JP5042481B2

JP5042481B2 - 電子内視鏡

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Publication number: JP5042481B2
Application number: JP2005255415A
Authority: JP
Inventors: 一芳秋葉
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2025-09-02
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Description

本発明は電子内視鏡に関し、挿入部先端に撮像装置が設けられた電子内視鏡に関する。

一般に電子内視鏡は、挿入部の先端部に、観察対象を撮像するためのＣＣＤ等の固体撮像素子を備え、固体撮像素子から出力される画像信号を、外部装置であるモニタ等に出力し、観察像として表示するものである。

例えば特開２０００−１４６３５号公報に開示の内視鏡においては、挿入部の先端部において、固体撮像素子の後方に、固体撮像素子を駆動するための回路基板と、固体撮像素子で撮像した画像信号を伝送するための信号ケーブルの先端とが接続されている。固体撮像素子と回路基板と信号ケーブルの先端は、これらを固定するための枠体であるシールド枠の内部に配設される。また、このシールド枠の前方には、固体撮像素子の受光面に被写体の光学像を結像するための、対物レンズを有する対物光学系ユニットが配設されている。

固体撮像素子、回路基板、信号ケーブル、シールド枠及び対物光学系ユニットを合わせたものを、以下便宜的に撮像装置と称する。

撮像装置は、挿入部の先端部を形成する先端部本体に設けられた段付き貫通孔に、後方から嵌入され取り付けられる。ここで、対物光学系ユニットの外周面には、Ｖ字形状の固定溝が形成されている。先端部本体の、固定溝に対向する部分に螺合する固定ネジを配設し、この固定ネジを対物光学系ユニットの径方向にねじ込み、固定溝に当接させることで、先端部本体と、対物光学系ユニットを含む撮像装置を固定している。
特開２０００−１４６３５号公報

上述した公報に開示されている技術によれば、先端部本体に設けられた段付き貫通孔は、撮像装置の外形に合わせた形状を有する。このため、撮像装置と先端部本体との組み合わせは１対１の対応に限定されてしまう。この構成の電子内視鏡では、撮像装置を、例えば画素数の異なる撮像素子や、視野角の異なるレンズ系を備えた、外形の異なる撮像装置に置き換えることが不可能である。つまり、内視鏡の使用者においては、異なる仕様の撮像系を備えた電子内視鏡を使用したい場合には、異なる仕様の電子内視鏡を、別途購入しなければならなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電子内視鏡の撮像装置を、異なる仕様を有する撮像装置に交換することが可能な電子内視鏡を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子内視鏡は、電子内視鏡の挿入部の先端部に設けられ、被写体からの光を結像するための対物レンズユニットと該対物レンズユニットの結像位置に配設される固体撮像素子を有する撮像素子ユニットとからなる撮像装置、及び少なくともライトガイドを含む複数の内蔵物、をそれぞれ収容する複数の貫通孔が形成された先端部材と、該先端部材の前記撮像装置を収容する貫通孔と前記撮像装置との間に設けられ、前記撮像装置を保持するとともに前記撮像装置を収容する貫通孔内に固定される調整部材とを備え、前記調整部材は貫通孔を有し、前記対物レンズユニットと前記撮像素子ユニットとがピント調整されて互いに固定された後の状態である前記撮像装置を前記調整部材の貫通孔内に基端側から挿入し固定する。

本発明によれば、電子内視鏡の撮像装置を、異なる仕様を有する撮像装置に交換することが可能な電子内視鏡を実現することができる。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は電子内視鏡の全体構成図である。図２は電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大図である。図３は本発明の実施の形態における電子内視鏡の先端の構成を示す部分断面図である。図４は本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図５（ａ）は、図４におけるＶ−Ｖ断面を示す断面図である。図６は本発明の第１の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。

図１に示す、本発明の実施の形態に係る電子内視鏡５１は術者が把持して操作を行う操作部５３と、この操作部５３の先端側に形成され、体腔内に挿入される細長の挿入部５２と、操作部５３の側部から延出されたユニバーサルコード５４とを有して構成される。

挿入部５２は、その先端に設けられた硬質の先端部６０と、この先端部６０の基端側に設けられた湾曲自在の湾曲部６１と、さらにこの湾曲部６１の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部６２とを有して構成される。術者は、操作部５３に設けられた湾曲操作レバー６３を操作することによって、湾曲部６１を湾曲させることが可能である。

図２に示すように、先端部６０の先端面には、被写体を撮像するための撮像装置１７の観察窓７３と、被写体を照明するための照明光を出射するライトガイドの２つの照明窓７１ａと、処置具を挿通するための鉗子チャンネル７２の開口部とが配置されている。さらに、先端部６０の先端面には、観察窓７３の表面を洗浄するための送気送水ノズル７４が配設されている。

