JP5920998B2 - 硬性電子内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、硬性電子内視鏡に関する。

硬性電子内視鏡は、患者の体内に挿入される硬性な挿入部と、挿入部の後端に連設された本体部とを備えている。本体部は、体内の観察部位を照明する照明光を供給するための光源装置と、観察部位の観察画像を生成するプロセッサ装置とに接続される。挿入部の先端部には、光源装置からの照明光を観察部位に照射する照明窓と、観察部位の像を取り込むための観察窓が配されている。照明窓の奥には、光ファイバをバンドル化したファイババンドルからなるライトガイドの出射端が配されている。観察窓の奥には、結像光学系と撮像素子を含む撮像モジュールが配されている。ライトガイドは、挿入部から本体部にわたって挿通されており、光源装置から供給された照明光を照明窓に導光する。結像光学系は、観察窓から取り込まれた観察部位の像を撮像素子に結像させる。撮像素子は、観察部位の像を撮像し、画像信号を出力する。プロセッサ装置は、撮像素子から出力された画像信号に基づき観察画像を生成し、これを液晶モニタ等の表示部に表示させる。

硬性電子内視鏡は、繰り返しの使用による感染症を防止するため、使用後に十分に滅菌処理される。滅菌処理としては、高温高圧の飽和水蒸気による滅菌（高圧蒸気滅菌、オートクレーブ滅菌ともいう）が行われる。このため、硬性電子内視鏡は、高温高圧の飽和水蒸気に晒されても故障しない構造を有している（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の硬性電子内視鏡では、［００６８］〜［００７２］、および図８に記載されているように、結像光学系（対物レンズ）がシール材を介してレンズ枠に固定され、レンズ枠の後端側に固定された枠体に撮像素子（ＣＣＤ）が取り付けられている。そして、レンズ枠および枠体の周囲に封止樹脂を充填し、高温高圧の飽和水蒸気が侵入しないよう撮像モジュールを気密に塞いでいる。

撮像モジュールを気密に塞ぐ方法としては、特許文献１のように封止樹脂の充填により気密性を確保する方法の他にも、ステンレス製の円筒状のパイプで構成される気密ケースの先端に撮像モジュールを収容して、気密ケースの後端を気密端子で封止する方法がある。

気密ケースの後端を気密端子で封止する構造は、具体的には図９Ａおよび図９Ｂに示すようなものである。気密端子２００は、撮像モジュール（図示せず）を先端に収容する気密ケース２０１の後端に取り付けられる。気密端子２００は、気密ケース２０１内の気密性を確保し、かつ撮像素子から延びる配線（図示せず）を、気密ケース２０１内の気密性を確保しつつ、気密ケース２０１外に引き出すためのものである。気密端子２００は、円環状の外枠２０２と、外枠２０２の内部に充填される絶縁性封止材２０３と、絶縁性封止材２０３を貫通した状態で固定され、撮像素子に接続された配線の導通を気密ケース２０１の内外でとるための導電性ピン２０４とで構成される。

気密ケース２０１の後端にはメス型嵌合部２０５が、気密端子２００にはオス型嵌合部２０６がそれぞれ設けられている。これらメス型嵌合部２０５とオス型嵌合部２０６を嵌合させることにより、気密ケース２０１の後端に気密端子２００が取り付けられる。

メス型嵌合部２０５は、気密ケース２０１と同様に円筒状をしており、オス型嵌合部２０６を内部に収容する。メス型嵌合部２０５は、メス型嵌合部２０５に対するオス型嵌合部２０６の挿入方向に延びる内周面２０７と、内周面と直角な、気密ケース２０１の後端面である第１当接面２０８とで構成される。他方、オス型嵌合部２０６は円柱状をしており、メス型嵌合部２０５に挿入される。オス型嵌合部２０６は、内周面２０７と同様にメス型嵌合部２０５に対するオス型嵌合部２０６の挿入方向に延びて、内周面２０７と対向する外周面２０９と、外周面２０９から外側に向けて垂直に立ち上がり、第１当接面２０８が突き当たる第２当接面２１０とで構成される。第２当接面２１０は、外周面２０９に形成された段差であり、第１当接面２０８に当接することにより、メス型嵌合部２０５へのオス型嵌合部２０６の挿入量を規制する。メス型嵌合部２０５へのオス型嵌合部２０６の挿入をスムーズにするために、外周面２０９の外径Φ１は、内周面２０７の内径Φ２よりも若干小さく形成される。

