JP3241392B2 - 内視鏡、その製造方法、および挿入部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は、医療用や工業用等に用いられる内視鏡及び
その製造方法に関するものである。 背景技術 近年、感染の問題、洗浄消毒作業の煩わしさ等の理由
から、使用後に洗浄せずに破棄する使い捨て型の手術用
処置具が普及してきており、内視鏡に関しても低価格の
使い捨て型のものが望まれている。 そこで、被写体像を結像する結像光学系と、被写体を
照明するための照明光学系とを樹脂で一体化することに
よって挿入部を構成し安価に製造可能とした、使い捨て
型の内視鏡が提案されている。 また、アクリル等の重合体材料から成形された光パイ
プをライトガイドとして使用し、対物レンズ、リレーレ
ンズ等の他の構成要素も同様の重合体材料から成形され
たものを使用することにより、使い捨て型の内視鏡に適
した光学視管も提案されている。 以下、図面を参照しながら、上記した内視鏡の一例に
ついて説明する。 図15（ａ）は特開平６−254049号公報に示す内視鏡の
挿入部の断面図、図15（ｂ）は内視鏡の全体構成図であ
る。 図15（ｂ）に示すように、内視鏡101は先端部にCCD11
7を備えた電子内視鏡であり、被検体135の観察部位に挿
入される挿入部102を有している。挿入部102は、ケーブ
ル125を介して、挿入部102に照明光を供給する光源装置
130と、CCD117からの撮像信号の処理等を行うCCU129と
に接続される。挿入部102とケーブル125とは、映像コネ
クタ120の雄ピン121と、ケーブル125のコネクタ107にお
ける対応する映像コネクタ120の雌ピンとが嵌合して電
気的に接続される構造である。また、図15（ａ）に示す
ように、挿入部102は、照明光を伝送するライトガイド1
12と照明レンズ118とから構成される照明光学系と、複
数の対物レンズ113、114で構成される観察光学系とCCD1
17と、信号線123と、を樹脂108で一体化することにより
構成されている。それにより、安価に製造できるため、
挿入部102を使い捨て可能としている。 図16（ａ）は特表平２−503361号公報に示す内視鏡の
側断面図、図16（ｂ）は成形された光パイプ内に、端か
ら端まで設置された一連のロッドレンズを示す、内視鏡
の分解斜視図、図16（ｃ）光パイプ内のロッドレンズの
うちの一つの位置を詳細に示す断面図である。 図16に示すように、光学検視装置210は検視者212が体
腔内等にある領域224を検査するための光学視管であ
り、内部に光源220からの導光する長尺光パイプ214を備
えたものである。この光パイプ214は、パイプの遠位端2
18からパイプの近位端216付近の屈曲部まで延びてい
る、長尺部分を有し、その長尺部分の内部に、長尺なゆ
りかご型の凹部254を有するものである。リレーレンズ
集合238等のレンズ群は光パイプ214の凹部254に整列固
定された後、アルミニウム等から構成された管258に挿
入され、中心合わせがなされて挿入部が完成する。そし
て光パイプ214、対物レンズ群222、リレーレンズ集合23
8等の構成要素にアクリル等の重合体材料から成形され
たものを使用することにより、使い捨て型の内視鏡に適
した構成としている。 しかしながら、上記のような構成の内視鏡の場合、以
下のような課題が残されていた。すなわち、 （１）照明光を伝送するためのライトガイド112、214
を、挿入部102、210の外装構造体、108、258とは別部材
として設けるため、コスト高になるとともに、組み立て
作業工程も煩雑になる。 （２）使い捨て型の内視鏡の場合、挿入部の外装構造体
やライトガイドに金属、ガラス部材等の焼却できない部
材を使用すると、医療廃棄物の増加等の問題が発生す
る。 （３）映像信号を伝達するための電気接続部と、照明光
を伝送するための導光ケーブル接続部とが別々に設けら
れ異なった方向から取り出される場合、導光部材の形状
は屈曲した形状にする必要があり、組み立て作業、接続
作業も煩雑になる。また、内視鏡の操作部の形状が複雑
になり使用時の操作に妨げとなる。 （４）CCDは信号線と接続された状態で対物レンズと位
置合わせされ、内視鏡挿入部の内部に組み込まれるが、
取り扱いにくく、組立工程が煩雑になる。 また、映像信号を伝達するための電気接続部として従
来使用されているピン型コネクタは、容易に着脱できる
ようにするには不向きな構造であるとともに、挿入部側
にもコネクタを設ける必要があるので高価格化の一因に
もなる。 （５）対物光学系、結像光学系、撮像光学系等の部品で
位置決めや固定が必要なものは、内視鏡挿入部の内部に
組み込む前にネジ等によって予め位置決め、及び固定を
しなければならず、専用の実装部材や固定用の穴加工等
が必要なので、挿入部の構造が複雑であり組立工程も煩
雑になる。 また一方、図21は、特開平８−122663号公報に提案さ
れている内視鏡の挿入部の構成図である。 本内視鏡は、石英光ファイバ束で構成された照明光を
伝送するためのライトガイド61と、ライトガイド61の端
面61aから出射した照明光を拡散する光拡散素子62と、
被写体からの反射光を撮像するための撮像光学系63とを
備えている。 光拡散素子62は、被写体を照明する照明光の強度分布
を所望の特性に配光するために使用されるものである。
従来より光拡散素子62には、研磨技術を利用した凹レン
ズや、ホログラフィー技術を使用したホログラムレン
ズ、光の屈折効果を利用した米国POC（Physical Optics
Corporation）社で製造、販売されているLSD（LightSh
aping Diffuser）光学素子等がある。 これら光拡散素子62を用いることで、特に撮像領域の
中央部は明るく、周辺部が暗くなるという照明分布を改
善しようとしていた。 しかしながら、前記のような光拡散素子を用いた内視
鏡では、以下のような問題があった。 （６）凹レンズは研磨加工が必要となるため、非常に高
