JP6820871B2 - 内視鏡及び内視鏡装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内視鏡及び内視鏡装置に関する。
特許文献1−4には、挿入部の先端部にプリズムを有し、先端部の側面に形成された観察窓から入射する光をこのプリズムによって曲げることで、この光を、挿入部の先端部に搭載された撮像素子の撮像面まで導く構成の内視鏡が開示されている。
特開平08−076028号公報 特開平10−216084号公報 特開平09−149883号公報 特開2016−137231号公報
十二指腸の検査等に用いられる側視型の内視鏡は、挿入部の長手方向に延びる配線ケーブルの先端部が回路基板に固定され、この回路基板に固定された撮像素子にプリズムの光出射面が接着され、対物光学系を保持する保持具がこのプリズムの光入射面に接着され、この保持具が挿入部の先端部の筐体によって支持される構成である。そして、側視型の内視鏡は、特許文献1,2に例示されるように、撮像素子と接着されたプリズムの光入射面が挿入部の長手方向と平行になる構成が知られている。
上記の配線ケーブルは、挿入部の基端部まで延びているため、内視鏡の操作に伴って頻繁に外力を受ける。この外力は、撮像素子及び回路基板を経由して上記プリズムに作用して、プリズムを保持具から引き剥がす方向に働く。
プリズムと保持具との接着面であるプリズムの光入射面が、配線ケーブルの延びる方向である挿入部の長手方向に平行になっていると、この光入射面と配線ケーブルとの距離が光入射面全体で均一とはならない。
このため、上記の引き剥がす方向の力は、光入射面において配線ケーブルから遠い位置にある部分程、大きくなる。したがって、このような、プリズムにおける配線ケーブルからの位置による外力の差を考慮して、プリズムと保持具との接着を行う必要がある。
特許文献1,2には、側視型の内視鏡が記載されているが、プリズムと対物レンズ等の光学部材との接着方法については具体的に記載されていない。
特許文献3には、プリズムを2つ用いる側視型の内視鏡が記載されている。しかし、撮像素子と接着されたプリズムの光入射面は、挿入部の長手方向に直交しており、上述した課題は生じない。
特許文献4に記載の内視鏡は、側視型ではなく、撮像素子と接着されたプリズムの光入射面は、挿入部の長手方向に直交しており、上述した課題は生じない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プリズムがそれを保持する部材から剥がれるのを防ぐことのできる内視鏡、及びこの内視鏡を備える内視鏡装置を提供することを目的とする。
本発明の内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の先端部の側面に設けられた観察窓からの入射光が入射され、上記挿入部の長手方向に交差する光軸を有する対物光学部材と、上記対物光学部材からの出射光が入射され、且つ上記対物光学部材の出射面に対向する光入射面を有するプリズムと、上記挿入部の長手方向に平行な撮像面を有し、且つ上記撮像面が上記プリズムの光出射面に対向する状態にて上記プリズムに固着された撮像素子と、上記プリズムの光入射面と接着して上記プリズムを保持するプリズム保持部材と、を備え、上記プリズム保持部材は、上記プリズムの光入射面に接着された本体部と、上記プリズムの側面のうちの上記挿入部の長手方向先端側に位置する上記側面に沿って形成され且つその側面に当接する板状の第一の当接部と、を有するものである。
本発明の内視鏡装置は、上記内視鏡が接続される光源装置と、上記内視鏡が接続され且つ上記内視鏡と上記光源装置を制御する制御装置と、を備えるものである。
本発明によれば、プリズムがそれを保持する部材から剥がれるのを防ぐことのできる内視鏡、及びこの内視鏡を備える内視鏡装置を提供することができる。