オス型嵌合部２０６をメス型嵌合部２０５に嵌合させる際には、オス型嵌合部２０６の外周面２０９をメス型嵌合部２０５の内周面２０７で案内させつつ、図９Ｂに示すように第１当接面２０８に第２当接面２１０が突き当たるまで、オス型嵌合部２０６をその軸方向と平行な挿入方向にメス型嵌合部２０５に押し込む。外周面２０９の外径Φ１が内周面２０７の内径Φ２よりも若干小さく形成されているため、内周面２０７と外周面２０９の間には隙間（いわゆるガタ）が生じる。こうしてメス型嵌合部２０５にオス型嵌合部２０６を嵌合させたうえで、一点鎖線の丸囲いおよび符号ＷＰ０で示す第１、第２当接面２０８、２１０付近の箇所の内周面２０７と外周面２０９をレーザ溶接により一体化して固着することで、気密ケース２０１内の気密性が確保される。

特開平０７−０３９５１５号公報

内周面２０７と外周面２０９の間の隙間の大きさは、内周面２０７から外周面２０９へのレーザの熱伝達量に影響する。隙間が大きすぎると、熱伝達量が不足して溶接が不十分になり、メス型嵌合部２０５とオス型嵌合部２０６の間に必要な接合力が確保できずに気密性が失われたり、最悪の場合には溶接が剥がれて気密端子２００が気密ケース２０１から外れるおそれがある。逆に、隙間が小さすぎると、熱伝達量が大きすぎて溶接が過大に行われ、気密端子２００が必要以上に溶けて外枠２０２内部の絶縁性封止材２０３が破損し、結果気密性が失われるという問題が起こる。そのため、レーザ溶接を行う場合には、内周面２０７と外周面２０９の間の隙間の大きさのバラつきをなくし、内周面２０７から外周面２０９へのレーザの熱伝達量を一定にすることが好ましい。

しかしながら、図９Ａおよび図９Ｂに示すメス型嵌合部２０５およびオス型嵌合部２０６の形状では、内周面２０７と外周面２０９はともにオス型嵌合部２０６の挿入方向に平行であるため、内周面２０７と外周面２０９の間の隙間の大きさのバラつきをなくすためには、外周面２０９の外径Φ１と内周面２０７の内径Φ２の寸法精度を上げる必要がある。しかし、気密端子２００と気密ケース２０１は、サイズが数ミリオーダー（外径３ｍｍ程度）と小さく、外周面２０９の外径Φ１および内周面２０７の内径Φ２を高い寸法精度で加工することが難しい。そのため、内周面２０７と外周面２０９の隙間の大きさのバラつきをなくすことが難しい。結果的に気密端子２００で気密ケース２０１内の気密性を確保できる確率が低くなり、歩留まりが悪いという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、気密端子による気密ケースの封止を歩留りよく行うことが可能な硬性電子内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の硬性電子内視鏡は、観察部位を撮像する撮像素子、および撮像素子に観察部位の像を結像させる結像光学系を含む撮像モジュールと、撮像モジュールを収容する円筒状の気密ケースと、気密ケースの後端を気密に塞ぐ気密端子と、気密ケースの後端に設けられ、気密端子の一部が嵌合するメス型嵌合部であり、気密ケースの先端に向かって内径が細くなる第１傾斜面で内周面が形成されるメス型嵌合部と、気密端子に設けられ、メス型嵌合部の内部に挿入されて嵌合するオス型嵌合部であり、第１傾斜面と同じ向きに傾斜した第２傾斜面で外周面が形成されるオス型嵌合部とを備えている。

メス型嵌合部とオス型嵌合部は、レーザ溶接により固着されることが好ましい。

気密端子は、一端にオス型嵌合部を有する円環状の外枠と、外枠の内部に充填される絶縁性封止材と、絶縁性封止材を貫通した状態で固定され、両端に気密ケースの内外の配線を接続することが可能な導電性ピンとで構成されることが好ましい。

