JP4928975B2 - The tip of the electronic endoscope - Google Patents
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Description
この発明は電子内視鏡の先端部に関する。 The present invention relates to a distal end portion of an electronic endoscope.
電子内視鏡においては、対物光学系を内蔵する対物レンズユニットと固体撮像素子を内蔵する撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを嵌挿保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に接着剤で固定された構成を有するものが少なくない(例えば、特許文献1)。
図9は、従来の電子内視鏡の先端部を例示しており、対物光学系91を内蔵する対物レンズユニット92と固体撮像素子93を内蔵する撮像素子ユニット94とが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニット95が構成され、先端部本体96に対物・撮像素子ユニット95を嵌挿保持するためのユニット保持孔97が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニット95がユニット保持孔97内に接着剤98で固定されている。
FIG. 9 illustrates the tip of a conventional electronic endoscope. An
そのような接着剤98として強力なエポキシ系の接着剤等を用いると、先端部本体96を分解修理する際に対物・撮像素子ユニット95が先端部本体96から外れないため、固体撮像素子93等を再使用することができず、経済的及び資源的なロスが非常に大きくなってしまう。
When a strong epoxy adhesive or the like is used as such an adhesive 98, the object /
そこで、対物・撮像素子ユニット95の固定には、エポキシ系の接着剤等に比べて接着力の小さなシリコン系接着剤等を用いることで、先端部本体96を分解修理する際に対物・撮像素子ユニット95を先端部本体96から取り外すことができて、対物・撮像素子ユニット95を(少なくとも固体撮像素子93を)再使用することができる。
Accordingly, the objective /
しかし、撮像素子ユニット94の外形は固体撮像素子93に対応する略矩形状に形成されているので、その部分においては、弾力性があって流動性の小さなシリコン系接着剤が、ユニット保持孔97内の対物・撮像素子ユニット95の周囲の空間に充填される際に気泡を含んだ状態になり易い。
However, since the outer shape of the image
図10は、対物・撮像素子ユニット95を固定するために接着剤98を充填する作業の状態を示しており、対物・撮像素子ユニット95の周囲とユニット保持孔97内とに予め接着剤98をタップリと塗布しておいて、対物・撮像素子ユニット95がユニット保持孔97内に差し込まれる。
FIG. 10 shows a state in which an adhesive 98 is filled in order to fix the objective /
しかし、そのような差し込み動作中に、対物・撮像素子ユニット95がユニット保持孔97に対して径方向や回転方向に振れることは避けられない。すると、対物・撮像素子ユニット95とユニット保持孔97との間の隙間の大きさが様々に変化するので、図11に示されるように断面形状が矩形状である撮像素子ユニット94部分では、どうしても接着剤98中に気泡99が混じってしまう。
However, during such insertion operation, it is inevitable that the objective /
そして、そのような気泡99が接着剤98中に存在すると、接着剤98の加熱乾燥時に気泡99が膨張したり移動したりして外面に導通する孔が形成され、その結果、水漏れ等のような重故障の原因になる気密性破壊が生じるおそれがある。また、熱膨張した気泡99が外表面で破裂して、図12に示されるようにそこに不規則な形状の凹凸100が形成され、それが菌などの溜まり場になってしまうおそれがある。特に、オートクレーブ滅菌処理に対応可能な耐熱性を有するシリコン系接着剤は、乾燥時に加熱反応させる必要があるため、このような現象が発生し易い。
If
本発明は、先端部本体の分解修理の際に対物・撮像素子ユニットを容易に取り外して回収することができ、しかも、組み立て作業において、先端部本体のユニット保持孔に対物・撮像素子ユニットを固定するための接着剤中に気泡が混じってもそれが他に悪影響を及ぼさず、組み立て作業を容易に行うことができる電子内視鏡の先端部を提供することを目的とする。 In the present invention, the objective / imaging device unit can be easily removed and collected when disassembling and repairing the tip body, and the objective / imaging device unit is fixed to the unit holding hole of the tip body during assembly work. An object of the present invention is to provide a distal end portion of an electronic endoscope that can be easily assembled without causing any adverse effects even if air bubbles are mixed in the adhesive.