コストになっていた。 （７）ホログラムレンズは光の回折現象を利用して照明
光を拡散するために、色の再現性が悪く、色むらが発生
していた。 （８）LSDを用いたものは、色むら等は発生しないもの
の、ライトガイド端面付近に別部材として専用に設置す
る必要があるため、コスト高の要因となっていた。 （９）また、光ファイバー束端面から出射した光のみを
拡散するため、拡散効果には限界があり、所望の照明分
布を得ることが困難であった。 発明の開示 本発明は、被写体へ挿入する細長の挿入部を有する内
視鏡において、 前記挿入部は、前記被写体を照明するための照明光を
導光し、自ら形状を保持できるだけの堅さを有する筒状
の導光部材と、前記導光部材の内部に設けられ前記被写
体を観察するための光学系と撮像デバイスとを有し、そ
の撮像デバイスは、前記光学系からの光を電気信号に変
換する固体撮像素子と、その固体撮像素子に電気的に接
続される回路基板とを有し、 前記回路基板は前記固体撮像素子から前記導光部材の
末端部まで構成され、前記回路基板の末端部に、信号ケ
ーブルと着脱自在に電気的接続をするための電極部が形
成されており、 前記挿入部は、コネクタを介して信号ケーブルと導光
ケーブルとに接続され、 前記コネクタは、前記信号ケーブル及び前記導光ケー
ブルの一端に設けられるとともに、前記回路基板の電極
部に接続される信号接続部と、前記導光部材に接続され
る導光接続部とを有し、さらに、前記信号接続部と前記
導光接続部とは同時に前記電極部と前記導光部材に着脱
されるよう構成されており、 前記コネクタの前記信号接続部は前記導光接続部の内
部側に設けられていることを特徴とする内視鏡である。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
構成を示す断面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡を
用いた内視鏡システムの全体構成図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
撮像ユニットの構成を示す断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
挿入部の構成を示す断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
構成（接続前）を示す断面図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
信号接続部の構成を示す断面図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
信号接続部の構成を示す断面図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態における内視鏡の
構成を示す断面図である。 図９は、本発明の第３の実施の形態における内視鏡の
コネクタを中心とする構成を示す断面図である。 図10は、本発明の第４の実施の形態における内視鏡の
コネクタを中心とする構成を示す断面図である。 図11は、本発明の第５の実施の形態における内視鏡の
コネクタを中心とする構成を示す断面図である。 図12は、本発明の第６の実施の形態における内視鏡の
コネクタを中心とする構成を示す断面図である。 図13は、本発明の第７の実施の形態における内視鏡の
コネクタを中心とする構成を示す断面図である。 図14は、本発明における内視鏡のコネクタを中心とす
る構成を示す断面図である。 図15は、従来の使い捨て型に適した内視鏡の断面図、
及び全体構成図である。 図16は、従来の使い捨て型に適した内視鏡の側断面
図、分解斜視図、及び部分拡大断面である。 図17は、本発明の第８の実施の形態に係る内視鏡の導
光部材の先端部の拡大断面図である。 図18は、本発明の第９の実施の形態に係る内視鏡の導
光部材の先端部の拡大断面図である。 図19は、本発明の第10の実施の形態に係る内視鏡の導
光部材の先端部の拡大断面図である。 図20は、本発明の第11の実施の形態に係る内視鏡の導
光部材の先端部の拡大断面図である。 図21は、従来の内視鏡の一例の先端部の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 導光部材 ２ 対物レンズユニット 2a 対物レンズ 2b 鏡筒（レンズホルダ） ３ 固体撮像素子 ４ 実装部材 ５ 回路基板 5a 電極部 ６ 固定部材 ７ 挿入部 ８ コネクタ 8a 導光接続部 8b 信号接続部 ９ 接続ケーブル 9a ライトガイドケーブル 9b 信号ケーブル 10 シール部材 11 カメラコントロールユニット 12 光源装置 13 モニタ 14 撮像ユニット 15 信号線 16 コンタクト部材 17 絶縁部材 17a,17b 貫通孔 18 位置決め部材 19 導通手段 20 リレー光学系 21 アダプタ光学系 49、54 Ｖ溝 50 外周面 51 先端面 52 被写体 53 先細形状部 55 反射部材 56 円錐形状部 57 薄肉厚部 61 ライトガイド 61a ライトガイド端面 62 光拡散素子 63 撮像光学系 発明を実施するための最良の形態 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。 図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態に係る各
図面である。図１は本発明の第１の実施の形態における
内視鏡の構成を示す断面図、図１（ａ）は本発明の第１
の実施の形態における内視鏡の挿入部の端の断面図、図
１（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における内視鏡の
コネクタの断面図である。 図１において、１は細長の導光部材であって、それ自
体その形状を保持できる程度の堅さを有する筒状部材で
あり、２は対物レンズユニット、2aは対物レンズ、2bは
対物レンズ2aを組み込んだ鏡筒（レンズホルダ）、３は