本発明の一実施形態である内視鏡装置100の概略構成を示す図である。 図1に示す内視鏡1の挿入部10の先端部10Cの側面図である。 図2に示す方向Aから見た先端部10Cの内部構成を示す図である。 図3に示す撮像モジュール40の光軸に沿ったB−B線の断面模式図である。 図3及び図4に示すプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。 図3に示す撮像モジュール40の第一の変形例である撮像モジュール40Aを示す図である。 図6に示す撮像モジュール40Aのプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。 図3に示す撮像モジュール40の第二の変形例である撮像モジュール40Bを示す図である。 図8に示す撮像モジュール40Bのプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。
図1は、本発明の一実施形態である内視鏡装置100の概略構成を示す図である。
図1に示すように、内視鏡装置100は、内視鏡1と、この内視鏡1が接続される制御装置4及び光源装置5からなる本体部2と、を備える。
制御装置4には、画像情報等を表示する表示部3と、入力操作を受け付ける入力部6とが接続されている。制御装置4は、内視鏡1及び光源装置5を制御する。
内視鏡1は、一方向である方向Xに延びる管状部材であって被検体内に挿入される挿入部10と、挿入部10の基端部に設けられモード切替操作、撮影操作、送気送水操作、及び吸引操作等を行うためのボタンが設けられた操作ボックス11と、操作ボックス11に隣接して設けられたアングルノブ12と、内視鏡1を光源装置5と制御装置4にそれぞれ着脱自在に接続するコネクタ部13A,13Bを含むユニバーサルコード13と、を備える。方向Xは、挿入部10の長手方向となる。
なお、図示は省略されているが、操作ボックス11及び挿入部10の内部には、鉗子等の処置具を挿入する鉗子チャンネル、送気及び送水用のチャンネル、吸引用のチャンネル等の各種のチャンネルが設けられる。
挿入部10は、可撓性を有する軟性部10Aと、軟性部10Aの先端に設けられた湾曲部10Bと、湾曲部10Bの先端に設けられた先端部10Cとから構成される。
湾曲部10Bは、アングルノブ12の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部10Bは、内視鏡1が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向及び任意の角度に湾曲でき、先端部10Cを所望の被観察部位に向けることができる。
図2は、図1に示す内視鏡1の挿入部10の先端部10Cの側面図である。
先端部10Cの外装筐体105の側面には、被観察部位からの光を取り込むための観察窓101、被観察部位に照明光を出射するための照明窓102、鉗子等の処置具を出し入れするための鉗子口103、及び鉗子口103から導出された処置具を先端部10Cの側面に対し略垂直の方向へ曲げて起こすための起立台104を収容する収容口等が設けられている。
図3は、図2に示す方向Aから見た先端部10Cの内部構成を示す図である。図3には、観察窓101を通して被写体を撮像する撮像モジュール40の構成のみが示されている。図4は、図3に示す撮像モジュール40の光軸に沿ったB−B線の断面模式図である。図5は、図3及び図4に示すプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。
図3に示すように、撮像モジュール40は、図2に示す観察窓101に先端が固定されたレンズ鏡胴41と、プリズム保持部材を構成するプリズム保持具42と、プリズム保持具42により保持されたプリズム47と、プリズム47に固着された撮像素子50と、撮像素子50が固着された回路基板60と、を備える。
レンズ鏡胴41は、図4に示すように、観察窓101側から順に配置された第一のレンズ43、第二のレンズ44、第三のレンズ45、及び第四のレンズ46を含む対物レンズ群を支持している。対物レンズ群の構成はこれに限らず、他の様々な構成を採用することができる。
この対物レンズ群には、観察窓101からの入射光が入射される。この対物レンズ群の光軸Kは方向Xと交差している。光軸Kと方向Xとのなす角度は、内視鏡1が観察対象とする部位に応じて適宜設定されており、例えば45度〜135度の間の任意の角度となっている。
レンズ鏡胴41に収容された対物レンズ群は、観察窓101からの入射光が入射され、挿入部10の長手方向(方向X)に交差する光軸Kを有する対物光学部材を構成する。