上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡の先端部は、対物光学系が内蔵されて少なくとも先端寄りの部分の外形が円形に形成された対物レンズユニットと、固体撮像素子が内蔵されて外形が略矩形状に形成された撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを挿通保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に通されて接着剤でそこに固定された構成を有する電子内視鏡の先端部において、ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、補助円筒の外周部がユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第1の弾力性接着剤で封止固定されると共に、補助円筒より後方のユニット保持孔内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第2の弾力性接着剤が充填されて対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に固定され、補助円筒内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されているものである。 In order to achieve the above object, the distal end portion of the electronic endoscope of the present invention has an objective lens unit in which an objective optical system is incorporated and at least a portion near the distal end is formed in a circular shape, and a solid-state imaging device is incorporated. The objective / imaging device unit is configured by integrally connecting to the imaging device unit whose outer shape is formed in a substantially rectangular shape, and the objective / imaging device unit is arranged on the distal end body disposed at the most distal position of the insertion portion. A front end portion of an electronic endoscope having a configuration in which a unit holding hole for inserting and holding the lens is formed in the front-rear direction so that the objective / imaging element unit is passed through the unit holding hole and fixed thereto with an adhesive A cylindrical auxiliary cylinder in which the vicinity of the tip end portion of the unit holding hole is formed in a circular cross-sectional shape, and the outer periphery is inserted thereinto and the tip end portion of the objective / imaging element unit is inserted into the inner periphery. The outer peripheral portion of the auxiliary cylinder is sealed and fixed with the first elastic adhesive having elasticity in the tip portion of the unit holding hole, and in the unit holding hole behind the auxiliary cylinder The space around the element unit is filled with an elastic second elastic adhesive to fix the objective / imaging element unit in the unit holding hole, and the space around the objective / imaging element unit in the auxiliary cylinder. The space is sealed by being filled with a hard adhesive that changes from fluid to hard by heating.
なお、第1及び第2の弾力性接着剤がシリコン系接着剤であってもよく、硬質接着剤がエポキシ系接着剤であってもよい。
また、第1の弾力性接着剤の先端面と硬質接着剤の先端面とが外面に露出していてもよく、補助円筒が、第1の弾力性接着剤で先端部本体に対物・撮像素子ユニットより先に固定されていてもよい。そして、硬質接着剤は、第2の弾力性接着剤が充填された後で充填されていてもよい。
Note that the first and second elastic adhesives may be silicon adhesives, and the hard adhesive may be an epoxy adhesive.
Moreover, the front end surface of the first elastic adhesive and the front end surface of the hard adhesive may be exposed to the outer surface, and the auxiliary cylinder is provided with the first elastic adhesive on the front end portion body with the objective / imaging device. It may be fixed before the unit. The hard adhesive may be filled after the second elastic adhesive is filled.
また、補助円筒の後半寄りの部分に、後端側が開放された複数のスリットが形成されていてもよい。 Further, a plurality of slits whose rear end sides are open may be formed in a portion near the latter half of the auxiliary cylinder.
本発明によれば、外形形状が円形に形成された対物・撮像素子ユニットの先端部分付近が補助円筒を介して円形のユニット保持孔の先端部分付近に(補助円筒の外周は第1の弾力性接着剤で、内周は硬質接着剤で)接合されていることにより、先端部本体の分解修理の際には、第1の弾力性接着剤を破壊して対物・撮像素子ユニットを補助円筒と共に容易に取り外して回収することができ、しかも、組み立て作業において、先端部本体のユニット保持孔に対物・撮像素子ユニットを固定するための第2の弾力性接着剤中に気泡が混じっても外面に対しては硬質接着剤で封止されるので他に悪影響を及ぼさず、組み立て作業を容易に行うことができる。 According to the present invention, the vicinity of the tip portion of the objective / imaging element unit whose outer shape is formed in a circle is located near the tip portion of the circular unit holding hole via the auxiliary cylinder (the outer periphery of the auxiliary cylinder has the first elasticity). When the tip body is disassembled and repaired, the first elastic adhesive is destroyed and the objective / imaging device unit is put together with the auxiliary cylinder. It can be easily removed and collected, and even in the assembly work, even if air bubbles are mixed in the second elastic adhesive for fixing the objective / imaging device unit to the unit holding hole of the tip body, it can be removed from the outer surface. On the other hand, since it is sealed with a hard adhesive, the assembly operation can be easily performed without adversely affecting other parts.