固体撮像素子、４は固体撮像素子３を組み込んだ実装部
材、４は固体撮像素子３に電気的に接続された回路基
板、5aは回路基板５の末端部（電源、光源側を末端とい
い、挿入側を先端部という）に形成した電気的接続のた
めの電極部、６は回路基板５を導光部材１に固定するた
めの固定部材、７は挿入部、８は挿入部７に接続するコ
ネクタ、8aは導光接続部、8bは信号接続部、９は接続ケ
ーブル、10はシール部材である。 図２は本発明の第１の実施の形態における内視鏡を用
いた内視鏡システムの全体構成図であり、9aはライトガ
イドケーブル、9bは信号ケーブル、11はカメラコントロ
ールユニット、12は光源装置、13はモニタである。 図３は本発明の第１の実施の形態における内視鏡の撮
像ユニットの構成を示す断面図であり、14は固体撮像素
子３と実装部材４と回路基板５とからなる撮像ユニット
である。 本発明の第１の実施の形態における内視鏡、及び内視
鏡を用いた内視鏡システムについて、以下、図１及び図
２を用いてその動作について述べる。 本実施の形態の内視鏡は挿入部７の先端に固体撮像素
子３を備えた電子内視鏡である。光源装置11から照明光
が、ライトガイドケーブル9aを通し、導光接続部8aを介
し、さらに導光部材１を通じて伝送され、被写体が照明
される。照明された被写体の画像は、対物レンズ2aを通
じ固体撮像素子３によって電気信号に変換される。固体
撮像素子３によって変換された電気信号は、基板５を通
り信号接続部8bから信号ケーブル9bによってカメラコン
トロールユニット10に接続され、信号処理が行われた
後、モニター13によって被写体像が映し出される。 次に、本実施の形態における内視鏡の挿入部の詳しい
構造及びその製造方法について図１及び図３ないし図５
を用いて説明する。なお、図４は本発明の第１の実施の
形態における内視鏡の挿入部の構成を示す断面図、図５
は本発明の第１の実施の形態における内視鏡の構成（接
続前）を示す断面図である。 導光部材１には、ガラス材料を使用してもかまわない
が、使用後の廃棄のことを考慮し、可燃性部材、例え
ば、アクリル等の透明樹脂を使用する。また、断面形状
としては細径化など特殊な条件下では楕円状のものなど
でも構わないが、単純形状である円筒形パイプが安価で
あり構造も簡単になる等の理由で望ましい。 図３に示すように、対物レンズユニット２は対物レン
ズ2aと鏡筒（レンズホルダ）2bとからなり、予め、導光
部材１の先端部に気密接合をしておく。その後、図４に
示すように固体撮像素子３と実装部材４、及び回路基板
５とからなる撮像ユニット14を挿入しながら、回路基板
５の末端側を利用して、対物レンズユニット２との位置
調整を行う。位置調整が終了すると、鏡筒2bと実装部材
４に設けたネジ等の手段により固定する。さらに、固定
部材６を用いて回路基板５を導光部材１に固定させる。 なお、挿入部７の組み立ての手順としては以下のよう
な手順、すなわち、対物レンズユニット２と撮像ユニッ
ト14とを位置調整し互いに固定した後に、導光部材１に
挿入し、先端側で対物レンズユニット２と導光部材１と
を接合し、さらに、挿入部７の末端側でも固定部材６を
用いて回路基板５を導光部材１に固定させる、といった
手順でもかまわない。 ここで、対物レンズユニット２と導光部材１との接
合、及び、固定部材６と導光部材１との接合方法として
は、超音波溶着等の、接着剤を使用しない接合方法があ
る。また、導光部材１は照射用の光も通過するので、UV
接着剤など、光硬化型の接着剤を使用することで接着す
ることも可能である。光硬化型の接着剤を使用すると、
導光部材１の内部に、対物レンズユニット２、固定部材
６等の部品を組み込んだ後で硬化させ接着固定すること
が可能であるので、精度良く位置決めしつつ組み立てが
できるという長所がある。 このように、挿入部７は、導光部材１と、対物レンズ
ユニット２と、固体撮像素子３、回路基板５等からなる
撮像ユニット14との二つないし三つのユニットに大別さ
れる、非常にシンプルな構成、かつ形状であるため、比
較的容易に組み立てることができる。 組み立てられた挿入部７は、図５に示すように、コネ
クタ８を介して、ライトガイドケーブル9aと信号ケーブ
ル9bとからなる接続ケーブル９に接続された状態で使用
される。コネクタ８にはＯリング等のシール部材10が設
けてあり、挿入部７はコネクタ８と接続されることによ
り内部が汚染されないような気密構造となる。なお、挿
入部７の末端側を固定部材６を用いて回路基板５に安定
固定させる際、エポキシ系接着剤等を用いて気密構造に
しておくと、コネクタ８に設けたシール部材10による封
止構造と合わせて二重封止構造の形となり、挿入部７の
内部が患者の血液等で汚染される危険性はさらに少なく
なる。 コネクタ８は導光接続部8aと信号接続部8bとからな
る。導光接続部8aは導光部材１に、また、信号接続部8b
は回路基板５の電極部5aに接続するため、各々に応じた
形状、大きさを有しており、導光接続部8aは円環形の形
状にし、その内部に信号接続部8bを設けたような構造に
すれば効率よく照明光が伝送され、かつ、コネクタ８の
形状を操作性のよいシンプルな構造にすることができ
る。 次し、信号接続部8bの具体的な構造について、図６を
用いて説明する。図６は本発明の第１の実施の形態にお
ける内視鏡の信号接続部の構成を示す断面図であって、
15は信号ケーブル9aを構成する各々の信号線、16は回路
基板の電極部5aに接触して導通するための弾性変形する
断面Ｖ字型コンタクト部材、17はコンタクト部材16を接
続固定する絶縁部材、17a及び17bは絶縁部材17に設けた
貫通孔、18は電極部5aとコンタクト部材16とを位置決め
し確実に接触させるための位置決め部材、19は絶縁部材
17に形成した接続配線である。 図６において信号接続部8bの構造は、コンタクト部材
16を回路基板５の電極部5aに接触させ信号ケーブル9aを
構成する各々の信号線15との電気的導通をとる構造とす
る。コンタクト部材16は弾性変形して電極部5aを押圧し
て接触し電気的導通を得る押圧機構手段を有しおり、電
