JP6465439B2 - 内視鏡用撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の接眼部に着脱可能に連結される内視鏡用撮像装置に関する。

近年、体腔内に細長の挿入部を挿入してこの体腔内の観察を行うと共に、必要に応じて処置具を使用した簡単な治療処置を行う医療用の内視鏡装置が広く使用されている。また、挿入部を配管内に挿入して観察を行う工業用の内視鏡装置も知られている。

内視鏡装置は、使用者が直接肉眼にて目視して行う接眼部を有したものがある。その他、多数の観察者による同時観察を行うため、観察記録を残すなどの理由により、内視鏡の接眼部に装着して、観察映像をモニタにより観察する内視鏡用撮像装置がある。

このような内視鏡用撮像装置は、例えば、特許文献１に開示されており、異なる位置に画像形成面を有する様々なカメラに内視鏡を連結し、且つ真のズーム機能を保持する可変焦点および可変倍率を有する光カプラの技術が知られている。

特表２００１−５０３１５９号公報

ところで、従来の内視鏡用撮像装置におけるカバーガラスの固定方法としては、レンズ鏡筒に対して接着剤で固定する方法が一般的に採用されている。

特に、医療用の内視鏡に装着される内視鏡用撮像装置は、医療機器として滅菌消毒する必要があり、従来のようにレンズ鏡筒とカバーガラスとを接着剤で固定した構造の場合においては洗浄消毒時の耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能を満たさなければならないという課題がある。

そのため、従来の内視鏡用撮像装置では、より、耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能が得られるように、カバーガラスの周囲をメタライズして、半田を用いてレンズ鏡筒にろう付け固定する技術が採用される場合がある。

しかしながら、カバーガラスを半田によってろう付けする場合、レンズ鏡筒にステンレスなどの半田付けが可能な重い金属を用いる必要があるため、内視鏡用撮像装置の軽量化が困難であるという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能を十分有して、軽量化できる内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡用撮像装置は、内視鏡の接眼部を着脱自在に保持する内視鏡接続部と、前記内視鏡接続部に連設され、レンズ鏡筒の内部に光学系が設けられたレンズユニット部と、前記レンズ鏡筒の先端部に形成された小径部と、前記接眼部に対向するメタライズされたカバーガラスがろう接によって固定されるカバーガラス保持部を有し、前記小径部に固定されるカバーガラス保持枠と、前記カバーガラス保持部を突出させる孔部を有し、前記カバーガラス保持枠の周囲を覆うように前記レンズ鏡筒に螺着される保持枠と、を備えている。

本発明によれば、耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能を十分有して、軽量化できる内視鏡用撮像装置を提供することができる。

本発明の一態様の内視鏡用撮像装置の全体構成を示す側面図 同、内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図 同、内視鏡用撮像装置が内視鏡に装着された状態を示す部分断面図 同、カバーガラスおよびカバーガラス保持枠を示す分解斜視図 同、カバーガラスが装着されたカバーガラス保持枠、レンズ鏡筒およびカプラーオサエを示す分解斜視図 同、カプラーオサエと、カバーガラス保持枠がレンズ鏡筒に締結された状態を示す分解斜視図 同、カバーガラス保持枠、レンズ鏡筒およびカプラーオサエが組み付けられた状態を示す斜視図 同、第１の参考例に係る基板ホルダの構成を示す斜視図 同、第１の参考例に係る基板ホルダがＬ字状に折り曲げられた状態を示す斜視図 同、第２の参考例に係り、フレームカバーに固定された背面フレーム、ケーブル保持フレームおよび硬質基板を示す分解斜視図 同、第２の参考例に係り、ケーブル保持フレームと、背面フレームに硬質基板が装着された状態を示す分解斜視図 同、第２の参考例に係り、硬質基板がケーブル保持フレームおよび背面フレームに挟持された状態を示す分解斜視図

