JP3938746B2 - Endoscope device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用後の滅菌をオートクレーブ装置で行う内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置の行える医療用の内視鏡が広く利用されている。また、工業分野においても、ボイラ,タービン,エンジン,化学プラントなどの内部の傷や腐蝕などを観察したり検査することのできる工業用内視鏡が広く利用されている。
【0003】
特に、医療分野で使用される内視鏡は、挿入部を体腔内に挿入して、臓器などを観察したり、内視鏡の処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて、各種治療や処置を行う。このため、一度使用した内視鏡や処置具を他の患者に再使用する場合、内視鏡や処置具を介しての患者間感染を防止する必要から、検査・処置終了後に内視鏡装置の洗滌消毒を行わなければならなかった。
【0004】
これら内視鏡及びその附属品の消毒滅菌処理としてはエチレンオキサイドガス(EOG)等のガスや、消毒液を使用していた。しかし、周知のように滅菌ガス類は、猛毒であり、滅菌作業の安全確保のために作業行程が煩雑になるという問題があった。また、滅菌後に、機器に付着したガスを取り除くためのエアレーションに時間がかかる。このため、滅菌後、直ちに機器を使用することができないという問題があった。さらに、ランニングコストが高価になるという問題があった。一方、消毒液の場合には、消毒薬液の管理が煩雑であり、消毒液を廃棄処理するために多大な費用がかかるという問題がある。
【0005】
そこで、近年では、煩雑な作業を伴わず、滅菌後直ちに使用が可能で、ランニングコストが安価なオートクレーブ滅菌(高圧蒸気滅菌)が内視鏡機器の消毒滅菌処理の主流になりつつある。このオートクレーブ滅菌は、一般滅菌ともいわれ、滅菌行程の前に真空にし、高温水蒸気で細部まで短時間で滅菌し、滅菌行程終了後に乾燥のために真空にするものであり、米国規格ANSI/AAMIST37−1992には滅菌行程において約2気圧で132℃で4分間さらすように規定されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記EOG滅菌では使用するEOGが環境に悪影響を及ぼすことが問題になっている。これに対して、オートクレーブは水蒸気による滅菌であるため環境に悪影響を及ぼさない。しかし、このオートクレーブは高圧下で行われるため、通常の1気圧のもとでの気密性や、従来の薬液に浸漬して消毒する水密性等に比べてはるかに高い気密性が内視鏡に対して要求される。また、オートクレーブ滅菌の際には、滅菌行程前の真空行程時に湾曲部の外皮チューブの破裂を防止するために内視鏡内外を連通させた状態でオートクレーブ滅菌装置に投入するのが一般的である。この場合、積極的に内視鏡内部にオートクレーブ滅菌の水蒸気が侵入することになる。
【0007】
例えば、特開平5−269081号公報に示されている映像ユニット部を小型にして挿入部先端部を細径化するとともに、機械的強度を向上させる内視鏡用撮像ユニットと内視鏡の組立て方法では先端本体部と映像ユニットとの間に、映像ユニットを保護する枠体が嵌入され、接着剤によって枠体の内部、枠体と先端部本体との間、枠体と映像ユニットの間が密封されて固定されていたがオートクレーブ滅菌を行ったとき、微量の水蒸気が接着部を透過して、映像ユニットを構成する対物レンズや固体撮像素子チップなどの内蔵物が水蒸気にさらされて劣化する問題や光路中に設けられている接着剤が変質して視野が妨げられる問題が発生するおそれがあった。
【0008】
このため、オートクレーブ滅菌を行う内視鏡では撮像ユニットの内部を気密的に密封するため、撮像ユニットの先端側を構成するカバーガラスと枠体とを半田付け、ろう付け等により接合している。その接合の際、カバーガラスの外周表面に、特開平6−209898号公報に示すようなCr−Cu−Cu−Niからなる4層メタルコーティングや、特開平9−265046号公報に開示されているようなNi蒸着膜+Niメッキ等のコーティング面を設けてカバーガラスを枠体に接合していた。
【0009】
しかし、前記特開平6−209898号公報に示されている4層メタルコーティングの最下層を構成するCrや特開平9−265046号公報に示されているメッキの下層を構成するNi蒸着膜は、非常に強い光沢性がある。このため、カバーガラスに入射した光が前記外周表面に施したCr層やNi蒸着膜に反射し、フレアが発生する要因になっていた。そして、このフレアの発生を防止するため、カバーガラスの径寸法を大きく設定してしていたが、このことによって挿入部の先端が太径になるという不具合があった。
【0010】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置を構成する対物光学系と枠体との隙間及び撮像素子のパッケージと枠体との隙間を介して高温水蒸気が侵入して視野不良等の観察性能が劣化することを防止するとともに、最先端に位置する光学部材の外周面を低反射面として、入射光が反射することによるフレアの発生を防止した、オートクレーブ滅菌に対応した内視鏡装置を提供することを目的にしている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡装置は、複数の光学部材で構成された観察光学系と、この光学部材を内部に収める枠体とを有する内視鏡装置において、前記複数の光学部材のうち、最先端に位置するサファイヤまたは硬質ガラスにより構成された光学部材と前記枠体との係合部にコーティング面を形成し、前記光学部材のコーティング面は、前記枠体との溶接を可能とする金属で構成された接合用金属層と、前記光学部材の外周面に形成された層であって、前記光学部材に入射した光の反射率が前記接合用金属層より低い材質で構成された低反射用金属層と、により構成され、前記低反射用金属層が形成される前記光学部材の外周面は、前記光学部材に入射した光の反射率を低下させるために平均粗さが0.1μm〜1μmとなるように表面処理が施された後、当該低反射用金属層が当該外周面上に形成されることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図7は本発明の一実施形態に係り、図1は内視鏡を説明する図、図2は先端部の構成を説明する図、図3は先端部を正面から見たときの図、図4はライトガイドコネクタの構成を示す断面図、図5は撮像装置の断面拡大図、図6はカバーガラスと枠体との接合部を説明する断面図、図7は撮像素子の構成を説明する図である。
【0014】
図1に示す内視鏡は、電子内視鏡1であり、防水キャップ10が着脱自在な構成になっている。
【0015】
前記電子内視鏡1は、細長で可撓性を有する挿入部2と、この挿入部2の基端側に接続され、観察者が把持して種々の操作を行うための操作スイッチを備えた操作部3と、この操作部3の側部より延出したユニバーサルコード4とで主に構成されている。前記挿入部2の先端側に位置する先端部2aには後述する固体撮像素子である例えばCCDが内蔵されている。
【0016】
前記ユニバーサルコード4の端部には図示しない光源装置に接続されるライトガイドコネクタ5a及び図示しないカメラコントロールユニットに接続されるカメラケーブル(不図示)が着脱自在なカメラ用コネクタ5bを備えたコネクタ部5が設けられている。
【0017】
前記カメラ用コネクタ5bの内周側には前記内視鏡1の外部と内部とを連通させて通気状態にするための通気口6が設けられている。このため、前記カメラ用コネクタ5bに前記防水キャップ10が着脱自在に取り付けられる構成になっている。そして、前記防水キャップ10をカメラ用コネクタ5bに取り付けることによって内視鏡1の内部が水密状態に保持され、この防水キャップ10をカメラ用コネクタ5bから取り外すことによって内視鏡1の外部と内部とが通気状態になる。
【0018】
前記挿入部2は、先端側から順に硬質な先端部2a、湾曲自在な湾曲部2b、可撓性を有する可撓管2cを連接して構成されている。
【0019】
前記操作部3には、前記湾曲部2bの湾曲動作を制御する湾曲操作レバー3aと、画像のフリーズ、レリーズ等を行う為の複数の画像用スイッチ3bが設けられている。
【0020】
図2及び図3に示すように前記先端部2aは、金属製の先端部本体11と、この先端部本体11に固定配置された撮像装置12と、この撮像装置12の外周を囲むように配置したライトガイドファイバ13とによって構成されている。
【0021】
このライトガイドファイバ13を撮像装置12の外周を囲むように配置したことによって、先端部2aの面積を最大限に有効に利用して照明光量を確保する構成になっている。
【0022】