極部5aの配列に対応して挿入方向に複数個配列されてい
る。 信号線15は、絶縁部材17に設けた貫通孔17aに対し
て、また、コンタクト部材16は、電極部5aの位置に対応
して絶縁部材17に設けた貫通孔17bに対して、半田付け
等の手段で電気的に接続されるとともに固定される。挿
入部７をコネクタ８に挿入する際、位置決め部材18によ
り電極部5aがコンタクト部材16に確実に接触するよう位
置決めされる。さらに、コネクタ８にロック機構図示せ
ず）を設けることによって内視鏡使用時に挿入部７とコ
ネクタ８とがはずれないよう確実に固定する構造にして
おく。 内視鏡の挿入部７の細径化に伴い、電極部5aは電極数
が多くなり挿入方向に複数個複数列にわたり配列される
場合があるが、そのような場合でもこのような構成にす
ることにより、信号接続部8bを細くて挿入しやすい構造
にすることができる。また、従来例のように挿入部７側
にコネクタを別途設ける必要がないので、挿入部７の構
造も簡単で低価格化にすることが可能である。 さらに、コンタクト部材16に押圧機構手段を設けるこ
とにより、電極部5aの電極数が多くても良好な電気的接
続が得られるとともに、回路基板５との電気的接続がワ
ンタッチにできる。なお、コンタクト部材16は押圧機構
手段を設けない構造のものでもかまわないが、良好な電
気的接続が得られ挿入しやすいという点で、本実施の形
態で説明したような押圧機構手段を設けた構造のほうが
より効果的である。 信号線15とコンタクト部材16とを導通するための導電
手段19には、例えば絶縁部材17上に形成したパターン配
線を用いる。すなわち、信号線15を接続固定するための
貫通孔17aと、各々の信号線15に対応したコンタクト部
材16を接続固定するための貫通孔17bとを結ぶようなパ
ターン配線を用いて絶縁部材17上に形成することにより
導電手段19とする。 導通手段19に回路実装や半導体実装に使われているパ
ターン配線を適用することにより、電極部5aの配列パタ
ーンが精細化、複雑化されても、その配線パターンに応
じた信号接続部8bを作製することが可能となり、この点
も本実施の形態の特徴の一つである。 なお、電極部5aが比較的大きい場合は、信号接続部8b
の構造を図７のような構造にしてもよい。ここに、図７
は本発明の第１の実施の形態における内視鏡の別の信号
接続部の構成を示す断面図である。 すなわち、電極部5aの配列は前列と後列で千鳥格子状
に配列にする。つまり、挿入方向の直線（Ｘ）上に電極
部5aが載らないように、少しずつずらして配列する。コ
ンタクト部材16と信号線15とは、貫通孔17aにおいて、
半田付け等の手段で電気的に接続されるとともに固定さ
れる。コンタクト部材16は、接続固定部であるその貫通
孔17aから電極部5aの近傍まで延伸し、もう一方の貫通
孔17bを通じ、下方へ所望の角度で曲げてバネ性を持た
せ、押圧機構をも実現する。 この構造ではコンタクト部材16は短冊状の金属薄板か
ら曲げ加工で製造可能であり、また、コンタクト部材16
の一部が導通手段19を兼ねているため、図６の実施の形
態のように導通手段を別途設ける必要がないので、量産
に適している。 以上まとめると、本実施の形態が従来例と大きく異な
る点は、挿入部７の外装構造体として中空断面形状の、
つまり筒状の自らその形状を保持できる程度の堅さをゆ
うする導光部材１を使用し、従来、挿入部７の内部に設
けていたライトガイドの役割を兼ねさせた点と、固体撮
像素子３から導光部材１の末端部まで設けられた回路基
板５を使用し、さらに、その回路基板５の末端部に信号
ケーブルと着脱自在に電気的接続をするための電極部を
形成した点にある。以下にその作用と効果について説明
する。 一般に、手術用に用いられる硬性内視鏡は、対物レン
ズと、複数のロッドレンズからなる像伝送用レンズ群を
実装した構造体と、多数本の光ファイバーからなるライ
トガイドとを、金属製の外装構造体の内部に実装した構
成が一般的であった。このような構造にすると、光学的
及び構造的に非常に複雑になり、製造が非常に煩雑であ
るとともに部品点数も多く、高価な物にならざるを得な
かった。 また、先端にCCDを配置する電子内視鏡の場合、像伝
送用レンズ群が不要になるため光学的にはシンプルにな
るが、信号を接続するための配線やコネクタが必要とな
り、構造的にはやはり複雑なものにならざるを得なかっ
た。さらに、照明光学系と撮像光学系を樹脂で一体化し
て挿入部形状とすることで金属製の外装構造体の代替と
した、使い捨て型の内視鏡も提案されているが、いずれ
にしても構造的には複雑なものになるため、低価格化に
は限界がある。 これに対し、本実施の形態の内視鏡では、挿入部７の
外装構造体として中空断面形状の導光部材１を使用し、
従来、挿入部７の内部に設けていたライトガイドの役割
を兼ねるため、従来、別部材として使用していたライト
ガイドを必要としない。 また、導光部材１に単純形状である円筒形のパイプを
そのまま使用し、かつ、固体撮像素子３に電気的に接続
された回路基板５の末端部に信号ケーブルと着脱自在に
電気的接続をするための電極部5aが形成されているの
で、挿入部７の末端部において信号接続と導光接続が同
時に接続可能で、接続部であるコネクタ８の形状をシン
プルな構造にすることができる。 したがって、内視鏡の挿入部は組み立て易く、低価格
化になるとともに、接続ケーブルとの接続についても信
号接続及び導光接続がワンタッチにでき、操作部の形状
もシンプルなものにすることができるので使用時の操作
性も向上する。さらに、この導光部材１は樹脂製パイプ
のような可燃性部材を使用すると焼却して廃棄すること
ができ、使い捨て型の内視鏡に適している。 固体撮像素子３に電気的に接続された回路基板５が、
固体撮像素子３から導光部材１の末端部まで構成された
点も本願の特徴の一つであるが、さらに、導光部材１の
ような樹脂製パイプを用いない、多数の光ファイバーを
ライトガイドとして使用し金属製の外装部材に組み込む
ような従来の構造のものに対しても、撮像ユニット13を