撮像装置１７は、図４に示すように、被写体像を結像するための対物レンズユニット１５と、対物レンズユニット１５の後方の結像位置に配設される固体撮像素子であるＣＣＤ６を内蔵した撮像素子ユニット１６とを有して構成されている。

電子内視鏡５１は、ユニバーサルコード５４の基端に設けられたコネクタ部５５を介して、図示しない外部の光源装置及びビデオプロセッサに接続される。光源装置により発生した照明光が、ライトガイドの照明窓７１ａより出射され、被写体を照明する。照明された被写体像を撮像装置１７によって撮像し、その撮像信号がビデオプロセッサへと送られる。撮像信号はビデオプロセッサにより処理され、ビデオプロセッサに接続された図示しないモニタ装置によって、内視鏡観察画像として表示される。

図３を参照して、本発明に係る電子内視鏡５１の先端部６０の構成について説明する。

先端部６０には、撮像装置１７、ライトガイド及び鉗子チャンネル７２等の内蔵物を保持するための硬質な先端部材３１が設けられている。先端部材３１に形成された複数の貫通孔に、それぞれ撮像装置１７、ライトガイド及び鉗子チャンネル７２等の先端が挿入され、固定される。各貫通孔が、撮像装置１７、ライトガイド及び鉗子チャンネル７２等の収容部を構成する。また、先端部材３１の先端部は、先端カバー３２により被われている。

ＣＣＤ６を内蔵した撮像装置１７は、外形調整部材１２の内部に収容され、固定される。外形調整部材１２は、撮像装置１７を保持するとともに撮像装置１７と先端部材３１とのクリアランスを調整するために、収容部である撮像装置取り付け孔２２の内部に配設される調整部材である。外形調整部材１２は、先端部材３１に形成された撮像装置取り付け孔２２の内部に、基端方向から挿入され、固定される。

図４及び図５を参照して、本実施の形態の電子内視鏡５１の撮像装置１７の構成、及び撮像装置１７の先端部材３１の内部への固定方法、についてさらに詳しく説明する。

撮像装置１７は、挿入部５２の先端部６０の中心軸に対して直交する平面による断面における外周形状が、略円形、略四角形からなる部分を備えており、対物レンズユニット１５と、対物レンズユニット１５の基端に配設される撮像素子ユニット１６とより構成されている。対物レンズユニット１５は、被写体像を結像するための光学系である対物レンズ群２を有して構成されている。撮像素子ユニット１６は、固体撮像素子であるＣＣＤ６と、ＣＣＤ６に電気的に接続されＣＣＤ６を駆動するための電子部品が配置された回路基板８と、この回路基板８に電気的に接続され基端方向に延出する信号ケーブル７とを有して構成されている。信号ケーブル７は、ビデオプロセッサとの間の電力伝送、及び信号伝送に使用される。

撮像装置１７の先端に配設された対物レンズユニット１５によって結像された被写体像は、対物レンズユニット１５の結像位置に配設されたＣＣＤ６を有する撮像素子ユニット１６により撮像信号に変換される。撮像信号は、撮像素子ユニット１６の基端から延出する信号ケーブル７を介して、ビデオプロセッサへと出力される。

対物レンズユニット１５は、外装部材である対物レンズ枠１の軸方向に設けられた貫通孔内に、対物レンズ群２、スペーサ３及び絞り４が配置される構成を有する。対物レンズ群２を構成する各光学素子は、各光学素子間にスペーサ３及び絞り４が挿入されることによって、光学性能上必要な間隔を保って配置される。対物レンズ群２、スペーサ３及び絞り４は、貫通孔の両端に位置するレンズを、対物レンズ枠１に接着剤により固定することによって、対物レンズ枠1の貫通孔内に固定される。

対物レンズ枠１は略筒形状を有し、その外形は、軸方向に沿って並んだ外径の異なる３つの円筒部によって構成される。対物レンズ枠１の外形を構成する３つの円筒部は、先端から２番目の円筒部の外径が最も大きく、次いで先端の円筒部、基端の円筒部の順に外径が小さくなる構成を有する。このため、先端の円筒部の基端には段差部が形成される。この段差部を、後述する外形調整部材１２に形成された段付き貫通孔１９の突き当て部ＣＰ１に突き当てることにより、外形調整部材１２と対物レンズ枠１との軸方向の位置が決められる。