メス型嵌合部に対するオス型嵌合部の挿入方向に関して、第１傾斜面および第２傾斜面の断面形状は例えば直線的に傾斜している。この場合、挿入方向に関する第１傾斜面および第２傾斜面の傾斜角は同じであることが好ましい。

メス型嵌合部に対するオス型嵌合部の挿入方向に関して、第１傾斜面および第２傾斜面の断面形状は例えば曲線的に傾斜していてもよい。

気密ケースの先端を気密に塞ぎ、かつ観察部位の像を透過する観察窓を備えることが好ましい。

気密ケースは、例えば、撮像モジュールを収容する第１部分と、気密端子が嵌合する第２部分の少なくとも２つのパーツで構成される。

本発明によれば、気密ケースの後端に、気密ケースの先端に向かって内径が細くなる第１傾斜面で内周面が形成されるメス型嵌合部を設け、気密端子に、第１傾斜面と同じ向きに傾斜した第２傾斜面で外周面が形成されるオス型嵌合部を設けるので、気密端子による気密ケースの封止を歩留りよく行うことが可能な硬性電子内視鏡を提供することができる。

内視鏡システムの外観図である。 硬性電子内視鏡の先端部の正面図である。 硬性電子内視鏡の内部構成を示す図である。 挿入部の先端部の断面図である。 挿入部の基端部の断面図である。 気密ケースの後端と気密端子を示す分解斜視図である。 正規の気密端子のサイズよりも一回り小さい気密端子と気密ケースの嵌合状態を示す図である。 正規の気密端子のサイズよりも一回り大きい気密端子と気密ケースの嵌合状態を示す図である。 断面形状が曲線的な第１傾斜面を有する気密ケース、および断面形状が曲線的な第２傾斜面を有する気密端子を示す図である。 従来の気密ケースと気密端子を示す分解断面図である。 従来の気密ケースの後端に気密端子を嵌合した状態を示す断面図である。

[第１実施形態]
図１において、内視鏡システム１０は、患者の体内の観察部位を撮像する硬性電子内視鏡１１と、撮像により得られた画像信号に基づいて観察部位の観察画像を生成するプロセッサ装置１２と、観察部位に照射する照明光を硬性電子内視鏡１１に供給する光源装置１３と、観察画像を表示する液晶モニタ等の表示部１４とを備えている。プロセッサ装置１２には、キーボードやマウス等の操作入力部１５が接続されている。

硬性電子内視鏡１１は、患者の腹腔内に挿入される硬性な挿入部１６と、挿入部１６の基端部１６ｂに連設された本体部１７と、本体部１７から延設されたユニバーサルコード１８とを備えている。ユニバーサルコード１８は、硬性電子内視鏡１１とプロセッサ装置１２および光源装置１３を連結する。

図２に示すように、挿入部１６の先端部１６ａの先端面には、観察部位に照明光を照射する２つの照明窓１９、および観察部位の像を取り込むための観察窓２０が設けられている。観察窓２０は無色透明なサファイアガラスで形成されている。

ユニバーサルコード１８のプロセッサ装置１２および光源装置１３側の一端には、コネクタ２１が取り付けられている。コネクタ２１は、プロセッサ用コネクタ２１ａと光源用コネクタ２１ｂとを有する複合タイプのコネクタである。プロセッサ用コネクタ２１ａはプロセッサ装置１２に、光源用コネクタ２１ｂは光源装置１３にそれぞれ着脱自在に接続される。

図３において、挿入部１６には、先端部１６ａから基端部１６ｂにわたって、ライトガイド３０および気密ケース３１が挿通されている。ライトガイド３０は、複数本の光ファイバをバンドル化したファイババンドルである。ライトガイド３０は、基端部１６ｂからさらにユニバーサルコード１８内を挿通され、その入射端は光源用コネクタ２１ｂに配されている。ライトガイド３０の出射端３０ａ（図４参照）は照明窓１９と対向配置されている。光源用コネクタ２１ｂが光源装置１３に接続され、光源装置１３が駆動されると、ライトガイド３０の入射端には光源装置１３からの照明光が入射する。入射端に入射した照明光は導光されて出射端３０ａから出射する。出射端３０ａから出射した照明光は、照明窓１９を介して観察部位に照射される。なお、図示は省略するが、ライトガイド３０は、２つの照明窓１９に光が導光されるように、照明窓１９の前段で２本に分岐している。