なお、前記ライトガイドファイバ13は、先端に照明レンズを配置することなく、広い照明角を得ることができるものであり、高開口数(高NA)、好ましくはNAが0.7以上のライトガイドファイバを使用している。このNA0.7以上のライトガイドファイバーを使用することにより、視野角80゜以上の内視鏡であっても配光不良が発生しない。一般に使用されているNA0.5〜NA0.66程度のライトガイドファイバーを、視野角80゜以上の内視鏡に使用した場合には配光不良が発生する。
【0023】
また、図4に示すようにライトガイドコネクタ5a内のライトガイドファイバ13端面には、凸レンズ等の高NA化レンズ7が配置されている。このことにより、ランプ8から出射された光線のライトガイドファイバ13への光線入射角が広がる。そして、このライトガイドファイバ13からの光線出射角、つまり照明角が広がる。この高NA化レンズ7を設ける構成は、ライトガイドファイバ13の開口数が大きいほど効果がある。
【0024】
一方、前記図2及び図5に示すように前記撮像装置12は、対物光学系となる複数の光学部材で形成された光学レンズを配置して構成した対物レンズ群14と、この対物レンズ群14の結像位置に配置された撮像素子20と、これら対物レンズ群14及び撮像素子20を保持する外装部品である金属製の枠体17とで構成されている。
【0025】
なお、符号15,16は対物レンズ群14を構成する絞り,間隔管であり、符号18は前記対物レンズ群14の最先端に位置するサファイア若しくは硬質ガラスで形成されたカバーガラスである。また、符号19は対物レンズ群14を構成する光学部材を接着剤によって内周面に固定保持するレンズ枠である。
【0026】
図5に示すようにカバーガラス18は、前記枠体17の内周面に密閉状態で固定されるようになっている。このカバーガラス18の外周表面には枠体17の先端部内周面への接合を可能にするためのコーティング面30が設けられている。そして、前記コーティング面30を設けたカバーガラス18を、金属製の枠体17の内周面に例えば半田によって、前記カバーガラス18と前記枠体17との接合面から気体が侵入することがないように気密的に接合している。
【0027】
また、本実施形態においては、気密接合として金属溶接の一種である融接及び半田付け又はろう付けといったろう接を採用しているが、その他の金属溶接等、各種溶接による接合が採用可能である。
【0028】
溶接の種類としては、レーザー溶接、電子ビーム溶接等の融接、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等があり、これらの接合手段であれば気密接合が可能である。
【0029】
また、金属溶接以外にも溶融ガラスによる接合、無機バインダによる接合も気密に接合可能な接合手段であり、当然採用可能である。つまり、接合部の主成分が金属、ガラス、セラミックス、または結晶化する物質となる接合手段であれば、気密接合手段として採用可能である。
【0030】
また、図6に示すように前記カバーガラス18の外周表面に設けたコーティング面30は、カバーガラス18の外周面に蒸着して形成した最下層31である、つまり下地層を構成する酸化クロム層(Cr2O3)からなる低反射層と、この低反射層の上に重ねられて最上層の接合用層32を構成するニッケルメッキ層とで構成されている。このことにより、カバーガラス18に入射して、このカバーガラス18の外周面に蒸着されている低反射層に到達した光線が、この低反射層でほとんど反射しないようになっている。なお、前記酸化クロム層は、ニッケルメッキ層に比較して低反射性の物質である。
【0031】
なお、前記最下層31を構成する酸化クロム層の上層に中間層33としてクロム層を設け、そのクロム層の上層に接合層32として金層を設けてコーティング面30を形成することにより、前記酸化クロム層がさらに低反射層となる。
【0032】
又、低反射を考慮する場合、前記カバーガラス18の外周面の面粗さを、平均粗さ(Ra)で0.1μm〜1μm、又は最大粗さ(PV)で2μm〜5μmに研磨して、前述したように表面処理を施すとよい。
【0033】
なお、前記カバーガラス18の外周面を鏡面仕上げした場合には反射し易くなるばかりでなく、コーティングの密着強度が低下する。一方、面粗さが荒らすぎる場合には表面に付着した異物を取り除くことが困難になって、コーティングの密着強度が低下するばかりでなく、半田の濡れ性が低下して気密に接合することが難しくなるので好ましくない。
【0034】
一方、図7に示すように前記撮像素子20は、CCDチップ21と、このCCDチップ21の前面に配置されるガラスリッド22と、CCDチップ21を固定するパッケージ23とで構成されており、前記CCDチップ21の基端面側からはパッケージ23に形成されている貫通孔23aを通って、接続端子24が外部に突出している。
【0035】
前記ガラスリッド22と前記パッケージ23とは溶融ガラス25によって一体的、かつ気密的に接合されている。また、このパッケージ23の貫通孔23内に配置された接続端子24は、この接続端子24の外周面と貫通孔23aの内周面との間の隙間に溶融ガラス25を封入することによって気密的かつ一体的に接合されている。このことによって、前記CCDチップ21が配置されているチップ配置空間20aが気密的に密封された空間として構成される。
【0036】
そして、前記図5に示すようにパッケージ23の外周面と枠体17の基端側内周面とをろう接などの金属溶接によって気密的に接合している。このことによって、枠体17の先端側に対物レンズ群14を構成するカバーガラス18を配置し、後端側に撮像素子20を構成するパッケージ23を接合して撮像装置12を構成したことにより、枠体内部空間17aが気密的に密封された空間として構成される。
【0037】
なお、前記パッケージ23の材質は、通常セラミックであるので、接合面には気密的な密封を可能にするため予め金属コートが施されている。
【0038】
このように、撮像装置を対物レンズ群と撮像素子と枠体とで構成し、この枠体の先端部に対物レンズ群を構成するカバーガラスを気密的に接合し、後端側に撮像素子を構成するパッケージを気密的に接合して撮像装置を構成することにより、カバーガラスとパッケージとを固設した枠体の内部空間を気密的に密封された空間として構成することができる。
【0039】
また、撮像素子を構成するガラスリッドとパッケージとを溶融ガラスによって気密的かつ一体的に接合し、パッケージの貫通孔内に配置される接続端子の外周面と貫通孔の内周面との間の隙間に溶融ガラスを封入して気密的かつ一体的に接合したことによって、CCDチップが配置されているチップ配置空間を気密的に密封された空間として構成することができる。
【0040】
さらに、前記カバーガラスの外周表面に設けたコーティング面を、最下層側を形成する低反射層と、最上層側を形成する接合用層とで構成したことにより、このカバーガラスの外周面と枠体の内周面との接合面から気体が侵入することを防止する気密接合を可能にすることができるとともに、カバーガラスに入射した光がコーティング面に反射してフレアが発生することを防止することができる。
【0041】
これらのことによって、枠体の先端側に位置する対物光学系から枠体の基端側に位置する撮像素子を構成するパッケージまでの枠体内部空間及びCCDチップが配置されるチップ配置空間を気密的に密封した空間にしたことにより、オートクレーブ滅菌を行った際、水蒸気が枠体内やチップ配置空間内に侵入して発生する視野曇りや固体撮像素子の不具合による視野不良の発生が防止される。
【0042】
また、コーティング面最下層で反射する光によるフレアの可能性を非常に低くして、カバーガラスの外径寸法の小径化を図れる。
【0043】
なお、本実施形態においては、対物レンズ群14の最先端に位置する光学部材をカバーガラス18としているが、最先端に対物レンズが位置するようにしてもよい。
【0044】
また、最上層の接合用層32をニッケルメッキ層としているが、この接合用層32はニッケルメッキ層に限定されるものではなく金メッキ等半田性の良好な金属又は合金メッキ層であればよい。
【0045】
また、前記カバーガラス18に形成したコーティング面30の最下層31を構成して光の反射を防止する低反射層は酸化クロム層に限定されるものではなく、フレアを防止する効果を有するモリブデン(Mo)−マンガン(Mn)層や、非透明である例えばシリカを主成分にする白色のセラミックコーティング層や黒色系のセラミックコーティング層等、前記ニッケルメッキ層や金メッキ層等の半田接合用層に比較して低反射のコーティングであればよい。
【0046】
特に、セラミックコーティングでは金属光沢がないのでフレア防止に高い効果がある。そして、前記カバーガラス18の外周表面に施すコーティング面30を、モリブデン(Mo)−マンガン(Mn)からなる低反射層である最下層と、ニッケルメッキ層からなる接合用層32とで構成することより、前記カバーガラス18へのコーティング面30の密着性が向上する。
【0047】