対物光学系が内蔵されて少なくとも先端寄りの部分の外形が円形に形成された対物レンズユニットと、固体撮像素子が内蔵されて外形が略矩形状に形成された撮像素子ユニットとが一体的に連結されて対物・撮像素子ユニットが構成され、挿入部の最先端位置に配置された先端部本体に対物・撮像素子ユニットを挿通保持するためのユニット保持孔が前後方向に貫通形成されて、対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に通されて接着剤でそこに固定された構成を有する電子内視鏡の先端部において、ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、補助円筒の外周部がユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第1の弾力性接着剤で封止固定されると共に、補助円筒より後方のユニット保持孔内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第2の弾力性接着剤が充填されて対物・撮像素子ユニットがユニット保持孔内に固定され、補助円筒内においては対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されている。 An objective lens unit with a built-in objective optical system and an outer shape at least near the tip formed in a circle and an image sensor unit with a built-in solid-state image sensor and formed in a substantially rectangular shape are connected together. The objective / imaging device unit is configured, and a unit holding hole for inserting and holding the objective / imaging device unit is formed in the front-end body arranged at the foremost position of the insertion portion so as to penetrate in the front-rear direction. In the distal end portion of the electronic endoscope having a configuration in which the imaging element unit is passed through the unit holding hole and fixed thereto with an adhesive, the vicinity of the distal end portion of the unit holding hole is formed in a circular cross-sectional shape, There is provided a cylindrical auxiliary cylinder in which the outer periphery is inserted and the tip of the objective / imaging device unit is inserted in the inner periphery, and the outer periphery of the auxiliary cylinder is in the tip of the unit holding hole. A second elastic adhesive which is sealed and fixed with a first elastic adhesive having elasticity and has elasticity in the space around the objective / imaging device unit in the unit holding hole behind the auxiliary cylinder The objective / imaging device unit is fixed in the unit holding hole and the space around the objective / imaging device unit is filled with a hard adhesive that changes from fluid to hard by heating. The space is sealed.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は電子内視鏡の先端部の半断面図であり、可撓性の挿入部1の先端に連結された先端部本体2の先端面に観察窓3が配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a half sectional view of a distal end portion of an electronic endoscope, and an
観察窓3の奥には複数のレンズからなる対物光学系4が配置され、その対物光学系4による内視鏡観察像の結像位置に固体撮像素子5の撮像面が配置され、挿入部1の先端前方(図1において左方)の被写体の観察像を撮像することができる。
An objective
対物光学系4を内蔵する対物レンズユニット6と固体撮像素子5を内蔵する撮像素子ユニット7とは接着されて一体的に連結されており、それによって対物・撮像素子ユニット8が構成されている。
The
撮像素子ユニット7内には、電子回路を搭載した回路基板9が固体撮像素子5の後方に隣接して配置され、回路基板9から後方の挿入部1内に引き通された信号ケーブル10により撮像信号や駆動信号等が伝送される。
In the
