JP4704386B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡、特に細径内視鏡に関する。

一般に、内視鏡は、長尺な挿入部と、この挿入部の基端に設けられた操作部とからその本体が構成されており、挿入部は、先端に被観察物の像を結像するための対物光学系と、像を電気信号に変換するための撮像素子と、被観察物に照明光を供給するための照明手段とを前記挿入部の内部に備えて成る。

また、処置具等が挿通される管路や、送水・吸引等を行うための管路を内部に備えた様々な内視鏡も数多く存在するが、観察に特化した細径内視鏡では、一般的に対物光学系と撮像素子と照明手段のみを備える。

近年、撮像装置の高画素化が進んでおり、細径内視鏡においてもアスペクト比5:4や4:3、16:9などの横長なモニタをフルに使用するような表示領域を持つ内視鏡が増えつつある。

このような横長な表示領域を得るためには当然撮像素子も横長となり、物体面における観察範囲も横長な領域となる。しかしながら従来から用いられている正円形の照明レンズと先端部を円筒形に成型したライトガイドファイバーを使用した中心回転対称な照明手段では、物体面における照明範囲も正円形となり、照明光のロスが発生する。このような照明光のロスを防ぐ方法として、照明範囲も観察範囲と同じく横長とすることが考えられる。

このような横長の照明範囲を得るために、図１０に示すように対物光学系１２の両側にライトガイド１３と照明レンズ１４を配置するとともにライトガイド１３と照明レンズ１４を偏心させたもの（特許文献１）が知られている。
特開平11-326786号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは照明レンズをライトガイドファイバーに対して必要以上に大きくする必要があり、内視鏡先端部の太径化につながるという問題がある。

また、そもそも内視鏡先端部の断面形状が円形であることを考えると、照明レンズとライトガイドファイバーの断面形状を円形とすると先端部のレイアウトに無駄が生じ、細径化が難しくなるという問題もある。

本発明は前記諸事情に着目してなされたものであり、その目的は、内視鏡先端部のレイアウトの無駄を防止して細径化するとともに、照明範囲を観察範囲に合わせた横長な形状とすることで出射光のロスの少ない内視鏡を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１の内視鏡は、
内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
を具備し、
前記先端カバーは、
前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
を備え、
さらに前記先端カバーは、全体が透明樹脂により形成される
ことを特徴とする。
また、本発明の第２の内視鏡は、
内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
を具備し、
前記先端カバーは、
前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
を備え、
さらに前記先端カバーは、少なくとも前記照明光拡散部が透明樹脂、その他の部分が不透明樹脂により形成され、前記透明樹脂と前記不透明樹脂とが２色成型により一体に成型される
ことを特徴とする。
また、本発明の第３の内視鏡は、
内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
を具備し、
前記先端カバーは、
前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
を備え、
前記先端カバーは、少なくとも前記照明光拡散部が光学ガラス、その他の部分が不透明樹脂により形成され、前記光学ガラスと前記不透明樹脂とが一体に成型されることを特徴とする。

本発明によれば、内視鏡先端部を細径化するとともに出射光のロスの少ない内視鏡を提供することができる。

（実施例１）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

図１に本実施例の外形を示す。内視鏡の先端部２０には対物光学系２２が外面に露出するように内蔵され、対物光学系２２の周囲にはライトガイド２３が配置されている。また、ライトガイド２３の出射端面に対向し、かつ先端部２０の側面の一部を覆い全体が透明樹脂からなる先端カバー２１が接着固定されている。

図２に先端部２０の水平断面図を示す。先端部２０には、横長な撮像領域を持つ撮像素子３１が、レンズ鏡胴３２内において対物光学系２２の結像位置に配置されている。

先端カバー２１は、先端部２０の側面を覆う周胴部３５ａと、周胴部３５ａに一体的に形成された円環状部３５ｂとからなり、円環状部３５ｂのライトガイド２３の出射端面に対向する位置に、円環面からなる照明光拡散部３６が設けられている。

なお、先端カバー２１はレンズ鏡胴３２に段差部３２ａを形成して嵌合接着してもよいが、さらに水密性を高めるために、図３に示すように周胴部３５ａを内視鏡の長手方向に十分に長く成型し、先端部２０の側面を覆う軟性チューブ４１とレンズ鏡胴３２の両面に接着固定する方が好ましい。

図４に本実施例の構造を示す。先端カバー２１の、ライトガイド２３の出射端面５２ａに対向する位置に設けられた照明光拡散部３６は、先端カバー２１の中心を対称軸とする回転対称な円環面からなり、負の屈折力を持つ凹レンズとして作用するため、出射端面５２ａから出射される照明光を拡散させることができる。なお、撮像素子の撮像領域の長辺に平行な方向を左右方向としたとき、ライトガイド２３は対物光学系２２の左右方向にのみ配置され、左右方向と直交する上下方向には配置されない構成となっている。

上記のような構成にすることによって、ライトガイド２３の出射端面５２ａから出射された照明光を拡散させ、均一な配光が得られ良好な観察像を得ることができる。

さらに、図５に示すように、照明光拡散部３６は左右方向において上下方向より曲率半径が小さいので、左右方向においてより大きい負の屈折力を持つ。その結果、照明光は左右方向に強く拡散されて横長な照明範囲が得られ、出射光量を無駄にすることなく均一な明るさの観察像が得られる。

また、ライトガイド２３の先端は従来のような円筒形とは異なり上下に細長い形状としたため、先端部のレイアウトに無駄が少なく、細径化を容易に達成できる。

また、照明光拡散部３６は単純な回転対称体で構成されるため加工が容易である上、組み立て時には対物光学系２２にライトガイド２３を位置決めした後に先端カバー２１を嵌合させるだけで十分な性能が得られるため、特別な位置合わせ等の必要がなく、組み立て性に優れる。