以下、図面を参照して本発明の内視鏡用撮像装置を説明する。図面は、本発明の一態様に係り、図１は内視鏡用撮像装置の全体構成を示す側面図、図２は内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図、図３は内視鏡用撮像装置が内視鏡に装着された状態を示す部分断面図、図４はカバーガラスおよびカバーガラス保持枠を示す分解斜視図、図５はカバーガラスが装着されたカバーガラス保持枠、レンズ鏡筒およびカプラーオサエを示す分解斜視図、図６はカプラーオサエと、カバーガラス保持枠がレンズ鏡筒に締結された状態を示す分解斜視図、図７はカバーガラス保持枠、レンズ鏡筒およびカプラーオサエが組み付けられた状態を示す斜視図、図８は第１の参考例に係る基板ホルダの構成を示す斜視図、図９は第１の参考例に係る基板ホルダがＬ字状に折り曲げられた状態を示す斜視図、図１０は第２の参考例に係り、フレームカバーに固定された背面フレーム、ケーブル保持フレームおよび硬質基板を示す分解斜視図、図１１は第２の参考例に係り、ケーブル保持フレームと、背面フレームに硬質基板が装着された状態を示す分解斜視図、図１２は第２の参考例に係り、硬質基板がケーブル保持フレームおよび背面フレームに挟持された状態を示す分解斜視図である。

図１に示す、内視鏡用撮像装置１は、内視鏡連結部としての内視鏡接続部（内視鏡用連結部）２と、内視鏡接続部２に連設された撮像光学系としてのレンズユニット部３と、レンズユニット部３に連設された撮影手段としてのカメラ部４と、カメラ部４の基端から延設するように折れ止め５ａが設けられて接続されたケーブル５と、を有して主に構成されている。

内視鏡接続部２は、例えば、後述する硬性内視鏡としての内視鏡に着脱自在に連結される。レンズユニット部３は、回転させてピント調整およびズーム機能を操作する焦点調整リング６およびズーム調整リング７が設けられている。カメラ部４には、レリーズボタンなどのスイッチ類８が設けられている。

図２および図３に示すように、内視鏡接続部２は、レンズユニット部３に装着されており、内視鏡１００の挿入部１０１の基端に設けられた接眼部１０２を保持するリング状の保持管１１と、この保持管１１を覆うように設けられた円管状の外装部１２と、を有している。

レンズユニット部３は、内視鏡１００の接眼部１０２に対向するカバーガラス２１を保持するカバーガラス保持枠２２と、このカバーガラス保持枠２２が皿ビス２３によって固定されるフレームとしてのレンズ鏡筒２５と、略管状のフレームであって保持枠としてのカプラーオサエ２４と、を有している。

なお、カプラーオサエ２４は、カバーガラス保持枠２２の前面部分からレンズ鏡筒２５の先端部分の外周部を覆うようにレンズ鏡筒２５に螺着されている。

そして、カプラーオサエ２４およびレンズ鏡筒２５は、内視鏡接続部２の保持管１１の基端部分を挟むようにして固定保持している。

レンズ鏡筒２５の内部には、焦点調整レンズ２６を保持するフレームの１つである第１の移動レンズ枠２７と、前方レンズ２８を保持するフレームの１つである第２の移動レンズ枠２９と、ズームレンズ群３０を保持するフレームの１つである第３の移動レンズ枠３１と、第２の移動レンズ枠２９の基端に嵌合された後群レンズ３２を保持するフレームの１つである固定レンズ枠３３と、が設けられている。

なお、レンズ鏡筒２５の外周部には、焦点調整リング６およびズーム調整リング７が回動自在に外挿されている。

これら焦点調整リング６およびズーム調整リング７は、レンズ鏡筒２５の外周部に固定されたリング状のスペーサ３５に設けられる防水リング３４を介して水密保持された状態となっている。