気密ケース３１は、先端部１６ａに配される第１部分３１ａと、基端部１６ｂに配される第２部分３１ｂと、これら第１部分３１ａおよび第２部分３１ｂを繋ぐ中間部分３１ｃの計３つのパーツで構成される。これら３つのパーツ３１ａ〜３１ｃは、ステンレス製の円筒状ストレートパイプである。第１部分３１ａと中間部分３１ｃ、および中間部分３１ｃと第２部分３１ｂの繋ぎ目は、レーザ溶接により一体化されて固着されている。

気密ケース３１の先端（第１部分３１ａの先端）には、撮像モジュール３２が収容されている。一方、気密ケース３１の後端（第２部分３１ｂの後端）には、気密端子３３が嵌合されている。この気密端子３３により気密ケース３１の後端が気密に塞がれ、気密ケース３１内の気密性が確保される。

図４において、先端部１６ａには、照明窓１９とライトガイド３０の出射端３０ａとが対向して固定される枠４０と、気密ケース３１の先端が固定される枠４１とが設けられている。照明窓１９およびライトガイド３０の出射端３０ａ、並びに気密ケース３１の先端は、接着剤等で各枠４０、４１に固定される。

観察窓２０は、真空リフロー半田付けによって気密ケース３１の先端に固着されている。この観察窓２０により気密ケース３１の先端が気密に塞がれる。観察窓２０の奥には、撮像モジュール３２が配置されている。撮像モジュール３２は、結像光学系４５と、レンズ鏡筒４６と、撮像素子４７と、回路基板４８とで構成される。

結像光学系４５は、レンズ群４９とプリズム５０とを有し、観察窓２０を通して入射した観察部位の像を撮像素子４７の撮像領域４７ａに結像させる。レンズ鏡筒４６はレンズ群４９を収容する。プリズム５０の入射面はレンズ鏡筒４６の後端に、出射面は撮像領域４７ａ上にそれぞれ接着剤等で固着されている。プリズム５０は、レンズ群４９からの観察部位の像を９０°屈折させて撮像素子４７の撮像領域４７ａに導く。

撮像素子４７は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。撮像領域４７ａには、フォトダイオード等の光電変換素子からなる画素が、Ｎ行×Ｍ列のマトリックス状に複数配列されている。Ｎ、Ｍは、例えばＮ＝１０８０、Ｍ＝１９２０である。撮像素子４７はカラー撮像素子であり、撮像領域４７ａには青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の３色のマイクロカラーフィルタが配され、３色が各画素に割り当てられている。マイクロカラーフィルタの配列は例えばベイヤー配列である。なお、撮像素子４７としてＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いてもよい。

撮像素子４７は、撮像領域４７ａで受光した光を各画素で光電変換して、受光量に応じた信号電荷を各画素に蓄積する。信号電荷は垂直走査回路によって１行ずつ水平走査回路に読み出され、水平走査回路に読み出された信号電荷はアンプによって電圧信号に変換される。電圧信号は画像信号として撮像素子４７から回路基板４８に出力される。

回路基板４８にはＡＦＥ（Analog Front End、図示せず）が搭載されている。ＡＦＥは、撮像素子４７からのアナログの画像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、信号電荷のリセットに起因するノイズを除去する。次いで、相関二重サンプリング処理された画像信号を増幅し、これを所定のビット数（例えば１０ｂｉｔ）に応じた階調値を持つデジタルな画像信号に変換する。

回路基板４８の後端部には端子４８ａが設けられており、該端子４８ａと電気ケーブル５１がハンダ付け等で電気的に接続されている。ＡＦＥで生成されたデジタル画像信号は、端子４８ａおよび電気ケーブル５１を介してプロセッサ装置１２に向けて伝送される。プロセッサ装置１２は、伝送された画像信号に対して、画素補間やホワイトバランス補正、輪郭強調等の各種処理を施して観察画像を生成する。プロセッサ装置１２は、生成した観察画像を表示部１４に表示させる。