また、対物レンズ枠１の、先端から２段目となる外径が最も大きな円筒部の外周面には、Ｖ字状断面を持つＶ溝４１が、環状に形成されている。後述する外形調整部材１２には、外形調整部材１２の段付き貫通孔１９の突き当て部ＣＰ１に対物レンズ枠１の段差部が突き当たるまで挿入された際に、このＶ溝４１と対向する箇所に、ネジ孔が、径方向に形成されている。このネジ孔に固定用ビスを螺合し、固定用ビスの先端をＶ溝４１に当接させることで、対物レンズユニット枠１は、外形調整部材１２の段付き貫通孔１９の内部に固定される。なお、使用する撮像装置によってＶ溝４１の軸方向の位置が異なる場合のために、外形調整部材１２には軸方向位置が異なる複数のネジ孔を形成してもよい。また、外形調整部材１２に対物レンズ枠１を接着固定してもよい。後述するように、Ｖ溝４２に固定ビス先端を当接、係合させることで撮像装置１７、外形調整部材１２を、先端部材３１に固定させることができる。その場合、軸方向位置が異なる複数のネジ孔を形成し、固定ビスを螺合させてもよい。

対物レンズ枠１は、基端の円筒部において、後述する撮像素子ユニット１６の保持枠１１に設けられた貫通孔に嵌合される。

撮像素子ユニット１６の外周部は、保持枠１１と、保持枠１１の基端に嵌合される補強枠９の２つの略筒状の部材と、補強枠９の基端に接続される信号ケーブル７とによって構成されている。撮像素子ユニット１６の先端に配設される保持枠１１には貫通孔が形成されており、この貫通孔の先端側の内周面に、対物レンズユニット１５の基端側の外周面が嵌合される。また、この貫通孔の基端側の内周面には、カバーガラス５の外周面が嵌合され、接着剤により固定される。ＣＣＤ６の受光面上には封止ガラスがＵＶ硬化型接着剤により固定されており、この封止ガラスの先端側表面と、カバーガラス５の基端側表面とをＵＶ硬化型接着剤を用いて固定することにより、ＣＣＤ６が保持枠１１の内部に固定される。つまり、保持枠１１に形成された貫通孔により、対物レンズユニット１５とＣＣＤ６との位置出しがなされる。ＣＣＤ６を駆動するための電子部品が実装された回路基板８が、その表面を撮像素子ユニット１６の中心軸に対して少し傾斜させた状態で、ＣＣＤ６の基端に配設されている。この回路基板８は、リード線を介してＣＣＤ６と電気的に接続されている。ＣＣＤ６の補強のために、略筒形状の補強枠９が、ＣＣＤ６と、ＣＣＤ６に接続された回路基板８を覆うように、保持枠１１の基端側の外周面に嵌合されて、配設されている。また、信号ケーブル７が、ＣＣＤ６に接続された回路基板８に接続され、補強枠９の基端方向へと延出している。保持枠１１と補強枠９と信号ケーブル７の先端部とは、耐性向上のために熱収縮チューブ１０によって被覆されている。また、信号ケーブル７の外周面は、信号ケーブル７の保護のためにチューブによって被覆されている。

対物レンズユニット１５の対物レンズ枠１の基端部を、撮像素子ユニット１６の保持枠１１の貫通孔に、先端側から基端側に向かって挿入するように嵌合する。対物レンズユニット１５を、ＣＣＤ６の受光面に対して結像する位置となるように軸方向に移動することでピント調整した後に、撮像素子ユニット１６に接着剤によって固定することで、撮像装置１７が形成される。

撮像装置１７は、後述する外形調整部材１２に形成された段付き貫通孔１９へ基端方向から挿入され、固定される。

調整部材としての外形調整部材１２は、挿入部５２の先端部６０の中心軸に対して直交する平面による断面における外周形状が、略円形、略四角形からなる部分を備えており、その軸方向に、撮像装置１７を挿入し固定するための段付き貫通孔１９が形成されている。段付き貫通孔１９は、段付き部を３箇所有し、先端の内径が最も小さく、基端の内径が最も大きい。すなわち、段付き貫通孔１９の内径は、先端側から基端側に向かって段階的に大きくなっている。

段付き貫通孔１９の最も先端側の段付き部の基端方向を向いた面を突き当て部ＣＰ１として、その突き当て部ＣＰ１に、撮像装置１７の対物レンズ枠１に設けられた段差部を突き当てることで、撮像装置１７と、外形調整部材１２との軸方向の位置が決められる。

また、撮像装置１７の対物レンズ枠１の先端から２段目となる外径の円筒部と、段付き貫通孔１９の先端から２段目となる内径の孔部とを嵌合部として、撮像装置１７と、外形調整部材１２との軸に直行する方向、すなわち径方向の位置が決められる。