プリズム47は、図4に示すように、レンズ鏡胴41内の対物レンズ群からの出射光が入射され、且つこの対物レンズ群の出射面(図4に示す第四のレンズ46の出射面46a)に対向する平面である光入射面47aと、光入射面47aに入射した光を光軸Kに垂直な方向に反射させる平面である傾斜面47eと、傾斜面47eにて反射された光を出射する、光入射面47aに垂直な平面である光出射面47bと、を備える。
プリズム47は、更に、図5に示すように、挿入部10の方向Xの先端側に位置する側面47cと、挿入部10の方向Xの基端側に位置する側面47dと、を備えている。
図3〜図5に示すように、プリズム保持具42は、レンズ鏡胴41の外周に嵌合された筒状の本体部42aと、本体部42aの観察窓101側と反対側の端部からプリズム47の側面47cに沿って延びて形成され、且つ側面47cに当接する板状の第一の当接部42bと、を備える。
図4に示すように、プリズム47の光入射面47aは、プリズム保持具42の本体部42aの観察窓101側と反対側の端面42tの開口42kを塞ぐようにして、この端面42tに、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の接着剤によって接着されている。
図5に示すように、第一の当接部42bは、プリズム保持具42の本体部42aの端面42tのうちのプリズム47が接着されている領域の外側の領域から光軸Kの延びる方向に沿って延びた板状の部材である。第一の当接部42bのプリズム47側の面は、側面47cに直接接触している。
つまり、プリズム47の光入射面47a及び光出射面47bに平行な方向(図3に示したB−B線に垂直な方向)における側面47cの位置と、この方向における第一の当接部42bの側面47c側の面の位置は一致している。
第一の当接部42bは、撮像モジュール40の製造工程において、プリズム47を本体部42aの端面42tに接着する際に、プリズム47の位置決めを行うための位置決め部材としても機能する。
図4に示すように、撮像素子50は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementaly Metal Oxide Semicondutor)イメージセンサ等のセンサが形成されたセンサ部51を含み、シリコン等で構成された矩形板状の半導体基板54と、半導体基板54におけるセンサ部51の撮像面51aが形成された側の面において撮像面51aの周囲に形成された枠状部材からなるスペーサ52と、スペーサ52の上に形成された撮像面51aに平行な平板状の透光性部材53と、を備える。
撮像素子50の撮像面51aは、方向Xに平行となっている。撮像面51aが方向Xに平行であるとは、撮像面51aに垂直な方向と方向Xとのなす角度が理想的には90度であることを意味するが、この角度には公差が含まれていてもよい。
撮像面51aと撮像素子50の透光性部材53の表面は平行であり、透光性部材53の表面とプリズム47の光出射面47bは平行になっている。透光性部材53の表面とプリズム47の光出射面47bは、例えば熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の接着剤によって固着されている。このように、撮像素子50は、撮像面51aがプリズム47の光出射面47bに対向する状態にて、プリズム47に固着されている。
回路基板60は、撮像素子50に形成されている端子と電気的に接続された回路が形成された基板である。回路基板60と撮像素子50は、例えば熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の接着剤或いはハンダ等によって固着されている。
回路基板60に形成された回路には、センサ部51を駆動する回路、センサ部51から出力される撮像信号を増幅するアンプ、撮像信号を伝送するための通信インタフェース用の部品等が設けられている。
図3に示すように、回路基板60には、回路基板60に形成された回路の端子と電気的に接続された各種の配線を収容する配線ケーブル70が固着されている。
配線ケーブル70は、その先端部(挿入部10の先端側の端部)が、回路基板60のうちのプリズム47の側面47dよりも方向Xにおいて挿入部10の基端側にある領域FXにて、回路基板60に固着されている。領域FXは、回路基板60と配線ケーブル70との固着部分である。
