JP3811335B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ユニットを支持する光学ユニット支持枠の一端に気密光学カバー部材を接合して、オートクレーブ滅菌の際の水蒸気の侵入を防止した内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内等に挿入することによって体腔内の深部等を観察したり、必要に応じて処置具を用いることにより治療処置等を行なうことのできる内視鏡が医療分野において広く用いられるようになった。
【０００３】
医療用内視鏡の場合、使用した内視鏡を確実に消毒滅菌することが感染症等を防止するために必要不可欠になる。
【０００４】
従来では、この消毒滅菌処理はエチレンオキサイド等のガスや消毒液に頼っていたが、周知のように滅菌ガス類は猛毒であるため、滅菌作業は、安全確保の為に細心の注意が必要となり、作業効率が悪い。
【０００５】
また、滅菌後に機器に付着したガスを取り除く為のエアレーションに時間がかかる為、滅菌後すぐに使用できないという問題点がある。また、ガスが与える環境への悪影響が問題視されている。さらに、ランニングコストが高いという問題点がある。
【０００６】
また、消毒液の場合は消毒液の管理が煩雑であり、消毒液の廃棄処理に多大な費用が必要となる欠点がある。
【０００７】
そこで、最近では、煩雑な作業を伴わず、滅菌後にすぐに使用でき、しかもランニングコストの安いオートクレーブ滅菌（高圧蒸気滅菌）が内視鏡機器では主流になりつつある。オートクレーブ滅菌は０．２ＭＰａ程度の高圧下で高温（約１１５℃〜１３５℃）の水蒸気を被滅菌物に浸透させて、滅菌するものである。
【０００８】
しかしながら、高圧水蒸気はほとんどの高分子材料（樹脂やゴム、樹脂接着剤）を透過してしまう。
【０００９】
このため、内視鏡内部にオートクレーブ滅菌による水蒸気が侵入し、さらにレンズ系の接着剤を透過した水蒸気がレンズ系内部に侵入して、レンズ面に水滴が残ったり、レンズやレンズ接合用の接着剤が劣化して視野を妨げてしまうおそれがある。
【００１０】
従来、一般に用いられる接着剤であるエポキシ樹脂は高温の水蒸気によって劣化するため、接着剤が剥離してしまうことにより、レンズ系内部に水蒸気が侵入しやすくなることが懸念される。
【００１１】
また、オートクレーブ滅菌は高温になる為、各材質の熱膨張率の違いにより部品間に応力がかかる為、接着剤が剥離することによるレンズ系内部への水蒸気の侵入も懸念される。
【００１２】
そこで従来、接着剤による接合の代わりにレンズ系内部を半田付けにより気密にした技術が用いられている。
【００１３】
例えば硬性鏡では、特開平１０−２３４６４９号公報に示されているように、先端にカバーガラスを気密に組み付けた挿入部内の内筒内に、対物光学系を挿入して組付けることでレンズのくもりやレンズの劣化、接着剤の劣化を防いでいる。
【００１４】
この場合、対物レンズ群は固体撮像素子に対してピント出しされた状態で対物レンズ群を保持する枠体に固定され、このピント出しされた対物光学系全体（対物レンズ群、対物レンズ群保持枠、固体撮像素子）が内筒内に挿入される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１０−２３４６４９号公報では、先端にカバーガラスを気密に組み付けた内筒内に、ピント出しした対物光学系を挿入し、さらに内筒の基端側にハーメチックコネクタを気密に組み付けて、対物レンズ群、固体撮像素子を含む対物光学系全てを気密にパッケージしている為、気密のパッケージの大きさが必然的に大きくなってしまう。
【００１６】
このような構成は、対物光学系の気密パッケージを長くすることができる硬性鏡であれば採用可能だが、対物光学系の気密パッケージ部を湾曲部より先端に収納する必要がある湾曲付きスコープには採用し難い。つまり、この硬性を湾曲付き内視鏡に採用すると、湾曲部より先端の先端硬質長が長くなり、患者への負担が大きくなってしまう、という問題がある。
【００１７】
従って、本発明の目的は、組立時にピント合わせが必要な光学ユニットの少なくとも一端を密閉する構成を取ることにより、オートクレーブ滅菌を行っても光学部材に曇りや劣化が発生せず、且つ光学ユニット配置部（例えば湾曲付き内視鏡の先端部）を小さく形成することができる組立性の良い内視鏡を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による第１の内視鏡は、挿入部を有する内視鏡において、少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットを光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠を備える枠体群と、前記光学ユニットの一端を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合されて、前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、を具備することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明による第２の内視鏡は、挿入部を有する内視鏡において、少なくとも一つの光学部材を保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、前記レンズ枠の一端を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合されて、前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明による第３の内視鏡は、挿入部を有する内視鏡において、少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットを光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、前記光学ユニットと前記光学ユニット支持枠と当該光学ユニット支持枠に対して気密に接合された後端気密カバー部材とで形成される内部空間と外部とを連通する開口部から前記光学ユニットの一端部が突出するように前記光学ユニット前記内部空間に保持する前記光学ユニットと前記光学ユニット支持枠と後端気密カバー部材とで形成される枠体と、前記開口部から突出した前記光学ユニットの一端部を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合され、前記枠体に保持された前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、を有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施の形態について説明する。
＜第１実施の形態＞
（構成）
図１〜図１０に本発明による第１実施の形態を示す。図１には内視鏡の全体概略図が示されている。
【００２２】
図１に示すように、内視鏡本体１の先端部には、体内に挿入する軟性の挿入部２を有し、挿入部２には先端部３と湾曲部４とが備えられている。また、挿入部２の基端部には操作部５が設けられており、操作部５には湾曲部４を遠隔操作するアングルレバー６が備えられている。
【００２３】
また、内視鏡本体１には、図示しない光源装置に接続するコネクター７やビデオシステムセンターに接続するコネクター８を有し、コネクター７，８と操作部５とが軟性コード９を介して接続されている。
【００２４】
コネクター７には、内視鏡本体１の内部空間と連通し、図示しないアダプターによる開閉操作可能な開閉弁１０が設けられている。この場合、開閉弁１０は内視鏡本体１の内部空間が外部の圧力より、所定圧力以上高くなると連通する逆止弁構造を有していても良く、また、開閉弁１０に、図示しない逆止弁アダプターが組み付けられるようになっていても良い。
【００２５】
これら開閉弁１０の構成により、オートクレーブ滅菌前行程等でチャンバー内が真空に引かれても、内視鏡の湾曲部４の湾曲ゴム３５（図２参照）等、内視鏡の隔壁の中で柔軟な部分が破裂するのが防止される。
【００２６】
尚、コネクター８には電気接点部を水密にすることの出来る防水キャップ１１を組み付けることが出来る。
内視鏡本体１は、水が内視鏡本体１の内部に侵入しない水密構造を有している。
【００２７】
又、図２に挿入部２の先端部３付近の断面図を示す。
先端部３の先端構成部材２９には撮像ユニット１２及び、ライトガイドファイバ３０が組み付けられており、ライトガイドファイバ３０の先端には照明レンズ３７が配置されている。
【００２８】
先端構成部材の外周には先端カバー部材３１が組み付けられており、その後方には湾曲部４を構成する複数の湾曲駒３２がリベット３３によって接続されて組み付けられている。さらに、複数の湾曲駒３２の外周には、金属製の網状管３４及び湾曲ゴム３５が被覆されている。
【００２９】
尚、前記撮像ユニット１２の硬質部３６は、先端側から一つ目のリベット３３より先端側、つまり先端硬質長の内部に配置されている。
【００３０】
また、図３に撮像ユニット１２の断面を示す。
撮像ユニット１２の先端には、挿入部２の外表面に露出する光学窓であるサファイヤを用いたカバーガラス１３が設けられており、金属製の先端カバー枠１４に気密状態で接合されている。尚、先端カバー枠１４とカバーガラス１３とで先端気密光学カバー部材３８が構成されている（図５(a）参照）。
【００３１】
先端カバー枠１４の表面には下の層にニッケル、最外層に金の電気めっき処理を施している。カバーガラス１３の後部には、レンズ枠１６に対物レンズ群１５が組み付けられた光学ユニットが配置されている。
【００３２】
レンズ枠１６は、このレンズ枠１６を光軸方向に位置決めして保持するセラミックスなどによる絶縁材料を用いた、光学ユニット支持枠としての絶縁枠１７に接着固定されている。絶縁枠１７のセラミックスは、窒化アルミ、サイアロン、ブラックアルミナなどが使用されている。また、絶縁枠１６には絞り２２が接着固定されている。
【００３３】
撮像手段である固体撮像素子１８は、サファイヤを用いたカバーガラス１９にレチクル等によって位置出しされて接着固定されている。また、カバーガラス１９の他の面にはレンズ群２１が位置出しされて接着固定されている。カバーガラス１９は金属によって設けられた枠２０に嵌合し、気密に接合されている。尚、このカバーガラス１９と枠２０とで、後端気密光学カバー部材３９が構成されている（図５(b）参照）。
【００３４】
また、枠２０の他端は絶縁枠１７に嵌合し、気密状態で接合されている。枠２０の表面には下の層にニッケル、最外層に金の電気めっき処理を施している。
【００３５】
固体撮像素子１８は基板２３を介してケーブル２４に半田等によって電気的に接続されている。基板２３にはＩＣやコンデンサーなどが組付けられており、絶縁性を有する接着剤によって封止されている。
【００３６】
固体撮像素子１８の外側にはシールド枠２５が枠２０に接着若しくは溶接によって組付けられている。シールド枠２５と固体撮像素子１８との間は、水蒸気透過性の低いシール剤若しくはポッティング剤（例えばフッ素ゴム系のシール剤或いはポッティング剤）によって充填されている。
【００３７】
（作用）
次に図４〜図１０を用いて内視鏡の組み立て手順について説明する。
図４（ａ）にカバーガラス１３単体の外観図を、同図（ｂ）にカバーガラス１９単体の外観図を示す。
【００３８】
カバーガラス１３，１９の外周面２６にはともに表面処理（メタルコート）が施されている。カバーガラス１３，１９はここではサファイヤを用いているが、耐熱性、耐水蒸気性が高い材質であればガラスであっても良い。
【００３９】
