JP4450905B2 - 光学ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートクレーブ滅菌対応の内視鏡装置における光学ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
挿入部を体腔内等に挿入することによって体腔内等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。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である。
【０００３】
従来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り、滅菌作業を安全性を確保した状態で行わなければならないため、煩雑な作業が要求される。又、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ため、滅菌後すぐに使用できないという不都合がある。又、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もある。
【０００４】
一方、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問題がある。
【０００５】
そこで、最近では、煩雑な作業を伴わず、滅菌後、すぐに使用でき、しかもランニングコストの比較的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。このオートクレーブ滅菌は高圧下で高温（約１２０℃〜１３５℃）の水蒸気を被滅菌物に浸透させて、滅菌する。
【０００６】
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、レンズ面に水滴を残したり、水滴の影響でレンズ接合用の接着剤の劣化が早期化されてしまう可能性がある。
【０００７】
又、従来、接着剤として一般に用いられるエポキシ樹脂は、高温の水蒸気によって劣化しやすく、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易くなる可能性がある。
【０００８】
又、オートクレーブ滅菌は高温環境下で行われるため、各材質の熱膨張率の違いにより部品間に応力がかかり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。
【０００９】
そこで、従来、接着剤による接合の代わりに半田を用いた技術が用いられている。例えば、ドイツ公開特許第１９７１３２７５号には、光学素子を枠に気密に接合してレンズユニットを設けることで外部から水蒸気の侵入を防止することができる構造が開示されている。
【００１０】
又、ドイツ公開特許第２０６２１７８号には、光学系内部を不活性ガスで満たしてレンズの曇りの発生を抑える技術が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドイツ公開特許第１９７１３２７５号に開示されている技術を用いてレンズユニットを気密封止しても組立時に混入した水蒸気がオートクレーブ滅菌終了後の急激な冷却によってレンズの曇りを生じさせる場合がある。
【００１２】
又、ドイツ公開特許第２０６２１７８号に開示されている技術を用いて光学系内部を不活性ガスで満たして気密封止する場合、接合時の全てを不活性ガス環境下で行わないと大気が混入してしまい、完全に置換することは困難であった。
【００１３】
そのため、ピント出し接着を行なうことで閉塞空間が生じる接着作業工程、及び乾燥工程を不活性ガス環境下で行なう必要があり、極めて煩雑な作業が要求されてしまう。
【００１４】
この様な問題を解決するために、本発明は、ピント出し接着作業は大気中で行なうことができ、光学ユニットの最後の接合時のみ乾燥気体環境下で行なうことで複数の空間からなる光学ユニット内部を乾燥気体に完全に置換することができ、オートクレーブ滅菌に投入し、或いはオートクレーブ滅菌完了後に急冷しても、レンズが曇ることの無い内視鏡装置における光学ユニットを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による第１の内視鏡装置における光学ユニットは、一端及び他端を有する外筒と、前記外筒の一端と気密的に接合される第１の光学部材と、前記第１の光学部材に対向させて対物レンズ群を保持し、前記外筒の内周面に外周面が固定された固定部を有するレンズ枠と、気密的に接合された第２の光学部材を有し、前記外筒の他端に対して端部が気密的に接合された先端枠と、前記レンズ枠に穿設され、前記固定部が設けられた端部に開口された第１開口部と前記先端枠に対向配置されるとともに前記レンズ枠の側面に開口した第２開口部とを連通する連通路と、を備え、前記先端枠は、乾燥気体が充満した雰囲気中で前記外筒と気密的に接合されることを特徴とする。
