JP5078468B2

JP5078468B2 - 内視鏡

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Publication number: JP5078468B2
Application number: JP2007175657A
Authority: JP
Inventors: 健一膳
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-07-03
Also published as: JP2009011512A

Description

本発明は、発光素子を搭載した基板の一部を、観察光学系を構成する光学部材上に配置した内視鏡に関する。

従来より、内視鏡装置においては、内視鏡の外部装置である光源装置で発する照明光を、ライトガイドを介して挿入部の先端部まで伝送して観察対象を照明することが一般的であった。近年、挿入部の先端部に設けたＬＥＤ照明等の発光素子の発する光で観察対象を照明する構成の内視鏡が実現されている。

例えば、特許文献１にはＬＥＤ部分の取付と取り外しを容易に行えるようにして、メンテナンス性の向上を図る内視鏡装置が示されている。

特許文献１の内視鏡装置では図６に示すようにＬＥＤ照明ユニットは、アダプタ本体の突出部の外周側に固定されている。この構成によれば、ＬＥＤベアチップ(以下、ＬＥＤと略記する)と観察光学系を構成する光学部材との間に機械的構造物である突出部が配置される。この構成によれば、突出部が仕切り部材になって、ＬＥＤ照明ユニットの備えるＬＥＤから出射された光が、光学部材を介して不用意に撮像素子に飛び込みことが防止されている。
特開２００５−２５３５１１号公報

しかしながら、特許文献１の内視鏡装置では、ＬＥＤと光学部材との間に突出部である仕切りが設けられているため、この仕切りの厚み分だけ外径寸法が太径になる。言い換えれば、仕切りの厚み薄くする、或いは仕切りを無くすことによって先端部の小径化を図れる。

例えば、観察光学系の略全周に渡ってＬＥＤを配置していた構成を、半周分だけ配置する構成にする。すると、ＬＥＤが配置されていない側の仕切りを無くして先端部の小径化を図れる。しかし、この構成では、ＬＥＤが半周、即ち、一方側だけに配置されることにより、観察画像の輝度が偏るという不具合が発生する。したがって、小径化を図るにあたっては、画像を均等に明るくするため、観察光学系を構成するレンズの周囲にＬＥＤを配置することが望ましい。

一方、仕切りを削除して、ＬＥＤを搭載した基板を観察光学系を構成するレンズ上に配置することによって、先端部の小径化を図れる。しかし、リジット基板である例えばガラスエポキシ基板では、衝撃試験の際に、この基板を構成する樹脂の微片又は充填剤であるガラス繊維の微片が基板から崩落することが知られている。このため、基板をレンズ上に配置した場合、内視鏡観察中に発生する衝撃によって崩落した例えば樹脂片がゴミとしてレンズに付着する。すると、このゴミが観察画像中に映し出されて観察画像が劣化する不具合が生じる。

この不具合は、フレキシブルプリント基板(ＦＰＣと略記する)に金属裏打ち処理を施すことによって解消される。しかし、裏打ちした金属面、特にその金属の切断面で光が反射されることによって、観察画像中にフレアが発生するという新たな不具合が生じる。これらゴミの発生による画像劣化及び光の反射による画像劣化を防止する方法として、黒処理した金属を裏打ちとして、ＦＰＣに後から貼り付ける方法がある。しかし、この方法では、ＦＰＣに黒処理した金属をひとつひとつ貼り付けなければならない。このため、作業が繁雑で、大幅なコストアップになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、先端部の小径化が可能で、かつ発光素子を搭載した基板に起因する画像劣化を防止した内視鏡を提供することを目的にしている。

本発明の内視鏡は、被写体を照明する発光素子を搭載する基板と、前記発光素子によって照明された部位を撮像する観察光学系を構成する少なくとも１つの撮像素子に光学像を結像させる複数の光学部材とを具備し、前記基板が前記複数の光学部材のうちの１つの光学部材上に配置される内視鏡であって、
前記基板には貫通孔が形成され、前記基板は、当該貫通孔の縁部端面が前記光学部材の光軸を取り囲むように前記光学部材上に配置され、前記基板の貫通孔の縁部端面全周に、当該基板を構成する樹脂又は充填剤の崩落、及び前記基板端面での光の反射を防止する保護層を設けている。