さらに、焦点調整リング６およびズーム調整リング７は、水密保持部材であるＯリング３６によって内視鏡接続部２の保持管１１またはカメラ部４の外装部４ａとも水密保持されている。なお、レンズユニット部３は、ここでは説明を省略するが、その他の各フレームなども水密保持部材であるＯリング、シールなどによって水密接合されている。

また、レンズユニット部３の焦点調整リング６は、図示しないカムフォロアが設けられ、焦点調整のために回動操作されることでカム溝が設けられた第１の移動レンズ枠２７をカム機構によって進退移動させる。

同様に、レンズユニット部３のズーム調整リング７も、図示しないカムフォロアが設けられ、テレ／ワイドのために回動操作されることでカム溝が設けられた第３の移動レンズ枠３１をカム機構によって進退移動させる。

図２に示すように、カメラ部４の外装部４ａ内には、矩形筒状のフレームカバー４１と、このフレームカバー４１の基端に固定された環状の背面フレーム４２と、この背面フレーム４２とビス留め固定される筒状のケーブル保持フレーム４３と、背面フレーム４２とケーブル保持フレーム４３との間で保持される硬質基板４４と、フレームカバー４１によって形成される空間内に設けられた基板ホルダ４５と、この基板ホルダにフォーミングされた撮像素子基板３８と、撮像素子基板３８に設けられたＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの撮像素子３７と、を有している。

フレームカバー４１は、先端部分がレンズユニット部３の固定レンズ枠３３に固定されている。また、ケーブル保持フレーム４３は、ケーブル５の折れ止め５ａを保持する。

硬質基板４４は、図示しない電気コネクタが設けられており、ケーブル５内に配設された各種信号ケーブル、撮像ケーブルなどが接続されて、これらケーブルと電気コネクタとが電気的に導通するプリント配線が施されている。

なお、内視鏡用撮像装置１は、以上に説明していないその他の構成要素が従来と同様であるため、それら構成要素の詳細な説明を省略する。

以上のように構成された本実施の形態の内視鏡用撮像装置１は、レンズユニット部３に設けられた各光学系によって内視鏡１００の観察像が撮像素子３７に結像されて、検出された観察像が光電変換されて、ケーブル５を介して撮像信号が図示しないビデオプロセッサに出力される。

こうして、内視鏡用撮像装置１は、内視鏡１００の接眼部１０２に装着することで、図示しないモニタに内視鏡１００の観察像を表示させることができる。

ここで、レンズユニット部３のカバーガラス２１の組み付け状態について以下に詳しく説明する。なお、内視鏡用撮像装置１は、カプラーオサエ２４によって内視鏡接続部２が保持される構成であるが、以下においてはカプラーオサエ２４に保持される内視鏡接続部２の図示および説明を省略している。

カバーガラス２１は、ここではサファイアガラスなどから形成され、図４に示すように、外側周部に金錫などの金属が蒸着によってメタライズされることで金属膜２１ａが形成される。

そして、カバーガラス２１は、ここではステンレスなどの金属から形成されたカバーガラス保持枠２２の前面から突出した筒状のカバーガラス保持部２２ａに半田によるろう接によって接合されて水密に固定される。

即ち、カバーガラス２１は、金属膜２１ａを形成することで半田のぬれ性が良く、カバーガラス保持部２２ａのカバーガラス保持孔２２ｂの内周壁に水密に半田接合される。

このようにカバーガラス２１が固定されたカバーガラス保持枠２２は、図５に示すように、その背面部がレンズ鏡筒２５の先端側に形成された小径部２５ａの先端面に面接触するように固定される。

具体的には、カバーガラス保持枠２２は、ここでは４つの皿モミ孔２２ｃが形成されており、これら４つの皿モミ孔２２ｃとレンズ鏡筒２５の小径部２５ａの先端面に穿設された４つのビス穴２５ｂが合わせられて４つの皿ビス２３によって、アルミなどの軽量な金属または樹脂から形成されたレンズ鏡筒２５の小径部２５ａに締結固定される。