メタルコートは、メタライズ層として最下層に設けたクロム層と、中間層である２層目として設けたニッケル層と、最上層を形成する金属とによって構成されている。各層は、真空中でも蒸着やスパッタリング、或いはめっきによって施されている。
【００４０】
次に、図５を参照しながら先端気密光学カバー部材３８の組み立て手順について説明する。
先端カバー枠１４にカバーガラス１３を落とし込み、カバーガラス１３が嵌合している先端カバー枠１４の外周面に（矢印Ａ方向より）レーザーを照射する。レーザー装置は低出力での微調整が可能なＹＡＧレーザーが好ましい。
【００４１】
レーザーによってカバーガラス１３の外周面２６の金と先端カバー枠１４の内面の最外層の金とをそれぞれ溶融させた後、冷却させることで結合させる。
【００４２】
このレーザー照射を先端カバー枠１４の全周に行う。パルス波のレーザーで照射する場合は、隣のパルスとの重ね合わせを８０％以上取ることで、確実な気密性を確保することが出来る。このようにして、先端気密光学カバー部材３８を組み立てる。
【００４３】
同様に枠２０とカバーガラス１９を矢印Ｂの位置で気密に接合し、後端気密光学カバー部材３９を組み立てる。
【００４４】
次に、図６に示すように、カバーガラス１９の背面と、基板２３やケーブル２４が組付く固体撮像素子１８とを透光性の接着剤によって空気層のないように貼り合わせて位置出して接着する。その後、図８に示すように、カバーガラス１９の前面にレンズ群２１を位置出して接着し、さらに、その後、絶縁枠１７と枠２０を気密接合する。
【００４５】
上記透光性の接着剤は、オートクレーブ滅菌を行った際、少なくとも剥離等、大きな劣化の発生しない接着剤である。また、この接着部分は、内視鏡内部であるため水蒸気のアタックが少なく、かつカバーガラス１９と固体撮像素子１８の撮像面に配置された光学部材との貼り合わせ、つまり光学部材同士の貼り合わせであるため、貼り合わせ面を構成する部材同士の熱膨張率の差が小さいので、例えばカバーガラス１３と金属製の先端カバー枠１４とを接着固定した場合に比べて接着剤が剥離する可能性は低い。
【００４６】
図７に絶縁枠１７の半断面図を示す。絶縁枠１７の、先端カバー枠１４と嵌合する外周面２７、及び枠２０と勘合する外周面２８には、表面処理（メタルコート）が施されており、また、外周面２７と外周面２８との間は、導電性を有する材質での表面処理は施されていない。内周面も同様である。よって、外周面２７に嵌合、組付け後の先端カバー枠１４と、外周面２８に嵌合組付け後の枠２０は電気的に絶縁されている。
【００４７】
外周面２７，２８の表面処理は、下層のニッケル層と上層の金属とによって構成されている。
【００４８】
図８に示すように、上記絶縁枠１７を枠２０に嵌合した後、組付けし、枠２０の外周面に（矢印Ｃ方向より）レーザーを照射する。レーザー装置は低出力での微調整が可能なＹＡＧレーザーが好ましい。レーザーによって絶縁枠１７の外周面２８の金と枠２０の最外層の金がそれぞれ溶融した後、冷却することで結合する。このレーザー照射を枠２０の全周に行う。パルス波のレーザーで照射する場合は、隣のパルスとの重ね合わせを８０％以上取ることで、確実な気密性を確保することが出来る。
【００４９】
この接合において、接合部は高温（１０００℃以上）になるが、局部的、且つ瞬時である為、絶縁枠内に接着固定された絞り２２や、この接着部分への影響は無い。
【００５０】
次に、図９に示すように、絶縁枠１７の先端開口部に対物レンズ群１５が組み付けられたレンズ枠１６を嵌合挿入し、レンズ枠１６を光軸方向に位置調整してピント出しを行った後、絶縁枠１７とレンズ枠１６とを接着固定する。ここでは、レンズ枠１６と対物レンズ群１５によって光学ユニットを構成している。
【００５１】
その後、対物レンズ群１５を覆う様にしてカバーガラス１３と先端カバー枠１４とによって構成された先端気密光学カバー部材３８を、図１０に示すように絶縁枠１７に嵌合した後、組付けして、気密接合を行う。
【００５２】
先端カバー枠１４の外周面に（矢印Ｄ方向より）レーザーを照射する。レーザー装置は低出力での微調整が可能なＹＡＧレーザーが好ましい。レーザーによって絶縁枠１７の外周面２７の金と先端カバー枠１４の最外層の金がそれぞれ溶融した後、冷却することで結合する。このレーザー照射を先端カバー枠１４の全周に行う。パルス波のレーザーで照射する場合は、隣のパルスとの重ね合わせを８０％以上取ることで、確実な気密性を確保することが出来る。
【００５３】
この接合において、接合部は高温（１０００℃以上）になるが、局部的、且つ瞬時である為、レンズ枠１６との接着部分や対物レンズ群１５への影響は無い。
【００５４】
以上の構成により、後端気密光学カバー部材３９と先端気密光学カバー部材３８とを絶縁枠１７を介して気密接合し、その内部に対物レンズ群１５を内蔵した気密対物レンズユニット１００が形成される。
【００５５】
尚、本組立作業を窒素ガス等のドライ不活性ガス雰囲気中で行うことにより、又はレンズユニット内部をドライ不活性ガスに置換することにより、より確実にレンズの曇りを防止することが可能となる。
【００５６】
このようにして、所定に組み上げられた内視鏡は医療用として使用され、使用後、滅菌の為オートクレーブ滅菌装置のチャンバー内に配置される。
【００５７】
オートクレーブの滅菌前行程では、チャンバー内を真空にする。滅菌行程時には、チャンバー内は高温高圧水蒸気によって満たされ、内視鏡内部にも高温高圧水蒸気が侵入して湿度が高くなる。例え全体を水密に構成している内視鏡であっても、例えば接着剤等の高分子材料により構成されている部分から蒸気が侵入する。乾燥行程時には、チャンバー内は真空となり、多少は内視鏡内部も乾燥されるが完全ではない。
【００５８】
しかし、気密対物レンズユニット１００は、各接合部分が気密接合されているため、オートクレーブ滅菌を繰り返し行っても、気密対物レンズユニット１００内に水蒸気が侵入することがない。
