JP7285979B2

JP7285979B2 - 内視鏡およびその製造方法

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Publication number: JP7285979B2
Application number: JP2022016254A
Authority: JP
Inventors: 国孝越智
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: JP2022060282A

Description

本発明は、内視鏡およびその製造方法に関する。

一般に内視鏡は、手許操作部と、この手許操作部から延びて被険部位に挿入される挿入
部を備え、挿入部は、手許操作部側から順に、可撓性のある可撓管、遠隔操作により屈曲
する湾曲管、及び先端硬性部を備えている。
内視鏡には、先端に対物光学系やＣＣＤ等の撮像素子を有する撮像ユニットと、被検部
位を照明するための照明用レンズを有する照明ユニットとが配設された細長の挿入部が設
けられている。挿入部の先端にＬＥＤが配設することで内視鏡挿入部の小型化が可能であ
る（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－２９６１１２号公報

ところで、ＬＥＤなどの発光素子を光源として用いた場合に、ＬＥＤの端面（発光面）
と照明用レンズとの間の距離（相対位置）が発光素子により又は発光素子間でばらつくと
、配光特性に影響が出ることで視野が一定にならないという問題があった。
例えば、発光素子の厚さが適正値（理想値）と異なることによる発光素子の端面（発光
面）と照明用レンズとの間の距離のばらつきが生じる。
また、１つの内視鏡の照明装置において例えば発光色の異なる複数の発光素子を用いる
場合に、発光素子間の厚さにばらつきがあると、所望の照明が得られないという問題があ
る。

本発明は、発光素子の端面（発光面）と照明用レンズとの間の距離のばらつきを抑制す
ることを目的とする。
また、本発明は、複数の発光素子を用いる場合に、発光素子間の厚さのばらつきを抑制
することを目的とする。

本発明の一観点によれば、被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡であって、前記
挿入部の先端のケースに取り付けられ照明装置の光源となるチップ状の発光素子と、前記
ケース内において前記発光素子よりも前記発光素子の照射方向の先端側に、前記発光素子
の発光面に対向するように設けられた、前記発光素子から照射された光を集光して前記被
検部位に照射する照明レンズと、前記発光素子の前記発光面と前記照明レンズの前記発光
素子の発光面に対向する対向面との距離が所定の値になるように調整する位置調整機構と
を有する内視鏡が提供される。

前記位置調整機構は、前記ケースに設けられ、撮像素子を有する筒状の撮像ユニットと
、前記発光素子を固定し前記撮像ユニットの挿入を許す貫通孔を有する発光素子ユニット
と、により前記発光素子を固定する発光素子固定部の前記対向面側の一面と当接する第１
の当接面と、前記撮像ユニットの前記対向面側に前記対向面と当接する第２の当接面とに
より構成されていることが好ましい。

また、本発明は、被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡であって、前記挿入部の
先端のケースに取り付けられ照明装置の光源となるチップ状の複数の発光素子と、前記ケ
ース内において前記複数の発光素子よりも前記複数の発光素子の照射方向の先端側に、前
記発光素子の発光面に対向するように設けられた、前記発光素子から照射された光を集光
して前記被検部位に照射する複数の照明レンズと、前記複数の発光素子の前記発光面と前
記照明レンズの前記発光素子の発光面に対向する対向面との距離が所定の一定の値になる
ように調整する位置調整機構とを有する内視鏡である。
複数の発光素子の仕様が複数ある場合において、前記発光素子ごとに、前記照明レンズ
間の距離が異なっていても良い。
前記照明レンズの代わりに、平板ガラス（平板透明樹脂）を用いても良い。

前記位置調整機構は、前記ケースに設けられ、撮像素子を有する筒状の撮像ユニットと
、前記複数の発光素子を固定し前記撮像ユニットの挿入を許す貫通孔を有する発光素子ユ
ニットと、により前記複数の発光素子を固定する発光素子固定部の前記対向面側の一面と
当接する第１の当接面と、前記撮像ユニットの前記対向面側に前記対向面と当接する第２
の当接面とにより構成されていることが好ましい。

本発明の他の観点によれば、被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡の製造方法で
あって、前記挿入部の先端のケースに取り付けられ照明装置の光源となるチップ状の発光
素子を準備する工程と、前記ケース内において前記発光素子よりも前記発光素子の照射方
向の先端側に、前記発光素子の発光面に対向するように、前記発光素子から照射された光
を集光して前記被検部位に照射する照明レンズを取り付ける工程と、前記発光面と前記照
明レンズの前記発光素子の発光面に対向する対向面との距離が所定の値になるように調整
して前記発光素子を前記ケース内に取り付ける工程と、を有する内視鏡の製造方法が提供
される。

