JP6504701B2

JP6504701B2 - 内視鏡

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Publication number: JP6504701B2
Application number: JP2015099325A
Authority: JP
Inventors: 樋野　和彦; 和彦樋野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-05-14
Also published as: JP2016214300A

Description

本発明は、挿入部の先端部に観察窓が設けられた内視鏡に関する。

周知の如く、内視鏡は、生体の体内（体腔内）の観察、処置など、または工業用のプラント設備内の検査、修理などのため広く用いられている。このような、内視鏡は、対物光学系が配設された撮像装置が挿入部の先端部に固定される。

このような撮像装置は、先端部に露出するように設けられる光学系を有している。例えば、特許文献１には、観察対象面側に光学系を保持するレンズ枠に接着剤で固定する内視鏡の撮像装置が開示されている。

ところで、近年、例えば、特許文献２に開示されるように、２つの光学系を有して、それら光学系による被写体像の視差から立体像を得ることができる立体撮像装置を有する内視鏡が知られている。

特開２００３−２３０５３３号公報特開２０１４−１６０２４０号公報

しかしながら、特許文献２に開示されるように、左右２つの光学系を有する内視鏡では、これら２つの光学系を保持するレンズ枠との間に従来からの単眼の内視鏡よりも大きな隙間が生じて、この大きな隙間に充填された接着剤に水蒸気が入り込み易くなり光学系の内面側に結露が生じ易いという問題がある。

そのため、水蒸気が入り込まないように、特許文献１に開示されるような内視鏡の撮像側装置の構造にすると、２つの光学系の距離が大きくなってしまい、立体撮像装置が内蔵される先端部が大型化して挿入部の細径化を阻害するという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、先端部が大型化することなく挿入部を細径化することができると共に、光学系内に水蒸気の進入を防止する内視鏡を提供することを目的とする。

本発明における一態様の内視鏡は、被検体に挿入する挿入部の先端に設けられ、視差を有した２つの光学像を得る１つの観察窓と、前記観察窓との間に形成される第１のクリアランス内に接着剤が充填されて前記観察窓の一部分が埋設されるように装着されて保持する保持枠と、前記第１のクリアランス内に形成される第１の接着層と、前記保持枠の先端面と面接触して、前記保持枠から突出する前記観察窓の先端側の外周部分を覆うように設けられ、前記観察窓との間に形成されるとともに前記第１のクリアランスよりも小さな第２のクリアランス内に前記接着剤が充填されて固着される環状の枠部材と、前記第２のクリアランス内に形成され、前記第１の接着層よりも薄い第２の接着層と、を具備する。

本発明によれば、挿入部を細径化することができると共に、光学系内に水蒸気の進入を防止する内視鏡を提供できる。

本発明の一態様の内視鏡の全体構成を示す側面図同、挿入部の構成を示す斜視図同、先端部の構成を示す正面図同、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った先端部および湾曲部の一部を示す断面図同、対物レンズユニットへ先端レンズを固着する状態を説明する分解断面図同、対物レンズユニットに先端レンズが固着された状態を示す断面図同、変形例の対物レンズユニットへ先端レンズを固着する状態を説明する分解断面図同、変形例の対物レンズユニットに先端レンズが固着された状態を示す断面図

以下、本発明である内視鏡について説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態に基づく図面は、模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

なお、以下の構成説明における内視鏡は、生体の上部または下部の消化器官に挿入するため挿入部が可撓性のある所謂軟性鏡を例に挙げて説明するが、これに限定されることなく、外科用に用いられる挿入部が硬質な所謂硬性鏡にも適用できる技術である。

先ず、図面に基づいて本発明の一態様の内視鏡を説明する。図１は、本発明の内視鏡の全体構成を示す側面図、図２は挿入部の構成を示す斜視図、図３は先端部の構成を示す正面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った先端部および湾曲部の一部を示す断面図、図５は対物レンズユニットへ先端レンズを固着する状態を説明する分解断面図、図６は対物レンズユニットに先端レンズが固着された状態を示す断面図、図７は変形例の対物レンズユニットへ先端レンズを固着する状態を説明する分解断面図、図８は変形例の対物レンズユニットに先端レンズが固着された状態を示す断面図である。