そして、カバーガラス保持枠２２が固定されたレンズ鏡筒２５は、図６および図７に示すように、カバーガラス保持枠２２側からカプラーオサエ２４が小径部２５ａの外周部に刻設されたネジ溝に螺着されてカプラーオサエ２４が固定される。なお、ここでは図示しないが、カプラーオサエ２４の内周面にも、ネジ溝が刻設されている。

また、カプラーオサエ２４は、中央に孔部２４ａが形成されており、この孔部２４ａからカバーガラス保持枠２２のカバーガラス保持部２２ａが突出するように、カバーガラス保持枠２２の周囲を覆うようにレンズ鏡筒２５に装着される。

以上に説明したように、本実施の形態の内視鏡用撮像装置１におけるカバーガラス２１の固定方法としては、レンズ鏡筒２５に対して接着剤で固定する方法を用いず、カバーガラス２１を半田のろう接でカバーガラス保持枠２２に水密固定し、このカバーガラス保持枠２２を介して、レンズ鏡筒２５にカバーガラス２１をビス固定する構造となっている。

これにより、洗浄消毒時に晒されるカバーガラス２１が接着固定されていないため、特に、医療用の内視鏡１００に装着される内視鏡用撮像装置１においては、耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能を十分に満たした構成となる。

さらに、本実施の形態の内視鏡用撮像装置１では、カバーガラス２１を半田によるろう接でカバーガラス保持枠２２に水密に接合固定することで、カバーガラス保持枠２２のみを半田によるろう接が可能なステンレスなどの比較的重い金属から形成して、カバーガラス保持枠２２以外のレンズ鏡筒２５、カプラーオサエ２４などのフレームである各種枠部材をアルミなどの軽量金属または樹脂から形成することができる。これにより、内視鏡用撮像装置１を軽量化することができる。

以上に説明したように、本実施の形態の内視鏡用撮像装置１は、カバーガラス２１を半田によるろう接固定して水密保持するカバーガラス保持枠２２とレンズ鏡筒２５とを２部品化したことで、耐薬品、耐化学滅菌および耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）の性能を十分有し、カバーガラス保持枠２２以外のフレームを軽量金属または樹脂を用いることで軽量化することができる構成となっている。

さらに、内視鏡用撮像装置１は、カバーガラス２１を保持するカバーガラス保持枠２２がレンズ鏡筒２５の先端面に対して長手方向に沿って４つの皿ビス２３によって締結固定され、内視鏡接続部２がレンズ鏡筒２５に螺着して固定されるカプラーオサエ２４によって保持された構成となっている。

そのため、内視鏡用撮像装置１は、内視鏡１００の接眼部１０２に装着時された使用時に生じる長手方向に直交する方向の繰り返し曲げ荷重の負荷がカバーガラス保持枠２２には伝わらず、カバーガラス保持枠２２をレンズ鏡筒２５に締結固定している４つの皿ビス２３の緩みも防止された構成となっている。

（第１の参考例）
ところで、カメラ部４内に設けられ、撮像素子３７が実装された撮像素子基板３８を保持する本実施の形態の基板ホルダ４５は、図８および図９に示すように、第１の基板ホルダ５１および第２の基板ホルダ５２を有している。

第１の基板ホルダ５１は、第２の基板ホルダ５２の一方の側端部から突出する２つのヒンジ軸部５２ａを係止して第２の基板ホルダ５２を回動支持するコの字状の２つのヒンジ軸受け５１ａが一側端部に有している。

このように、基板ホルダ４５は、第１の基板ホルダ５１および第２の基板ホルダ５２が互いに回動自在にヒンジ機構によって連結されており、図８に示す直線的な状態から図９に示すようにＬ字状に曲げた状態にすることができる。