組み込むのが容易であるという点、信号接続部8bとの接
続が容易であるという点等で比べて利点がある。 なお、挿入部７の気密構造の程度により、従来のよう
な繰り返し滅菌処理に耐えうるタイプ（リユース型）、
数回の滅菌処理に耐えうるタイプの内視鏡にも、もちろ
ん適用可能である。 また、本実施の形態では導光部材１を挿入部７の外装
構造体として使用した場合について説明したが、導光部
材１に対物レンズユニット２、固体撮像素子３、等の部
品を組み込んだ後に、導光部材１の外側に外皮（シー
ス）を被せた構造のものでも同様の効果が得られる。 次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照
しながら説明する。 図８は本発明の第２の実施の形態における内視鏡の構
成を示す断面図である。図８において、20は被写体像を
伝送するためのリレー光学系、21はリレー光学系20から
伝送された被写体像を固体撮像素子３に結像するための
アダプタ光学系である。 本実施の形態における内視鏡の挿入部７は、導光部材
１、対物レンズユニット２、リレー光学系20、アダプタ
光学系21から構成される光学視管である。第１の実施の
形態とは異なり、固体撮像素子３は挿入部７の先端では
なく、コネクタ８側に設けた構成である。 ここで、挿入部７に使用される導光部材１はもちろ
ん、対物レンズユニット２、リレー光学系20、アダプタ
光学系21は、可燃性であるアクリル等の樹脂部材ですべ
て構成されるのが望ましい。 以上のように構成された挿入部７を用いた内視鏡につ
いて、以下、図８を用いてその動作について述べる。 対物レンズユニット２を通じて取り込んだ被写体像
を、リレー光学系20で伝送し、さらにアダプタ光学系21
によって、コネクタ８の内部に設けた固体撮像素子３に
結像する。これ以降の信号の伝達からモニターに映し出
すまでの原理は、（実施の形態１）と同じである。ま
た、照明光を伝送するための構造、原理も（実施の形態
１）と同じである。 挿入部７の製造方法については、導光部材１は照射用
の光も通過するので、（実施の形態１）と同じく、UV接
着剤など、光硬化型の接着剤を使用することで接着する
ことも可能である。特に、リレー光学系20などは多数の
レンズから構成され位置決め精度も必要であり、また、
挿入部７の中央部にも配置する必要があるため、超音波
溶着のような接合方法は困難である。したがって、光硬
化型の接着剤を使用する製造方法はより有効である。 本実施の形態が従来の実施の形態、或いは（実施の形
態１）と大きく異なる点は、挿入部７が可燃性であるア
クリル等の樹脂部材ですべて構成され、焼却して廃棄す
ることが可能である点であり、医療廃棄物を少しでも減
らせるという点では、より使い捨て型の内視鏡に適した
構成である。 また、（実施の形態１）と同様、導光部材１に対物レ
ンズユニット２、リレー光学系20、等の部品を組み込ん
だ後に、導光部材１の外側に外皮（シース）のような外
装部材を被せた構造のものでも同様の効果が得られる。 図９（ｂ）は本発明の第３の実施の形態におけるコネ
クタ８を中心とする断面図である。本実施の形態３で
は、信号接続部8bは上述した図６のような実施の形態１
と似ているが、導光接続部8aの構造が異なっている。す
なわち、その導光接続部8aの光出射端の大きさ、形状が
導光部材１の光入射端の大きさ、形状と同じになってい
る。この構造によって導光ケーブル9aから入射された光
は損失を最小限に抑えて導光部材１へ伝達される。な
お、この実施の形態３の場合も、導光接続部8aの内側に
信号接続部8bが配置されている。 なお、図９（ａ）はその導光接続部8aと信号接続部8b
との断面図である。 図10（ｂ）は本発明の第４の実施の形態におけるコネ
クタ８を中心とする断面図である。本実施の形態４で
は、信号接続部8bは上述した図６のような実施の形態１
と似ているが、導光接続部8aの構造が異なっている。す
なわち、その導光接続部8aは３つの部材8a1、8a2、8a3
から構成されている。光入射側にある部材8a2における
光入射端8a2'の大きさ、形状は導光ケーブル9aの光出射
端9a1の大きさ、形状と同じとなっている。また、光出
射側にある部材8a1における光出射端の大きさ、形状は
導光部材１の光入射端の大きさ、形状と同じとなってい
る。さらに、この２つの部材8a1,8a2は、光ファイバ8a3
の光出射端、入射端を結束するとともに、光ファイバ8a
3で結ばれている。さらに、この導光ケーブル9aの光出
射端9a1には筒91が固定され、また導光接続部8aの光入
射端8a2'には筒81が固定されている。この筒81は筒91に
脱着自在に嵌合されている。このような構造によって、
コネクタ８は導光ケーブル9aと脱着自在となる。 その結果、本実施の形態４では、導光ケーブルとし
て、他社の導光ケーブルや、光源を用いる、本発明の汎
用性を高めることが可能である。 なお、図10（ａ）はその導光接続部8aと信号接続部8b
との断面図である。 次に、図11は本発明の第５の実施の形態におけるコネ
クタ８を中心とする断面図である。本実施の形態４とほ
ぼ似ているが、次の点で異なっている。すなわち、導光
接続部8aにおける、導光部材１側の部材8a1が存在せ
ず、その代わりに、導光接続部8aの導光部材１側（光出
射端側）の先端の形状が、導光部材１の筒形状の厚みと
同じ厚さに成っている点である。図11の矢印Ｘがその厚
さと形状を示す。なお、部材8a2側の断面は参考のた
め、矢印Ｙで示す。 このように、部材8a1を省略することで、安価なもの
を提供できる。 図12は本発明の第６の実施の形態における挿入部７の
先端を中心とする断面図である。 本実施の形態６においては、導光部材１の先端の内側
に鏡筒（レンズホルダ）2bがはめ込まれ、さらにその鏡
筒2bの内側にレンズ2aがはめ込まれている。さらに、鏡
筒2bの後ろ側にはCCD3の実装部材４が連続してはめ込ま
れている。 さらに、その導光部材１と鏡筒2bとの間に気密構造20
aが施され、また鏡筒2bとレンズ2aとの間に気密構造20b