図１に示すように、内視鏡１は、被検体内に挿入される挿入部２と、この挿入部２の基端側に連設された操作部３と、この操作部３から延出されたユニバーサルコード８と、このユニバーサルコード８の延出端に設けられたコネクタ９と、を具備して構成されている。

なお、内視鏡１は、コネクタ９を介して、ビデオプロセッサなどの制御装置および照明装置である図示しない外部装置と電気的に接続される。

操作部３には、挿入部２の湾曲部１２を上下方向に湾曲させる上下用湾曲操作ノブ４と、湾曲部１２を左右方向に湾曲させる左右用湾曲操作ノブ５とが設けられている。

さらに、操作部３には、上下用湾曲操作ノブ４の回動位置を固定する固定レバー６と、左右用湾曲操作ノブ５の回動位置を固定する固定ノブ７とが設けられている。

挿入部２は、先端側から順に、先端部１１、湾曲部１２および可撓管部１３が連接されており、被検体に挿入し易いように細長に形成されている。

湾曲部１２は、上下用湾曲操作ノブ４および左右用湾曲操作ノブ５の回動操作により、例えば上下左右の４方向に湾曲されることにより、先端部１１内に設けられた、ここでは図示しない撮像装置の観察方向を可変したり、被検体内における先端部１１の挿入性を向上させたりするものである。

次に、図２および図３を用いて、先端部１１の先端面に配設される構成要素について簡単に説明する。
図２および図３に示すように、先端部１１の先端面には、先端カバー２５が設けられている。なお、先端部１１に設けられる先端カバー２５は、一例として円板状であって、例えば、樹脂製である。

この先端カバー２５は、複数の孔部が形成されており、これらの孔部に後述する撮像装置の最先端に配置される観察窓としての先端レンズ２１、ここでは２つの照明窓である矩形状の照明レンズ２２および主に先端レンズ２１に向かって送気または送水するための洗浄ノズル２３が配設されている。

なお、ここでの先端レンズ２１は、例えば略長円形状をしており、同一の被写体像が立体映像となるように、２つの光学像が視差を有して入光するように、光学的特性を有する２つの凹部２１ａ，２１ｂが一面に形成された対物光学系としての平凹レンズとなっている。

また、先端カバー２５に設けられた１つの孔部は、後述の処置具チャンネルのチャンネル開口部２４を構成している。さらに、先端カバー２５は、ここでは設けられていない前方送気送水のための観察物洗浄口を有しているものがある。

ここで、図４を用いて、先端部１１および湾曲部１２の内部構成について説明する。
図４に示すように、挿入部２の先端部１１内には、ここでは硬質な金属から形成された先端部本体を構成する先端構成部２６が設けられている。

この先端構成部２６は、基端側外周部に外嵌するように円環状の最先端の湾曲駒３６が接続されている。なお、先端構成部２６には、先端部１１の先端面を構成する上述した先端カバー２５が設けられている。この先端カバー２５は、先端構成部２６の先端面および先端外周部分を覆うように配設されている。

先端構成部２６に接続された最先端の湾曲駒３６の後方には、湾曲部１２の内部に設けられる円環状の複数の湾曲駒３７が回動自在に連結されている。これら複数の湾曲駒３６，３７の外周には、外皮としての湾曲ゴム３８が被覆されている。

この湾曲ゴム３８は、先端カバー２５の基端から先端構成部２６の外周を被覆している。そして湾曲ゴム３８の先端部分は、糸巻接着部３８ａによって先端構成部２６の外周部に固着されている。

湾曲部１２の内部に配設される複数の湾曲駒３７は、最先端の湾曲駒３６に設けられたワイヤ留３９に先端がそれぞれ固定された複数、例えば４本の湾曲操作ワイヤ３９ａ（図４では２つのみ図示）の牽引弛緩によって回動操作することで湾曲部１２が湾曲操作される。