回路基板60と配線ケーブル70は、接着剤に限らず、エポキシ樹脂等によってこれらの周囲を覆って固めることで固着されていてもよい。配線ケーブル70は、図1に示すユニバーサルコード13の内部まで延設されている。
以上のように構成された内視鏡1は、図3における上下方向に配線ケーブル70に対して力が加わると、撮像モジュール40には、領域FXを支点とした回転方向の力が加わる。この回転方向の力は、プリズム47の光入射面47aのうち、領域FXから遠い場所ほど大きくなる。
内視鏡1の撮像モジュール40では、この回転方向の力が大きくなる部分に近いプリズム47の側面47cに、プリズム保持具42の第一の当接部42bが当接している。このため、側面47c付近においてプリズム47に回転方向の力が加わったとしても、この力を第一の当接部42bによって受けることができる。したがって、プリズム47がプリズム保持具42の端面42tから剥がれるのを防ぐことができる。
なお、プリズム47の側面47dに近い部分については、回転方向の力が相対的に小さくなる。このため、光入射面47aと端面42tとの接着力だけで、プリズム47がプリズム保持具42の端面42tから剥がれるのを十分に防ぐことができる。
このように内視鏡1によれば、プリズム保持具42によるプリズム47の保持性能を十分に得ることができ、製品の信頼性を高めることができる。また、第一の当接部42bをプリズム47の位置決め用の部材として用いることもできるため、位置決めのための他の手段を設ける必要がなくなり、製造コストを削減することができる。
以上の説明では、第一の当接部42bが側面47cに直接接触することで、第一の当接部42bが側面47cに当接する構成となっているが、これに限らない。例えば、第一の当接部42bと側面47cとの間に接着剤が介在して両者が接着されていることで、第一の当接部42bが側面47cに当接していてもよい。
この場合には、プリズム47の光入射面47a及び光出射面47bに平行な方向(図3に示したB−B線に垂直な方向)における側面47cの位置と第一の当接部42bの側面47c側の面の位置とは、接着剤の厚みの分、相違する構成になる。
この構成によれば、側面47c付近においてプリズム47に回転方向の力が加わったとしても、この側面47c付近がプリズム保持具42によって2方向から接着されているため、プリズム47の移動を強固に防ぐことができる。したがって、プリズム47がプリズム保持具42の端面42tから剥がれるのをより効果的に防ぐことができる。
図6は、図3に示す撮像モジュール40の第一の変形例である撮像モジュール40Aを示す図である。図7は、図6に示す撮像モジュール40Aのプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。
撮像モジュール40Aは、プリズム保持具42の本体部42aが本体部420aに変更された点と、プリズム保持具42の第一の当接部42bが第一の当接部420bに変更された点と、を除いては撮像モジュール40と同じ構成である。
図6に示すように、本体部420aは、本体部42aに対し、プリズム47の光入射面47a及び光出射面47bに平行な方向における側面47c側の端面420tの位置が、この方向における側面47cの位置と同じ位置に変更されている。つまり、本体部420aの端面420tと側面47cは同一平面上に形成されている。
第一の当接部420bは、本体部420aの端面420tとプリズム47の側面47cとで形成される平面に沿って延びる板状の部材であり、この平面に対して両面テープ又は接着剤等によって接着されている。
撮像モジュール40では、プリズム保持具42の本体部42aと第一の当接部42bが一体的に形成されているのに対し、撮像モジュール40Aでは、プリズム保持具42の本体部420aと第一の当接部420bが別体によって構成されている。
このように、プリズム保持具42の本体部420aと第一の当接部420bとが別体によって形成されていても、第一の当接部420bが端面420tに対して強固に接着されていることで、撮像モジュール40と同様の効果を得ることができる。