この構成によれば、基板から崩落する樹脂又は充填剤がゴミとして光学部材に付着する不具合、基板で光が反射する不具合が防止される。

本発明によれば、先端部の小径化が可能で、かつ基板に起因する画像劣化を防止した内視鏡を実現できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１乃至図７はアダプタ方式内視鏡の一実施形態に係り、図１は先端アダプタを挿入部の先端部に装着して構成される内視鏡を備える内視鏡装置を説明する図、図２は先端アダプタが先端部に装着された内視鏡の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は先端アダプタの分解斜視図であり、着脱リングが取り付けられているアダプタ本体と先端カバー部とが別体の状態を示す図、図５はＬＥＤ基板の構成を説明する斜視図、図６はＬＥＤ基板の貫通孔と撮像領域の関係及び貫通孔と光学レンズとの関係を説明する図、図７はＬＥＤ基板の保護層を説明する図である。

図１に示すように内視鏡装置１は、内視鏡本体部２と、例えば湾曲部３ｂを備える長尺な挿入部３と、先端アダプタ１０とを備えて構成されている。先端アダプタ１０は挿入部３を構成する挿入部先端部（以下、先端部と略記する）３ａに着脱自在であって、先端アダプタ１０を先端部３ａに装着することによって内視鏡、所謂アダプタ式内視鏡が構成される。

内視鏡本体部２は略箱型に形成されており、その内部には電源部４等が設けられている。内視鏡本体部２の天面部の例えば前面側には内視鏡画像等を表示するためのモニタ５が設けられている。また、内視鏡本体部２の前面には挿入部３に設けられている湾曲部３ｂを湾曲操作するための操作ボタン等を備える操作パネル６が設けられている。

挿入部３は、先端側から順に先端部３ａ、湾曲部３ｂ及び柔軟な可撓管部３ｃを連設して構成されている。挿入部３は、その基端部が図示しない連結部を介して内視鏡本体部２に対して電気的、機械的に連結される構成になっている。先端部３ａは、その内部に撮像光学系を備えている。

先端アダプタ１０は、先端部３ａに対して着脱可能に装着される。本実施形態において先端アダプタ１０は、図３に示すように挿入部３の長手軸に平行な光軸を備える、いわゆる立体観察用である。

先端アダプタ１０は、図３、図４に示すようにアダプタ本体１１と、着脱リング１２と、先端カバー部１３とを備えて主に構成されている。

先端カバー部１３は硬質部材である例えば、ステンレス鋼等の金属部材によって略筒状に構成された外装部材である。先端カバー部１３は、アダプタ本体１１に固定ネジ５１を介して一体的に固定される。

先端カバー部１３の先端面１４には貫通孔である一対の照明用孔１５と、観察光学部用孔１６とが形成されている。観察光学部用孔１６には、観察光学系２０を構成する第１光学部材であるレンズカバー２１が固設される。即ち、本実施形態の先端カバー部１３はレンズ枠を兼ねる構成である。

先端カバー部１３の基端側には外周面と内周面とを連通する固定ネジ５１のネジ部５１ａが挿通するネジ用孔１７が形成されている。ネジ用孔１７は外周から内周に向かうにしたがって径寸法が小径に変化するテーパー面であり、そのテーパー面には固定ネジ５１の頭部５１ｂが当接する。ネジ用孔１７は座ぐり穴を兼ねている。

図２に示すように照明用孔１５には、照明部４０を構成する発光素子である例えばＬＥＤチップ（以下、ＬＥＤと略記）４１、電極４２を搭載したＬＥＤ基板４３が臨まれる。符号４４は配線部材であり、符号４５はパターンであり、符号４６は絶縁シートである。

観察光学部用孔１６には観察光学系２０を構成する第２光学部材である光学レンズ２２が臨まれる。

図３、図４に示すように着脱リング１２は略管状であって、アダプタ本体１１と同心に形成され、そのアダプタ本体１１に対して回動自在に連結されている。着脱リング１２の基端側内周面には、雌ねじ部１２ａが設けられている。着脱リング１２の雌ネジ部１２ａは、先端部３ａに形成されている雄ネジ部３ｄ、３ｅに螺合する。

アダプタ本体１１は、本体部３１、第１レンズ枠３２、及び第２レンズ枠３３とを備えて構成されている。
本体部３１は、硬質部材である例えば、ステンレス鋼等の金属部材によって、略円柱形状に形成されている。本体部３１には、破線に示す光学用孔３４、位置決め穴３５、雌ネジ部３６が設けられている。