前記発光素子を前記ケース内に取り付ける工程は、前記ケースに設けられ、前記発光素
子を固定する撮像ユニットと前記発光素子を固定し前記撮像ユニットの挿入を許す貫通孔
を有する発光素子ユニットとを有する発光素子固定部の前記対向面側の一面と前記対向面
とを当接させて固定する工程を有するようにすると良い。
また、前記発光素子を前記ケース内に取り付ける工程の前に、前記撮像ユニットと前記
発光素子ユニットとを、前記発光素子の発光面の高さが一定になるように固定する工程を
有するようにしても良い。

また、本発明は、被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡の製造方法であって、前
記挿入部の先端のケースに取り付けられ照明装置の光源となるチップ状の複数の発光素子
を準備する工程と、前記ケース内において前記発光素子よりも前記複数の発光素子の照射
方向の先端側に、前記複数の発光素子の発光面に対向するように、前記複数の発光素子か
ら照射された光を集光して前記被検部位に照射する照明レンズを取り付ける第１の工程と
、前記発光面と前記照明レンズの前記発光素子の発光面に対向する対向面との距離が所定
の一定の値になるように調整して前記複数の発光素子を前記ケース内に取り付ける第２の
工程と、を有する内視鏡の製造方法である。
前記第２の工程は、前記複数の発光素子毎に独立して、前記発光面と前記対向面との距
離を調整する工程を有するようにすると良い。

本発明によれば、発光素子の端面（発光面）と照明用レンズとの間の距離のばらつきを
抑制することができる。
また、本発明によれば、複数の発光素子を用いる場合に、発光素子間の厚さのばらつき
を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態による内視鏡の概略構成例を示す図である。本実施の形態による内視鏡の挿入部に設けられる照明装置の一構成例を示す断面図である。図３は、図２に示す照明装置の各構成部品の一例を示す図であり、図３（ａ）は、ケースユニット、図３（ｂ）は発光素子ユニット（以下、発光素子をＬＥＤで代表させて呼称する。）、図３（ｃ）は撮像ユニットの図である。図２に示す各ユニットを組み立てて図１に示す照明装置を製造するための工程を示す図である。図４に続く図である。本発明の第２の実施の形態による内視鏡の製造工程を示す図であり、図４（ｂ）に対応する図である。

以下に、本発明の一実施の形態による内視鏡について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による内視鏡の概略構成例を示す図である。
図１に示すように、内視鏡１０は、操作者が把持する把持操作部１１と、この把持操作
部１１から延出する挿入部１２とを有している。挿入部１２は、先端側から順に、先端硬
性部１３と、湾曲管１４と、可撓管１５とを接続してなる。先端硬性部１３は、実質的に
弾性変形不能な硬質樹脂材料（例えば、ＡＢＳ、変性ＰＰＯ、ＰＳＵなど）によって構成
されている。湾曲管１４は、内周側から順に、複数の湾曲駒をリベットで回転自在に連結
した湾曲管と、この湾曲管の外周を被覆する網状管と、この網状管の外周をさらに被覆す
る湾曲管外皮とによって構成され、把持操作部１１に設けた湾曲操作レバー１６の回転操
作に応じて湾曲可能となっている。可撓管１５は、内周側から順に、螺旋管と、この螺旋
管の外周を被覆する網状管と、この網状管の外周をさらに被覆する可撓管外皮とによって
構成されている。挿入部１２を構成する先端硬性部１３、湾曲管１４及び可撓管１５は略
同一の外径を有している。

把持操作部１１からはユニバーサルチューブ１７が延出されており、このユニバーサル
チューブ１７の先端にはコネクタ部１８が設けられている。内視鏡１０には、挿入部１２
（先端硬性部１３、湾曲管１４、可撓管１５）、把持操作部１１、ユニバーサルチューブ
１７、コネクタ部１８が設けられ、コネクタ部１８のコネクタ端子１８ａがビデオプロセ
ッサのコネクタ端子（図示せず）に接続される。また、先端硬性部１３には対物レンズと
撮像素子及びＬＥＤ（図２以降で後述する）が設けられており、この対物レンズを介して
撮像素子で得られた被写体の画像信号が信号ケーブル（図示せず）を通じてビデオプロセ
ッサに伝送される。

図２は、本実施の形態による内視鏡の挿入部に設けられる内視鏡光源として用いる内視
鏡の照明装置の一構成例を示す断面図である。図３は、図２に示す内視鏡の照明装置の各
構成部品の一例を示す図であり、図３（ａ）は、ケースユニット、図３（ｂ）は発光素子
ユニット（以下、「発光素子」を「ＬＥＤ（素子）」で代表させて呼称する。）、図３（
ｃ）は撮像ユニットの断面図である。