本発明による第２の内視鏡装置における光学ユニットは、一端及び他端を有する外筒と、前記外筒の一端と気密的に接合される第１の光学部材と、前記第１の光学部材に対向させて対物レンズ群を保持し、前記外筒の内周面に外周面が固定された固定部を有するレンズ枠と、気密的に接合された第２の光学部材を有し、前記外筒の他端に対して端部が気密的に接合された先端枠と、前記レンズ枠に穿設され、前記固定部が設けられた端部に開口された第１開口部と前記先端枠に対向配置されるとともに前記レンズ枠の側面に開口した第２開口部とを連通する連通路と、を備え、前記外筒には、前記第１の光学部材と前記レンズ枠との間に形成される空間に乾燥気体を充満するための通気口が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
これらの構成によれば、光学ユニットの最後の接合による封止作業のみを乾燥気体環境下で行なうことで、複数の空間からなる光学ユニット内部を乾燥気体に完全に置換した状態で封止することができ、作業性がよい。
【００１７】
【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。図１〜図４に本発明の第１実施の形態を示す。ここで、図１は内視鏡本体の外観図、図２は撮像ユニットの断面図、図３は撮像ユニットの組立て手順を示す説明図、図４は図３の変形例の説明図である。
【００１８】
図１の符号１は内視鏡本体で、内部に水が浸入しない水密構造を有している。この内視鏡本体１は、体内に挿入する少なくとも一部が軟性の挿入部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。又、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の遠隔操作を行うアングルレバー６が備えられている。
【００１９】
操作部５には、軟性コード９を介してコネクタ７が連設されている。このコネクタ７には、図示しない光源装置に接続する接続部が設けられていると共に、ビデオシステムセンターに接続するコネクタ８が接続されている。
【００２０】
更に、コネクタ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。
【００２１】
この場合、開閉弁１０に、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が備えられていても良く、又、この開閉弁１０に、図示しない逆止弁アダプターが組付け可能な構造であっても良い。
【００２２】
又、コネクタ８には、電気接点部を水密状態で閉塞する防水キャップ１１が組付け可能である。
【００２３】
一方、挿入部２の先端部３には、図２に示す撮像ユニット１２が内蔵されている。撮像ユニット１２の先端側には光学ユニット１２ａが設けられており、この光学ユニット１２ａの先端には、挿入部２の外表面に露出するカバーガラス１３が設けられており、このカバーガラス１３が金属製の先端枠１４に気密を保持した状態で接合されている。尚、本実施の形態では、カバーガラス１３としてサファイアを用いているが、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。
【００２４】
この先端枠１４は表面処理されており、本実施の形態では、表面処理として最下層にニッケル層、その上層に金メッキ層の二層構造を採用している。
【００２５】
又カバーガラス１３の背面に、光学系部材としての対物レンズ群１５が対設され、この対物レンズ群１５がレンズ枠１６に固定されている。
【００２６】
レンズ枠１６は、セラミックスなどの絶縁材料によって形成された絶縁枠１７に接着固定されており、このレンズ枠１６に、一端が側面に開口され、他端が後端面に開口された連通口１６ａが穿設されている。
【００２７】
絶縁枠１７がセラミックスを素材としている場合、その成分は、ブラックアルミナ（Ｔｉ，Ｎ，Ｃを配合したアルミナセラミックス）など遮光性・電気的絶縁性に優れた材料を選択することが好ましい。
【００２８】
又、絶縁枠１７の後方に、固体撮像素子１８が配設されている。この固体撮像素子１８の前面がカバーガラス１９の背面にレチクル等によって位置出しされて接着固定され、一方、このカバーガラス１９の前面に、光学部材としてのレンズ群２１が位置出しされて接着固定されている。尚、本実施の形態では、カバーガラス１９としてサファイアを用いているが、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。
【００２９】
このカバーガラス１９が、外筒としての金属枠２０の後部に気密を保持した状態で接合されており、更に、この金属枠２０の前部が絶縁枠１７に嵌合されていると共に、ロウ付けされて気密状態が保持されている。
【００３０】
金属枠２０は表面処理されており、本実施の形態では、表面処理として最下層にニッケル層、その上層に金メッキ層の二層構造を採用している。
【００３１】
又、金属枠２０には側面に貫通する比較的細径の通気口２０ａが穿設されており、この通気口２０ａの側面開口部が、組立て完了後に溶接等によって形成される閉塞部材２０ｂにより、気密を保持した状態で閉塞される。
【００３２】
尚、符号２２は絞りであり、レンズ群２１の前方に配設され、絶縁枠１７に接着固定されている。