雌ネジ部３６には先端カバー部１３のネジ用孔１７を介して固定ネジ５１が螺合される。

位置決め穴３５には先端部３ａに設けられた位置決め固定部３ｆが配置される。先端部３ａには観察光学系２０を構成する複数の光学レンズ３ｇ及び図示しない撮像素子を備えた撮像装置３ｈが配設されている。

光学用孔３４には観察光学系２０を構成する図示しない光学レンズ、間隔環、絞り等が配設されている。

第２レンズ枠３３には観察光学系２０を構成する例えば光学レンズ２２〜２５、間隔環２６ａ、絞り２７ａ、２７ｂ等が配設されている。光学レンズ２２、２３、２４は、第１の瞳及び第２の瞳を構成する。

第１レンズ枠３２には観察光学系２０を構成する例えば光学レンズ２８、２９、間隔環２６ｂが配設されている。

光学レンズ２２等が配設された第２レンズ枠３３の先端面にはＬＥＤ基板４３が配置されている。そして、ＬＥＤ基板４３は、第２レンズ枠３３及び光学レンズ２２と、先端カバー部１３の底面１３ｂ及びレンズカバー２１によって挟持されている。

図３、図４、図５に示すようにＬＥＤ基板４３は例えばガラスエポキシ基板であり、円盤形状に形成されている。ＬＥＤ基板４３は貫通孔４７を備える。貫通孔４７は、観察光学系２０の光軸中に配置される。貫通孔４７の開口形状は、観察光学系２０に対応して、所定形状に形成される。本実施形態において、貫通孔４７は略長方形形状で、両側部に曲面部を備える開口形状である。

図３に示す先端アダプタ１０は、前述したようにＬＥＤ基板４３の一端面側に先端カバー部１３の底面１３ｂ及びレンズカバー２１が当接し、ＬＥＤ基板４３の他端面側に第２レンズ枠３３及び光学レンズ２２が当接して配置されている。

この配置状態において、図２に示すように貫通孔４７の一端面側の開口は、底面１３ｂ及びレンズカバー２１によって密閉されている。一方、貫通孔４７の他端面側の開口は、第２レンズ枠３３及び光学レンズ２２によって密閉されている。

貫通孔４７は、図６の一点鎖線に示すように撮像装置３ｈの有する撮像素子の撮像領域３ｋより大きく形成されている。言い換えれば、ＬＥＤ基板４３が撮像領域内に侵入することが防止されている。また、本実施形態においては、ＬＥＤ基板４３の一部が図中の破線に示すように光学レンズ２２上に配置されている。

ＬＥＤ基板４３の一端面側にはＬＥＤ４１及び電極４２が搭載される導電パターン４５が設けられている。導電パターン４５は、一部を残して絶縁カバー４６によって被覆されている。絶縁カバー４６は、ポリイミドで形成された薄いシート状部材である。

このように、絶縁カバー４６を設けたことによって、図３に示すように先端アダプタ１０は、先端カバー部１３と導電パターン４５とが電気的に接触することを絶縁カバー４６によって防止されている。

絶縁カバー４６は、基板への密着性に優れ、擦れによって基板表面から剥れ難いという特性を有する。即ち、通常の基板表面に絶縁の目的で設けられているレジストが、擦れによって剥がれてしまう場合でも、絶縁カバー４６が基板表面から剥離することはない。

本実施形態のＬＥＤ基板４３の場合には、ＬＥＤ基板４３の実装面側が、金属部品である先端カバー部１３に当接して配置される構成である。このため、先端カバー部１３の擦れによって、ＬＥＤ基板４３の導電パターン４５が露出することを確実に防止する目的で、絶縁カバー４６によって導電パターン４５を被覆している。

ＬＥＤ基板４３は、図７に示すようにベース基材４３ａ上に所定の導電パターン４５を備えている。導電パターン４５は、所定の絶縁カバー４６によって覆われている。ＬＥＤ基板４３の切断面である貫通孔４７を構成する縁部端面４７ａの全周には保護層４８を設けている。保護層４８は、絶縁カバー４６の貫通孔４７に対応する部分にも設けられている。保護層４８は、光反射防止用の接着剤、或いは塗料で構成される。すなわち、保護層４８は、黒色、或いは濃灰色である。