が施されている。この気密構造によって、血液や体液、
ばい菌やウイルスが挿入部７内へ侵入することを確実に
防止でき、CCD3が汚染されることを防ぐことが出来る。 その気密処理の仕方としては任意の方法でよいが、例
えば超音波溶着が可能である。 さらに、気密構造が施される部材同士の材料が同一で
ある場合は、その気密封止がより容易になる。従来の内
視鏡では鏡筒が金属であり、外装部材がガラスであった
ので、その気密は困難であった。 図13は本発明の第７の実施の形態における挿入部７の
先端を中心とする断面図である。 本実施の形態７は上記実施の形態６と次の点で異な
る。つまり、レンズ2aと鏡筒2bは導光部材１に対して気
密状態でなく、その代わりに、導光部材１の先端に1aが
取り付けられ、その光学窓1aと導光部材１との間に気密
構造20cが施されている。その具体的内容は上記実施の
形態６と同様である。 図14は、導光部材１の外側に外装部材1bを取り付け、
その外装部材1bと、光学窓1aとの間に気密構造20dを施
した例である。 以上説明したように上記の第１〜第７の実施の形態に
かかる本発明による内視鏡及びその製造方法は、 （１）従来別部材として使用していたライトガイド部材
を必要としない。また、挿入部は、非常にシンプルな構
成、かつ形状であるため、比較的容易に組み立てること
ができ、低価格化が可能となる。 （２）挿入部の末端部において信号接続と導光接続が同
時に接続可能である場合は、接続部であるコネクタの形
状をシンプルな構造にすることができる。また、電極部
の電極数が多くなり挿入方向に複数個複数列にわたり配
列される場合でも、信号接続部を細くて挿入しやすい構
造にすることが可能となる。したがって、内視鏡の挿入
部は組み立て易く、低価格化になるとともに、接続ケー
ブルとの接続についても信号接続及び導光接続がワンタ
ッチにでき、操作部の形状もシンプルなものにすること
ができるので使用時の操作性も向上する。 （３）挿入部の全部、あるいは大部分が可燃材料から構
成する場合は、挿入部を焼却して廃棄するという使い方
に適している。 また、端子部材の状態を見れば新品のものか、使用済
みのものかは一目瞭然であるので、１回で使い捨てるタ
イプの内視鏡により適した構成である。 （４）導光部材は紫外線の照射光も通過するので、光硬
化型の接着剤を使用する場合は、導光部材の内部に対物
レンズユニット、固定部材等の部品を組み込んだ後で硬
化させ接着固定することにより、精度良く位置決めしつ
つ組み立てることが可能である。 以上の作用により、製造しやすく安価な、使い捨て
型、あるいは使用回数を制限して使用するタイプの内視
鏡及びその製造方法を提供することができるので工業的
価値は極めて大である。 次に、本発明の内視鏡の第８の実施の形態について、
図面を参照しながら説明する。 図17は、第８の実施の形態を示す図であって、導光部
材１の先端部の拡大断面図を示している。外周面50には
同心円状に散光部の一例としてのＶ溝49が彫り込まれて
いる。 そのＶ溝49に到達した照明光や、Ｖ溝49により反射し
た照明光の多くは、導光部材１の表面への入射角度が変
化した結果、光の全反射条件がくずれ、導光部材１から
光が放出し、被写体52を照明する（点線で示す光）。 また、Ｖ溝49によって導光部材１より放出されずに導
光部材１内を導光する照明光は、再び全反射を繰り返し
ながら、先端面51に到達する。先端面51に到達した光
は、先端面51から放出し、Ｖ溝49によって照明されてい
る領域よりも内側領域を主に照明する（実線で示す
光）。 照明された被写体52の像は、図１に示した対物レンズ
2aを通じ固体撮像素子３を介して電気信号に変換され
る。この電気信号に、各種信号処理を行ない、モニター
に被写体像が映し出される。 本実施の形態の内視鏡では中空形状で細長の導光部材
１を用いることにより、導光部材１の外周面からの照明
光と先端面からの照明光の両方を利用できるため、極め
て広範囲に良好な照明を行うことができる。 また、照明の分布は、外周面50の形状や、位置等を変
化させることにより最適化が容易にできるため、照明の
均一化を容易にできる。 さらに、従来例のように複雑で高価な光拡散素子を用
いる必要がなく、導光部材を一体的に加工するだけで散
光効果を付加できるため、構造を簡素化でき低コストが
可能になる。 なお、散光部の溝は、Ｖ溝に限らずＵ溝でもよい。ま
た、同心円状に限らず螺旋状でもよい。また、散光部
は、導光部材の外周面に限らず、内周面に設けてもよ
い。また、導光部材１の外周面、内周面または先端面に
数十nm〜数100μｍ程度の微小な凹凸を形成して、光を
散光させてもよい。 すなわち、散光部は導光部材１を導光してきた照明光
の全反射条件をくずし、照明光を外側に散光できる形状
であればよい。 図18は、本発明の第９の実施の形態に係る内視鏡の導
光部材の先端部の拡大断面図を示している。導光部材１
の先端部は、先端面51の方向へ行くほど外径が徐々に小
さくなっており、そこに先細形状部53が形成されてい
る。 導光部材１内を全反射しながら導光してきた照明光
は、先細形状部53によって全反射条件がくずれ、導光部
材１の外に放出される。また、一部の照明光は、先細形
状部53では放出されず、導光部材１を導光して先端面51
に到達し、先端面51より放出され、被写体52を照明す
る。 このように、導光部材１の先端部を先細形状とするこ
とにより、照明光を容易に導光部材１の外周面から散光
させることができる。 また、本実施の形態のような先細形状部の外周面は、
平滑面であるために、複雑な形状や凹凸がある場合と比
べて、非常に滅菌し易い。また、先細形状としているこ
とにより、手術時にトラッカーを介して患者の体内への
挿入も容易になる。 なお、先細形状が直線状のテーパー形状である場合に
ついて説明したが、これに限らず、曲線状のテーパ形状
または直線状と曲線状のテーパ形状を組み合わせた形状
でもよい。 図19（ａ）は、本発明の第10の実施の形態に係る内視
鏡の導光部材の先端部分の拡大断面図を示している。先