【００５９】
（効果）
このように本実施の形態によれば、先端気密光学カバー部材３８を設けることにより、内視鏡外表面に露出している、オートクレーブの水蒸気のアタックが激しい撮像ユニット１２の先端側をカバーすることができ、対物レンズ群１５が高温水蒸気によって劣化することが無く、且つ水蒸気の侵入により生じる結露によって曇ることが無く、繰り返しオートクレーブ滅菌を行うことができる。
【００６０】
また、組立時にピント合わせが必要な対物レンズの先端側を、先端気密光学カバー部材３８によって密閉することにより、コンパクトな構成で対物レンズ群１５への蒸気の侵入を防ぐことができ、湾曲付き内視鏡であっても先端部を小さく、先端硬質長も短く形成することができる。
【００６１】
さらに、後端気密光学カバー部材３９を設けることにより、オートクレーブによって内視鏡内部に侵入した水蒸気が対物レンズ群１５まで侵入することも無くなる。
【００６２】
この場合、気密対物レンズユニット１００の内部にはほとんど水蒸気が存在しない（ドライ不活性ガスに置換されている）為、急冷を行ってもくもりが発生しない。
【００６３】
また、本実施形態であれば、ピント合わせ時は接着を用いることができるため、容易にピント調整位置でレンズ枠１６を固定することができる。その後、気密光学カバー部材３８，３９を被せて気密に密閉する最終工程ではフラックスの必要のないレーザーを用いるため、最終工程にて気密対物レンズユニット１００内にフラックスが入る等の問題が発生することがない。つまり、本実施形態であれば組み立て性の良い気密対物レンズユニット１００を提供することができる。
【００６４】
（変形例）
本実施の形態では、レーザー加熱による金の溶融によって気密接合を行っているが、その他の金属溶接や、溶融ガラス等によって気密接合を行っても良い。金属溶接の種類としては、レーザー溶接、電子ビーム溶接等に代表される融接、抵抗溶接に代表される圧接、ろう付け、半田付け等のろう接などがあり、これらの接合手段であれば気密接合が可能である。
【００６５】
先端カバー枠１４とカバーガラス１３との接合は、上述したような気密接合が好ましいが、接着であっても、レンズ枠１６と絶縁枠１７の接合、レンズ枠１６と対物レンズ群１５の最先端レンズの接合よりも、先端カバー枠１４とカバーガラス１３の接合の方がより気密性の高い接合がなされていれば、先端気密光学カバー部材３８による気密性を確保する効果が得られる。
【００６６】
また、本実施の形態では、対物レンズ群１５より基端側に位置するカバーガラス１９と枠２０、及び、枠２０と絶縁枠１７とが、各々気密接合されているが、これらの接合部分は内視鏡内部に位置しており、オートクレーブの水蒸気のアタックが少ない為、接着等であっても、先端気密光学カバー部材３８の効果により、ほとんど対物レンズ群１５まで蒸気が侵入することはなく、視野不良は発生しない。
【００６７】
尚、本実施の形態では、オートクレーブ滅菌を行う医療用内視鏡に関して説明したが、本実施形態による内視鏡は、その他蒸気滅菌を行う内視鏡、薬液に浸漬する内視鏡、高湿環境下で使用される例えば工業用内視鏡等に採用することも可能である。
【００６８】
また、本実施の形態は、対物レンズ部以外に、内視鏡装置の各種レンズ系、例えばファイバースコープの接眼レンズ、接眼部に取りつけるカメラヘッドの光学系等にも採用可能であり、本構成を採用したレンズユニットは蒸気の侵入を阻止し、且つコンパクトに構成することができる。もちろん、撮像手段としてリレーレンズを利用した硬性鏡にも採用可能である。
【００６９】
＜第２実施の形態＞
（構成）
図１１、図１２に本発明による第２実施の形態を示す。図１１に撮像ユニット４０の断面図を示す。この撮像ユニット４０は、第１実施の形態で示した撮像ユニット１２の変形例であり、絶縁枠を有さない撮像ユニットの構成である。
【００７０】
撮像ユニット４０は、固体撮像素子４１と、電子部品の配置された基板４２と、基板４２を介して固体撮像素子４１と電気的に接続されているケーブル４３と、固体撮像素子４１の前方に配置された対物レンズ群４４と、対物レンズ群４４が組み付けられたレンズ枠４５と、このレンズ枠４５を光軸方向に位置決めして保持する金属製の光学ユニット支持枠としてのレンズ枠支持枠４６と、対物レンズ群４４前方に配置されたサファイア製のカバーガラス４７と、カバーガラス４７に気密に接合された金属製の先端カバー枠４８とによって構成されている。
【００７１】
尚、カバーガラス４７と金属性の先端カバー枠４８とは、ろう付け、半田付けによって気密に接合されて、先端気密光学カバー部材４９を構成している（図１２参照）。ろう付け、半田付け時にフラックスを用いた場合は、先端気密光学カバー部材４９の状態でフラックスを充分洗浄除去する。
【００７２】
カバーガラス４７外周には最外層を金属化する為の第１実施の形態に示したような表面処理（メタルコート）が施されている。
【００７３】
また、先端カバー枠４８は、ろう付け半田付けを行い易くする為に、金メッキ又はニッケルメッキ又は錫メッキ等のメッキ処理が施されている。
【００７４】
又、カバーガラス４７と金属性の先端カバー枠４８との気密接合方法は、ろう付け、半田付け以外に、第１実施の形態と同様のレーザーによる接合方法や、溶融ガラスによる接合でも良い。
【００７５】
尚、本実施の形態においては固体撮像素子４１の外装とレンズ枠支持枠４６も、半田、ろう付け、溶接、溶融ガラス等によって気密に接合されている。その際、固体撮像素子４１の外装が非金属である場合、カバーガラス４７の外周と同様、表面処理（メタルコート）を行っても良い。
【００７６】
さらに、固体撮像素子４１、基板４２の周りは水蒸気透過性の低い充填剤５４によって充填されており、さらにその周りにはフッ素樹脂等の水蒸気透過性の低い熱収縮チューブ５５が被覆されている。この構成により、固体撮像素子４１、基板４２がオートクレーブの水蒸気によって破壊されるのを防止することができる。