（実施例２）
図６に本実施例の構造を示す。図示しない部分は実施例１と同様であり説明を省略する。本実施例は、先端カバー２１のうちライトガイド２３の出射端面５２ａに対向しない部分を平面部８３としたものである。照明光拡散部８１はライトガイドの出射端面に対向する位置に設ければ十分であり、本実施例のように平面部８３を設けることによって先端カバー２１とレンズ鏡胴等との接着性を高めることができる。

（実施例３）
図７に本実施例の断面を示す。本実施例は、照明光拡散部として先端カバー２１の中心を対称軸とする円環面に、同心円状の複数の微細な溝９１を重畳して形成したものである。溝の幅は0.1mm以下であると好ましい。この複数の微細な溝９１の作用によって、左右方向における負の屈折力が大きくなる一方で上下方向における屈折力はさほど変化を受けないため、より横長な照明範囲が得られる。

また、図８に示すように照明光拡散部として同心円状の複数の微細な溝１０２のみを形成しても同様な効果が得られる。

（実施例４）
図９に本実施例の外形を示す。本実施例は、先端カバー２１のうち照明光拡散部が透明樹脂１１０、照明光拡散部以外の円環状部と周胴部がそれぞれ不透明樹脂１１１、１１２からなり、両者を２色成型により一体に成型したものである。本実施例では内視鏡先端部の内部構造が医師や患者の視線に晒されることがないため、先端カバー２１の全体が透明樹脂で成型されたものと比べ品位上の観点で優れる。

また、照明光拡散部を別途成型した光学ガラス部材とし、不透明樹脂に埋め込み成型してもよい。屈折率が高い光学ガラス部材を照明光拡散部とすることでより強い負の屈折力が得られ、広い視野角を持つ内視鏡においても視野の隅々まで均一な明るさの観察像が得られる。

本実施例のように、先端カバーは、照明光拡散部が透明な材料であれば何れの材料でも十分な効果が得られる。

本発明は上記の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

本発明の実施例１の外形を示す図である。 本発明の実施例１の水平断面図である。 本発明の実施例１の先端カバーの変形例を示す図である。 本発明の実施例１の構造を示す半断面図である。 本発明の実施例１の先端部の正面図、および左右・上下方向における断面図である。 本発明の実施例２の構造を示す半断面図である。 本発明の実施例３の照明光拡散部の断面図である。 本発明の実施例３の照明光拡散部の変形例を示す図である。 本発明の実施例４の外形を示す図である。 従来の内視鏡の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１２、２２ 対物光学系
１３、２３ ライトガイド
１４ 照明レンズ
２０ 先端部
２１ 先端カバー
３１ 撮像素子
３２ レンズ鏡胴
３２ａ 段差部
３５ａ 周胴部
３５ｂ 円環状部
３６、８１ 照明光拡散部
４１ 軟性チューブ
５２ａ 出射端面
８３ 平面部
９１、１０２ 溝
１１０ 透明樹脂
１１１、１１２ 不透明樹脂

Claims (9)

1. 内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
   前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
   前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
   前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
   を具備し、
   前記先端カバーは、
   前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
   前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
   を備え、
   さらに前記先端カバーは、全体が透明樹脂により形成される
   ことを特徴とする内視鏡。
2. 内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
   前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
   前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
   前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
   を具備し、
   前記先端カバーは、
   前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
   前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
   を備え、
   さらに前記先端カバーは、少なくとも前記照明光拡散部が透明樹脂、その他の部分が不透明樹脂により形成され、前記透明樹脂と前記不透明樹脂とが２色成型により一体に成型される
   ことを特徴とする内視鏡。
3. 内視鏡挿入部の先端部において外面が露出して配設された対物光学系と、
   前記先端部における前記対物光学系の結像位置に配設された、横長の撮像領域を有する撮像素子と、
   前記先端部において、前記撮像素子における前記撮像領域の長辺に平行な方向を当該先端部における左右方向としたとき、前記対物光学系の左右方向側のみにおいて前記対物光学系の光軸方向に沿って延設され、その出射端面が上下方向に細長い形状を呈したライトガイドと、
   前記先端部において、前記ライトガイドの出射端面の前面側を覆うように配設された、前記先端部の中心を同軸とする円環形状部を有する先端カバーと、
   を具備し、
   前記先端カバーは、
   前記円環形状部の周縁部から前記対物光学系の光軸方向に向けて延設された周胴部と、
   前記円環形状部における前記ライトガイドの出射端面に対向する位置にのみ形成され、当該出射端面からの光を拡散して照射するための照明光拡散部と、
   を備え、
   前記先端カバーは、少なくとも前記照明光拡散部が光学ガラス、その他の部分が不透明樹脂により形成され、前記光学ガラスと前記不透明樹脂とが一体に成型されることを特徴とする内視鏡。
4. 前記照明光拡散部は、前記対物光学系の光軸方向の断面が円の一部により形成されることにより構成されることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の内視鏡。
5. 前記照明光拡散部は、前記先端部の中心を対称軸とする同心円状の複数の微細な溝であることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の内視鏡。
6. 前記微細な溝の幅は0.1mm以下であることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
7. 前記照明光拡散部は、前記対物光学系の光軸方向の断面が円の一部により形成されることにより構成され、前記円の一部にはさらに前記微細な溝が重畳して形成されることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
8. 前記照明光拡散部は負の屈折力を持つことを特徴とする請求項１−７のいずれか一項に記載の内視鏡。
9. 前記左右方向に直交する方向を上下方向としたとき、前記照明光拡散部は、前記左右方向において前記上下方向より大きな負の屈折力を持つことを特徴とする請求項８に記載の内視鏡。

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