段付き貫通孔１９と撮像装置１７の、互いの嵌合及び位置出しに寄与しない部分の寸法は、２重嵌合及び２重位置出しを避け、また耐性向上のため、適切なクリアランスを確保するように設定されている。

また、外形調整部材１２は挿入部５２の先端部６０の中心軸に対して直交する平面による断面における外周形状が、略円形、略四角形からなる部分を備えており、その外形は、軸方向に沿って並んだ外径の異なる３つの円筒部を有する。外形調整部材１２の外形を構成する３つの円筒部は、先端の円筒部の外径が最も小さく、次いで２番目の円筒部、基端の円筒部の順に外径が大きくなる構成を有する。このため、外形調整部材１２の外形には、２ヶ所の段差部が形成される。

先端部材３１には、外形調整部材１２を挿入し固定するための、収容部である撮像装置取り付け孔２２が設けられている。

撮像装置取り付け孔２２は、段付き部を２箇所有し、先端の内径が最も小さく、基端の内径が最も大きい。すなわち、撮像装置取り付け孔２２の内径は、先端側から基端側に向かって段階的に大きくなっている。

撮像装置取り付け孔２２の最も先端側の段付き部の基端方向を向いた面を突き当て部ＣＰ２として、外形調整部材１２に設けられた最も先端側の段差部を突き当てることで、外形調整部材１２と、先端部材３１との軸方向の位置が決められる。

また、外形調整部材１２の先端から２段目となる外径の円筒部と、撮像装置取り付け孔２２の先端から２段目となる内径の孔部を嵌合部として、外形調整部材１２と、先端部材３１との軸に直交する方向、すなわち径方向の位置が決められる。

ここで、撮像装置取り付け孔２２と外形調整部材１２の、互いの嵌合及び位置出しに寄与しない部分の寸法は、２重嵌合及び２重位置出しを避け、また耐性向上のため、適切なクリアランスを確保するように設定されている。

また、外形調整部材１２の、先端から２段目となる外径の円筒部の外周面には、Ｖ字状断面を持つＶ溝４２が、環状に形成されている。また、先端部材３１には、先端部材３１の撮像装置取り付け孔２２の突き当て部ＣＰ２に外形調整部材１２の段差部が突き当たるまで挿入された際に、このＶ溝４２と対向する箇所に、ネジ孔が、径方向に形成されている。このネジ孔に固定用ビスを螺合し、固定用ビスの先端をＶ溝４２に当接させることで、外形調整部材１２は、先端部材３１の撮像装置取り付け孔２２の内部に固定される。

外形調整部材１２の先端面は、先端カバー３２と、外形調整部材１２との隙間を補修接着する際の作業性を考慮して、対物レンズ枠１の先端面と略同一平面上の位置となることが望ましい。

また、外形調整部材１２の外周面には、水密確保用のＯリングを取り付けるための溝が設けられていてもよい。

以上の構成により、先端部材３１に設けられた撮像装置取り付け孔２２の内部に、撮像装置取り付け孔２２の内周形状よりも小さな外周形状を有する撮像装置１７を、位置決めし固定することが可能となる。よって、従来、撮像装置取り付け孔の形状と、撮像装置の外形が合わず、撮像装置を異なる仕様の撮像装置に置き換えられなかった電子内視鏡において、撮像装置の置き換えを可能とすることができる。例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、先端部材３１ｂ及び先端部材３１ｃにそれぞれ形成された撮像装置取り付け孔２２ｂ及び２２ｃの内周形状が略四角形である場合、これらの撮像装置取付孔２２ｂ及び２２ｃに嵌合可能な外周形状を有する外形調整部材１２ｂ及び１２ｃを用いることで、撮像装置１７を位置決めし固定することができる。

なお、上述した第１の実施の形態においては、段付き貫通孔１９と撮像装置１７の、互いの嵌合及び突き当てを行う箇所として、対物レンズ枠１の先端から２段目となる外径と、段付き貫通孔１９の突き当て部ＣＰ１を用いているが、これらはそれぞれ別の箇所において嵌合、及び突き当てが行われてもよい。例えば、保持枠１１の外径部と、段付き貫通孔１９の先端から２段目となる段差部をそれぞれ用いて、段付き貫通孔１９と撮像装置１７の嵌合及び突き当てを行う構成としてもよい。