【００３３】
光学ユニット１２ａ内は、先端枠１４とレンズ枠１６と絶縁枠１７の前端面とで第１の空間部２６が形成されていると共に、絶縁枠１７と対物レンズ群１５の後部とレンズ群２１の前部とで第２の空間部２７が形成されている。
【００３４】
又、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には固体撮像素子１８からの出力信号を増幅する集積回路（ＩＣ）やパルス信号のノイズを除去するコンデンサ等の電子部品が組付けられており、それらが絶縁性を有する接着剤によって封止されている。
【００３５】
固体撮像素子１８の外側にはシールド枠２５が配設されており、このシールド枠２５が金属枠２０に対し、接着或いは溶接等の固着手段を介して固設されている。
【００３６】
シールド枠２５と固体撮像素子１８との間には、水蒸気透過性の低い、シール剤（例えばフッ素ゴム系のシール剤）、若しくはポッティング剤（例えばフッ素ゴム系のポッティング剤）或いは接着剤（例えばエポキシ系接着剤）が充填されている。又、シールド枠２５の外周に熱収縮チューブ２８が被覆されている。
【００３７】
次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。
先ず、図３を用いて撮像ユニット１２の組立て手順を説明する。
カバーガラス１３，１９の外周面は、供に表面処理（メタライズ）が施されている。カバーガラス１３，１９の外周面に施されている表面処理は、下の層よりにクロム、ニッケル、金の膜が設けられている。各膜は真空蒸着若しくはスパッタリングにより成膜する。又、金をイオンプレーティングにて成膜しても良い。更に、モリブデンとマンガンの混合物を焼き付けて、その上にニッケルと金のメッキを成膜してもよく、高い耐熱性を得ることができる。
【００３８】
又、絶縁枠１７の先端枠１４に嵌合する外周面１７ａと、金属枠２０に勘合する外周面１７ｂとに表面処理（メタライズ）が施されている。又、この両外周面１７ａ，１７ｂの間、及び内周面は導電性を有する材質での表面処理は施されていない。
【００３９】
外周面１７ａ，１７ｂの表面処理は、最下層（メタライズ層）に無電解ニッケルメッキを施し、最外層に金を、真空での蒸着、若しくは真空でのスパッタリング、或いはメッキによって施している。又、モリブデンとマンガンの混合物を焼き付けて、その上にニッケルと金のメッキを成膜しても良く、高い耐熱性を得ることができる。
【００４０】
そして、カバーガラス１３と先端枠１４とを半田やロウ付けなどにより気密を保持した状態で接合する。又、カバーガラス１９と金属枠２０とを同様に気密を保持した状態で接合する。同様に、金属枠２０と絶縁枠１７、及び先端枠１４と絶縁枠１７もそれぞれ気密を保持した状態で接合して、光学ユニット１２ａを完成させる。
【００４１】
その後、この光学ユニット１２ａが組み付けられた撮像ユニット１２を真空雰囲気中に投入し、金属枠２０に穿設されている通気口２０ａから、撮像ユニット１２の内部空気を抜気させて真空状態とした後、この真空雰囲気を、窒素、ヘリウム等の乾燥気体の一例である乾燥不活性ガスに置換した雰囲気とする。
【００４２】
その結果、この乾燥不活性ガスが、絶縁枠１７内の対物レンズ群１５とレンズ群２１との間に形成された第２空間部２７、及びレンズ枠１６に穿設されている連通口１６ａを経て、先端枠１４とレンズ枠１６との間に形成された第１空間２６に充満されると共に、先端枠１４とカバーガラス１３の背面と対物レンズ群１５の前面との間に形成されている隙間等の微少間隙部位にも充満される。
【００４３】
そして、撮像ユニット１２内部に乾燥不活性ガスが所定に充満された後、乾燥不活性ガス雰囲気中で、通気口２０ａにレーザーを照射し、この通気口２０ａを溶かして閉塞部材２０ｂ（図２参照）を形成し、この閉塞部材２０ｂにて通気口２０ａを密閉する。
【００４４】
このとき、レーザーは通気口２０ａの軸方向に対し斜めに照射して内部のレンズにレーザーが直接照射されないようにする。又、レーザのスポット径は、通気口２０ａの内径よりも大きいものとする。
【００４５】
尚、レーザーによる過熱は局部・瞬時であるため、接合部の近くに高温耐性の無い部品（硝材、電子部品、接着剤等）が組付けられた後でも、レーザ照射による接合加工を行うことが可能である。
【００４６】
その後、シールド枠２５の外周を熱収縮チューブ２８で被覆し、撮像ユニット１２の組み立てを完了する。
【００４７】
次に、所定に組み立てられた撮像ユニット１２を、挿入部２の先端部３に内蔵する内視鏡本体１をオートクレーブ滅菌処理する場合について説明する。
オートクレーブ滅菌処理を行う際には、先ず、内視鏡本体１をオートクレーブ滅菌装置のチャンバーに投入する。
【００４８】
次いで、滅菌前工程としてチャンバー内を減圧して真空状態とした後、滅菌工程へ移行する。滅菌工程では、チャンバー内が高温高圧水蒸気で満たされているため、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。
【００４９】
そして、滅菌工程が所定に終了した後は、乾燥工程へ移行する。乾燥工程では、チャンバー内は真空となり、内視鏡内部も多少は乾燥されるが完全ではない。