また、酸化クロム層等による低反射層と、ニッケルメッキ等による接合用層32との間に、カバーガラス18へのコーティング面30の密着性を高める目的で、例えば、クロム(Cr)、銅(Cu)等の中間層を設けるようにしてもよい。
【0048】
さらに、低反射物質で溶接可能なメッキ層をカバーガラス18の外周面に直接施す構成であってもよい。
【0049】
又、カバーガラス18と枠体17との半田接合性を向上させるため、枠体17に予めニッケルメッキ等のメッキを施す構成であってもよい。また、接合方法としては、半田による接合に限定されるものではなく、ろう接、融接、圧接等の溶接手段によって接合してもよい。例えば、ろう付け、レーザー溶接等がある。
【0050】
図8及び図9を参照してカバーガラスに形成するコーティング面の他の構成を説明する。
【0051】
図8及び図9に示すように本実施形態においてはカバーガラス18に形成するコーティング面30の最下層31を構成する低反射層を、このカバーガラス18の外周表面だけではなく、カバーガラス18の基端側表面にもドーナツ状に形成して、光線絞り用のマスクとしての機能を持たせている。この最下層31の低反射層としては上述した酸化クロム層の蒸着が特に適している。
【0052】
このように、フレア防止のために形成する低反射層に、光線絞り用のマスクの役割を持たせることにより、別途光線絞り用のマスク部材を用意する必要がなくなるので、部品点数を削減して原価低減を図ることができる。
【0053】
図10ないし図12を参照して撮像装置の他の構成例を説明する。
図10に示すように本実施形態の撮像装置12aにおいては、パッケージ23を枠体17の内周面に配置して接合する代わりに、前記パッケージ23の先端側面を前記枠体17の基端面に配置して接合している。このことによって、枠体内部空間が気密的に密封された空間として構成される。その他の構成及び作用・効果は上述した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。
【0054】
図11に示すように本実施形態の撮像装置12bにおいては、レンズ枠19と枠体17とを別部材で構成する代わりに、枠部材26として一体に構成して、この枠部材26の内部空間を気密的に密封した空間として構成している。このことによって、部品点数を削減して原価低減を図っている。その他の構成及び作用・効果は上述した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。
【0055】
図12に示すように本実施形態の撮像装置12cにおいては、対物レンズ群14を構成する複数の光学部材を、第1枠体である対物光学枠27と、第2枠体である対物撮像素子枠28とに分けて配置固定している。そして、前記対物光学枠27と、対物撮像素子枠28とが光軸方向に相対的に移動可能にしている。
【0056】
このため、前記対物光学枠27と対物撮像素子枠28との光軸方向の相対的な位置を調整して対物レンズ群14に対する撮像素子20の位置、すなわちピント合わせを行った後、前記対物光学枠27と対物撮像素子枠28とを気密的に接合して、対物光学枠27と対物撮像素子枠28とで構成される内部空間を気密的に密封した空間として構成している。このことにより、ピント調整状態が最適の撮像装置が提供される。その他の構成及び作用・効果は上述した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。
【0057】
なお、上述した実施形態では撮像素子を備えた電子内視鏡の撮像装置を構成する対物レンズ群に含まれるカバーガラスの枠体への接合について開示しているが、電子内視鏡に限らず、対物レンズ群の後方に光学繊維束をひとまとめにしたイメージガイドファイバーを配置したファイバースコープやこのファイバスコープの接眼部に接続される外付けカメラの対物レンズやカバーガラス等と枠体との接合であってもよい。
【0058】
例えば、図14に示すように接眼部60は、接眼レンズユニット61とアイピース62とで構成され、この接眼部60は内視鏡本体70に着脱自在になっている。
【0059】
前記接眼レンズユニット61は、複数のレンズで構成された接眼レンズ群63と、この接眼レンズ群63が内孔に配置される外装部品である金属製の接眼レンズ枠64と、外装部品であるサファイア製の接眼第1カバーガラス65及び接眼第2カバーガラス66とによって構成されている。前記接眼レンズ枠64と2つのカバーガラス65,66とは上述したような処理が施されて半田によって気密に接合されている。
【0060】
つまり、接眼レンズユニット61の接眼レンズ群63が配置されている内部空間は、接眼レンズ枠64と、接眼第1カバーガラス65と、接眼第2カバーガラス66とによって気密に密閉されている。
【0061】
尚、2つのカバーガラス65,66の外周面に施されているメタルコートは、フレアー防止のため、最下層を低反射層としている。具体的には、最下層に酸化クロム層を設け、その上にクロム層を設けている。また、前記カバーガラス65,66の側周面表面の面粗さは平均面粗さ(Ra)で0.1μm〜1μm、又は最大粗さ(PV)で2μm〜5μmで研磨され、前記メタルコートをこのように表面処理された面に施すことにより更に低反射面を得られる。
【0062】
なお、符号71はイメージガイドファイバであり、符号72は前記イメージガイドファイバを覆い包むイメージガイドファイバ枠であり、符号73は前記イメージガイドファイバ端に配置されるカバーガラスであり、符号74は前記イメージガイドファイバ枠及び前記カバーガラスを保持するファイバ保持部材である。
【0063】
また、図13に示すように前記ライトガイドファイバ13の先端面にカバーガラス29を配置する構成などであってもよい。
【0064】
図15を参照して湾曲部2bの構成を説明する。
図に示すように湾曲部2bは、それぞれ隣り合う湾曲駒41,42,…を、リベット51によって回動自在に順次連接して構成されている。これら連接する湾曲駒41,42,…の外周には例えばステンレス製の細線を編み組みしたブレード52が被覆され、このブレード52の外周には、例えば、フッ素ゴム、EPTで成形された湾曲ゴム53が被覆されている。
【0065】
なお、前記ブレード52の端部は、半田などにより最先端に位置する先端湾曲駒41及び最後端に位置する後端湾曲駒46にそれぞれ固定され、前記湾曲ゴム53の端部は先端部本体11及び可撓管構成部54にそれぞれ固定されている。また、符号55は湾曲操作ワイヤであり、符号56は前記湾曲操作ワイヤ55が挿通配置されるワイヤウケである。
【0066】
前記湾曲ゴム53の先端部の内径寸法はd1であり、基端部の内径寸法はd2である。また、この湾曲ゴム53の先端部が被せられるブレード52を含む先端部本体11の外径寸法はD1であり、湾曲ゴム53の基端部が被せられるブレード52を含む可撓管構成部54の外径寸法はD2である。このとき、前記内径寸法d1,d2と外形寸法D1,D2との間には
d1<D1 及び d2<D2の関係が成り立っている。
【0067】
つまり、湾曲ゴム53の先端部の内径寸法は前記先端部本体11の外形寸法より小さく、湾曲ゴム53の基端部の内径寸法は前記可撓管構成部54の外形寸法より小さく設定してある。このことによって、湾曲ゴム53の端部は、先端部本体11及び可撓管構成部54を締めつけるように被さって、水密的に固定配置される。
【0068】
このように、湾曲ゴムの先端部の内径寸法に対して先端部本体の外形寸法を大きく設定し、湾曲ゴムの基端部の内径寸法に対して可撓管構成部の外形寸法を大きく設定したことにより、湾曲ゴムの端部内周面が先端部本体及び可撓管構成部の外周面に密着した状態で被さることによって、湾曲部内の水密を確保することができる。
【0069】
なお、図16に示すように前記湾曲ゴム53の先端部本体11や可撓管構成部54に被せられる端部の内面に凸部57を設ける一方、前記凸部57が配置される凹部58を湾曲駒41,46の外周面に形成している。このことによって、凸部57が凹部58内に係入配置されてより確実に湾曲部内の水密を確保することができる。
【0070】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【0071】
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0072】
(1)複数の光学部材で構成された観察光学系と、この光学部材を内部に収める枠体とを有する内視鏡装置において、
前記光学部材の少なくとも外周面に、最下層を構成する低反射層と、最上層を構成する接合用層とを有するコーティング面を形成し、
前記光学部材を前記枠体に気密接合した内視鏡装置。
【0073】
(2)前記対物光学系の結像位置に配置され、結像面に結像した光学像を画像信号に変換するチップ及びこのチップを固定するパッケージで構成される固体撮像素子を前記枠体に一体に納めて撮像装置を構成するとき、