このように、ＬＥＤ基板４３は貫通孔４７の端面に保護層４８を設けており、ＬＥＤ基板４３の一部が衝撃等によって崩れるような場合に、崩れる樹脂或いは充填剤がゴミとしてＬＥＤ基板４３から脱落することを防止することができる。

また、保護層４８を光の反射を防止する接着剤、塗料で構成したことによって、ＬＥＤ基板４３の切断面、或いは光学レンズ２２上に配置されている他端面で光が反射することを防止することができる。

さらに、先端アダプタ１０は、ＬＥＤ基板４３の一端面側に底面１３ｂ及びレンズカバー２１が当接し、他端面側に第２レンズ枠３３及び光学レンズ２２が当接して配置される。そして、この配置状態において、貫通孔４７の一端面側の開口を底面１３ｂ及びレンズカバー２１によって密閉し、他端面側の開口を第２レンズ枠３３及び光学レンズ２２によって密閉している。このため、観察中にアダプタ本体１１と先端カバー部１３とで構成される空間に存在するゴミが貫通孔４７内に侵入することを防止することができる。

これらのことによって、観察画像中に基板から脱落した樹脂或いは充填剤の微片であるゴミが映し出される画像劣化、及び観察画像中に基板で反射された光によって発生するフレア等の画像劣化が防止される。

また、ＬＥＤ基板４３を観察光学系２０中に配置したことによって内視鏡の細径化を図ることができる。

なお、本実施形態においては、観察光学系中に配置するＬＥＤ基板を先端アダプタに設けるとしている。しかし、ＬＥＤ基板を内視鏡の挿入部先端部に設ける構成にしてもよい。言い換えれば、内視鏡はアダプタ式内視鏡に限定されるものではなく、挿入部の先端部にＬＥＤ基板を備える内視鏡、或いはＬＥＤ基板を備えるカプセル内視鏡であってもよい。

尚、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。

図１は先端アダプタを挿入部の先端部に装着して構成される内視鏡を備える内視鏡装置を説明する図先端アダプタが先端部に装着された内視鏡の正面図図２のＡ−Ａ線断面図先端アダプタの分解斜視図であり、着脱リングが取り付けられているアダプタ本体と先端カバー部とが別体の状態を示す図ＬＥＤ基板の構成を説明する斜視図ＬＥＤ基板の貫通孔と撮像領域の関係及び貫通孔と光学レンズとの関係を説明する図ＬＥＤ基板の保護層を説明する図

符号の説明

１…内視鏡装置１０…先端アダプタ１１…アダプタ本体１３…先端カバー部
１３ｂ…底面１５…照明用孔１６…観察光学部用孔２０…観察光学系
２１…レンズカバー２２…光学レンズ３３…第２レンズ枠４０…照明部
４１…ＬＥＤ４２…電極４３…ＬＥＤ基板４５…導電パターン
４６…絶縁カバー４７…貫通孔４７ａ…縁部端面４８…保護層

Claims

被写体を照明する発光素子を搭載する基板と、
前記発光素子によって照明された部位を撮像する観察光学系を構成する少なくとも１つの撮像素子に光学像を結像させる複数の光学部材とを具備し、
前記基板が前記複数の光学部材のうちの１つの光学部材上に配置される内視鏡において、
前記基板には貫通孔が形成され、前記基板は、当該貫通孔の縁部端面が前記光学部材の光軸を取り囲むように前記光学部材上に配置され、
前記基板の貫通孔の縁部端面全周に、当該基板を構成する樹脂又は充填剤の崩落、及び前記基板端面での光の反射を防止する保護層を設けたことを特徴とする内視鏡。
被写体を照明する発光素子を搭載する基板と、
前記発光素子によって照明された部位を撮像する観察光学系を構成する少なくとも１つの撮像素子に光学像を結像させる複数の光学部材とを具備し、
前記基板の一部が前記光学部材上に配置される内視鏡において、
前記基板には、前記光学部材の光路中に配置される貫通孔が設けられ、
前記光学部材は、前記基板の貫通孔の一面側にレンズ枠とともに当接して配置されて一面側の開口をレンズ枠とともに塞ぐ第１光学部材と、前記基板の貫通孔の他面側にレンズ枠とともに当接して配置されて、他面側開口をレンズ枠とともに塞ぐ第２光学部材と、を具備し、
前記基板に、前記基板から当該基板を構成する樹脂又は充填剤の崩落、及び前記基板端面での光の反射を防止する保護層を設けたことを特徴とする内視鏡。