【００５０】
しかし、撮像ユニット１２のカバーガラス１３，１９間は、気密を保持した状態で密閉されているため、内部に水蒸気は全く侵入せず、レンズ群１５，２１やカバーガラス１３，１９等の光学部材を高温水蒸気を原因とする劣化から有効に保護することができる。
【００５１】
更に、オートクレーブ滅菌後、直ちに使用する際に、滅菌水を内視鏡本体１にかけて急冷する場合があるが、この場合、外表面に露出するカバーガラスが急激に冷却されるため、内部では温度差により結露が発生し易い環境となるが、内部の気体には水蒸気が含まれていないため、内部に結露を原因とする曇りが発生することはない。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、撮像ユニット１２内のカバーガラス１３，１９間が乾燥不活性ガスを充満した状態で密閉されているため、オートクレーブ滅菌時の高圧水蒸気が、両カバーガラス１３，１９間に侵入することがなく、従って、レンズ群１５，２１やカバーガラス１３，１９等の光学部材の高温水蒸気よる劣化が回避されると共に、内部に浸入した水蒸気による結露が原因で、光学部材が曇ってしまうことが無く、繰り返しオートクレーブ滅菌を行なうことができる。
【００５３】
又、オートクレーブ滅菌後に急激に冷却されても、カバーガラス１３，１９内部で結露が生じることがないため、光学部材が曇ってしまうことがない。
【００５４】
尚、図４に示すように、金属枠２０に穿設されている通気口２０ａの側面に開口されている部分に段部２０ｃを形成し、この段部２０ｃに栓体３０を装着し、この栓体３０により通気口２０ａを閉塞するようにしても良い。
【００５５】
すなわち、カバーガラス１３，１９、先端枠１４、絶縁枠１７、枠２９をそれぞれ気密を保持した状態で接合した後、撮像ユニット１２を真空雰囲気中に投入し、金属枠２０に穿設されている通気口２０ａから、撮像ユニット１２の内部空気を抜気して真空状態とした後、この真空雰囲気を、窒素、ヘリウム等の乾燥不活性ガスに置換した雰囲気とする。
【００５６】
すると、カバーガラス１３，１９間の空間が、通気口２０ａから流入した乾燥不活性ガスで充満され、この乾燥不活性ガスが所定に充満された後、この乾燥不活性ガス雰囲気中で、通気口２０ａの段部２０ｃに栓体３０を装着し、この栓体３０と段部２０ｃとの隙間をレーザー溶接して、通気口２０ａを閉塞し、カバーガラス１３，１９間の空間を気密を保持した状態で封止するようにしても、同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
又、図５に本発明の第２実施の形態による光学ユニットの要部断面を示す。上述した第１実施の形態では撮像ユニット１２の組立が完了し、熱収縮チューブ２８で被覆する前に、カバーガラス１３，１９間に乾燥不活性ガスを充満させて封止するようにしているが、本実施の形態では、先端枠１４を絶縁枠１７に気密嵌合させる作業を乾燥不活性ガスが充満されている環境下で行うことで、カバーガラス１３，１９間の内部空間２６，２７等の空隙部位に乾燥不活性ガスを充満した状態で封止するようにしたものである。
【００５８】
従って、本実施の形態による金属枠２０には、第１実施の形態に示すような通気口２０ａを穿設する必要がない。
【００５９】
すなわち、組み立て手順について説明すれば、先ず、カバーガラス１９と金属枠２０とを気密を保持した状態で接合する。このカバーガラス１９の前面にはレンズ群２１が接合され、背面には、図示しない固体撮像素子が接合されている。
【００６０】
次いで、金属枠２０の前部を絶縁枠１７の後部外周に気密を保持した状態で接合させる。
【００６１】
一方、対物レンズ群１５を収容するレンズ枠１６を絶縁枠１７の前部に、所定にピント出し状態で接着固定する。尚、レンズ枠１６には第１実施の形態と同様の連通口１６ａが穿設されている。
【００６２】
次いで、真空中に不活性ガスが充満されている雰囲気中で、前部にカバーガラス１３を気密を保持した状態で接合する先端枠１４の後部を、絶縁枠１７に気密を保持した状態で接合する。
【００６３】
その結果、カバーガラス１３，１９と両枠１４，１７，２０で囲まれた内部空間に乾燥不活性ガスが充満された状態で封止される。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、第１実施の形態による効果に加えて、真空中に乾燥不活性ガスが充満されている雰囲気中で、先端枠１４と絶縁枠１７とを接合するようにしたので、接合完了と同時に、内部に乾燥不活性ガスが充満された状態で封止されるため、作業性が良い。
【００６５】
又、図６、図７に本発明の第３実施の形態を示す。ここで、図６は内視鏡本体の外観図、図７は光学ユニットの断面図を示す。
【００６６】
上述した各実施の形態では、被写体像を固体撮像素子により光電変換して撮像信号を得る電子内視鏡に本発明を適用した例を示したが、本実施の形態では、被写体像を光学的に得るファイバスコープに、本発明を適用した例を示す。
【００６７】