【００７７】
（作用）
次に本実施の形態による内視鏡の組立手順について説明する。
先ず、固体撮像素子４１の外装とレンズ枠支持枠４６とを気密に接合する。その後、対物レンズ群４４が予め組み付けられているレンズ枠４５を、レンズ枠支持枠４６内で光軸方向に位置調整してピント調整を行い、ピントが合った所でレンズ枠４５とレンズ枠支持枠４６とを接着により固定する。
【００７８】
その後、カバーガラス４７と先端カバー枠４８とにより構成される先端気密光学カバー部材４９を対物レンズ群４４の先端側を覆うように被せ、先端カバー枠４８の開口側をレンズ枠支持枠４６に気密に接合する。
【００７９】
尚、先端カバー枠４８とレンズ枠支持枠４６とは両部材とも金属である為、気密接合方法としてはレーザー溶接が最適である。レーザー溶接であれば局所的な加熱である為、既に組み付けられている固体撮像素子４１等が破壊されることもない。
【００８０】
また、気密に密閉する最終工程でフラックスを用いずに気密接合することができるというメリットがある。
【００８１】
また、レーザー溶接を行う場合、矢印Ｅの方向から全周レーザー照射を行う。
【００８２】
このようにして、対物レンズ群４４を気密に密閉した気密パッケージ１０１が形成される。
【００８３】
本実施の形態によれば、第１実施の形態と同様、撮像ユニット４０を使用した内視鏡を、オートクレーブ滅菌に繰り返しかけても、対物レンズ群４４を収納した気密パッケージ１０１内に水蒸気が侵入することがない。
【００８４】
（効果）
第１実施の形態よりも更に小型の、対物レンズ群４４を収納した気密パッケージ１０１を形成することができる。
【００８５】
（変形例）
本実施の形態では、対物レンズ群４４より基端側に位置する固体撮像素子４１とレンズ枠支持枠４６とが気密接合されているが、この接合部分は内視鏡内部に位置しており、オートクレーブの水蒸気のアタックが少ない為、接着等によってある程度のレベルでシールされていれば、先端気密光学カバー部材４９の効果により、ほとんどの対物レンズ群４４まで蒸気が侵入することはなく、視野不良は発生しない。
【００８６】
なお、本実施形態では先端カバー枠４８とレンズ枠支持枠４６とは、レーザー溶接によって気密接合されているが、この接合部は内視鏡内部であり、かつ先端カバー枠４８とレンズ枠支持枠４６とが金属部品同士、好ましくは同材質同士で熱膨張率の差がほとんどないため、さらにこの接合部はカバーガラス４７と先端カバー枠４８との嵌合部よりも嵌合長も長く取ることができるため、接着剤等によってある程度のレベルにシールされていれば接着剤が剥離することもなく、先端気密カバー部材４９の効果によってほとんど対物レンズ群まで蒸気が侵入することはない。それに対し、先端気密光学カバー部材４９を形成しているカバーガラス４７と先端カバー枠４８との接合部は、オートクレーブ滅菌の蒸気の影響を直接受け、かつ光学部材と金属との接合部であるため、ろう付け、半田付け等によって確実に気密接合されていることが好ましい。
【００８７】
＜第３実施の形態＞
（構成）
図１３に本発明による第３実施の形態を示す。
本実施の形態は、第２実施の形態の変形例であり、固体撮像素子４１はレンズ枠支持枠４６に気密接合されておらず、レンズ枠支持枠４６内に挿入されて固定されている。
【００８８】
また、レンズ枠支持枠４６は基端側に延出しており、固体撮像素子４１、基板４２の外周をカバーしている。さらに、レンズ枠支持枠４６の基端部にはハーメチックコネクタ５０が気密に接合されている。
【００８９】
ハーメチックコネクタ５０は、金属性のハーメチックコネクタ本体５１と、ハーメチックコネクタ先端側と基端側を電気的接続する為の接点ピン５２と、接点ピン５２をハーメチックコネクタ本体５１から絶縁して、且つ気密に保持する為の絶縁封止部５３とからなり、ハーメチックコネクタ５０の先端側と基端側を気密に仕切りつつ、固体撮像素子４１、基板４２と、ケーブル４３とを電気的に接続している。尚、絶縁封止部５３は、ガラス等によって構成されている。
その他、先端側の構造は第２実施の形態と同じである。
【００９０】
以上の結果、先端気密光学カバー部材４９と、レンズ枠支持枠４６と、ハーメチックコネクタ５０とによって、対物レンズ群４４のみならず、固体撮像素子４１、電子部品の配置された基板４２をも気密に密閉し、気密パッケージ１０２が形成される。
【００９１】
（作用）
上記構成によれば、第２実施の形態よりもさらに高いレベルで固体撮像素子４１、基板４２上の電子部品を、オートクレーブの水蒸気から保護することができ、これらの素子、部品の長寿命化が図れる。また、基板４２上の配線が錆によって劣化することもない。
【００９２】
その結果、第１実施の形態と同様に、本実施の形態の撮像ユニットを使用した内視鏡を、オートクレーブ滅菌に繰り返しかけても、対物レンズ群４４及び固体撮像素子４１、基板４２を収納した気密パッケージ１０２内に水蒸気が侵入することがない。
【００９３】
（効果）
本実施の形態によれば、第１、第２実施の形態の効果に加えて、第１、第２実施の形態よりもさらに高いレベルで固体撮像素子４１、基板４２上の電子部品をオートクレーブの水蒸気から保護することができ、これらの素子、部品の長寿命化を実現することができる。さらに、基板４２上の配線が錆によって劣化することもなく、高い信頼性を得ることができる。
【００９４】
（変形例）
レンズ枠支持枠４６は、組み立て性を考慮して、例えば固体撮像素子４１の固定部付近等で、２体以上に分割した構成としても良い。その場合、複数に分割したレンズ枠支持枠４６の各接合部はレーザー溶接、半田等により気密接合を行う。
【００９５】
＜第４実施の形態＞
（構成）
図１４に本発明による第４実施の形態における撮像ユニット５６を示す。本実施の形態では、撮像ユニット５６の撮像手段、つまり画像入力手段及び画像伝送手段として、固体撮像素子及びケーブルではなく、イメージガイドファイバー５７を使用している。