また、撮像装置取り付け孔２２と外形調整部材１２の、互いの嵌合及び突き当てを行う箇所として、先端から２段目となる径の円筒部と、最も先端に設けられた段差部を用いているが、これらはそれぞれ別の箇所において嵌合、及び突き当てが行われてもよい。例えば、先端から３段目となる径の円筒部と、先端から２段目となる段差部をそれぞれ用いて、撮像装置取り付け孔２２と外形調整部材１２の嵌合及び突き当てを行う構成としてもよい。

さらになお、上述した第1の実施の形態においては、外形調整部材１２は一つの部材で構成され、撮像装置１７の外周部全体を被うように設けられているが、この外形調整部材１２は軸方向に分割され、複数の部材によって同等の機能を果たすような構成としてもよい。

例えば、図６に示すように、対物レンズユニット１５の外周部と、撮像素子ユニット１６の外周部をそれぞれ別の部材で被う構成としてもよい。ここでは、撮像装置１７の対物レンズユニット１５と、撮像素子ユニット１６の外周部には、それぞれ、対物レンズ枠外形調整部材１０１と、撮像素子ユニット外形調整部材１０２が固定される。

撮像素子ユニット外形調整部材１０２は、略筒形状をしており、中心軸方向に撮像装置１７の撮像素子ユニット１６の先端を突き当てるための段差である突き当て部ＣＰ３が設けられた貫通孔が形成されている。また、撮像素子ユニット外形調整部材１０２の貫通孔は、撮像素子ユニット１６の先端部、ここでは保持枠１１の先端部の外周面を嵌合することが可能な内周面を有している。撮像素子ユニット外形調整部材１０２の貫通孔に、基端方向から撮像素子ユニット１６を突き当て部ＣＰ３に突き当たる位置まで挿入し、嵌合することで、撮像装置１７は、撮像素子ユニット外形調整部材１０２の内部に位置決めされ、固定される。

また、撮像素子ユニット外形調整部材１０２は、撮像装置取り付け孔２２の先端から３段目となる内径を有する孔と嵌合する外径を有する。

撮像素子ユニット外形調整部材１０２の先端面を、撮像装置取り付け孔２２の先端から２番目となる段付き部の基端方向を向いた面である突き当て部ＣＰ４に突き当て、接着剤によって撮像装置取り付け孔２２の内部に固定する。これにより、撮像装置１７と撮像装置取り付け孔２２との位置決めと、固定が行われる。

また、対物レンズユニット１５の対物レンズ枠１の先端から２段目となる最大の外径を有する円筒部の外周面には、筒状の対物レンズ枠外形調整部材１０１が外嵌され固定される。対物レンズ枠外形調整部材１０１の外径は、撮像装置取り付け孔２２とのクリアランスを適切にするように設定されている。そして、このクリアランスにより、充填される接着剤の量を最適にすることができ、撮像装置１７を先端部材３１に対して固定することができるのである。

図６に示す上記の構成においては、撮像装置１７と撮像装置取り付け孔２２との位置決め及び固定は、撮像素子ユニット外形調整部材１０２を介して行われるものである。このため、対物レンズ枠外形調整部材１０１は、撮像装置１７の位置決めには寄与しないため、対物レンズ枠外形調整部材１０１を取り付けなくても固定上問題ない場合には、取り付けなくてもよく、使用する撮像装置１７の対物レンズ枠１の形状によって選択すればよい。

（第２の実施の形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図８は、図７におけるＶIII−ＶIII断面を示す断面図である。図９は本発明の第２の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ断面を示す断面図である。図１１は、ケーブルの延出位置の規制方法を説明する断面図である。図１２は、図１１におけるＸII−ＸII断面を示す断面図である。

上述した本発明の第1の実施の形態においては、調整部材としての外形調整部材１２は、撮像装置１７の外周面の全周を、連続した１つの部材で被う構成としているが、外形調整部材１２は挿入部５２の先端部６０の軸方向及び周方向に分割された複数の部材によって構成されてもよい。構成の例を、本発明の第２の実施の形態として、図７及び図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の番号を付番して説明を省略する。

撮像装置１７の対物レンズ枠１の先端から２段目となる最大の外径を有する円筒部の外周面を被う様に、中空の円筒形状を有する嵌合部形調整部材１０３が固定される。嵌合部形調整部材１０３は、撮像装置取り付け孔２２の先端から２段目となる内径を有する孔と嵌合する外径を有する。

また、嵌合部形調整部材１０３の外周面には、Ｖ字状断面を持つＶ溝４３が、環状に形成されている。また、先端部材３１には、撮像装置取り付け孔２２の内部にＶ溝４３を有する嵌合部形調整部材１０３を挿入した際に、このＶ溝４３と対向する箇所に、ネジ孔が、径方向に形成されている。このネジ孔に固定用ビスを螺合し、固定用ビスの先端をＶ溝４３に当接させることで、嵌合部形調整部材１０３は、先端部材３１の撮像装置取り付け孔２２の内部に固定される。