前記対物光学系の最先端に位置する光学部材の外周面に、少なくとも最下層を構成する低反射層と、最上層を構成する接合用層とを有するコーティング面を形成し、この光学部材を前記枠体に気密接合する一方、前記パッケージを前記枠体に対して気密的に接合した付記1記載の内視鏡装置。
【0074】
(3)前記枠体内部空間は、気密的に密封されている付記2記載の内視鏡装置。
【0075】
(4)前記撮像装置を構成する外装部品の素材は、金属,セラミック,ガラス,サファイアの中から選択される1つ又は複数の素材であり、
前記外装部品どうしを接合する方法は、金属溶接又は溶融ガラスによる接合の中から選択される付記2記載の内視鏡装置。
【0076】
(5)前記金属溶接は、融接,ろう接,圧接である付記4記載の内視鏡装置。
【0077】
(6)前記融接は、レーザー溶接である付記5記載の内視鏡装置。
【0078】
(7)前記ろう接は、ろう付け,半田付けである付記5記載の内視鏡装置。
【0079】
(8)前記固体撮像素子内部を密封して構成した付記2記載の内視鏡装置。
【0080】
(9)前記固体撮像素子内部は、気密に密封して構成されている付記8記載の内視鏡装置。
【0081】
(10)前記固体撮像素子を構成する外装部品の素材は、金属,セラミック,ガラス,サファイアの中から選択される1つ又は複数の素材であり、
前記外装部品どうしを接合する方法は、金属溶接又は溶接ガラスによる接合の中から選択される付記9記載の内視鏡装置。
【0082】
(11)前記金属溶接は、融接、ろう接,圧接である付記10記載の内視鏡装置。
【0083】
(12)前記融接は、レーザー溶接である付記11記載の内視鏡装置。
【0084】
(13)前記ろう接は、ろう付け,半田付けである付記11記載の内視鏡装置。(14)前記低反射層と同一物質で、絞り用のマスクを光学部材に蒸着して形成した付記1記載の内視鏡装置。
【0085】
(15)前記低反射層は、酸化クロム層である付記1記載の内視鏡装置。
【0086】
(16)前記低反射層は、最下層を構成する酸化クロムと、その上層を構成するクロムとで構成される付記1記載の内視鏡装置。
【0087】
(17)前記低反射層は、モリブデン−マンガン層である付記1記載の内視鏡装置。
【0088】
(18)前記低反射層は、非透明なセラミックコーティング層である付記*1記載の内視鏡装置。
【0089】
(19)前記低反射層を設ける光学部材の外周面の表面粗さを、平均粗さ(Ra)で0.1μmないし1μmの範囲、若しくは、最大高さ(PV)で2μmないし5μmの範囲で加工処理した付記1記載の内視鏡装置。
【0090】
(20)前記接合用層は、金属又は合金メッキ層である付記1記載の内視鏡装置。
【0091】
(21)前記合金メッキ層は、ニッケルメッキ層である付記20記載の内視鏡装置。
【0092】
(22)前記合金メッキ層は、金メッキ層である付記20記載の内視鏡装置。
【0093】
(23)前記気密接合を溶接によって行う付記1記載の内視鏡装置。
【0094】
(24)前記溶接は、ろう接である付記23記載の内視鏡装置。
【0095】
(25)前記ろう接は、半田付けである付記24記載の内視鏡装置。
【0096】
(26)前記ろう接は、ろう付けである付記24記載の内視鏡装置。
【0097】
(27)前記溶接は、融接である付記23記載の内視鏡装置。
【0098】
(28)前記融接は、レーザー溶接である付記27記載の内視鏡装置。
【0099】
(29)前記溶接は、圧接である付記23記載の内視鏡装置。
【0100】
(30)前記光学部材は、サファイアで形成されている付記1記載の内視鏡装置。
【0101】
(31)前記光学部材は、対物レンズである付記1記載の内視鏡装置。
【0102】
(32)前記光学部材は、カバーガラスである付記1記載の内視鏡装置。
【0103】
(33)光学部材と枠体との接合部を有し、前記光学部材の外周面に前記枠体との溶接を可能にするコーティング面を形成した内視鏡装置において、
前記コーティング面を、低反射性の金属又は合金メッキ層で形成した内視鏡装置。
【0104】
(34)前記コーティング面は、モリブデン−マンガン層と、ニッケルメッキ層とより構成される付記33記載の内視鏡装置。
【0105】
(35)前記対物光学系の先端に設けられている光学部材及び前記固体撮像素子のパッケージ及び前記枠体に囲まれて密閉された空間は、少なくともオートクレーブ滅菌時の高温高圧水蒸気下における水蒸気の侵入を阻止するように密閉して構成した付記2記載の内視鏡装置。
【0106】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像装置を構成する対物光学系と枠体との隙間及び撮像素子のパッケージと枠体との隙間を介して高温水蒸気が侵入して視野不良等の観察性能が劣化することを防止するとともに、最先端に位置する光学部材の外周面を低反射面として、入射光が反射することによるフレアの発生を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1ないし図7は本発明の一実施形態に係り、図1は内視鏡を説明する図、
【図2】先端部の構成を説明する図、
【図3】先端部を正面から見たときの図、
【図4】ライトガイドコネクタの構成を示す断面図、
【図5】撮像装置の断面拡大図、
【図6】カバーガラスと枠体との接合部を説明する断面図、
【図7】撮像素子の構成を説明する図、
【図8】図8及び図9はカバーガラスに形成するコーティング面の他の構成を示す実施形態であり、図8はカバーガラスとコーティング面との構成を説明する断面図、
【図9】コーティング面を形成したカバーガラスを示す斜視図、
【図10】図10ないし図12は、撮像装置の他の構成例を示すものであり、図10はパッケージと枠体との接合部の構成が異なる撮像装置を説明する図、
【図11】レンズ枠を2つの枠体で構成した撮像装置を説明する図、
【図12】レンズ枠と枠体とを一体に構成した撮像装置を説明する図、
【図13】先端部の他の構成を説明する拡大図、
【図14】内視鏡の接眼部の構成を説明する図、
【図15】湾曲部の構成を説明する図、
【図16】湾曲部の他の構成を説明する図、
【符号の説明】
12…撮像装置
14…対物レンズ群
17…枠体
18…カバーガラス
20…撮像素子
30…コーティング面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endoscope apparatus that performs sterilization after use with an autoclave apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by inserting a long and thin insertion portion into a body cavity, the inside of a body cavity can be observed, and various medical treatments can be performed using a treatment instrument inserted into a treatment instrument channel as necessary. Endoscopes are widely used. Also in the industrial field, industrial endoscopes that can observe and inspect internal scratches and corrosion of boilers, turbines, engines, chemical plants, and the like are widely used.
[0003]
In particular, endoscopes used in the medical field are used to observe various organs by inserting an insertion portion into a body cavity and using a treatment instrument inserted into a treatment instrument channel of an endoscope. Take action. For this reason, when an endoscope or treatment tool that has been used once is reused for another patient, it is necessary to prevent infection between patients via the endoscope or treatment tool. Had to clean and disinfect.