すなわち、図６に示すように、内部に水が侵入しない水密構造を有している内視鏡（ファイバスコープ）本体３２の先端側には、体内に挿入する軟性の挿入部３３が備えられ、この挿入部３３には先端部３４と湾曲部３５とが備えられている。
【００６８】
又、挿入部３３の基端部には操作部３６が設けられている。この操作部３６には湾曲部３５を遠隔操作を行うアングルレバー３７が設けられていると共に、この操作部３６の他端に接眼部３９が設けられている。
【００６９】
又、操作部３６の一側には、その先端に図示しない光源装置に接続するコネクタを有する軟性コード３８の基端側が連設されている。
【００７０】
図７に示すように、挿入部３３の先端部３４内には光学ユニット４０が配設されている。この光学ユニット４０には、外表面に露出する第１のレンズ４１と、その後方に配設された第２のレンズ４２とが設けられており、第２のレンズ４２の背面に、両レンズ４１，４２によって結像した画像を接眼部３９に伝送するイメージガイドファイバ４３が配設されている。この両レンズ４１，４２、及びイメージガイドファイバ４３の先端部は枠体４４に挿通されて保持されている。
【００７１】
第１のレンズ４１が枠体４４に気密を保持した状態で接続されており、又、この枠体４４にイメージガイドファイバ４３の外周面がメタライズされ、枠体４４と気密を保持した状態で接合されている。
【００７２】
又、枠体４４には、両レンズ４１，４２巻に形成される空間部４６に連通する通気口４４ａが穿設されており、この通気口４４ａが、枠体４４に外嵌されるパイプ４５に覆われている。パイプ４５は、その両端をレーザー溶接により枠体４４に気密を保持した状態で溶接されており、従って、通気口４４ａはパイプ４５により密閉される。
【００７３】
次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。
先ず、光学ユニット４０の組付け手順について説明する。第１のレンズ４１と枠体４４とを半田などで気密を保持した状態で接合する。又、第２のレンズ４２とイメージガイドファイバ４３とを外周合わせて接着固定する。
【００７４】
次いで、第２のレンズ４２とイメージガイドファイバ４３とを枠体４４に挿入し、ピントが合ったところで、枠体４４とイメージガイドファイバ４３とを半田等を用いて、気密を保持した状態で接合する。
【００７５】
このとき、第１のレンズ４１と第２のレンズ４２との間の空間部４６は、通気口４４ａによって外気と連通しているため、イメージガイドファイバ４３と枠体４４とを半田を用いて接合する場合において、枠体４４の端部から流し込む半田が確実に流れ易くなる。
【００７６】
次に、枠体４４にパイプ４５を挿通した後、この光学ユニット４０を真空雰囲気中に投入し、空間部４６に存在する空気を通気口４４ａを介して抜気する。その後、この真空雰囲気を乾燥不活性ガスに置換すると、空間部４６ａが乾燥不活性ガスで充満され、所定に充満された後、この乾燥不活性ガス雰囲気中で、パイプ４５の両端を、レーザー溶接により気密を保持した状態で枠体４４に接合する。
【００７７】
その結果、枠体４４に穿設されている通気口４４ａがパイプ４５により密閉される。
【００７８】
そして、所定に組み立てられた内視鏡本体３２に対して、オートクレーブ滅菌処理を行う際には、先ず、内視鏡本体３２をオートクレーブ滅菌装置のチャンバーに投入する。
【００７９】
次いで、滅菌前工程としてチャンバー内を減圧して真空状態とした後、滅菌工程へ移行する。滅菌工程では、チャンバー内が高温高圧水蒸気で満たされているため、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。
【００８０】
そして、滅菌工程が所定に終了した後は、乾燥工程へ移行する。乾燥工程では、チャンバー内は真空となり、内視鏡内部も多少は乾燥されるが完全ではない。
【００８１】
しかし、内視鏡挿入部３３の先端部３４に設けられている第１のレンズ４１と第２のレンズ４２との間の空間部４６には乾燥不活性ガスが充満された状態で封止されているため、内部に水蒸気は全く侵入せず、両レンズ４１，４２を高温水蒸気を原因とする劣化から有効に保護することができる。
【００８２】
更に、オートクレーブ滅菌後、直ちに使用する際に、滅菌水を内視鏡本体３２にかけて急冷する場合があるが、この場合でも、外表面に露出する第１のレンズ４１が急激に冷却されるため、内部では温度差により結露が発生し易い環境となるが、内部の気体には水蒸気が含まれていないため、内部に結露を原因とする曇りが発生することはない。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、第１のレンズ４１と第２のレンズ４２との間の空間部４６が乾燥不活性ガスを充満した状態で密閉されているため、オートクレーブ滅菌時の高圧水蒸気が、両レンズ４１，４２間に侵入することがなく、従って、このレンズ４１，４２の高温水蒸気よる劣化が回避されると共に、内部に浸入した水蒸気による結露が原因で、レンズ４１，４２が曇ってしまうことが無く、繰り返しオートクレーブ滅菌を行なうことができる。
【００８４】
又、オートクレーブ滅菌後に急激に冷却されても、空間部４６に水蒸気が存在しないため、両レンズ４１，４２に結露を原因とする曇りが発生することがない。