図２、図３に示すように、本実施の形態による内視鏡の照明装置は、ケースユニット１
と、ＬＥＤユニット５１と、撮像ユニット８１と、を有している。
ケースユニット１は、例えば円筒状の先端ケース３を有している。円筒状の先端ケース
３に設けられた貫通孔５の内面は、ＬＥＤユニット５１と撮像ユニット８１とを組み立て
た、後述する対物アセンブリの挿入を許すような内径で形成されている。
ケースユニット１の先端側には、先端側からガラス製などの照明レンズ３１ａ，３１ｂ
、…を嵌め込んで収容する照明レンズ収容部２０（側面７，底面１９）が形成されている
。
さらに、照明レンズ収容部２０の底面１９よりも先端部と反対側には、後述する対物ア
センブリの当接面と当接する第１の当接面（平面Ｂ）２１が形成されている。

図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤユニット５１は、ヒートシンク５３などの基台上に搭
載されたＬＥＤ基板５５と、ＬＥＤ基板５５上に形成されたＬＥＤ素子（右，Ｒ）５７，
ＬＥＤ素子（左、Ｌ）６１が搭載されている。ここでは、２つのＬＥＤ素子が配置されて
いる例を示すが、ＬＥＤ素子の数は限定されるものではない。符号５８は後述するように
、撮像ユニット８１を収容するための貫通孔を示す。
ＬＥＤ素子５７，６１には、それぞれの発光面５７ａ，６１ａが形成されている。また
、基台（５３）には、ＬＥＤ素子５７，６１に対して電力を供給するためのケーブル７１
が設けられている。

図３（ｃ）に示すように、撮像ユニット８１は、撮像素子として例えば固体撮像素子８
３と、先端側に形成される対物レンズ８７とを有している。撮像ユニット８１は、先端側
の小径部とそれに続く大径部とを有し、小径部と大径部との間には、先端側から見てリン
グ形状の領域９１（平面Ａ）が形成されている。先端レンズ８７とレンズ枠８８とを接着
するために接着剤８９が使用される。

図４、図５は、図３に示す各ユニットを組み立てて図２に示す照明装置を製造するため
の要部の工程を示す図である。図４（ａ）に示すように、まず、撮像ユニット８１をＬＥ
Ｄユニット５１の貫通孔５８内に挿入する。図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤの発光面５
７ａ，６１ａと当接する平面１０３を有する治具１０１などを用いて、ＬＥＤの端面（発
光面）５７ａ，６１ａを基準として、撮像ユニット８１とＬＥＤユニット５１の貫通孔５
８の内周部とを接着剤、溶接などにより所定の位置で固定することで、対物アセンブリ９
５を形成することができる。このようにして組み立てた対物アセンブリ９５において、Ｌ
ＥＤ端面と平面Ａ９１との距離が所定の値となる。所定の位置（値）は、例えば、適正値
である。治具１０１を精密に作製することで、寸法精度を高めることができる。従って、
この治具１０１により、対物アセンブリ９５を形成することで、ＬＥＤ端面と平面Ａ９１
との距離ｈ２の精度を極めて高いものとすることができる。

ＬＥＤ端面５７ａ，６１ａを基準として所定の位置で撮像ユニット８１とＬＥＤユニッ
ト５１との固定を行うため、撮像ユニット８１とＬＥＤユニット５１のＬＥＤの端面との
間における部品寸法や組み立て寸法などの誤差の影響を抑制することができる。
次に、図５（ａ）に示すように、ケースユニット１の貫通孔５内に対物アセンブリ９５
を挿入していくと、平面Ａ９１と平面Ｂ２１とが当接した位置で、対物アセンブリ９５の
挿入動作を停止させることができる。
このように、本実施の形態においては、ＬＥＤの発光面５７ａ，６１ａと照明レンズ３
１ａ，３１ｂのＬＥＤ素子の発光面５７ａ，６１ａに対向する対向面２０との距離が所定
の値になるように構成された位置調整機構が設けられている。

従って、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤの端面と平面Ａ９１との距離ｈ２を所定の値
（適正値）と合わせることができる。従って、照明レンズとＬＥＤの発光面との距離Ｈも
、部品寸法や組付寸法の誤差の影響を受けずに所定の値（適正値）に合わせることができ
る。
従って、照明装置の配光特性のＬＥＤ素子の厚み等に依存する誤差の発生を抑制するこ
とができるため、内視鏡における適正値に沿った良好な視野が得られる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態と第１の実施の形態
との相違点は、複数のＬＥＤにおいて、例えば、左右の異なる位置のＬＥＤの厚さなどの
違いを考慮することができるようにした点である。