【００９６】
イメージガイドファイバー５７の先端には、第１の対物レンズ５８が透光性の接着剤により貼付されており、さらにイメージガイドファイバー５７の外周には、光学ユニット支持枠としてのファイバー枠５９が溶融ガラス等によって気密状態で接合されている。
【００９７】
ファイバー枠５９の先端側には、レンズ枠６１が嵌合挿入されており、このレンズ枠６１に第２の対物レンズ６０が組み付けられている。尚、レンズ枠６１はファイバ枠５９に対して、光軸方向に位置調整し、ピントが合ったところで接着固定されている。
【００９８】
さらにファイバー枠５９の先端部付近には、カバーガラス６２と、このカバーガラス６２に対して気密状態で接合された先端カバー枠６３とによって構成される先端気密光学カバー部材６４が、第２の対物レンズ６０の前方を覆うように気密状態で接合されている。
【００９９】
気密接合方法としては、第１実施の形態〜第３実施の形態において説明した各種接合方法を採用することができる。
【０１００】
尚、ファイバー枠５９の後端には蒸気透過性の低い、例えばフッ素系樹脂等からなる外装チューブ６５が被覆されている。
【０１０１】
（作用）
本実施の形態では、第１実施の形態と同様に、本実施の形態の撮像ユニットを使用した内視鏡を、オートクレーブ滅菌に繰り返しかけても、第１、第２の対物レンズ５８，６０にまで水蒸気が侵入することがない。
【０１０２】
（効果）
イメージガイドファイバー５７を使用したファイバースコープであっても、第１、第２実施の形態と同様、オートクレーブ滅菌を繰り返し行っても、水蒸気の侵入が無く、対物レンズ５８，６０が曇らず、劣化しないという効果が得られる。尚、イメージガイドファイバー５７の外周とファイバー枠５９の接合部は内視鏡内部に位置している為、接着であってもほとんど対物レンズ５８，６０まで蒸気が侵入することはなく、視野不良は発生しない。
【０１０３】
＜第５実施の形態＞
（構成）
図１５に本発明による第５実施の形態を示す。本実施の形態は、第４実施の形態の変形例であり、ファイバー口金６７内に挿入されたイメージガイドファイバー５７の先端に第１の対物レンズ５８が透光性の接着剤によって空気層が無く貼付されており、第１の対物レンズ５８の外周に、光学ユニット支持枠としてのレンズ枠６６が気密状態で接合されている。
【０１０４】
さらに、レンズ枠６６の先端側には、光学ユニットを構成する第２の対物レンズ６０が直接嵌合した状態で挿入されている。第２の対物レンズ６０は、レンズ枠６６に対して、光軸方向に位置調整し、ピントが合ったところでレンズ枠６６に接着固定されている。
【０１０５】
先端気密光学カバー部材６４の先端カバー枠６３はレンズ枠６６の突起部と突き当たり、この部分でレーザーによって気密接合されている。このとき、カバーガラス６２と第２の対物レンズ６０とは、所定間隙を有して対峙された、非接触状態にある。
【０１０６】
（作用）
本実施の形態では、第１実施の形態と同様に、撮像ユニットを使用した内視鏡を、オートクレーブ滅菌に繰り返しかけても、第２の対物レンズ６０及び第１の対物レンズ５８先端面にまで水蒸気が侵入することが無い。
【０１０７】
また、イメージガイドファイバー５７の先端に第１の対物レンズ５８の後端面が透光性の接着剤により空気層が無く貼り付けられている為、この面が蒸気で曇ることも無い。
【０１０８】
（効果）
本実施の形態によれば、第４実施の形態の効果に加え、さらに第４実施の形態のレンズ枠６１が不要となる。また、イメージガイドファイバー５７の外周とレンズ枠６６とを気密状態で接合する必要が無い。
【０１０９】
＜第６実施の形態＞
（構成）
図１６に本発明による第６実施の形態を示す。本実施の形態は、第４実施の形態の変形例であり、レンズ枠６８内の先端部付近に第２の対物レンズ６０が固定され、レンズ枠６８内の後端部側には、先端に第１の対物レンズ５８を透光性の接着剤によって貼付したイメージガイドファイバー５７が挿入されている。
【０１１０】
イメージガイドファイバー５７及びまたは第１の対物レンズ５８は、レンズ枠６８に対し、第１の対物レンズ５８のピントが合わせられた位置で接着剤等により接合固定されている。
【０１１１】
イメージガイドファイバー５７の先端部付近は硬質に形成されており、その一部の外周にはファイバー枠６９が気密状態で固定されている。ファイバー枠６９の先端部付近には、カバーガラス６２と先端カバー枠６３とよりなる先端気密光学カバー部材６４が気密状態で接合されている。
【０１１２】
従って、本実施の形態におけるファイバー枠６９は、第２の対物レンズ６０及びレンズ枠６８とに対して光軸方向に相対位置調整可能な状態にある。
【０１１３】
この場合、本実施の形態では、第２の対物レンズ６０とレンズ枠６８とにより光学ユニットを構成し、この光学ユニットに対してファイバー枠６９がイメージガイドファイバー５７の硬質部を介して光学ユニット支持枠としての機能を果たす。
その結果、本実施の形態は、第４実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１１４】
＜第７実施の形態＞
（構成）
図１７ないし図１９に示す本実施形態は前記第２実施形態の変形例である。本実施形態においては図１７に示すように先端気密光学カバー部材７０の光学窓が、サファイア若しくは高耐熱性かつ高耐水蒸気性の光学部材からなる凹レンズ７１である。その他の構成は前記第２実施形態と同様であり、同部材には同符合を付して説明を省略する。
【０１１５】
（作用）
本実施形態による内視鏡の組立方法は、図１８に示すように光学窓である凹レンズ７１を除く対物レンズ群７２が組付けられているレンズ枠７３を、レンズ枠支持枠４６内で光学方向の位置調整をしてピント調整を行い、ピントが合った所でレンズ枠７３とレンズ枠支持枠４６とを接着固定する。対物レンズ群７２は、凹レンズ７１がなくとも固体撮像素子４１に像を結像できる光学系であり、上記ピント調整作業が可能である。