【００８５】
尚、上述した各実施の形態では内視鏡挿入部に湾曲部を有する軟性鏡を例に挙げて説明したが、本発明は、硬性鏡や内視鏡外付けカメラなど、様々の内視鏡装置の光学系に応用できることは云うまでもない。
【００８６】
ところで、図８に示すように、内視鏡本体の操作部から側方へ延出する軟性コード１０５の先端に設けられている外部接続用コネクタ本体１００には、内視鏡本体の内部空間に連通する第１の通気口金１１０と第２の通気口金１０２とが設けられているものがある。
【００８７】
図９に第１の通気口金１１０の断面図を示す。
第１の通気口金１１０の口金本体１１１はその基端が、コネクタ本体１００の隔壁に螺合されて固着されている。尚、この螺合部分は接着剤により水密が保持されている。
【００８８】
この口金本体１１１には、コネクタ本体１００に設けられた、内視鏡本体の内部空間に連通する通気通路１００ａに連通する通路１１２が穿設されている。この通路１１２の中途には逆止弁室１１２ａが形成されていると共に、その上部に弁体収納凹部１１２ｂが形成されており、この弁体収納凹部１１２ｂが上方に開口されている。
【００８９】
逆止弁室１１２ａの下端、及び弁体収納凹部１１２ｂの下端には、図面上方へ拡径するテーパ状の座面１１２ｃ，１１２ｄが各々形成されている。
【００９０】
更に、逆止弁室１１２ａには逆止弁体１１４が収納されている。この逆止弁体１１４の下端付近の外周には、座面１１２ｃに密接可能な逆止弁シール部材１１３が装着されている。
【００９１】
又、弁体収納凹部１１２ｂに開閉弁体１１５が収納されており、この開閉弁体１１５の軸中心に、逆止弁体１１４の軸部１１４ａが進退自在に挿通されている。この開閉弁体１１５の周側面にカム受けピン１１６が螺入され、このカム受けピン１１６が、口金本体１１１に形成されているカム溝１１７に係入されて、開閉弁体１１５の上下方向へ移動が規制されている。尚、符号１１５ａは、開閉弁体１１５の側面に形成された通気溝である。
【００９２】
又、開閉弁体１１５の下端側の外周面に設けられた段差部と、逆止弁体１１４の中途に形成された段差部との間に、逆止弁体１１４を下方へ常時付勢する圧縮ばね１１８が介装されている。通常状態では、この圧縮ばね１１８の弾撥力により逆止弁体１１４の下部に装着されている逆止弁シール部材１１３が逆止弁室１１２ａに形成された座面１１２ｃに圧接されて、水密状態が保持されている。
【００９３】
又、開閉弁体１１５の下端にはシール部材１１９が配置されこのシール部材１１９が、弁体収納凹部１１２ｂの下端に形成されている座面１１２ｄに圧接されると、通路１１２が水密を保持した状態で遮断される。
【００９４】
又、口金本体１１１の中途にカバー管１２０が装着されており、このカバー管１２０が口金本体１１１に、ねじ１２２を介して固着されている。このカバー管１２０には上方へ開口する凹部１２０ａが形成されており、この凹部１２０ａと、口金本体１１１の上端に形成されたフランジ部１１１ａとの間に、第１の回転体１２１が介装されている。この第１の回転体１２１は、フランジ部１１１ａと凹部１２０ａとによって上下方向の位置が規制され多状態で、口金本体１１１の外周面の周りでの回転方向への移動が許容されている。
【００９５】
この第１の回転体１２１の内周面には、その上端側から下端側に適度の深さの長溝１２３が形成され、又、この長溝１２３に中心軸を挟んで対向する側の外周面に第１の溝１２５が形成されている。尚、口金本体１１１に形成されているフランジ部１１１ａには、第１の溝１２５に対応して切欠き部１１１ｂが形成されている。
【００９６】
この長溝１２３内には、カム受けピン１１６の頭部が係入され、又、第１の溝１２５には、後述する開放キャップ１３０に設けられた第１の係合ピン１３４が係入される。
【００９７】
この第１の回転体１２１を回動すると、長溝１２３内に頭部を臨ませているカム受けピン１１６が長溝１２３の側壁に押圧されて同方向へ回動し、この回動により開閉弁体１１５がカム溝１１７に沿って上下方向へ移動する。
【００９８】
又、カバー管１２０の外周面における所定の位置に、外側へ突出する支持ピン１２４が螺着されている。
【００９９】
一方、図８に示すように、第２の通気口金１０２には逆止弁は存在しないが、第１の通気口金１０１と同様、図示しない開閉弁が設けられており、第２の回転体１０３を回転させることにより開閉操作を行なうことができる。
【０１００】
両通気口金１０１，１０２には、開放キャップ１３０が取付け自在になっている。図１０、図１１に示すように、開放キャップ１３０のキャップ本体１３１は、第１の通気口金１１０に取付ける第１の開口１３１ａと、第２の通気口金１０２に取付ける第２の開口１３１ｂとを備えており、この両開口１３１ａ，１３１ｂは互いに連通されている。
【０１０１】
又、キャップ本体１３１には、第１の通気口金１１０に設けられている支持ピン１２４に係合する第１のガイド溝１３２と、第２の通気口金１０２に設けられたピン１０４に係合する第２のガイド溝１３３とがＬ字状に形成されている。
【０１０２】
更に、キャップ本体１３１には、このキャップ本体１３１の内周面よりその内側へ突出する第１の係合ピン１３４と第２の係合ピン１３５とが設けられている。