電気ケーブル５１は、気密ケース３１の後端まで挿通されている。電気ケーブル５１は、画像信号をプロセッサ装置１２に伝送するだけでなく、プロセッサ装置１２からの各種制御信号も伝送する。制御信号には、撮像素子４７を所定の周期で駆動させるための基準クロック信号や、ＡＦＥ４２の自動ゲイン制御回路の増幅率の設定情報等がある。撮像素子４７は、プロセッサ装置１２からの各種制御信号に基づいて、所定のフレームレート、例えば６０フレーム／秒で画像信号をＡＦＥに出力する。

図５において、気密端子３３は、円環状の外枠６０と、外枠６０の内部に充填される絶縁性封止材６１と、絶縁性封止材６１を貫通した状態で固定された導電性ピン６２とで構成される。これらは高圧蒸気滅菌の環境下に置かれても気密ケース３１内の気密性が確保されるよう、耐熱性の高い材料で形成されている。例えば外枠６０と導電性ピン６２は、鉄にニッケル、コバルトを配合した合金であるコバール（登録商標）、絶縁性封止材６１は硼珪酸ガラスでそれぞれ形成されている。外枠６０の最大外径は気密ケース３１の外径と同じで例えば約２．８ｍｍ、導電性ピン６２を含む気密端子３３の全長は例えば約３．９ｍｍ、導電性ピン６２の外径は例えば０．１５ｍｍである。

導電性ピン６２は、絶縁性封止材６１の径方向に沿って等間隔に複数本、例えば１５本設けられている（図６も参照）。絶縁性封止材６１は、各々の導電性ピン６２が接触して互いに導通しないよう、間隔をあけて各々の導電性ピン６２を保持する。各々の導電性ピン６２の間隔（ピッチ）は、例えば０．３ｍｍである。

導電性ピン６２には、気密ケース３１の内外の配線を接続することが可能である。導電性ピン６２の両端には銅パイプ６３が挿入され、この銅パイプ６３に気密ケース３１の内外の配線が半田付けされることで、気密ケース３１の内外の配線が導通する。

気密ケース３１内に収容される導電性ピン６２の一端には、回路基板４８からの電気ケーブル５１が接続されている。他方、気密ケース３１外の導電性ピン６２の一端には、電気ケーブル６４が接続されている。電気ケーブル６４は、図３に示すように、本体部１７、ユニバーサルコード１８内を挿通され、一端がプロセッサ用コネクタ２１ａに配されている。プロセッサ用コネクタ２１ａがプロセッサ装置１２に接続され、プロセッサ装置１２が駆動されると、電気ケーブル５１、６４を介して画像信号や制御信号が硬性電子内視鏡１１とプロセッサ装置１２の間で遣り取りされる。

図６において、気密ケース３１の後端には、気密端子３３の一部が嵌合するメス型嵌合部７０が設けられている。メス型嵌合部７０は、内周面が第１傾斜面７１で形成されている。第１傾斜面７１は、気密ケース３１の先端に向かって内径が細くなった漏斗状をしている。一方、気密端子３３の一端には、気密ケース３１のメス型嵌合部７０に嵌合するオス型嵌合部７２が設けられている。オス型嵌合部７２がメス型嵌合部７０を通り抜けないよう、オス型嵌合部７２は、その最大径がメス型嵌合部７０の最小径よりも大きく形成されている。オス型嵌合部７２は、外周面が第２傾斜面７３で形成されている。

第２傾斜面７３は、第１傾斜面７１と同じ向きに傾斜している。すなわち第２傾斜面７３は、気密端子３３の先端に向かって内径が細くなっている。第１傾斜面７１および第２傾斜面７３の断面形状は、メス型嵌合部７０に対するオス型嵌合部７２の挿入方向に関して直線的に傾斜しており、挿入方向に関する第１傾斜面７１の傾斜角Θ１および第２傾斜面７３の傾斜角Θ２は同じである（図５参照）。第１傾斜面７１は、気密端子３３を気密ケース３１の後端内部に案内する案内面の機能も有する。

以下、気密ケース３１の組立手順について説明する。まず、気密ケース３１の第１部分３１ａの先端に、電気ケーブル５１が接続された撮像モジュール３２を取り付ける。次いで中間部分３１ｃ内に電気ケーブル５１を挿通し、第１部分３１ａと中間部分３１ｃの繋ぎ目をレーザ溶接により固着する。同様に第２部分３１ｂ内に電気ケーブル５１を挿通し、中間部分３１ｃと第２部分３１ｂの繋ぎ目をレーザ溶接により固着する。