【０１１６】
ピント調整後に、図１９に示す凹レンズ７１と先端カバー枠４８とにより構成される先端気密光学カバー部材７０を、前記図１７に示すように対物レンズ群７２の先端側を覆うように被せ、先端カバー枠４８の開口部をレンズ枠支持枠４６に気密に接合する。これにより、ピント調整時の凹レンズ７１が除かれていた対物レンズ群７２の光学系よりも広角の光学系になる。もちろん、凹レンズ７１と対物レンズ群７２とを組み合わせた光学系も固体撮像素子４１に像を結像できる光学系である。
【０１１７】
（効果）
本実施の形態によれば、前記第２実施形態よりも視野角の広い撮像ユニット７４を提供することができる。さらに、この撮像ユニットは前記第２実施形態と同様小型であり、かつ組立て性も良い。
【０１１８】
（変形例）
図２０は組立て方法の変形例である。
本実施形態においては図に示すように仮の凹レンズ７５を組付けた状態でピント調整を行い、その後、仮の凹レンズ７５を外し、図１７に示すように改めて先端気密光学カバー部材７０を組付ける組立て方法である。この組立て方法では、凹レンズ７１を除いた対物レンズ群７２では像を完全に結像できない光学系の場合に有効である。
【０１１９】
［付記］以上詳述したように、本発明によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
（１）少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットと、
この光学ユニットを、光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、
上記光学ユニット支持枠に、上記光学ユニットの一端を覆う状態で接合された光学窓を有する気密光学カバー部材とを具備する内視鏡。
【０１２０】
（２）上記（１）において、上記気密光学カバー部材は、光学窓と、該光学窓と気密接合されたカバー枠とからなる。
【０１２１】
（３）上記（１）において、上記光学ユニットは、少なくとも一つの光学部材と、該光学部材が組み付けられたレンズ枠とからなる。
【０１２２】
（４）上記（１）において、上記光学ユニットと上記光学ユニット支持枠は、互いに嵌合して組み立てられている。
【０１２３】
（５）上記（１）において、上記光学ユニット支持枠に、光学窓を有する気密光学カバー部材の開口部を接合した。
【０１２４】
（６）上記（１）において、上記光学ユニット支持枠と気密光学カバー部材とは、気密接合されている。
【０１２５】
（７）少なくとも一つの光学部材と、この光学部材が組み付けられた光学枠とによって構成された光学ユニットと、この光学ユニットと嵌合組み付け可能な光学ユニット支持枠とを有した内視鏡において、
上記光学ユニット支持枠に、光学窓と、上記光学窓と気密に接合されたカバー枠とにより構成された気密光学カバー部材の開口部を気密に接合し、上記気密光学カバー部材で上記光学ユニットの一端を覆うことを特徴とする内視鏡。
【０１２６】
（８）少なくとも一つの光学部材と、この光学部材が組み付けられた光学枠とによって構成された光学ユニットと、この光学ユニットと光軸方向の相対位置を調整可能嵌合される組み付け可能な光学ユニット支持枠と、を有した内視鏡において、
上記光学ユニット支持枠に、光学窓と、上記光学窓と気密に接合されたカバー枠とにより構成された気密光学カバー部材の開口部を気密に接合し、上記気密光学カバー部材で上記光学ユニットの一端を覆うことを特徴とする内視鏡。
【０１２７】
（９）上記（２），（７），（８）において、上記気密光学カバー部材の光学窓とカバー枠は、半田付け若しくはろう付け等の気密接合手段によって接合されている。
【０１２８】
（１０）上記（１），（７），（８）において、上記気密光学カバー部材は、上記光学ユニット支持枠に、半田付け若しくはろう付け若しくは溶接等の気密接合手段によって接合されている。
【０１２９】
（１１）上記（１），（７），（８）において、上記光学ユニット支持枠から、光学ユニットより基端側に設けられた光学部材若しくは撮像素子までの接合部が、全て気密接合されている。
【０１３０】
（１２）上記（１），（７），（８）において、上記光学ユニット支持枠と気密光学カバー部材との接合部及び、上記光学ユニット支持枠から光学ユニットより基端側に設けられた光学部材若しくは撮像素子までの接合部が、全て気密接合されている。
【０１３１】
（１３）上記（１２）において、気密接合された気密空間に、ドライ不活性ガスを充填した。
【０１３２】
（１４）上記（２），（６），（９），（１０），（１１），（１２），（１３）において、上記気密接合された部分は、融接，ろう接，圧接等の金属溶接、若しくは溶融ガラスによる接合である。
【０１３３】
（１５）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学窓はサファイア又は高耐熱性・高耐水蒸気性を有する光学部材よりなる。
【０１３４】
（１６）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学窓はカバーガラスである。
【０１３５】
（１７）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学窓はレンズである。
【０１３６】
（１８）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学窓は凹レンズである。
【０１３７】
（１９）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学ユニット支持枠の基端側に、固体撮像素子若しくイメージガイドファイバ等の撮像手段を固定的に配置している。
【０１３８】