【０１０３】
第１の係合ピン１３４は、開放キャップ１３０が第１の通気口金１１０に取付けられた際、第１の回転体１２１に設けられた第１の溝１２５に係合して、第１の回転体１２１を回転させる。
【０１０４】
又、第２の係合ピン１３５は開放キャップ１３０が第２の通気口金１０２に取付けられた際、第２の回転体１０３に形成された、第１の溝１２５と同等の溝（図示せず）に係合して、第２の回転体１０３を回転させる。
【０１０５】
又第１の開口１３１ａと第２の開口１３１ｂとは、内周の径が異なっており、第２の通気口金１０２に第１の開口１３１ａは装着できないように設定されている。
【０１０６】
尚、この場合、キャップ本体１３１の第１の開口１３１ａ側の外周に、オートクレーブ滅菌時にこちらの側を取付けるという内容の表示、或いは使用者が装着方向を容易に認識することのできるマーク等を施すようにしても良い。
【０１０７】
このような構成では、内視鏡装置をオートクレーブに投入し滅菌する際、第１の通気口金１１０に、キャップ本体１３１の第１の開口１３１ａを装着する。この場合、キャップ本体１３１の第１の開口１３１ａ側の外周に装着方向が記載されていれば、使用者は取付け方向を容易に認識することが可能となる。
【０１０８】
キャップ本体１３１の第１の開口１３１ａを第１の通気口金１１０に装着し、このキャップ本体１３１の内周に突出している第１の係合ピン１３４を、口金本体１１１のフランジ部１１１ａに形成された切欠き部１１１ｂを通り、第１の回転体１２１に形成された第１の溝１２５に係入される。同時に、第１の溝１２５の下方に突設されている支持ピン１２４に、キャップ本体１３１に形成されている第１ガイド溝１３２が係入される。
【０１０９】
そして、キャップ本体１３１を回転させると、このキャップ本体１３１が第１のガイド溝１３２に係入されている支持ピン１２４により上下方向への移動が規制された状態で回転し、第１の係合ピン１３４が、第１の回転体１２１に形成されている第１の溝１２５を介して第１の回転体１２１を同方向へ回転させる。
【０１１０】
すると、この第１の回転体１２１に形成されている長溝１２３に頭部を係入するカム受けピン１１６が、第１の回転体１２１の回転方向へ移動し、このカム受けピン１１６突設する開閉弁体１１５が、カム受けピン１１６を係入するカム溝１１７に沿って上方へ移動し、この開閉弁体１１５に装着されているシール部材１１９が、口金本体１１１の弁体収納凹部１１２ｂの下端に形成されている座面１１２ｄから離間する。
【０１１１】
その結果、逆止弁体１１４は開放方向への移動が許容され、内視鏡本体は逆止弁が機能している状態となる。
【０１１２】
そして、この状態で内視鏡本体をオートクレーブ装置内に投入すると、この装置内では、先ず、滅菌前工程として装置内を減圧して真空状態に近い環境とする。
【０１１３】
このとき、内視鏡本体の内部空間の圧力が相対的に高くなるため、逆止弁体１１４が圧縮ばね１１８の付勢力に抗して上昇し、この逆止弁体１１４に装着されている逆止弁シール部材１１３が、口金本体１１１に形成された逆止弁室１１２ａの下端に形成された座面１１２ｃから離間し、内視鏡本体の内部空間に充満されている空気が、コネクタ本体１００に設けられている通気通路１００ａを通り、口金本体１１１に穿設されている通路１１２から、開閉弁体１１５の側面に形成されている通気溝１１５ａを経て内視鏡本体外に排出される。
【０１１４】
その結果、滅菌前工程では、内視鏡本体の内圧と外圧とがほぼ等しくなり、内視鏡本体の外壁を構成する柔軟な部分、例えば湾曲部の外皮チューブを破損することがない。
【０１１５】
その後、滅菌工程へ移行すると、装置内の圧力が相対的に高くなるため、逆止弁体１１４は、外圧と圧縮ばね１１８との双方の付勢力を受けて下降し、下部に装着されている逆止弁シール部材１１３が逆止弁室１１２ａに形成された座面１１２ｃに密着され、通路１１２を遮断して、水密状態を保持する。その結果、オートクレーブ滅菌時の高温水蒸気の内視鏡本体内への侵入が阻止される。
【０１１６】
そして、滅菌終了後には、キャップ本体１３１を第１の通気口金１１０から取り外し、このキャップ本体１３１の第２の開口１３１ｂ側を、第２の通気口金１０２に装着して回転すさせる。
【０１１７】
すると、第２の通気口金１０２に設けられている第２の回転体１０３が回転し、図示しない開閉弁が開放され、内視鏡本体内外の圧力差がなくなる。
【０１１８】
以上、説明したように、本形態によれば、オートクレーブ滅菌時の滅菌前工程における減圧時に、内視鏡本体の内部空間が開放されて、内視鏡本体の内外圧力差がなくなるため、内視鏡本体の湾曲部外皮チューブ等、外壁を構成する柔軟な部分が破損せず、又、オートクレーブ滅菌時においては内視鏡本体の内部空間が遮断されるため、高温水蒸気が内視鏡本体内部に侵入せず、従って、内視鏡本体を繰り返しオートクレーブ滅菌した場合でも、耐久性が著しく低下することがなく、高い信頼性を得ることができる。
【０１１９】