４本の湾曲操作ワイヤ３９ａは、図１に示した操作部３に設けられた各湾曲操作ノブ４、５の回動操作によって牽引弛緩される。なお、湾曲部１２を湾曲操作する詳細な構成は、周知であるため、それらの説明を省略する。

先端部１１内に設けられる先端構成部２６には、複数の挿通孔が形成されている。
先端構成部３５の複数の挿通孔には、ここでは図示しない洗浄ノズル２３、金属性パイプである処置具チャンネル接続管４４、撮像装置４５、図示しない２つの照明レンズユニットおよび２つのライトガイドバンドル保持管が挿嵌されている。

処置具チャンネル接続管４４は、先端構成部３５の挿通孔の基端側から挿嵌されている。この処置具チャンネル接続管４４の基端部分には、柔軟なチューブ体である処置具チャンネル４３が接続されている。

この処置具チャンネル４３は、挿入部２および操作部３の内部に挿通しており、操作部３の処置具挿通口まで配設されている。

撮像装置４５は、先端側に対物レンズユニット４６を有している。この対物レンズユニット４６は、先端レンズ２１を含む複数の対物レンズから構成された２つの対物レンズ群４７ａ，４７ｂを保持するレンズ保持枠４８を有している。

撮像装置４５は、対物レンズユニット４６のレンズ保持枠４８の先端部分が先端構成部２６の先端面から突出するように先端構成部２６の挿通孔に基端側から挿嵌されている。

なお、撮像装置４５は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの固体撮像素子を備えた撮像部としての１つのイメージセンサ４０が配設されており、この１つのイメージセンサ４０が対物レンズユニット４６の２つの対物レンズ群４７ａ，４７ｂによって集光された被写体からの反射光による２つの像（被写体像）の光を検出して光電変換により撮像信号を出力する。

この撮像信号は、図１に示した、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコード８およびコネクタ９に接続された電気コネクタを介して外部機器である図示しないビデオプロセッサまで出力される。そして、ビデオプロセッサは、撮像信号に基づき画像処理して、図示しないモニタに出力することで、立体内視鏡画像がモニタに表示される。

ここで、図５および図６を用いて、撮像装置４５に設けられる対物レンズユニット４６のレンズ保持枠４８が先端で保持する先端レンズ２１の装着について説明する。

図５に示すように、先端レンズ２１は、レンズ保持枠４８の先端に形成された凹部４８ａに一部分が埋設されるように装着される。

このとき、先端レンズ２１とレンズ保持枠４８の凹部４８ａを形成する内側壁との間には、２つの対物レンズ群４７ａ、４７ｂと２つの凹部２１ａ、２１ｂとの各撮影光軸をそれぞれ合わせることによって被検体の２つの像を結像できるよう光学調整を行うために、撮影光軸に対して直交する方向に動かせるようにするための所定のクリアランスＣ１が形成される。

そして、先端レンズ２１は、図６に示すように、光学調整された後、レンズ保持枠４８と、環状の枠部材である保護枠４９がレンズ保持枠４８から突出する先端側の外周部分（外周面）を覆うよう装着されると共に、レンズ保持枠４８および保護枠４９がクリアランスＣ１内に接着剤等の充填剤を充填することによって固着される。

なお、保護枠４９は、先端レンズ２１の外周部の形状に相似の孔部を有した例えば略長円形状の環状部材である。そして、保護枠４９は、レンズ保持枠４８よりも外部側となる撮像装置４５の先端側に設けられ、レンズ保持枠４８に対向する端面４９ａがレンズ保持枠４８の先端面４８ｂに当接するように固着される。