[0004]
Gases such as ethylene oxide gas (EOG) and a disinfectant solution have been used for disinfecting and sterilizing these endoscopes and their accessories. However, as is well known, sterilization gases are extremely toxic, and there is a problem that the work process becomes complicated in order to ensure the safety of sterilization work. In addition, it takes time for aeration to remove gas adhering to the device after sterilization. For this reason, there was a problem that the device could not be used immediately after sterilization. Furthermore, there is a problem that the running cost becomes expensive. On the other hand, in the case of a disinfecting solution, management of the disinfecting agent solution is complicated, and there is a problem that it takes a lot of money to dispose of the disinfecting solution.
[0005]
Therefore, in recent years, autoclave sterilization (high-pressure steam sterilization), which can be used immediately after sterilization without complicated work and has a low running cost, is becoming a mainstream of disinfection sterilization processing of endoscope devices. This autoclave sterilization is also called general sterilization, and is evacuated before the sterilization process, sterilized in detail with high-temperature steam in a short time, and evacuated for drying after completion of the sterilization process. 1992 stipulates that the sterilization process exposes to about 2 atmospheres at 132 ° C. for 4 minutes.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the EOG sterilization has a problem that the EOG used has an adverse effect on the environment. On the other hand, since the autoclave is sterilized with steam, it does not adversely affect the environment. However, since this autoclave is performed under high pressure, the endoscope has much higher airtightness than the normal airtightness under 1 atm or watertightness that is immersed in a conventional chemical solution to disinfect. Is required. In autoclave sterilization, in order to prevent the rupture of the outer tube of the curved portion during the vacuum process before the sterilization process, it is generally put into the autoclave sterilizer in a state where the endoscope is in communication with each other. . In this case, the autoclave-sterilized water vapor actively enters the endoscope.
[0007]
For example, assembling an endoscope imaging unit and an endoscope that reduces the size of the video unit shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-269081 and reduces the distal end of the insertion portion and improves the mechanical strength. In the method, a frame body that protects the video unit is inserted between the front end main body portion and the video unit, and the inside of the frame body, between the frame body and the front end body, and between the frame body and the video unit by an adhesive. Although sealed and fixed, when autoclave sterilization is performed, a small amount of water vapor passes through the adhesion part, and internal objects such as an objective lens and a solid-state image sensor chip constituting the video unit are exposed to water vapor and deteriorate. There is a possibility that a problem or a problem that the adhesive provided in the optical path changes in quality and obstructs the field of view may occur.
[0008]
For this reason, in an endoscope that performs autoclave sterilization, in order to hermetically seal the inside of the imaging unit, the cover glass and the frame constituting the distal end side of the imaging unit are joined by soldering, brazing, or the like. At the time of the joining, the cover glass is disclosed on the outer peripheral surface of the cover glass by a four-layer metal coating made of Cr—Cu—Cu—Ni as shown in JP-A-6-209898, or in JP-A-9-265046. The cover glass was joined to the frame body by providing a coating surface such as Ni vapor deposition film + Ni plating.
[0009]
However, Cr constituting the lowermost layer of the four-layer metal coating disclosed in JP-A-6-209898 and Ni deposited film constituting the lower layer of plating disclosed in JP-A-9-265046, Very strong gloss. For this reason, the light incident on the cover glass is reflected on the Cr layer or the Ni vapor deposition film applied to the outer peripheral surface, which causes flare. And in order to prevent generation | occurrence | production of this flare, although the diameter dimension of the cover glass was set large, there existed a malfunction that the front-end | tip of an insertion part became large diameter by this.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and high-temperature water vapor penetrates through the gap between the objective optical system and the frame body constituting the imaging apparatus and the gap between the package of the imaging element and the frame body, resulting in poor visual field. This is an endoscope compatible with autoclave sterilization that prevents the deterioration of observation performance such as the outer peripheral surface of the optical member located at the cutting edge and prevents the occurrence of flare due to reflection of incident light. It aims to provide a mirror device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An endoscope apparatus according to the present invention is an endoscope apparatus having an observation optical system composed of a plurality of optical members and a frame body that houses the optical members. Located in Made of sapphire or hard glass Optical member And the engagement part between the frame and Forming the coating surface The coating surface of the optical member is a bonding metal layer made of a metal that enables welding to the frame, and a layer formed on the outer peripheral surface of the optical member, and is incident on the optical member A low-reflection metal layer made of a material having a lower light reflectance than the bonding metal layer, and the outer peripheral surface of the optical member on which the low-reflection metal layer is formed is the optical member. After the surface treatment is performed so that the average roughness becomes 0.1 μm to 1 μm in order to reduce the reflectance of the light incident on the metal, the low reflection metal layer is formed on the outer peripheral surface. It is characterized by that.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 7 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram illustrating an endoscope, FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a distal end portion, and FIG. 3 is a view when the distal end portion is viewed from the front. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the light guide connector, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the image pickup apparatus, FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a joint portion between the cover glass and the frame, and FIG. FIG.
[0014]
The endoscope shown in FIG. 1 is an electronic endoscope 1 and has a structure in which a waterproof cap 10 is detachable.
[0015]
The electronic endoscope 1 is provided with an elongated and flexible insertion portion 2 and an operation switch connected to the proximal end side of the insertion portion 2 and used by an observer to perform various operations. The operation unit 3 and the universal cord 4 extending from the side of the operation unit 3 are mainly configured. The distal end portion 2a located on the distal end side of the insertion portion 2 incorporates a CCD, for example, which is a solid-state imaging device described later.
[0016]
A connector portion having a light guide connector 5a connected to a light source device (not shown) and a camera cable 5b (not shown) connected to a camera control unit (not shown) detachably attached to the end of the universal cord 4. 5 is provided.
[0017]
A vent hole 6 is provided on the inner peripheral side of the camera connector 5b to allow the outside and the inside of the endoscope 1 to communicate with each other to be in a vented state. Therefore, the waterproof cap 10 is detachably attached to the camera connector 5b. Then, by attaching the waterproof cap 10 to the camera connector 5b, the inside of the endoscope 1 is kept in a watertight state, and by removing the waterproof cap 10 from the camera connector 5b, the outside and inside of the endoscope 1 Becomes ventilated.
[0018]
The insertion portion 2 is configured by connecting a hard distal end portion 2a, a bendable bending portion 2b, and a flexible flexible tube 2c in order from the distal end side.
[0019]
The operation section 3 is provided with a bending operation lever 3a for controlling the bending operation of the bending section 2b and a plurality of image switches 3b for performing image freezing, release, and the like.
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 3, the distal end portion 2 a is disposed so as to surround a metal distal end portion main body 11, an imaging device 12 fixedly disposed on the distal end portion main body 11, and an outer periphery of the imaging device 12. The light guide fiber 13.
[0021]
By arranging the light guide fiber 13 so as to surround the outer periphery of the imaging device 12, the area of the distal end portion 2a is effectively used to the maximum to ensure the amount of illumination light.
[0022]
The light guide fiber 13 can obtain a wide illumination angle without disposing an illumination lens at the tip, and has a high numerical aperture (high NA), preferably NA of 0.7 or more. You are using fiber. By using the light guide fiber with NA of 0.7 or more, light distribution failure does not occur even with an endoscope having a viewing angle of 80 ° or more. When a light guide fiber of about NA 0.5 to NA 0.66 that is generally used is used in an endoscope having a viewing angle of 80 ° or more, a light distribution defect occurs.
[0023]
As shown in FIG. 4, a high NA lens 7 such as a convex lens is disposed on the end face of the light guide fiber 13 in the light guide connector 5a. As a result, the light incident angle of the light emitted from the lamp 8 to the light guide fiber 13 is increased. Then, the light emission angle from the light guide fiber 13, that is, the illumination angle is widened. The configuration in which the high NA lens 7 is provided is more effective as the numerical aperture of the light guide fiber 13 is larger.
[0024]
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 5, the imaging device 12 includes an objective lens group 14 configured by arranging optical lenses formed of a plurality of optical members serving as an objective optical system, and the objective lens group 14. The image pickup device 20 arranged at the image forming position, and a metal frame 17 which is an exterior component for holding the objective lens group 14 and the image pickup device 20.