次に、第２部分３１ｂの後端から露呈した電気ケーブル５１を、気密ケース３１内に収容されるオス型嵌合部７２側の導電性ピン６２の一端に挿入された銅パイプ６３に半田付けする。また、気密ケース３１外に配置されるオス型嵌合部７２側と反対側の導電性ピン６２の他端に挿入された銅パイプ６３に、電気ケーブル６４を半田付けする。

電気ケーブル５１、６４の半田付け後、気密端子３３の第２傾斜面７３を気密ケース３１の第１傾斜面７１で案内させつつ、図６に矢印で示すように気密端子３３を気密ケース３１の後端内部に押し込む。その後、図５に一点鎖線の丸囲いおよび符号ＷＰ１で示す、気密ケース３１の後端と気密端子３３の繋ぎ目付近の箇所の第１傾斜面７１と第２傾斜面７３をレーザ溶接により一体化して固着する。これにより気密ケース３１の後端が気密に塞がれ、気密ケース３１内の気密性が確保される。

溶接箇所ＷＰ１は予め決められており、気密ケース３１の肉厚が例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの箇所である。レーザ溶接は、溶接箇所ＷＰ１以外の箇所が不必要に加熱、溶融されないよう、溶接箇所ＷＰ１に対して局所的に短時間で行われる。

硬性電子内視鏡１１は、使用後、高圧蒸気滅菌装置に入れられて滅菌処理される。この際、観察窓２０と気密端子３３によって気密ケース３１内の気密性が確保され、気密ケース３１内への高温高圧の飽和水蒸気の侵入が防がれるので、高温高圧の飽和水蒸気に晒されて撮像モジュール３２が故障したり、電気ケーブル５１が劣化したりすることがない。

第１傾斜面７１で内周面が形成されるメス型嵌合部７０を気密ケース３１の後端に設け、第１傾斜面７１と同じ向きに傾斜した第２傾斜面７３で外周面が形成されるオス型嵌合部７２を気密端子３３に設けるので、これらメス型嵌合部７０およびオス型嵌合部７２により気密端子３３を気密ケース３１に嵌合させたときに、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の間に隙間が生じない。

このため、図９Ａ、図９Ｂに示す例のように、内周面２０７と外周面２０９の間の隙間の大きさのバラつきによって、内周面２０７から外周面２０９へのレーザの熱伝達量が不足して溶接が不十分になり、メス型嵌合部２０５とオス型嵌合部２０６の間に必要な接合力が確保できずに気密性が失われたり、溶接が剥がれて気密端子２００が外れたり、熱伝達量が大きすぎて溶接が過大に行われ、気密端子２００が必要以上に溶けて絶縁性封止材２０３が破損してしまったりすることがなく、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３が確実に溶接され、かつ絶縁性封止材６１が破損しない適正なパワーで常にレーザ溶接を行うことができる。したがって、気密端子３３で気密ケース３１内の気密性を確保できる確率が飛躍的に高まり、歩留まりがよくなる。また、比較的弱いパワーで第１傾斜面７１と第２傾斜面７３を溶接することができる。

メス型嵌合部７０は、気密ケース３１の後端の穴を削って第１傾斜面７１を形成するだけで作製することができ、オス型嵌合部７２も同様に気密端子３３の一端を削って第２傾斜面７３を形成するだけで作製することができる。したがって、メス型嵌合部７０およびオス型嵌合部７２は、図９Ａおよび図９Ｂに示す段差形状のメス型嵌合部２０５およびオス型嵌合部２０６と比べて加工がしやすい。

また、第１傾斜面７１は気密端子３３を気密ケース３１の後端内部に案内する案内面の機能も有するので、メス型嵌合部７０とオス型嵌合部７２の嵌合をスムーズに行うことができ、作業性がよい。

第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の加工精度は多少ラフであっても、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の間に隙間は生じない。例えば図７Ａに示すように、第２傾斜面７３の最小外径ΦＳが、点線で示す正規の気密端子３３ＲのサイズΦＲよりも一回り小さい気密端子３３Ｓの場合は、正規の気密端子３３Ｒの嵌合位置よりも僅かに気密ケース３１の先端側に気密端子３３Ｓを押し込めば、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３は隙間なく嵌合する。