先端部本体2には、対物・撮像素子ユニット8を嵌挿保持するためのユニット保持孔11が前後方向に真っ直ぐに貫通形成されている。そして、対物・撮像素子ユニット8がユニット保持孔11内に配置されて、弾力性のある第2の弾力性接着剤12でそこに固定されている。
A
ただし、ユニット保持孔11の先端付近には円筒状に形成された金属製(又は硬質プラスチック製)の補助円筒20が内挿されて、ユニット保持孔11の内周面と対物・撮像素子ユニット8の外周面との間に補助円筒20が介在する状態になっている。
However, a metallic (or hard plastic)
図2は、先端部本体2に対物・撮像素子ユニット8と補助円筒20が取り付けられる前の状態を示している。矩形状の固体撮像素子5を内蔵する撮像素子ユニット7は外形形状(断面形状)が全長において略矩形状に形成され、対物レンズユニット6は撮像素子ユニット7と接続されている後端部分付近の外形形状が撮像素子ユニット7に対応する略矩形状に形成されて、それより先寄りの部分は円形の外形形状に形成されている。
FIG. 2 shows a state before the objective /
ユニット保持孔11は、そこに内挿される対物・撮像素子ユニット8の断面形状に合わせて、先端部分付近11aが円形で、それより後方の領域(図3において符号11bで指し示される部分)が略矩形状の断面形状に形成されている。
The
補助円筒20は、外径サイズがユニット保持孔11の先端部分付近11aに緩く嵌挿される程度に形成されて、内径サイズは対物レンズユニット6の円形部分が緩く嵌挿される程度に形成され、軸線方向の長さが1〜3mm程度(最大でも5mm以下程度)に形成されている。
The
図3は、対物・撮像素子ユニット8をユニット保持孔11内に固定する際の最初の工程を示しており、まず、ユニット保持孔11の先端部分付近11aに弾力性を有する第1の弾力性接着剤21で補助円筒20が封止固定される。第1の弾力性接着剤21の先端面は外面に露出した状態になる。第1の弾力性接着剤21としては、シリコン系接着剤等が用いられる。
FIG. 3 shows an initial process when the objective /
この工程においては、ユニット保持孔11の先端部分付近11aと補助円筒20とは断面形状が円形同志の緩い嵌合であって軸線方向の長さも短いことから、第1の弾力性接着剤21中に気泡が混入することなく、補助円筒20の外周部をユニット保持孔11の先端部分付近11aに気密に固定することができる。
In this process, the vicinity of the
第1の弾力性接着剤21は、各種シリコン系接着剤の中でも高耐熱性のものを用いるのがよく、そのような高耐熱性のシリコン系接着剤は加熱反応させる必要があるが、第1の弾力性接着剤21中に気泡が混入していないので、第1の弾力性接着剤21の接合部は確実に封止されて、外面に露出する第1の弾力性接着剤21の先端面は滑らかな形状になる。
As the first
次いで、対物・撮像素子ユニット8をユニット保持孔11に差し込む前に、対物・撮像素子ユニット8の外形形状が矩形の領域の外周面全面に第2の弾力性接着剤12を塗布する。ユニット保持孔11内には塗布しない。第2の弾力性接着剤12としてはシリコン系接着剤等が用いられる。
Next, before the objective /
そして、図4に示されるように、対物・撮像素子ユニット8をユニット保持孔11内に嵌挿すると、対物・撮像素子ユニット8の外形形状が矩形の領域において、ユニット保持孔11内の対物・撮像素子ユニット8の周囲の空間に第2の弾力性接着剤12が充填され、対物・撮像素子ユニット8がユニット保持孔11内に固定された状態になる。
As shown in FIG. 4, when the objective /
その際に、第2の弾力性接着剤12中には気泡が混じる。第2の弾力性接着剤12のうちユニット保持孔11の後方にはみ出した部分12xは拭き取られる。対物レンズユニット6の外形形状が円形の部分の外面はまだ接着されていない。
At that time, bubbles are mixed in the second
第2の弾力性接着剤12も、高耐熱性のものを用いるのがよくて加熱反応させる必要がある。そこで、ユニット保持孔11内に充填された状態で加熱乾燥させると、第2の弾力性接着剤12中に混じった気泡が熱膨張して移動し、ユニット保持孔11の前後両端から大気中に逃げるものもある。
As the second
そのようにして第2の弾力性接着剤12の加熱乾燥が終了したら、図5に示されるように、観察窓3側を上向きにして、補助円筒20の内周面と対物レンズユニット6の外周面との間の隙間の空間に、矢印Aで示されるように、加熱処理により流動質から硬質に変化する硬質接着剤13を上方から充填する。硬質接着剤13の先端面は外面に露出した状態になる。硬質接着剤13としては接着力の強いエポキシ系接着剤等を用いることができる。
When the second
エポキシ系接着剤等のような硬質接着剤13は、加熱処理することにより粘度が大幅に低下して流動質になるので、ユニット保持孔11の先端部分付近11a内において対物・撮像素子ユニット8の先端部分付近の外周との隙間の空間を完全に埋め尽くす状態に充填され、その後の加熱により乾燥して硬質に変化してその空間を封止し、気泡の破裂による凹凸等ができることなく滑らかな表面状態を呈して、第1及び第2の弾力性接着剤21,12等と比べ強力な接着力が得られる。
Since the
その結果、第2の弾力性接着剤12と先端部本体2の外表面との間が硬質接着剤13によって隔離された状態になり、第2の弾力性接着剤12側に気泡破裂等が発生していても何ら問題ではなくなる。
As a result, the second
このようにして対物・撮像素子ユニット8を第2の弾力性接着剤12と硬質接着剤13とで先端部本体2のユニット保持孔11内に固定したことにより、対物・撮像素子ユニット8が主に第2の弾力性接着剤12によって安定した状態に固定されると共に、硬質接着剤13によって外部に対する気密性が確実に確保されて滑らかな表面に仕上げられ、第2の弾力性接着剤12を充填する作業においては、空気混じりになることを気にせず楽に作業をすることができる。
In this way, the objective /