またここで、嵌合部形調整部材１０３の外周面には、水密確保用のＯリングを取り付けるための溝が設けられていてもよい。

撮像装置取り付け孔２２の最も先端側の段付き部の基端方向を向いた面である突き当て部ＣＰ２と、対物レンズ枠１の最も先端の段差部との軸方向の距離を調整するために、中空の円筒形状の突き当て位置調整部材１０４が、対物レンズ枠１の最も先端となる円筒部の外周面を被う様に配設されている。突き当て位置調整部材１０４は、撮像装置取り付け孔２２の内部に撮像装置１７を挿入した際に、対物レンズ枠１の最も先端の段差部と撮像装置取り付け孔２２の突き当て部ＣＰ２とに接する形状を有して、対物レンズ枠１の最も先端となる円筒部に外嵌され固定されている。

さらに、対物レンズ枠１の最も先端となる円筒部の外周面を被う様に、突き当て位置調整部材１０４の先端側に、中空の円筒形状を有する突出部形調整部材１０５が配設されている。突出部形調整部材１０５は、撮像装置１７と撮像装置取り付け孔２２とのクリアランスを適切なものとする外形を有している。そして、このクリアランスにより、充填される接着剤の量を最適にすることができ、撮像装置１７を先端部材３１に対して固定することができるのである
撮像装置１７を、嵌合部形調整部材１０３、突き当て位置調整部材１０４及び突出部形調整部材１０５が固定された状態において、撮像装置取り付け孔２２へ基端方向から挿入し突き当てることで、撮像装置１７は、撮像装置取り付け孔２２に対し、位置決めされ固定される。このとき、突出部形調整部材１０５の先端面は、先端カバー３２と突出部形調整部材１０５との隙間を補修接着する際の作業性を考慮して、対物レンズ枠１の先端面と略同一平面上の位置となることが望ましい。

また、撮像装置１７の撮像素子ユニット１６の外周面を被覆する熱収縮チューブ１０の外周面には、撮像素子ユニット１６の外形と撮像装置取り付け孔２２との間のクリアランスを調整するための、撮像素子ユニット外形調整部材１０６が固定されている。撮像素子ユニット外形調整部材１０６は、コの字状の断面形状を有し、さらに同一の部品を２個使用して互いの凹部を向かい合わせることで、撮像素子ユニット１６の外周面全てを被うことができる形状を有する。撮像素子ユニット外形調整部材１０６は、接着剤等により熱収縮チューブ１０の外周面に固定される。この撮像素子ユニット外形調整部材１０６の外周面は、補強用熱収縮チューブ１４によって被覆される。そして、クリアランスが狭まったことによって、充填される接着剤の量を最適にすることができ、撮像装置１７を先端部材３１に対して固定することができるのである。

上記の構成により、先端部材３１に設けられた撮像装置取り付け孔２２に対し、撮像装置取り付け孔２２の内径よりも小さな外径を有する撮像装置１７を、位置決めし固定をすることが可能となる。よって、従来、撮像装置取り付け孔の形状と、撮像装置の外形が合わず、撮像装置を異なる仕様の撮像装置に置き換えられなかった電子内視鏡において、撮像装置の置き換えを可能とすることができる。

なお、撮像素子ユニット外形調整部材１０６と熱収縮チューブ１０との固定強度が、接着剤等による固定のみで、十分な強度が得られる場合には、補強用熱収縮チューブ１４を取り除いてもよい。

さらになお、撮像素子ユニット外形調整部材１０６は、撮像装置１７と撮像装置取り付け孔２２との嵌合及び位置決めに用いられる部材ではないため、撮像素子ユニット外形調整部材１０６を取り付けなくても固定上問題ない場合には、取り付けなくてもよい。撮像素子ユニット外径調整部材１０６を取り付けるかどうかは、使用する撮像装置１７の撮像素子ユニット１６の形状によって選択すればよい。

上述した本発明の第２の実施の形態の構成においては、撮像装置取り付け孔２２に対し、対物レンズ枠１を位置決めし、固定するために、嵌合部形調整部材１０３、突き当て位置調整部材１０４及び突出部形調整部材１０５の３つの部材を用いているが、これらの部材は必要に応じて少なくとも１つの部材を使用しただけでもよいし、これらの部材のうち２つ以上の部材を１体に形成してもよい。例えば、１つの部材のみを使用した場合は、その部材が撮像装置取り付け孔２２と、撮像素子ユニット１６の挿入軸方向及び径方向の位置決め機能を持てばよいし、図９に示すように、嵌合部形調整部材１０３と突き当て位置調整部材１０４とが一体に形成される構成としてもよい。この構成とすることにより、組み立て作業を簡略化することができる。