即ち、第１の基板ホルダ５１および第２の基板ホルダ５２をＬ字状に曲げた状態にして固定（フォーミング）することで、撮像モジュールである撮像素子３７が実装されたリジットフレキ基板である撮像素子基板３８を基板ホルダ４５の第１の基板ホルダ５１および第２の基板ホルダ５２に取り付けて小型に収納することができる。

このような構成とすることで、耐高温高圧滅菌処理（オートクレーブ）に適した耐熱性のある成形性の悪いテフロン（登録商標）、曲げ加工し難い硬質なレーデル（登録商標）などの樹脂を用いても、基板ホルダ４５を第１の基板ホルダ５１および第２の基板ホルダ５２の２部品化することで容易に製作することができる。

（第２の参考例）
なお、本実施の形態の硬質基板４４は、図１０から図１２に示すように、背面フレーム４２とケーブル保持フレーム４３との間で挟持されている。

具体的には、背面フレーム４２は、基端面から突起する４つの接続片４２ａを有し、これら４つの接続片４２ａがケーブル保持フレーム４３とビス４３ａによって締結固定される。

このとき、図１１に示すように、背面フレーム４２の４つの接続片４２ａで覆われた部分に硬質基板４４が先に嵌め込まれて、その後にケーブル保持フレーム４３が４つの接続片４２ａに締結固定される。

即ち、硬質基板４４は、背面フレーム４２の基端面とケーブル保持フレーム４３の先端面によって挟まれた状態で挟持固定される。

このような構成とすることで、硬質基板４４を背面フレーム４２に固定する固定部材が必要なく、部品数の低減、コスト減などを図れる。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。

１…内視鏡用撮像装置
２…内視鏡接続部
３…レンズユニット部
４…カメラ部
４ａ…外装部
５…ケーブル
６…焦点調整リング
７…ズーム調整リング
８…スイッチ類
１１…保持管
１２…外装部
２１…カバーガラス
２１ａ…金属膜
２２…カバーガラス保持枠
２２ａ…カバーガラス保持部
２２ｂ…カバーガラス保持孔
２２ｃ…皿モミ孔
２３…皿ビス
２４…カプラーオサエ
２４ａ…孔部
２５…レンズ鏡筒
２５ａ…小径部
２５ｂ…ビス穴
２６…焦点調整レンズ
２７…第１の移動レンズ枠
２８…前方レンズ
２９…第２の移動レンズ枠
３０…ズームレンズ群
３１…第３の移動レンズ枠
３２…後群レンズ
３３…固定レンズ枠
３４…防水リング
３５…スペーサ
３６…Ｏリング
３７…撮像素子
３８…撮像素子基板
４１…フレームカバー
４２…背面フレーム
４３…ケーブル保持フレーム
４４…硬質基板
４５…基板ホルダ
１００…内視鏡
１０１…挿入部
１０２…接眼部

Claims (4)

1. 内視鏡の接眼部を着脱自在に保持する内視鏡接続部と、
   前記内視鏡接続部に連設され、レンズ鏡筒の内部に光学系が設けられたレンズユニット部と、
   前記レンズ鏡筒の先端部に形成された小径部と、
   前記接眼部に対向するメタライズされたカバーガラスがろう接によって固定されるカバーガラス保持部を有し、前記小径部に固定されるカバーガラス保持枠と、
   前記カバーガラス保持部を突出させる孔部を有し、前記カバーガラス保持枠の周囲を覆うように前記レンズ鏡筒に螺着される保持枠と、
   を備えたことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
2. 前記カバーガラス保持枠は、前記レンズ鏡筒の先端面にビスにより締結固定されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
3. 前記内視鏡接続部は、前記レンズ鏡筒と前記保持枠とに挟持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡用撮像装置。
4. 前記カバーガラス保持枠は、前記カバーガラスをろう付けにより水密固定自在なステンレスにより形成され、前記レンズ鏡筒を前記ステンレスよりも軽量な金属または樹脂により形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。

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