この状態において、対物レンズユニット４６は、先端レンズ２１の外周面とレンズ保持枠４８の凹部４８ａを形成する内周面との間に形成される所定のクリアランスＣ１内に接着層５１が形成され、この所定のクリアランスＣ１よりも小さな先端レンズ２１の外周面と保護枠４９の内周面との間に形成される所定のクリアランスＣ２（Ｃ１＞Ｃ２）内に、接着層５１よりも薄い微小な接着層５２が形成される。

なお、所定のクリアランスＣ１と所定のクリアランスＣ２は、本実施形態のように連通しており、接着層５１および接着層５２が一体的に形成されていてもよい。

さらに、保護枠４９は、レンズ保持枠４８へ強固に固着されるように外周部の周囲にも、接着剤５３が塗布されている。

このように、先端レンズ２１は、光学調整のためのレンズ保持枠４８に対する所定のクリアランスＣ１内に充填された接着層５１と、保護枠４９との間の所定のクリアランスＣ２に充填された微小な接着層５２とによって、レンズ保持枠４８に固着されている。

そして、保護枠４９は、端面４９ａがレンズ保持枠４８の先端面４８ｂに当接して面接触した状態で、レンズ保持枠４８とも固着されている。

このように、１つで視差を有するように２つの光学像を得るための対物光学系となる先端レンズ２１は、レンズ保持枠４８に所定のクリアランスＣ１が設けられており、光学調整を容易に行える。

そして、先端部１１の先端面で露出する観察窓となる先端レンズ２１は、保護枠４９との微小の接着層５２により固着された構成となっているため、外部からの水蒸気が入り込み難く、内部の湿度が外部より高くなることを防止して、先端レンズ２１の内面側に結露が生じ難い構成となる。

即ち、先端レンズ２１をレンズ保持枠４８に固定する構造は、光学調整用の所定のクリアランスＣ１を埋める接着層５１が内部側に設けられ、それよりも外部側に保護枠４９をレンズ保持枠４８に面接触するように設けて微小な所定のクリアランスＣ２を埋める接着層５２が設けられた構造となっているため、外部からの水蒸気が入り込み難く、先端レンズ２１の内面側に結露が生じ難い構成となる。

そして、内視鏡１は、撮像装置４５の最先端に設けられて先端部１１で露出する１つの先端レンズ２１が視差を有するように２つの光学像を得るいわゆる立体内視鏡として用いることができると共に、２つの光学像を検出するイメージセンサ４０も１つであるため撮像装置４５を小型化することができ、この撮像装置４５が内蔵される先端部１１を大型化することなく挿入部２の細径化を阻害することもない。

したがって、本実施の形態の内視鏡１は、先端部１１が大型化することなく挿入部２を細径化することができると共に、撮像装置４５の光学系内に水蒸気の進入を防止することができる。

（第１の変形例）
図７および図８に示すように、レンズ保持枠４８および保護枠４９の断面形状を変更して、撮像装置４５の光学系内に水蒸気が進入することを防止する構成としてもよい。

具体的には、レンズ保持枠４８の先端面４８ｂから突起する凸部４８ｃが周方向に形成され、保護枠４９が断面Ｌ字状に形成されている。

ここでも、図７に示すように、先端レンズ２１は、レンズ保持枠４８の先端に形成された凹部４８ａに一部分が埋設されるように装着され、先端レンズ２１とレンズ保持枠４８の凹部４８ａを形成する内側壁との間に光学調整を行うために撮影光軸に対して直交する方向に動かせるようにするための所定のクリアランスＣ１が形成される。

先端レンズ２１は、図８に示すように、光学調整された後、レンズ保持枠４８と、環状の保護枠４９がレンズ保持枠４８から突出する外周部分を覆うよう装着されると共に、レンズ保持枠４８および保護枠４９と接着剤によって固着される。

ここでも保護枠４９は、レンズ保持枠４８に対向する端面４９ａがレンズ保持枠４８の先端面４８ｂに当接するように固着される。

この状態において、レンズ保持枠４８の凸部４８ｃの外周面と保護枠４９の外周面との間に所定のクリアランスＣ１以上の所定のクリアランスＣ３（Ｃ１≦Ｃ３）が形成され、先端レンズ２１、レンズ保持枠４８および保護枠４９によって形成される断面コの字状の空間内に接着層５１が形成される。