また、上述した本発明の第２実施の形態の構成では、撮像素子ユニット１６の外形と撮像装置取り付け孔２２との間のクリアランスを調整する目的で、撮像素子ユニット外形調整部材１０６は、撮像素子ユニット１６の外周面全体を被う形状を有しているが、撮像素子ユニット外形調整部材１０６は、撮像素子ユニット１６の外周面の少なくとも一部に取り付けられる形状でもよい。例えば、図９及び図１０に示すように、撮像素子ユニット外形調整部材１０８は、断面が矩形をした撮像素子ユニット１６の各面ごとに一枚ずつ、板状の形状を有して配設される構成としてもよい。その場合、単なる平板状の撮像素子ユニット外形調整部材１０８を配設するだけであるので、安価にクリアランスを調整することができる。また、種々の撮像素子ユニット１６の外形に対応することが容易となる。

また、図９及び図１０に示す本発明の実施の形態に係る撮像装置１７においては、撮像素子ユニット外形調整部材１０８は、接着剤等により補強枠９の外周面に固定される。この撮像素子ユニット外形調整部材１０８の外周面は、熱収縮チューブ１０によって被覆される構成としている。本発明の第２の実施の形態による構成では、熱収縮チューブ１０の外周面に撮像素子ユニット外形調整部材１０６を固定し、さらにその外周面を、補強用熱収縮チューブ１４によって被覆する構成としているが、図９及び図１０に示す本構成によれば、撮像素子ユニット１６の外周面を被覆するための熱収縮チューブを１層に減らすことができ、組み立て作業を簡略化することができる。

ところで、本発明の実施の形態による電子内視鏡の撮像装置１７では、撮像素子ユニット１６の基端から延出する信号ケーブル７の延出位置は、対物レンズユニット１５の中心軸と略一致させず、補強枠９の内側に収まる範囲で任意に位置決めすることが可能である。以下に図１１及び図１２を参照して、撮像素子ユニット１６から延出する信号ケーブル７の位置決め方法について説明する。

撮像素子ユニット１６の内部において、信号ケーブル７の先端には、信号ケーブル７の各芯線を回路基板８に半田付けする上で取り回しをよくするために、ケーブルストリップ部２５が設けられている。このケーブルストリップ部２５は、信号ケーブル７の延出位置を対物レンズユニット１５の中心軸と略一致させる場合に比べ、延出位置を位置決めするためのゆとりを持たせるために長く設定される。また、ケーブルストリップ部２５の周囲は、ケーブルストリップ部２５の外形が大きくなりすぎないように、ケーブルストリップ部熱収縮チューブ２６により被覆され、外形を規制されている。

補強枠９には、補強枠９の基端の開口部を塞ぐ形で、板状のケーブル位置決め部材２７が開口部の内部に嵌合されている。ケーブル位置決め部材２７は、信号ケーブル７の延出位置を補強枠9の内側において位置決めし、固定するための、開口部を有する。このケーブル位置決め部材２７の開口部は、レンズユニット１５の中心軸方向に貫通して形成されており、さらに、レンズユニット１５の中心軸方向から見た場合に、ケーブル位置決め部材２７の外周とつながっている形状、つまりU字状の切り欠き形状として、ケーブル位置決め部材２７に形成されている。このケーブル位置決め部材２７の開口部に信号ケーブル７を挿通し、撮像素子ユニット１６を組み立てることで、信号ケーブル７の延出位置が、補強枠９の内側において規制される。

上記構成により、撮像素子ユニット１６の基端から延出する信号ケーブル７の延出位置を、ケーブルストリップ部２５の外形を規制したまま無理なく、かつ補強枠９の内側に収まる範囲で、任意の箇所に位置決めすることが可能となる。

異なる撮像装置に組み替えるといっても、撮像素子ユニット、対物レンズユニットだけでなく、信号ケーブルの延出位置が異なることによって、収容部に撮像装置が入らない場合がある。しかしながら、本実施形態によれば、ケーブル位置決め部材２７によって、適切な位置に信号ケーブル７の延出位置を位置決めすることができ、撮像装置１７を先端部材３１に配設することが可能となる。