なお、撮像モジュール40Aによれば、プリズム47をプリズム保持具42に接着する前に、プリズム保持具42の本体部420aの端面420tに第一の当接部420bを接着しておくことで、この第一の当接部420bをプリズム47の位置決めに利用することが可能である。
図8は、図3に示す撮像モジュール40の第二の変形例である撮像モジュール40Bを示す図である。図9は、図8に示す撮像モジュール40Bのプリズム保持具42及びプリズム47の構成を示す斜視図である。
撮像モジュール40Bは、プリズム保持具42に第二の当接部42cが追加された点を除いては撮像モジュール40と同じ構成である。
第二の当接部42cは、本体部42aの観察窓101側と反対側の端部からプリズム47の側面47dに沿って延びて形成され、且つ側面47dに当接する板状の部材である。
第二の当接部42cは、プリズム保持具42の本体部42aの端面42tのうちのプリズム47が接着されている領域の外側の領域から光軸Kの延びる方向に沿って延びている。第二の当接部42cは、プリズム47の側面47dに、接着剤を介して接着されている。
撮像モジュール40Bの構成によれば、プリズム保持具42に設けられた第二の当接部42cとプリズム47との接着力によって、プリズム保持具42によるプリズム47の保持力を補強することができる。このため、製品の信頼性をより高めることができる。
なお、図8及び図9に示した第二の当接部42cを、図6及び図7に示した撮像モジュール40Aのプリズム保持具42に追加した構成とすることもできる。この場合には、第二の当接部42cがプリズム47の側面47dに接着されていることは必須ではなく、第二の当接部42cがプリズム47の側面47dに直接接触している構成であってもよい。
撮像モジュール40Aに第二の当接部42cを追加した構成によれば、第二の当接部42cによってプリズム47の位置決めを行った状態にて、プリズム47をプリズム保持具42の本体部420aに接着し、その後、第一の当接部420bを接着することができる。このため、第一の当接部420bを用いてプリズム47の位置決めを行う場合よりも撮像モジュール40Aの製造を簡易に行うことができ、製造コストを削減することができる。
以上の説明では、プリズム保持具42がレンズ鏡胴41とは別体として構成されているが、レンズ鏡胴41とプリズム保持具42とが一体的に成型されていてもよい。
以上のように、本明細書には以下の事項が開示されている。
(1)
被検体内に挿入される挿入部の先端部の側面に設けられた観察窓からの入射光が入射され、上記挿入部の長手方向に交差する光軸を有する対物光学部材と、
上記対物光学部材からの出射光が入射され、且つ上記対物光学部材の出射面に対向する光入射面を有するプリズムと、
上記挿入部の長手方向に平行な撮像面を有し、且つ上記撮像面が上記プリズムの光出射面に対向する状態にて上記プリズムに固着された撮像素子と、
上記プリズムの光入射面と接着して上記プリズムを保持するプリズム保持部材と、を備え、
上記プリズム保持部材は、上記プリズムの光入射面に接着された本体部と、上記プリズムの側面のうちの上記挿入部の長手方向先端側に位置する上記側面に沿って形成され且つその側面に当接する板状の第一の当接部と、を有する内視鏡。
(2)
(1)記載の内視鏡であって、
上記第一の当接部は、上記挿入部の長手方向先端側に位置する上記側面に接着されている内視鏡。
(3)
(1)又は(2)記載の内視鏡であって、
上記プリズム保持部材は、上記プリズムの側面のうちの上記挿入部の長手方向基端側に位置する上記側面に沿って形成され、且つその側面に当接する第二の当接部を更に有する内視鏡。
(4)
(3)記載の内視鏡であって、
上記第二の当接部は、上記挿入部の長手方向基端側に位置する上記側面に接着されている内視鏡。
(5)
(1)〜(4)のいずれか1つに記載の内視鏡であって、
上記第一の当接部は、上記本体部と一体的に形成されている内視鏡。
(6)
(1)〜(4)のいずれか1つに記載の内視鏡であって、
上記第一の当接部は、上記本体部と別体にて形成されている内視鏡。
(7)
(1)〜(6)のいずれか1つに記載の内視鏡であって、
上記撮像素子が固着された回路基板と、
上記回路基板に固着された配線ケーブルと、を更に備え、