[0025]
Reference numerals 15 and 16 denote a diaphragm and a spacing tube constituting the objective lens group 14, and reference numeral 18 denotes a cover glass formed of sapphire or hard glass located at the forefront of the objective lens group 14. Reference numeral 19 denotes a lens frame for fixing and holding the optical member constituting the objective lens group 14 on the inner peripheral surface with an adhesive.
[0026]
As shown in FIG. 5, the cover glass 18 is fixed to the inner peripheral surface of the frame body 17 in a sealed state. A coating surface 30 is provided on the outer peripheral surface of the cover glass 18 so as to enable bonding to the inner peripheral surface of the distal end portion of the frame body 17. The cover glass 18 provided with the coating surface 30 does not enter the gas from the joint surface between the cover glass 18 and the frame body 17 by soldering, for example, on the inner peripheral surface of the metal frame body 17. So that it is airtightly joined.
[0027]
Further, in this embodiment, brazing such as fusion welding and soldering or brazing, which is a kind of metal welding, is adopted as the airtight joining, but joining by various welding such as other metal welding can be adopted. .
[0028]
The types of welding include fusion welding such as laser welding and electron beam welding, pressure welding represented by resistance welding, brazing such as brazing and soldering, etc., and these joining methods can be hermetic. is there.
[0029]
In addition to metal welding, joining with molten glass and joining with an inorganic binder are joining means that can be joined in an airtight manner, and can naturally be employed. In other words, any joining means in which the main component of the joint is a metal, glass, ceramics, or a crystallizing substance can be employed as the hermetic joining means.
[0030]
Further, as shown in FIG. 6, the coating surface 30 provided on the outer peripheral surface of the cover glass 18 is a lowermost layer 31 formed by vapor deposition on the outer peripheral surface of the cover glass 18, that is, a chromium oxide layer constituting the base layer. The low reflection layer is made of (Cr2O3) and a nickel plating layer that is superimposed on the low reflection layer and forms the uppermost bonding layer 32. As a result, light rays that have entered the cover glass 18 and reached the low reflection layer deposited on the outer peripheral surface of the cover glass 18 are hardly reflected by the low reflection layer. The chromium oxide layer is a low-reflective material compared to the nickel plating layer.
[0031]
In addition, a chromium layer is provided as an intermediate layer 33 on an upper layer of the chromium oxide layer constituting the lowermost layer 31, and a gold layer is provided as a bonding layer 32 on the upper layer of the chromium layer, thereby forming the coating surface 30. The chrome layer further becomes a low reflection layer.
[0032]
In addition, when considering low reflection, the surface roughness of the outer peripheral surface of the cover glass 18 is polished to an average roughness (Ra) of 0.1 μm to 1 μm, or a maximum roughness (PV) of 2 μm to 5 μm. The surface treatment may be performed as described above.
[0033]
In addition, when the outer peripheral surface of the cover glass 18 is mirror-finished, not only is it easy to reflect, but the adhesion strength of the coating is reduced. On the other hand, if the surface roughness is too rough, it becomes difficult to remove foreign matter adhering to the surface, not only the adhesion strength of the coating is lowered, but also the wettability of the solder is lowered and airtight joining is possible. Since it becomes difficult, it is not preferable.
[0034]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the image pickup device 20 includes a CCD chip 21, a glass lid 22 disposed on the front surface of the CCD chip 21, and a package 23 that fixes the CCD chip 21. A connection terminal 24 protrudes from the base end surface side of the CCD chip 21 through a through hole 23 a formed in the package 23.
[0035]
The glass lid 22 and the package 23 are integrally and airtightly joined by a molten glass 25. Further, the connection terminal 24 disposed in the through hole 23 of the package 23 is hermetically sealed by sealing molten glass 25 in a gap between the outer peripheral surface of the connection terminal 24 and the inner peripheral surface of the through hole 23a. And they are joined together. As a result, the chip arrangement space 20a in which the CCD chip 21 is arranged is configured as a hermetically sealed space.
[0036]
As shown in FIG. 5, the outer peripheral surface of the package 23 and the inner peripheral surface of the base end side of the frame body 17 are airtightly joined by metal welding such as brazing. As a result, the cover glass 18 constituting the objective lens group 14 is arranged on the front end side of the frame body 17, and the package 23 constituting the image pickup device 20 is joined on the rear end side to constitute the imaging device 12. The frame internal space 17a is configured as a hermetically sealed space.
[0037]
Since the package 23 is usually made of ceramic, the joint surface is preliminarily coated with a metal to enable hermetic sealing.
[0038]
As described above, the imaging apparatus is configured by the objective lens group, the imaging element, and the frame, and the cover glass constituting the objective lens group is hermetically bonded to the front end of the frame, and the imaging element is provided on the rear end side. By configuring the imaging device by airtightly bonding the packages to be configured, the internal space of the frame body in which the cover glass and the package are fixed can be configured as a hermetically sealed space.
[0039]
In addition, the glass lid and the package constituting the imaging element are hermetically and integrally joined with molten glass, and the gap between the outer peripheral surface of the connection terminal disposed in the through hole of the package and the inner peripheral surface of the through hole. By sealing molten glass into the gap and airtightly and integrally joining, the chip placement space where the CCD chip is placed can be configured as an airtightly sealed space.
[0040]
Furthermore, the coating surface provided on the outer peripheral surface of the cover glass is composed of a low-reflection layer that forms the lowermost layer side and a bonding layer that forms the uppermost layer side. Airtight joining that prevents gas from entering from the joint surface with the inner peripheral surface of the body can be made possible, and light incident on the cover glass is reflected on the coating surface to prevent flare from occurring. be able to.
[0041]
As a result, the internal space of the frame body from the objective optical system located on the distal end side of the frame body to the package constituting the imaging device located on the proximal end side of the frame body and the chip placement space where the CCD chip is placed are airtight. Due to the sealed space, it is possible to prevent the occurrence of poor field of view due to clouding of the visual field caused by water vapor entering the frame body or the chip arrangement space when the autoclave sterilization is performed, and the trouble of the solid-state imaging device.
[0042]
Further, the possibility of flare caused by light reflected at the lowermost layer of the coating surface can be greatly reduced, and the outer diameter of the cover glass can be reduced.
[0043]
In the present embodiment, the optical member located at the forefront of the objective lens group 14 is the cover glass 18, but the objective lens may be located at the forefront.
[0044]
Further, although the uppermost bonding layer 32 is a nickel plating layer, the bonding layer 32 is not limited to the nickel plating layer, and may be any metal or alloy plating layer having good solderability such as gold plating.
[0045]
Further, the low reflection layer that constitutes the lowermost layer 31 of the coating surface 30 formed on the cover glass 18 and prevents the reflection of light is not limited to the chromium oxide layer, but molybdenum having an effect of preventing flare ( Compared to solder bonding layers such as nickel plating layer and gold plating layer such as Mo) -manganese (Mn) layer, non-transparent white ceramic coating layer mainly composed of silica and black ceramic coating layer, etc. Thus, any low reflection coating may be used.
[0046]
In particular, the ceramic coating has no metallic luster and is highly effective in preventing flare. And the coating surface 30 given to the outer peripheral surface of the said cover glass 18 is comprised with the lowest layer which is a low reflection layer which consists of molybdenum (Mo) -manganese (Mn), and the joining layer 32 which consists of a nickel plating layer. Thus, the adhesion of the coating surface 30 to the cover glass 18 is improved.
[0047]
Further, for the purpose of improving the adhesion of the coating surface 30 to the cover glass 18 between the low reflection layer made of a chromium oxide layer or the like and the bonding layer 32 made of nickel plating or the like, for example, chromium (Cr), copper ( An intermediate layer such as Cu) may be provided.
[0048]
Furthermore, the structure which directly provides the plating layer which can be welded with a low reflective material to the outer peripheral surface of the cover glass 18 may be sufficient.