なお、ここでも、先端レンズ２１の外周面と保護枠４９の内周面との間には、所定のクリアランスＣ１，Ｃ３よりも小さい所定のクリアランスＣ２（Ｃ２＜Ｃ１≦Ｃ３）内に薄い接着層５２が形成され、保護枠４９の外周部の周囲に接着剤５３が塗布される。

このように構成された本変形例の内視鏡１では、先端レンズ２１をレンズ保持枠４８に固定する構造が所定のクリアランスＣ１，Ｃ３を埋める接着層５１が断面コの字状となっており、上述と同様に、接着層５１よりも外部に微小な所定のクリアランスＣ２を埋める薄い接着層５２が設けられて、より外部からの水蒸気が入り込み難くすることができる。

そのため、内視鏡１は、撮像装置４５の先端レンズ２１の内面側により結露が生じ難い構成とすることができ、上述の作用効果を有する構成となる。

上述の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態および変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

例として、対物レンズユニット４６の２つの対物レンズ群４７ａ，４７ｂによって集光された被写体からの反射光による２つの像（被写体像）の光を１つのイメージセンサ４０で検出する上記実施形態のような構成ではなく、２つのイメージセンサでそれぞれ検出する構成であってもよい。

また、２つの対物レンズ群４７ａ、４７ｂと２つの凹部２１ａ、２１ｂとの各撮影光軸をクリアランスＣ１内で光学的に調整できる形状であれば、上記実施形態のような略長円形状に限らず、楕円形状や角丸多角形等他の形状であってもよい。その際、保護枠４９は、先端レンズ２１の外周を覆うとともに対物光学系の光路を妨害しない形状になっていればよい。

以上に記載の実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

１…内視鏡
２…挿入部
３…操作部
４…上下用湾曲操作ノブ
５…左右用湾曲操作ノブ
６…固定レバー
７…固定ノブ
８…ユニバーサルコード
９…コネクタ
１１…先端部
１２…湾曲部
１３…可撓管部
２１…先端レンズ
２１ａ，２１ｂ…凹部
２２…照明レンズ
２３…洗浄ノズル
２４…チャンネル開口部
２５…先端カバー
２６…先端構成部
３５…先端構成部
３６，３７…湾曲駒
３８…湾曲ゴム
３８ａ…糸巻接着部
３９…ワイヤ留
３９ａ…湾曲操作ワイヤ
４０…イメージセンサ
４３…処置具チャンネル
４４…処置具チャンネル接続管
４５…撮像装置
４６…対物レンズユニット
４７ａ，４７ｂ…対物レンズ群
４８…レンズ保持枠
４８ａ…凹部
４８ｂ…先端面
４８ｃ…凸部
４９…保護枠
４９ａ…端面
５１，５２…接着層
５３…接着剤
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…クリアランス

Claims

被検体に挿入する挿入部の先端に設けられ、視差を有した２つの光学像を得る１つの観察窓と、
前記観察窓との間に形成される第１のクリアランス内に接着剤が充填されて前記観察窓の一部分が埋設されるように装着されて保持する保持枠と、
前記第１のクリアランス内に形成される第１の接着層と、
前記保持枠の先端面と面接触して、前記保持枠から突出する前記観察窓の先端側の外周部分を覆うように設けられ、前記観察窓との間に形成されるとともに前記第１のクリアランスよりも小さな第２のクリアランス内に前記接着剤が充填されて固着される環状の枠部材と、
前記第２のクリアランス内に形成され、前記第１の接着層よりも薄い第２の接着層と、
を具備することを特徴とする内視鏡。
前記第１のクリアランスと前記第２のクリアランスが連通していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記観察窓は、同一の被写体像に対して前記視差を有して結像する対物光学系であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記視差を有した前記２つの光学像を検出する１つの撮像部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。