そして、先端部本体2の分解修理の際には、図6に示されるように、押し出し治具30等を観察窓3に当接させて強く押すことにより、第1と第2の弾力性接着剤21,12には元々対物・撮像素子ユニット8を自由に動かない状態にする程度の接着力しかないので、図7に示されるように、対物・撮像素子ユニット8を、先端に補助円筒20が付いた状態でユニット保持孔11内から後方に押し出して取り出すことができる。
When the
したがって、さらに補助円筒20を対物・撮像素子ユニット8から外せば対物・撮像素子ユニット8を再使用することができ、その場合には補助円筒20を破壊してもよい。また、補助円筒20がうまく外れない場合でも、対物レンズユニット6と撮像素子ユニット7とを分離すれば撮像素子ユニット7側だけは活かして再使用することができる。
Therefore, if the
なお、図8に示されるように、補助円筒20の後半寄りの部分に後端側が開放された複数のスリット20aを形成することにより、補助円筒20を対物・撮像素子ユニット8から外し易くなって、対物・撮像素子ユニット8を容易に再使用することができる。
As shown in FIG. 8, the
1 挿入部
2 先端部本体
4 対物光学系
5 固体撮像素子
6 対物レンズユニット
7 撮像素子ユニット
8 対物・撮像素子ユニット
11 ユニット保持孔
11a 先端部分付近
12 第2の弾力性接着剤
13 硬質接着剤
20 補助円筒
20a スリット
21 第1の弾力性接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記ユニット保持孔の先端部分付近が円形の断面形状に形成されると共に、そこに外周が嵌挿されて上記対物・撮像素子ユニットの先端部分が内周に嵌挿される円筒形状の補助円筒が設けられ、
上記補助円筒の外周部が上記ユニット保持孔の先端部分内に弾力性を有する第1の弾力性接着剤で封止固定されると共に、
上記補助円筒より後方の上記ユニット保持孔内においては上記対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に弾力性のある第2の弾力性接着剤が充填されて上記対物・撮像素子ユニットが上記ユニット保持孔内に固定され、上記補助円筒内においては上記対物・撮像素子ユニットの周囲の空間に加熱により流動質から硬質に変化する硬質接着剤が充填されてその空間が封止されていることを特徴とする電子内視鏡の先端部。 An objective lens unit with a built-in objective optical system and an outer shape at least near the tip formed in a circle and an image sensor unit with a built-in solid-state image sensor and formed in a substantially rectangular shape are connected together. The objective / imaging element unit is configured, and a unit holding hole for penetrating and holding the objective / imaging element unit is formed in the front-rear direction of the distal end body disposed at the foremost position of the insertion part. In the distal end portion of the electronic endoscope having a configuration in which the objective / imaging element unit is passed through the unit holding hole and fixed thereto with an adhesive,
A cylindrical auxiliary cylinder is provided in which the vicinity of the tip end portion of the unit holding hole is formed in a circular cross-sectional shape, and the outer periphery thereof is inserted and inserted into the inner periphery of the objective / imaging element unit. And
The outer peripheral portion of the auxiliary cylinder is sealed and fixed with a first elastic adhesive having elasticity in the tip portion of the unit holding hole,
In the unit holding hole behind the auxiliary cylinder, an elastic second elastic adhesive is filled in the space around the objective / imaging element unit so that the objective / imaging element unit is in the unit holding hole. In the auxiliary cylinder, the space around the objective / imaging device unit is filled with a hard adhesive that changes from fluid to hard by heating, and the space is sealed. The tip of the electronic endoscope.
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