[0049]
Further, in order to improve the solder bonding property between the cover glass 18 and the frame body 17, the frame body 17 may be preliminarily plated with nickel plating or the like. Further, the joining method is not limited to joining by soldering, but may be joined by welding means such as brazing, fusion welding, or pressure welding. For example, there are brazing and laser welding.
[0050]
With reference to FIG.8 and FIG.9, the other structure of the coating surface formed in a cover glass is demonstrated.
[0051]
As shown in FIGS. 8 and 9, in this embodiment, the low reflection layer constituting the lowermost layer 31 of the coating surface 30 formed on the cover glass 18 is not only the outer peripheral surface of the cover glass 18 but also the cover glass 18. The base end side surface is also formed in a donut shape, and has a function as a mask for beam stop. As the low reflection layer of the lowermost layer 31, the above-described vapor deposition of the chromium oxide layer is particularly suitable.
[0052]
In this way, by providing the low-reflective layer formed to prevent flare to have the role of a light-reducing mask, there is no need to prepare a separate light-reducing mask member, so the number of parts can be reduced. Cost reduction can be achieved.
[0053]
Another configuration example of the imaging apparatus will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10, in the imaging device 12 a of this embodiment, instead of arranging and bonding the package 23 on the inner peripheral surface of the frame body 17, the front end side surface of the package 23 is used as the base end surface of the frame body 17. Arranged and joined. As a result, the inner space of the frame body is configured as a hermetically sealed space. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0054]
As shown in FIG. 11, in the imaging device 12 b of the present embodiment, the lens frame 19 and the frame body 17 are integrally configured as a frame member 26 instead of being configured as separate members, and the internal space of the frame member 26 is configured. Is configured as a hermetically sealed space. In this way, the number of parts is reduced to reduce costs. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0055]
As shown in FIG. 12, in the imaging device 12c of this embodiment, a plurality of optical members constituting the objective lens group 14 are divided into an objective optical frame 27 that is a first frame and an objective imaging element that is a second frame. The frame 28 is divided and fixed separately. The objective optical frame 27 and the objective imaging element frame 28 are relatively movable in the optical axis direction.
[0056]
For this reason, after adjusting the relative position of the objective optical frame 27 and the objective imaging element frame 28 in the optical axis direction to adjust the position of the imaging element 20 with respect to the objective lens group 14, that is, focusing, the objective optics The frame 27 and the objective imaging element frame 28 are hermetically joined, and the internal space formed by the objective optical frame 27 and the objective imaging element frame 28 is configured as a hermetically sealed space. As a result, an imaging apparatus with an optimum focus adjustment state is provided. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the above-described embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0057]
In addition, in embodiment mentioned above, although joining to the frame of the cover glass contained in the objective lens group which comprises the imaging device of the electronic endoscope provided with the image pick-up device is disclosed, it is not restricted to an electronic endoscope. Bonding the frame to the objective lens or cover glass of a fiberscope with an image guide fiber that is a bundle of optical fiber bundles arranged behind the objective lens group and an external camera connected to the eyepiece of this fiberscope It may be.
[0058]
For example, as shown in FIG. 14, the eyepiece 60 includes an eyepiece unit 61 and an eyepiece 62, and the eyepiece 60 is detachable from the endoscope body 70.
[0059]
The eyepiece unit 61 includes an eyepiece lens group 63 composed of a plurality of lenses, a metal eyepiece lens frame 64 that is an exterior part in which the eyepiece lens group 63 is disposed in an inner hole, and sapphire that is an exterior part. The eyepiece first cover glass 65 and the eyepiece second cover glass 66 are made of. The eyepiece lens frame 64 and the two cover glasses 65 and 66 are subjected to the above-described processing and are airtightly joined with solder.
[0060]
That is, the internal space in which the eyepiece lens group 63 of the eyepiece unit 61 is disposed is hermetically sealed by the eyepiece lens frame 64, the eyepiece first cover glass 65, and the eyepiece second cover glass 66.
[0061]
In addition, the metal coat applied to the outer peripheral surfaces of the two cover glasses 65 and 66 has a lower reflection layer as a lowermost layer in order to prevent flare. Specifically, a chromium oxide layer is provided in the lowest layer, and a chromium layer is provided thereon. Further, the surface roughness of the side peripheral surfaces of the cover glasses 65 and 66 is polished to an average surface roughness (Ra) of 0.1 μm to 1 μm, or a maximum roughness (PV) of 2 μm to 5 μm, and the metal coat Is applied to the surface that has been surface-treated in this way, a further low reflection surface can be obtained.
[0062]
Reference numeral 71 denotes an image guide fiber, reference numeral 72 denotes an image guide fiber frame covering the image guide fiber, reference numeral 73 denotes a cover glass disposed at the end of the image guide fiber, and reference numeral 74 denotes the image guide fiber. A fiber holding member for holding a guide fiber frame and the cover glass.
[0063]
Moreover, as shown in FIG. 13, the structure etc. which arrange | position the cover glass 29 to the front end surface of the said light guide fiber 13 may be sufficient.
[0064]
The configuration of the bending portion 2b will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, the bending portion 2 b is configured by sequentially connecting adjacent bending pieces 41, 42,... The outer periphery of these connecting bending pieces 41, 42,... Is covered with a blade 52 braided with, for example, a stainless steel thin wire, and the outer periphery of this blade 52 is, for example, a curved rubber 53 formed of fluorine rubber or EPT. Is covered.
[0065]
The end portion of the blade 52 is fixed to the leading end bending piece 41 and the trailing end bending piece 46 located at the most distal end by solder or the like, respectively, and the end portion of the bending rubber 53 is the tip end main body 11. And it is being fixed to the flexible tube structural part 54, respectively. Reference numeral 55 denotes a bending operation wire, and reference numeral 56 denotes a wire hook through which the bending operation wire 55 is inserted.
[0066]
The inner diameter dimension of the distal end portion of the curved rubber 53 is d1, and the inner diameter dimension of the proximal end portion is d2. Further, the outer diameter of the distal end body 11 including the blade 52 on which the distal end portion of the curved rubber 53 is covered is D1, and the flexible tube constituting portion 54 including the blade 52 on which the proximal end portion of the curved rubber 53 is covered. The outer diameter is D2. At this time, between the inner diameters d1 and d2 and the outer dimensions D1 and D2,
The relations d1 <D1 and d2 <D2 are established.
[0067]
That is, the inner diameter dimension of the distal end portion of the curved rubber 53 is set smaller than the outer dimension dimension of the distal end portion main body 11, and the inner diameter dimension of the proximal end portion of the curved rubber 53 is set smaller than the outer dimension dimension of the flexible tube constituting portion 54. . As a result, the end portion of the curved rubber 53 is covered and fixed in a watertight manner so as to fasten the distal end portion main body 11 and the flexible tube constituting portion 54.
[0068]
Thus, the outer dimension of the distal end body is set larger than the inner diameter dimension of the distal end portion of the curved rubber, and the outer dimension of the flexible tube component is set larger than the inner diameter dimension of the proximal end portion of the curved rubber. Thereby, the water tightness in the bending portion can be ensured by covering the inner peripheral surface of the curved rubber in a state of being in close contact with the outer peripheral surface of the tip body and the flexible tube constituting portion.
[0069]
In addition, while providing the convex part 57 in the inner surface of the edge part which covers the front-end | tip part main body 11 and the flexible tube structure part 54 of the said curved rubber 53, as shown in FIG. 16, the recessed part 58 by which the said convex part 57 is arrange | positioned is provided. It is formed on the outer peripheral surface of the bending pieces 41 and 46. As a result, the convex portion 57 is engaged and arranged in the concave portion 58, and the water tightness in the curved portion can be ensured more reliably.
[0070]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0071]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described above in detail, the following configuration can be obtained.
[0072]
(1) In an endoscope apparatus having an observation optical system constituted by a plurality of optical members and a frame body that houses the optical members therein,
Forming a coating surface having a low reflection layer constituting the lowermost layer and a bonding layer constituting the uppermost layer on at least the outer peripheral surface of the optical member;
An endoscope apparatus in which the optical member is hermetically joined to the frame.