補強枠９は保持枠１１を介してレンズユニット１５に対して位置決めされているため、信号ケーブル７の延出位置は、対物レンズユニット１５に対して位置決めされる。例えば、図１１に示すような、信号ケーブル７の延出位置を位置決めした撮像装置１７を、先端部６０に配設した場合の断面図を図１３に示す。先端部材３１の撮像装置取り付け孔２２の内部において、撮像装置１７は、信号ケーブル７の延出位置を先端部材３１の径方向外側へオフセットして位置決めした状態で配設されている。この場合の、先端部材３１の基端側に配設された湾曲部１６１内での内蔵物の配置を図１４（ａ）に示す。また、信号ケーブル７の延出位置を位置決めしていない撮像装置を使用した場合の、湾曲部１６１内での内蔵物の配置を図１４（ｂ）に示す。

図１４に示すように、湾曲部１６１内には、撮像素子ユニット１７、ライトガイド７１ｂ、送気送水チャンネル７４ｂ及び処置具挿通管７２が内挿されており、信号ケーブル７の延出位置を先端部材３１の径方向外側へオフセットして位置決めした場合の信号ケーブル７と鉗子チャンネル７２との距離Ｄ１は、信号ケーブル７の延出位置を位置決めしていない場合の信号ケーブル７と鉗子チャンネル７２との距離Ｄ２に比べて大きい。このため、湾曲部１６１内において、鉗子チャンネル７２に内挿される内蔵物である処置具挿通管と信号ケーブル７とを干渉しにくくすることが可能となる。

また、内蔵物が配設されるレイアウトによっては、湾曲部１６１内において信号ケーブル７と他の内蔵物との干渉が起きない場合がある。この場合には、信号ケーブル７の延出位置を、先端部材３１の径方向中心側へオフセットして位置決めすることで、湾曲部１６１の湾曲時における、信号ケーブル７のたわみ量を小さくすることができる。

以上のように、撮像装置１７から基端方向に延出する信号ケーブル７の延出位置を、ケーブル位置決め部材２７によって位置決めすることで、信号ケーブル７の耐久性を向上させることができる。

電子内視鏡の全体構成図である。電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大図である。本発明の実施の形態における電子内視鏡の先端の構成を示す部分断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図４におけるＶ−Ｖ断面を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図７におけるＶIII−ＶIII断面を示す断面図である。本発明の第２の実施の形態の変形例に係る電子内視鏡の先端の構成を示す部分拡大断面図である。図９におけるＸ−Ｘ断面を示す断面図である。信号ケーブルの延出位置の規制方法を説明する断面図である。図１１におけるＸII−ＸII断面を示す断面図である。信号ケーブルの延出位置を規制した撮像装置を取り付けた場合の先端部の断面図である。図１３のXIV−XIV断面について、内蔵物の配置を説明する説明図である。

符号の説明

１対物レンズ枠、２対物レンズ群、３スペーサ、４絞り、５カバーガラス、６ＣＣＤ、７信号ケーブル、８回路基板、９補強枠、１０熱収縮チューブ、１１保持枠、１２外形調整部材、１５対物レンズユニット、１６撮像素子ユニット、１７撮像装置、２２撮像装置取り付け孔、３１先端部材、３２先端カバー、４１Ｖ溝、４２Ｖ溝、ＣＰ１突き当て部、ＣＰ２突き当て部

Claims

電子内視鏡の挿入部の先端部に設けられ、被写体からの光を結像するための対物レンズユニットと該対物レンズユニットの結像位置に配設される固体撮像素子を有する撮像素子ユニットとからなる撮像装置、及び少なくともライトガイドを含む複数の内蔵物、をそれぞれ収容する複数の貫通孔が形成された先端部材と、
該先端部材の前記撮像装置を収容する貫通孔と前記撮像装置との間に設けられ、前記撮像装置を保持するとともに前記撮像装置を収容する貫通孔内に固定される調整部材とを備え、
前記調整部材は貫通孔を有し、前記対物レンズユニットと前記撮像素子ユニットとがピント調整されて互いに固定された後の状態である前記撮像装置を前記調整部材の貫通孔内に基端側から挿入し固定することを特徴とする電子内視鏡。
前記調整部材は、前記撮像装置を収容する貫通孔内において、前記対物レンズユニットと前記撮像素子ユニットの少なくとも一方を保持することを特徴とする請求項１記載の電子内視鏡。
前記撮像装置は、前記撮像素子の回路基板に接続された信号ケーブルを有し、
該信号ケーブルを前記撮像装置を収容する貫通孔に対して位置決めするケーブル位置決め部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子内視鏡。
前記調整部材の貫通孔には、挿入した前記撮像装置を所定の位置に位置決めして保持する突き当て段部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の電子内視鏡。