上記配線ケーブルの上記回路基板との固着部分は、上記プリズムの側面のうちの上記挿入部の長手方向基端側に位置する上記側面よりも上記長手方向基端側に位置する内視鏡。
(8)
(1)〜(7)のいずれか1つに記載の内視鏡と、
上記内視鏡が接続される光源装置と、
上記内視鏡が接続され且つ上記内視鏡と上記光源装置を制御する制御装置と、を備える内視鏡装置。
100 内視鏡装置
1 内視鏡
2 本体部
3 表示部
4 制御装置
5 光源装置
6 入力部
10 挿入部
10A 軟性部
10B 湾曲部
10C 先端部
101 観察窓
102 照明窓
103 鉗子口
104 起立台
105 外装筐体
11 操作ボックス
12 アングルノブ
13 ユニバーサルコード
40、40A、40B 撮像モジュール
41 レンズ鏡胴
42 プリズム保持具
42a、420a 本体部
42b、420b 第一の当接部
42c 第二の当接部
42t、420t 端面
42k 開口
43 第一のレンズ
44 第二のレンズ
45 第三のレンズ
46 第四のレンズ
46a 出射面
K 光軸
47 プリズム
47a 光入射面
47b 光出射面
47c、47d 側面
47e 傾斜面
50 撮像素子
51 センサ部
51a 撮像面
52 スペーサ
53 透光性部材
54 半導体基板
60 回路基板
70 配線ケーブル
FX 領域

Claims (8)

  1. 被検体内に挿入される挿入部の先端部の側面に設けられた観察窓からの入射光が入射され、前記挿入部の長手方向に交差する光軸を有する対物光学部材と、
    前記対物光学部材からの出射光が入射され、且つ前記対物光学部材の出射面に対向する光入射面を有するプリズムと、
    前記挿入部の長手方向に平行な撮像面を有し、且つ前記撮像面が前記プリズムの光出射面に対向する状態にて前記プリズムに固着された撮像素子と、
    前記プリズムの光入射面と接着して前記プリズムを保持するプリズム保持部材と、を備え、
    前記プリズム保持部材は、前記プリズムの光入射面に接着された本体部と、前記プリズムの側面のうちの前記挿入部の長手方向先端側に位置する前記側面に沿って形成され且つ当該側面に当接する板状の第一の当接部と、を有する内視鏡。
  2. 請求項1記載の内視鏡であって、
    前記第一の当接部は、前記挿入部の長手方向先端側に位置する前記側面に接着されている内視鏡。
  3. 請求項1又は2記載の内視鏡であって、
    前記プリズム保持部材は、前記プリズムの側面のうちの前記挿入部の長手方向基端側に位置する前記側面に沿って形成され、且つ当該側面に当接する第二の当接部を更に有する内視鏡。
  4. 請求項3記載の内視鏡であって、
    前記第二の当接部は、前記挿入部の長手方向基端側に位置する前記側面に接着されている内視鏡。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の内視鏡であって、
    前記第一の当接部は、前記本体部と一体的に形成されている内視鏡。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項記載の内視鏡であって、
    前記第一の当接部は、前記本体部と別体にて形成されている内視鏡。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項記載の内視鏡であって、
    前記撮像素子が固着された回路基板と、
    前記回路基板に固着された配線ケーブルと、を更に備え、
    前記配線ケーブルの前記回路基板との固着部分は、前記プリズムの側面のうちの前記挿入部の長手方向基端側に位置する前記側面よりも前記長手方向基端側に位置する内視鏡。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の内視鏡と、
    前記内視鏡が接続される光源装置と、
    前記内視鏡が接続され且つ前記内視鏡と前記光源装置を制御する制御装置と、を備える内視鏡装置。
JP2018012899A 2018-01-29 2018-01-29 内視鏡及び内視鏡装置 Active JP6820871B2 (ja)

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