[0073]
(2) A solid-state imaging device that is arranged at an imaging position of the objective optical system and includes a chip that converts an optical image formed on the imaging surface into an image signal and a package that fixes the chip is used as the frame. When configuring the imaging device in one unit,
A coating surface having at least a low reflection layer constituting the lowermost layer and a bonding layer constituting the uppermost layer is formed on the outer peripheral surface of the optical member located at the forefront of the objective optical system. The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the package is hermetically joined to the frame while the package is hermetically joined to the frame.
[0074]
(3) The endoscope apparatus according to appendix 2, wherein the inner space of the frame is hermetically sealed.
[0075]
(4) The material of the exterior component constituting the imaging device is one or more materials selected from metal, ceramic, glass, and sapphire,
The endoscope apparatus according to appendix 2, wherein a method of joining the exterior parts is selected from metal welding or joining by molten glass.
[0076]
(5) The endoscope apparatus according to appendix 4, wherein the metal welding is fusion welding, brazing welding, or pressure welding.
[0077]
(6) The endoscope apparatus according to appendix 5, wherein the fusion welding is laser welding.
[0078]
(7) The endoscope apparatus according to appendix 5, wherein the brazing is brazing or soldering.
[0079]
(8) The endoscope apparatus according to appendix 2, wherein the inside of the solid-state imaging device is sealed.
[0080]
(9) The endoscope apparatus according to appendix 8, wherein the inside of the solid-state imaging device is hermetically sealed.
[0081]
(10) The material of the exterior component constituting the solid-state imaging device is one or more materials selected from metal, ceramic, glass, and sapphire,
The endoscope apparatus according to appendix 9, wherein a method of joining the exterior parts is selected from metal welding or welding by welding glass.
[0082]
(11) The endoscope apparatus according to appendix 10, wherein the metal welding is fusion welding, brazing welding, or pressure welding.
[0083]
(12) The endoscope apparatus according to appendix 11, wherein the fusion welding is laser welding.
[0084]
(13) The endoscope apparatus according to appendix 11, wherein the brazing is brazing or soldering. (14) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the same material as that of the low reflection layer is formed by vapor-depositing a diaphragm mask on an optical member.
[0085]
(15) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the low reflection layer is a chromium oxide layer.
[0086]
(16) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the low reflection layer is composed of chromium oxide constituting the lowermost layer and chromium constituting the upper layer.
[0087]
(17) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the low reflection layer is a molybdenum-manganese layer.
[0088]
(18) The endoscope apparatus according to appendix * 1, wherein the low reflection layer is a non-transparent ceramic coating layer.
[0089]
(19) The surface roughness of the outer peripheral surface of the optical member on which the low reflection layer is provided is in the range of 0.1 μm to 1 μm in terms of average roughness (Ra), or in the range of 2 μm to 5 μm in terms of maximum height (PV). The endoscope apparatus according to appendix 1, which has been processed.
[0090]
(20) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the bonding layer is a metal or alloy plating layer.
[0091]
(21) The endoscope apparatus according to appendix 20, wherein the alloy plating layer is a nickel plating layer.
[0092]
(22) The endoscope apparatus according to appendix 20, wherein the alloy plating layer is a gold plating layer.
[0093]
(23) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the airtight joining is performed by welding.
[0094]
(24) The endoscope apparatus according to appendix 23, wherein the welding is brazing.
[0095]
(25) The endoscope apparatus according to appendix 24, wherein the brazing is soldering.
[0096]
(26) The endoscope apparatus according to appendix 24, wherein the brazing is brazing.
[0097]
(27) The endoscope apparatus according to appendix 23, wherein the welding is fusion welding.
[0098]
(28) The endoscope apparatus according to appendix 27, wherein the fusion welding is laser welding.
[0099]
(29) The endoscope apparatus according to appendix 23, wherein the welding is pressure welding.
[0100]
(30) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the optical member is formed of sapphire.
[0101]
(31) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the optical member is an objective lens.
[0102]
(32) The endoscope apparatus according to appendix 1, wherein the optical member is a cover glass.
[0103]
(33) In an endoscope apparatus having a joint portion between an optical member and a frame, and forming a coating surface that enables welding to the frame on the outer peripheral surface of the optical member.
An endoscope apparatus in which the coating surface is formed of a low reflective metal or alloy plating layer.
[0104]
(34) The endoscope apparatus according to appendix 33, wherein the coating surface includes a molybdenum-manganese layer and a nickel plating layer.
[0105]
(35) Invasion of water vapor under high-temperature and high-pressure water vapor at least during autoclave sterilization is performed at least in the space enclosed by the optical member provided at the tip of the objective optical system, the package of the solid-state imaging device, and the frame. The endoscope apparatus according to appendix 2, wherein the endoscope apparatus is configured so as to be sealed.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, high-temperature water vapor enters through the gap between the objective optical system and the frame constituting the image pickup apparatus and the gap between the package of the image pickup device and the frame, and observation of a visual field defect or the like is observed. In addition to preventing the performance from deteriorating, the outer peripheral surface of the optical member located at the forefront is used as a low reflection surface, which can prevent the occurrence of flare due to reflection of incident light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 to FIG. 7 relate to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a diagram for explaining an endoscope;
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a tip portion;
FIG. 3 is a view when the front end portion is viewed from the front;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a light guide connector;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the imaging device;
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a joint portion between a cover glass and a frame,
FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of an image sensor;
8 and 9 are embodiments showing another configuration of the coating surface formed on the cover glass, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the cover glass and the coating surface.
FIG. 9 is a perspective view showing a cover glass on which a coating surface is formed,
FIGS. 10 to 12 show another configuration example of the imaging apparatus, and FIG. 10 is a diagram for explaining imaging apparatuses having different configurations of the joint portion between the package and the frame;
FIG. 11 is a diagram for explaining an imaging device in which a lens frame is composed of two frames;
FIG. 12 is a diagram for explaining an imaging device in which a lens frame and a frame are integrated;
FIG. 13 is an enlarged view for explaining another configuration of the tip portion;
FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of an eyepiece part of an endoscope;
FIG. 15 is a diagram for explaining a configuration of a bending portion;
FIG. 16 is a diagram illustrating another configuration of the bending portion;
[Explanation of symbols]
12 ... Imaging device
14 ... Objective lens group
17 ... Frame
18 ... Cover glass
20 ... Image sensor
30 ... Coating surface

Claims (1)

複数の光学部材で構成された観察光学系と、この光学部材を内部に収める枠体とを有する内視鏡装置において、
前記複数の光学部材のうち、最先端に位置するサファイヤまたは硬質ガラスにより構成された光学部材と前記枠体との係合部にコーティング面を形成し
前記光学部材のコーティング面は、
前記枠体との溶接を可能とする金属で構成された接合用金属層と、
前記光学部材の外周面に形成された層であって、前記光学部材に入射した光の反射率が前記接合用金属層より低い材質で構成された低反射用金属層と、
により構成され、
前記低反射用金属層が形成される前記光学部材の外周面は、前記光学部材に入射した光の反射率を低下させるために平均粗さが0.1μm〜1μmとなるように表面処理が施された後、当該低反射用金属層が当該外周面上に形成されることを特徴とする内視鏡装置。
In an endoscope apparatus having an observation optical system composed of a plurality of optical members and a frame body that houses the optical members therein,
Among the plurality of optical members , a coating surface is formed at an engagement portion between the optical member formed of sapphire or hard glass positioned at the forefront, and the frame body ,
The coating surface of the optical member is
A joining metal layer made of metal that enables welding with the frame,
A layer formed on the outer peripheral surface of the optical member, and a low-reflection metal layer made of a material whose reflectance of light incident on the optical member is lower than that of the bonding metal layer;
Composed of
The outer peripheral surface of the optical member on which the low-reflection metal layer is formed is subjected to a surface treatment so that the average roughness is 0.1 μm to 1 μm in order to reduce the reflectance of light incident on the optical member. Then, the low reflection metal layer is formed on the outer peripheral surface .
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