また、図７Ｂに示すように、第２傾斜面７３の最小外径ΦＬが正規の気密端子３３ＲのサイズΦＲよりも一回り大きい気密端子３３Ｌの場合は、正規の気密端子３３Ｒの嵌合位置から僅かに気密端子３３Ｌの後端がはみ出しはするが、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３は隙間なく嵌合する。そのうえ第１傾斜面７１と第２傾斜面７３は加工がしやすい直線状である。このため第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の加工精度を上げるために無駄な時間と労力を割く必要がない。なお、図７Ａ、図７Ｂでは、簡単化のため導電性ピン６２や電気ケーブル５１の図示を省略している。

高圧蒸気滅菌の際には、気密端子３３の外側から内側に向かって圧力が掛かる。このため気密端子３３には、図５に矢印Ｐで示すように、気密ケース３１の先端方向に押し込む力が加わる。この力が第２傾斜面７３を介して、気密ケース３１の先端に向かって内径が細くなる形状とした第１傾斜面７１に掛かることで、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の密着、ひいては気密ケース３１と気密端子３３の嵌合がより強固になり、さらに気密ケース３１内の気密性の確保が確実になる。

気密端子３３を、外枠６０と絶縁性封止材６１と導電性ピン６２とで構成しているので、気密ケース３１内の気密性を確保しつつ、気密ケース３１の内外の配線の導通を図ることができる。

気密ケース３１を、撮像モジュール３２を収容する第１部分３１ａと、気密端子３３が嵌合する第２部分３１ｂとに分けたので、気密ケース３１を長い１本のパイプで構成するよりも、撮像モジュール３２を収容する際の作業性がよい。

なお、気密ケース３１および気密端子３３と同様に、第１部分３１ａと中間部分３１ｃ、および中間部分３１ｃと第２部分３１ｂの繋ぎ目も、レーザ溶接により一体化されて固着されるので、これらの繋ぎ目に、気密ケース３１および気密端子３３に設けたようなメス型嵌合部およびオス型嵌合部を設けてもよい。しかし、これら各部分３１ａ〜３１ｃの繋ぎ目には、気密端子３３の絶縁性封止材６１のように、溶接が過大に行われると破損するような部品がない。このため、気密端子３３と気密ケース３１の場合のようにレーザ溶接のパワーに気を使う必要がさほどなく、したがって各部分３１ａ〜３１ｃの繋ぎ目に、気密ケース３１および気密端子３３に設けたようなメス型嵌合部７０およびオス型嵌合部７２を設ける必要性は低い。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、メス型嵌合部７０に対するオス型嵌合部７２の挿入方向に関する断面形状が直線的に傾斜した第１傾斜面７１および第２傾斜面７３を例示しているが、本発明はこれに限定されず、メス型嵌合部７０に対するオス型嵌合部７２の挿入方向に関する第１傾斜面および第２傾斜面の断面形状が曲線的に傾斜していてもよい。例えば図８に示す気密ケース８０および気密端子８１のように、第１傾斜面８２および第２傾斜面８３を半球状の曲面とする。これらの第１傾斜面８２および第２傾斜面８３によっても、気密端子３３を気密ケース３１に嵌合させたときに、第１傾斜面８２と第２傾斜面８３の間に隙間が生じないため、上記第１実施形態と同じ効果を得ることができる。なお、図８では、図７Ａ、図７Ｂと同じく導電性ピンや電気ケーブルの図示を省略している。

上記第１実施形態では、メス型嵌合部７０とオス型嵌合部７２をレーザ溶接により固着しているが、代わりに電子ビーム溶接を用いてもよい。また、上記第１実施形態では、気密ケース３１を第１部分３１ａ、第２部分３１ｂ、および中間部分３１ｃの３つのパーツで構成しているが、気密ケースを１つもしくは２つのパーツで構成してもよいし、３つより多いパーツで構成してもよい。さらに、上記第１実施形態では、各部分３１ａ〜３１ｃをストレートパイプで構成しているが、例えば第２部分３１ｂを本体部１７とユニバーサルコード１８の繋ぎ目まで延ばし、第２部分３１ｂの後端を屈曲させてもよい。