端面51には同心円状にＶ溝54が形成されている。図19
（ｂ）に、Ｖ溝54を導光部材１の軸方向から見た図を示
している。 導光部材１を全反射しながら導光してきた照明光は、
先端面51に到達すると、先端面51に設けられたＶ溝54に
よって、凹レンズ等と同等の屈折効果が発生するので、
先端面51から放出する光をより広範囲に照明できる。 従来の、石英系の光ファイバ束を用いたような構成で
は、このような広範囲な照明を実現させるためには、別
途光学素子を設けるか、または光ファイバ束の端面を精
密加工する必要があり、大幅なコストアップの要因とな
っていた。 本実施の形態では、アクリル等の樹脂で作成した導光
部材の加工により、Ｖ溝54は導光部材１と一体に形成で
きるので、専用に光学素子を設ける必要はない。 なお、溝形状はＶ形状に限らない。また、同心円状に
限らず、螺旋状でもよい。また、溝の本数は、１本に限
らず複数本でもよい。 図20（ａ）は、本発明の第11の実施の形態に係る内視
鏡の導光部材１の断面図を示している。図20（ｂ）はそ
の先端部の拡大断面図である。外周面50には円錐形状部
56と、導光部材１の肉厚を薄くした薄肉厚部57とが導光
部材１と一体に形成されている。また、導光部材１の内
周面には、反射部材55が設けられている。 導光部材１内を全反射しながら導光してきた照明光
は、円錐形状部56によって全反射条件がくずれ、照明光
は導光部材１の外方向に放出され（点線）、また照明光
の一部は導光部材１の内方向に向かって放出される（実
線）。 内方向に向かって放出された照明光は、導光部材１内
に設けられた対物レンズ２を保持する鏡筒2aや固体撮像
素子３の実装部材４（図１参照）等に向かって進む。 反射部材55は、鏡筒2bや、実装部材４の方向に照射さ
れた照明光を高反射率で被写体52方向に反射させる。こ
のため、導光部材１を導光してきた照明光を十分有効に
利用できる。 本実施の形態では、散光部が円錐形状の場合について
説明したが、先の実施の形態のように導光部材１の外周
面や内周面に散光部を設けたものでもよい。 反射部材の材料は、反射率の高いものが好ましく、例
えばアルミニウムフィルムが好ましい。アルミニウムフ
ィルムは、非常に安価で高反射率が容易に得られるため
である。 また、内側方向に照明光が放出されるのは、本実施の
形態に示したような外周面の形状の構造だけによって起
こるものではなく、全反射条件がくずれるようなほとん
どの場合に起こる。したがって、本実施の形態に限ら
ず、先の実施形態のように散光部を有しているものすべ
てに本発明は有効である。 次に、本発明の第12の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、導光部材１の内部に、対物レンズ2a
を保持するための鏡筒2bおよび固体撮像素子３を保持す
るための実装部材４が設けられている。さらに、その鏡
筒2bまたは実装部材４の材料またはこれら部材の表面コ
ーティング材料に、アルミニウム等の高反射材料を用い
ている。 このことにより、第11の実施の形態のように高反射部
材を別に設ける必要がないので、高反射部材の挿入工程
が不要となり、実装工程を簡素化できる。 また、この場合鏡筒2bや実装部材４の表面に、ローレ
ット加工またはサンドブラスト処理を行って、表面に数
十nm〜数100ミクロン程度の微小な凹凸を形成すること
は、非常に好ましい。 すなわち、導光部材１から内方向に放出した光は、微
小な凹凸によって均一化されて反射されるので、更に良
好な照明が実現できる。 また、微小な凹凸を形成したことにより、例えばUV樹
脂を用いて接着するような場合に、これら部材と導光部
材１とを接着強度を向上できる。 また、本実施の形態のものは、導光部材１の外周面に
微小な凹凸を設けることなく照明が均一化できる。この
ため、導光部材１の表面を平滑にできるので、導光部材
表面は非常に汚れにくくなる。 また、図示はしていないが、高反射率材料の鏡筒2bま
たは実装部材４の外周面をネジ加工を行うとともに、導
光部材１の内周面にネジ加工を行って、両者を固定して
もよい。 このような構成とすれば、ネジ加工によって接合強度
が向上することに加えて、照明光を高効率に散光でき
る。すなわち、導光部材１のネジ部のジグザグ形状によ
り、導光部材１を導光する照明光の全反射条件をくずし
て、照明光を散光させることができるとともに、鏡筒2b
または実装部材４のネジ山部の斜面により、照明光を高
反射率で反射させることができる。また、ネジ形状を変
化させることにより、被写体の照明を最適にすることが
できる。 なお、以上の全ての実施の形態において、本発明の導
光部材１を使い捨てにするのでなく、再利用する様な場
合は、その導光部材１の材料は、少なくとも120℃以上
のガラス転移温度を有する光学ブラスチック材料とする
のが好ましい。このようにすることにより、その使用後
滅菌処理が楽になる。 産業上の利用可能性 以上のように、第１〜第７の実施の形態にかかる本発
明の内視鏡は、製造しやすく安価な、使い捨て型、ある
いは使用回数を制限して使用するタイプの内視鏡及びそ
の製造方法を提供することができるので工業的価値は極
めて大である。 また、以上のように第８〜第12の実施の形態にかかる
本発明の内視鏡は、導光部材の先端面からの照明光と散
光部からの照明光の両方を利用でき、さらに散光部は中
空断面形状の導光部材と一体に形成しているので、簡単
な構造で照明分布を良好にでき、低コストが可能にな
る。 また、導光部材の内部に反射手段を設けることによ
り、導光部材の内側に照射された照明光を再び被写体に
向けて反射させることができるので、照明光を有効に利
用できる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−327923（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176436（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−328892（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−293882（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304221（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−175041（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−262338（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−5376（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176437（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−253181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−147129（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−14867（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−503361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体へ挿入する細長の挿入部を有する内
   視鏡において、 前記挿入部は、前記被写体を照明するための照明光を導
   光し、自ら形状を保持できるだけの堅さを有する筒状の
   導光部材と、前記導光部材の内部に設けられ前記被写体
   を観察するための光学系と撮像デバイスとを有し、その
   撮像デバイスは、前記光学系からの光を電気信号に変換
   する固体撮像素子と、その固体撮像素子に電気的に接続
   される回路基板とを有し、 前記回路基板は前記固体撮像素子から前記導光部材の末
   端部まで構成され、前記回路基板の末端部に、信号ケー
   ブルと着脱自在に電気的接続をするための電極部が形成
   されており、 前記挿入部は、コネクタを介して信号ケーブルと導光ケ
   ーブルとに接続され、 前記コネクタは、前記信号ケーブル及び前記導光ケーブ
   ルの一端に設けられるとともに、前記回路基板の電極部
   に接続される信号接続部と、前記導光部材に接続される
   導光接続部とを有し、さらに、前記信号接続部と前記導
   光接続部とは同時に前記電極部と前記導光部材に着脱さ
   れるよう構成されており、 前記コネクタの前記信号接続部は前記導光接続部の内部
   側に設けられていることを特徴とする内視鏡。
2. 【請求項２】前記導光部材の先端部には、その導光部材
   の他の部分の形状とは異なる形状を有し、前記照明光を
   散光させる機能を有する散光部が形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の内視鏡。
3. 【請求項３】前記導光部材の外周面または内周面に、前
   記散光部が形成されている請求項２に記載の内視鏡。
4. 【請求項４】前記導光部材の先端側面に、前記散光部が
   形成されている請求項２に記載の内視鏡。
5. 【請求項５】前記散光部が、同心円または螺旋状の溝で
   ある請求項３又は４に記載の内視鏡。
6. 【請求項６】前記散光部が、前記導光部材の外径を、前
   記導光部材の先端面方向へ向かうにつれて小さくするこ
   とにより形成されている請求項３又は４に記載の内視
   鏡。
7. 【請求項７】前記導光部材の内方向へ散光した照明光を
   外方向へ反射させる反射手段を、前記導光部材の内面に
   設けた請求項２に記載の内視鏡。
8. 【請求項８】前記反射手段が、反射フィルムである請求
   項７に記載の内視鏡。
9. 【請求項９】前記反射フィルムが、アルミニウムフィル
   ムである請求項８に記載の内視鏡。
10. 【請求項１０】前記光学系または前記撮像デバイスを支
    持する構造体を高反射率の金属材料で形成することによ
    り、前記構造体を前記反射手段とした請求項７に記載の
    内視鏡。
11. 【請求項１１】前記構造体の表面に、微小な凹凸が形成
    されている請求項10に記載の内視鏡。
12. 【請求項１２】前記構造体の外周面および前記導光部材
    の内周面に形成されたネジにより、前記構造体が前記導
    光部材に固定されている請求項10に記載の内視鏡。
13. 【請求項１３】前記導光部材の材料が、透明アクリル樹
    脂である請求項２から12のいずれかに記載の内視鏡。
14. 【請求項１４】前記導光部材は、120℃以上のガラス転
    移温度を有する光学プラスチック材料で構成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
15. 【請求項１５】前記光学系は、対物レンズと、その対物
    レンズを保持するレンズホルダとを有し、その対物レン
    ズは前記レンズホルダと気密接合され、前記レンズホル
    ダは前記導光部材に気密接合されていることを特徴とす
    る請求項１記載の内視鏡。
16. 【請求項１６】前記導光部材の先端は、光学窓によって
    気密封止されていることを特徴とする請求項１記載の内
    視鏡。
17. 【請求項１７】前記光学窓の材料は、前記導光部材の材
    料と同一材料であることを特徴とする請求項16記載の内
    視鏡。
18. 【請求項１８】前記気密接合は超音波溶着方法で実現さ
    れることを特徴とする請求項15又は16に記載の内視鏡。
19. 【請求項１９】請求項１記載の内視鏡を製造するための
    内視鏡の製造方法であって、 前記光学系、又は、光学系及び撮像デバイス、を前記導
    光部材に固定するための固定手段として光硬化性樹脂を
    使用することを特徴とする内視鏡の製造方法。