（２０）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学窓はレンズであり、この光学窓を含む本内視鏡の対物光学系及びこの光学窓を含まない本内視鏡の対物光学系は、どちらも前記撮像手段に結像する光学系である。
【０１３９】
（２１）上記（１）、（７）、（８）において、上記光学光学ユニット支持枠と、カバー枠とはレーザー溶接可能な部材で構成され、気密に密閉する最終工程にて上記光学ユニット支持枠とカバー枠とをレーザー溶接によって気密に接合している。
【０１４０】
（２２）少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットと、
この光学ユニットを、光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、
上記光学ユニット位置固定後、上記光学ユニット支持枠に、光学ユニットの一端を覆う状態で接合される気密光学カバー部材と、
を具備する内視鏡。
【０１４１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、気密光学カバー部材を設けることにより、内視鏡外表面に露出しているオートクレーブの水蒸気のアタックが激しい光学ユニットを保護することができ、光学ユニットが高温水蒸気によって劣化することが無く、且つ水蒸気の侵入により生じる結露によって曇ることが無く、繰返しオートクレーブ滅菌を行うことができる。
また、組立時にピント合わせが必要な光学ユニットを、先端気密光学カバー部材によって密閉することにより、コンパクトな構成で光学ユニットへの蒸気の侵入を防ぐことができ、湾曲付き内視鏡であっても先端部を小さく、先端硬質長も短く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による内視鏡の全体概略図
【図２】同、内視鏡挿入部の先端部付近の断面図
【図３】同、撮像ユニットの断面図
【図４】同、カバーガラス単体の外観図
【図５】同、先端気密光学カバー部材と後端気密光学カバー部材との断面図
【図６】同、後端気密光学カバー部材の背面に固体撮像素子を固定した状態の断面図
【図７】同、絶縁枠の半断面図
【図８】同、後端気密光学カバー部材の前面に絶縁枠を固着した状態の断面図
【図９】同、先端気密光学カバー部材の組付け状態を示す断面図
【図１０】同、気密対物レンズユニットの断面図
【図１１】第２実施の形態による撮像ユニットの断面図
【図１２】同、先端気密光学カバー部材の断面図
【図１３】第３実施の形態による気密パッケージの断面図
【図１４】第４実施の形態による撮像ユニットの断面図
【図１５】第５実施の形態による撮像ユニットの断面図
【図１６】第６実施の形態による撮像ユニットの断面図
【図１７】第７実施の形態による撮像ユニットの断面図
【図１８】同、先端気密光学カバー部材を除いた撮像ユニットの断面図
【図１９】同、撮像ユニットを構成する先端気密光学カバー部材の断面図
【図２０】仮凹レンズを配置して撮像ユニットを組み立てる方法を説明する図
【符号の説明】
１ 内視鏡本体
１５，４４，５８，６０ 光学部材
１７，４６，５９，６６ 光学ユニット支持枠
３８，３９，４９，６４ 気密光学カバー部材

Claims (3)

1. 挿入部を有する内視鏡において、
   少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットを光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠を備える枠体群と、
   前記光学ユニットの一端を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合されて、前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、
   前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、
   を具備することを特徴とする内視鏡。
2. 挿入部を有する内視鏡において、
   少なくとも一つの光学部材を保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、
   前記レンズ枠の一端を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合されて、前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、
   前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、
   を具備することを特徴とする内視鏡。
3. 挿入部を有する内視鏡において、
   少なくとも一つの光学部材を有する光学ユニットを光軸方向に位置調整可能に支持する光学ユニット支持枠と、
   前記光学ユニットと前記光学ユニット支持枠と当該光学ユニット支持枠に対して気密に接合された後端気密カバー部材とで形成される内部空間と外部とを連通する開口部から前記光学ユニットの一端部が突出するように前記光学ユニット前記内部空間に保持する前記光学ユニットと前記光学ユニット支持枠と後端気密カバー部材とで形成される枠体と、
   前記開口部から突出した前記光学ユニットの一端部を覆うために前記光学ユニット支持枠と嵌合して気密に接合され、前記枠体に保持された前記光学部材に光が導光されるように設けられた光学窓を有する先端カバー枠と、
   前記挿入部の先端部を構成し、観察物からの光を導光可能な位置に前記光学窓が配置されるように前記先端カバー枠を保持する先端構成部材と、
   を有することを特徴とする内視鏡。

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