また、上記第１実施形態では、メス型嵌合部７０に対するオス型嵌合部７２の挿入方向に関する第１傾斜面７１の傾斜角Θ１および第２傾斜面７３の傾斜角Θ２を同じにしているが、第１傾斜面７１の傾斜角Θ１よりも第２傾斜面７３の傾斜角Θ２は若干大きくても構わない。この場合、気密ケース３１の先端側では第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の間に隙間が生じる。しかし、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３は、溶接箇所ＷＰ１である気密ケース３１の後端で当接し、溶接箇所ＷＰ１ではこれらの間に隙間は生じない。このため、第１傾斜面７１の傾斜角Θ１よりも第２傾斜面７３の傾斜角Θ２を若干大きく形成した場合でも、上記第１実施形態と同じ効果を得ることができる。

なお、第１傾斜面７１の傾斜角Θ１よりも第２傾斜面７３の傾斜角Θ２を若干小さくした場合は、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３は気密端子３３の先端で当接し、溶接箇所ＷＰ１で両者に僅かな隙間が生じるが、第１傾斜面７１と第２傾斜面７３の加工のしやすさを考えれば、第１傾斜面７１の傾斜角Θ１と第２傾斜面７３の傾斜角Θ２が大幅にずれることは考えにくく、ほぼ隙間がないと見なすことができる。このため、第１傾斜面７１の傾斜角Θ１よりも第２傾斜面７３の傾斜角Θ２を若干小さくした場合でも、上記第１実施形態と同じ効果を得ることができる。

撮像モジュール３２を収容する箇所は、気密ケース３１の先端に限らない。気密ケース３１の中間部分に撮像モジュール３２を収容してもよい。

１０ 内視鏡システム
１１ 硬性電子内視鏡
２０ 観察窓
３１、８０ 気密ケース
３１ａ 第１部分
３１ｂ 第２部分
３２ 撮像モジュール
３３、８１ 気密端子
４５ 結像光学系
４７ 撮像素子
６０ 外枠
６１ 絶縁性封止材
６２ 導電性ピン
７０ メス型嵌合部
７１、８２ 第１傾斜面
７２ オス型嵌合部
７３、８３ 第２傾斜面

Claims (8)

1. 観察部位を撮像する撮像素子、および前記撮像素子に前記観察部位の像を結像させる結像光学系を含む撮像モジュールと、
   前記撮像モジュールを収容する円筒状の気密ケースと、
   前記気密ケースの後端を気密に塞ぐ気密端子と、
   前記気密ケースの後端に設けられ、前記気密端子の一部が嵌合するメス型嵌合部であり、前記気密ケースの先端に向かって内径が細くなる第１傾斜面で内周面が形成されるメス型嵌合部と、
   前記気密端子に設けられ、前記メス型嵌合部の内部に挿入されて嵌合するオス型嵌合部であり、前記第１傾斜面と同じ向きに傾斜した第２傾斜面で外周面が形成されるオス型嵌合部とを備えることを特徴とする硬性電子内視鏡。
2. 前記メス型嵌合部と前記オス型嵌合部は、レーザ溶接により固着されることを特徴とする請求項１に記載の硬性電子内視鏡。
3. 前記気密端子は、一端に前記オス型嵌合部を有する円環状の外枠と、
   前記外枠の内部に充填される絶縁性封止材と、
   前記絶縁性封止材を貫通した状態で固定され、両端に前記気密ケースの内外の配線を接続することが可能な導電性ピンとで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の硬性電子内視鏡。
4. 前記メス型嵌合部に対する前記オス型嵌合部の挿入方向に関して、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面の断面形状は直線的に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の硬性電子内視鏡。
5. 前記挿入方向に関する前記第１傾斜面および前記第２傾斜面の傾斜角は同じであることを特徴とする請求項４に記載の硬性電子内視鏡。
6. 前記メス型嵌合部に対する前記オス型嵌合部の挿入方向に関して、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面の断面形状は曲線的に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の硬性電子内視鏡。
7. 前記気密ケースの先端を気密に塞ぎ、かつ前記観察部位の像を透過する観察窓を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の硬性電子内視鏡。
8. 前記気密ケースは、前記撮像モジュールを収容する第１部分と、
   前記気密端子が嵌合する第２部分の少なくとも２つのパーツで構成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の硬性電子内視鏡。

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