胴であって且つ基端光学系を構成する基端鏡胴と、
    前記先端光学系及び前記基端光学系を通過した光を撮像する撮像素子と、
    前記基端鏡胴を前記先端鏡胴に向けて付勢して、前記基端鏡胴に設けられた突き当て面を前記先端鏡胴に突き当てる付勢部材と、
    を備える内視鏡。
  2. 前記先端鏡胴が、前記先端鏡胴の基端側に延出した筒状部を有し、
    前記基端鏡胴が、前記基端鏡胴の基端側から先端側に向かって縮径する外周面である外円錐面を有し、
    前記筒状部が、前記筒状部の基端側から先端側に向かって縮径する内周面である内円錐面であって且つ前記外円錐面に対して外嵌される内円錐面を有し、
    前記先端鏡胴と前記基端鏡胴とが、前記筒状部を介して前記軸周り方向に相対回転可能であり、
    前記突き当て面が前記内円錐面であり、
    前記外円錐面が、前記付勢部材による付勢により前記内円錐面が突き当てられる被突き当て面である請求項1に記載の内視鏡。
  3. 前記先端鏡胴が、前記挿入軸に対して垂直な被突き当て面を有し、
    前記突き当て面が、前記挿入軸に対して垂直であって且つ前記付勢部材の付勢により前記被突き当て面に突き当てられる請求項1に記載の内視鏡。
  4. 前記先端鏡胴が、前記先端鏡胴の基端側に延出し且つ前記基端鏡胴に対して前記軸周り方向に相対回転可能に外嵌する筒状部を備える請求項1ないし3のいずれか1項に記載の内視鏡。
  5. 前記筒状部が、前記先端鏡胴と別体に形成され且つ前記先端鏡胴の基端側に接続されている請求項4に記載の内視鏡。
  6. 前記筒状部の内周面と前記基端鏡胴の外周面との間に設けられた摺動部材を備える請求項4又は5に記載の内視鏡。
  7. 前記挿入部の一部を構成する管状の外軸であって且つ前記先端鏡胴の基端側に接続された外軸と、
    前記外軸の内部に挿通され、前記基端鏡胴の基端側に接続された内軸と、
    前記外軸の基端側に接続された管状のケースと、
    前記ケースの内部に設けられ、前記挿入軸に対して垂直な隔壁と、
    前記ケースの内部で且つ前記隔壁よりも前記挿入部の先端側の位置に設けられ、前記内軸の基端側に接続された受け部材と、
    前記ケースの内部で且つ前記受け部材と前記隔壁との間に設けられた基部と、
    を備え、
    前記受け部材が前記基部に対して、前記軸周り方向の回転が規制された状態で前記挿入軸に平行方向に相対移動可能であり、
    前記付勢部材が、前記基部と前記受け部材との間に設けられており、前記受け部材を前記挿入部の先端側に向けて付勢する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の内視鏡。
  8. 前記内軸が管状に形成されており、
    前記内軸の内部に、前記撮像素子が配置され且つ前記撮像素子に接続された信号線が挿通される請求項7に記載の内視鏡。
  9. 前記内軸の内部に配置され、前記基端光学系から入射した光を前記撮像素子に向けて屈折させる屈折光学素子と、
    前記内軸の先端に固定され、前記基端鏡胴と前記屈折光学素子とを接続するホルダと、
    を備え、
    前記屈折光学素子に前記撮像素子が接続されている請求項8に記載の内視鏡。
  10. 前記基端鏡胴の基端が前記内軸の先端側に嵌合しており、
    前記内軸の内部に配置され、前記基端光学系から入射した光を前記撮像素子に向けて屈折させる屈折光学素子と、
    前記基端鏡胴の基端に設けられ、前記内軸の内部で前記屈折光学素子を保持するホルダと、
    を備え、
    前記屈折光学素子に前記撮像素子が接続されている請求項8に記載の内視鏡。
  11. 前記基端鏡胴が前記内軸の先端に固定される請求項7又は8に記載の内視鏡。
  12. 前記隔壁を間に挟んで前記挿入部の先端側の位置に設けられた第1磁石と前記挿入部の基端側の位置に設けられた第2磁石と、を有するマグネットカップリングを備え、
    前記ケースの内部で前記第1磁石が前記基部に接続されている請求項7から11のいずれか1項に記載の内視鏡。
  13. 前記ケースの内部で前記第1磁石に固定されたベアリング受け部材と、
    前記ベアリング受け部材に固定され、前記ケースに内接するベアリングと、
    を備え、
    前記基部が、前記ベアリング受け部材を介して前記第1磁石に接続されている請求項12に記載の内視鏡。
  14. 前記外軸が挿通される外装管と、
    前記外装管と前記外軸との間の空間に配置されたライトガイドと、
    を備える請求項7から13のいずれか1項に記載の内視鏡。
  15. 前記外軸が挿通される外装管と、
    前記外装管の基端側に接続され、前記ケースを収容する操作部を備える請求項7から14のいずれか1項に記載の内視鏡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20070112254A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Richard Wolf Gmbh Optical instrument
JP2016523642A (ja) * 2013-07-05 2016-08-12 オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハーOlympus Winter & Ibe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung 側方視野方向を有する内視鏡

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