又、１つの開放キャップ１３０により、オートクレーブ滅菌時の逆止弁体１１４を動作させる操作と、オートクレーブ滅菌終了後の大気圧を内視鏡本体内に導入する操作とが共用できるため、滅菌終了後に内視鏡本体の内圧を大気圧に戻す操作を忘れることがなく、取扱性が良い。
【０１２０】
［付記］以上、詳述したように本発明によれば以下に示す効果を得ることができる。
（１）少なくとも金属製外筒と、この金属製外筒に内装された光学部材とを備え、該光学部材が気密を保持した状態で封止されている光学ユニットを有する内視鏡装置において、
前記金属製外筒には内外を連通する通気口が設けられていると共に、
前記通気口が前記光学ユニット内部を乾燥気体に置換した後に気密を保持した状態で封止されることを特徴とする内視鏡装置。
【０１２１】
（２）（１）において、
気密を保持した状態で封止する手段はロウ付け若しくは溶接若しくは低融点ガラスによる封止であることを特徴とする。
【０１２２】
（３）（１）或いは（２）において、
前記通気口を溶接によって封止することを特徴とする。
【０１２３】
（４）（１）或いは（２）において、
前記金属外筒に、前記通気口を覆う金属パイプを外嵌し、該金属パイプと光学ユニット外表面とを気密を保持した状態で接合して前記通気口を封止したことを特徴とする。
【０１２４】
（５）少なくとも金属製外筒と、この金属製外筒に内装された光学部材とを備え、該光学部材が気密を保持した状態で封止されている光学ユニットを有する内視鏡装置において、
前記金属製外筒が前記光学ユニット内部を乾燥気体に置換した後に気密を保持した状態で封止されることを特徴とする内視鏡装置。
【０１２５】
（６）（５）において、
気密を保持した状態で封止する手段はロウ付け若しくは溶接若しくは低融点ガラスによる封止であることを特徴とする。
【０１２６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、光学ユニット内を乾燥気体で置換した後に、気密を保持した状態で封止したので、光学ユニットに内装されている光学部材が高温水蒸気によって劣化することが無く、水蒸気の侵入により生じる結露によって曇ることも無く、オートクレーブ滅菌を繰り返して行うことができる。
【０１２７】
又、オートクレーブ滅菌後に急激に冷却されても、カバーガラス内部で結露により曇ることがない。
【０１２８】
又、光学ユニットの最後の接合による封止作業のみを乾燥気体環境下で行なえるため、複数の空間からなる光学ユニット内部を乾燥気体に完全に置換することができ、従って、ピント出し接着作業は大気中で行なうことができるようになり作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による内視鏡本体の外観図
【図２】同、撮像ユニットの断面図
【図３】同、撮像ユニットの組立て手順を示す説明図
【図４】同、図３の変形例の説明図
【図５】第２実施の形態による光学ユニットの要部断面図
【図６】第３実施の形態による内視鏡本体の外観図
【図７】同、光学ユニットの断面図
【図８】他の変形例によるコネクタの側面図
【図９】第１の通気口金の断面図
【図１０】開放キャップの側面図
【図１１】図１０のXI-XI断面図
【符号の説明】
１ 内視鏡本体
１２ａ，４０ 光学ユニット
１３，１５，１９，２１ 光学部材（カバーガラス、対物レンズ群、レンズ群）
２０ 金属枠（金属製外筒）
２０ａ 通気口

Claims (3)

1. 一端及び他端を有する外筒と、
   前記外筒の一端と気密的に接合される第１の光学部材と、
   前記第１の光学部材に対向させて対物レンズ群を保持し、前記外筒の内周面に外周面が固定された固定部を有するレンズ枠と、
   気密的に接合された第２の光学部材を有し、前記外筒の他端に対して端部が気密的に接合された先端枠と、
   前記レンズ枠に穿設され、前記固定部が設けられた端部に開口された第１開口部と前記先端枠に対向配置されるとともに前記レンズ枠の側面に開口した第２開口部とを連通する連通路と、
   を備え、
   前記先端枠は、乾燥気体が充満した雰囲気中で前記外筒と気密的に接合されることを特徴とする光学ユニット。
2. 一端及び他端を有する外筒と、
   前記外筒の一端と気密的に接合される第１の光学部材と、
   前記第１の光学部材に対向させて対物レンズ群を保持し、前記外筒の内周面に外周面が固定された固定部を有するレンズ枠と、
   気密的に接合された第２の光学部材を有し、前記外筒の他端に対して端部が気密的に接合された先端枠と、
   前記レンズ枠に穿設され、前記固定部が設けられた端部に開口された第１開口部と前記先端枠に対向配置されるとともに前記レンズ枠の側面に開口した第２開口部とを連通する連通路と、
   を備え、
   前記外筒には、前記第１の光学部材と前記レンズ枠との間に形成される空間に乾燥気体を充満するための通気口が形成されていることを特徴とする光学ユニット。
3. 前記通気口は、前記空間に前記乾燥気体を充満した後に、気密的に封止されることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。

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