図６は、図４（ｂ）に対応する図である。図６においては、左右のＬＥＤ５５，５７の
厚さが異なっている。このような場合でも、左右のＬＥＤ５５，５７を配置するＬＥＤユ
ニット５１において、左右のＬＥＤユニットの位置を調整できるように構成する。このよ
うにすることで、例えば、図６に示すように、右側のＬＥＤユニットと左側のＬＥＤユニ
ットとの軸方向に沿った位置を、２つのＬＥＤ５５，５７の端面（発光面）５７ａ，６１
ａが同じ位置になるように調整できる。従って、図４（ｂ）と実質的に同じ状態とするこ
とができる。

このように、第１の実施の形態の位置調整機構に加えて、複数のＬＥＤ素子の位置を調
整する機構を設けたことで、複数のＬＥＤを備えている場合において、ＬＥＤの厚さにバ
ラツキがあっても、照明装置の配光特性のばらつきが抑制されるため、良好な視野が得ら
れる。
従って、照明装置の配光特性の複数のＬＥＤ素子間（面内）のばらつきが抑制されるた
め、内視鏡における良好な視野が得られる。
尚、複数のＬＥＤ５５，５７を使用する場合で、さらにＬＥＤ５５，５７の仕様（配光
角や光量など）が複数ある場合には、ＬＥＤ５５，５７ごとに、照明レンズ（図５では、
３１ａ，３１ｂ）間の距離は異なってもいても良い。
すなわち、ＬＥＤ５５，５７ごとに適正値（最適値）が異なるため、最適距離は異なる
。この場合には、治具１０１の各距離を変えることで対応可能である。
また、照明レンズ（図５では、３１ａ，３１ｂ）の代わりに、平板ガラス（平板透明樹
脂）を使用しても良い。

上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるも
のではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、
本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具
備する発明も本発明に含まれるものである。

本発明は、内視鏡に利用可能である。

１ケースユニット
３円筒状の先端ケース
５貫通孔
１０内視鏡
１１把持操作部
１２挿入部
１３先端硬性部
１４湾曲管
１５可撓管
２０照明レンズ収容部
５１ＬＥＤユニット（発光素子ユニット）
５３ヒートシンク
５５ＬＥＤ基板
５７ＬＥＤ素子（右，Ｒ）
５７ａ発光面
５８貫通孔
６１ＬＥＤ素子（左、Ｌ）
６１ａ発光面
７１ケーブル
８１撮像ユニット
１０１治具

Claims

被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡であって、
光を照射する複数の発光素子を備える発光素子ユニットと、
前記複数の発光素子よりも前記発光素子の光の照射方向側に、前記複数の発光素子のそれぞれに対向するように設けられる複数の照明レンズであって、前記複数の発光素子から照射された光をそれぞれ集光して前記被検部位に照射する複数の照明レンズと、
前記複数の発光素子の各発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する調整機構と、を備えることを特徴とする内視鏡。
治具に設けられた前記複数の発光素子の発光面のそれぞれに対向する平面に、前記複数の発光素子の発光面のそれぞれを当接させることによって、前記複数の発光素子の発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子を固定することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記複数の発光素子のそれぞれは、チップ状の発光素子であることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
撮像素子を有する撮像ユニットをさらに備え、
前記撮像ユニットは、前記複数の発光素子の発光面を基準として前記発光素子ユニットに固定されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記発光素子ユニットは、前記撮像ユニットを挿入するための貫通孔を有することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡。
治具に設けられた前記複数の発光素子の発光面のそれぞれに対向する平面及び前記撮像ユニットに当接する当接部のそれぞれに、前記複数の発光素子の発光面及び前記撮像ユニットを当接させることによって、前記複数の発光素子の発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整し且つ前記複数の発光素子の発光面を基準として前記撮像ユニットを固定することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡。
前記複数の照明レンズが設けられたケースをさらに備え、
前記発光素子ユニットと前記撮像ユニットとを組み立てたアセンブリが、前記ケースに取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡。
前記ケースには、前記アセンブリに当接する当接面が形成されることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡。
前記複数の発光素子は、厚みが異なることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
被検部位に挿入される挿入部を有する内視鏡の製造方法であって、
光を照射する複数の発光素子を備える発光素子ユニットを準備する工程と、
前記複数の発光素子よりも前記発光素子の光の照射方向側に、前記複数の発光素子のそれぞれに対向するように設けられる複数の照明レンズであって、前記複数の発光素子から照射された光をそれぞれ集光して前記被検部位に照射する複数の照明レンズが設けられたケースを準備する工程と、
前記発光素子ユニットの前記複数の発光素子の各発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する工程と、を有することを特徴とする内視鏡の製造方法。
前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する工程は、治具に設けられた前記複数の発光素子の発光面のそれぞれに対向する平面に、前記複数の発光素子の発光面のそれぞれを当接させることによって、前記複数の発光素子の発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡の製造方法。
前記複数の発光素子のそれぞれは、チップ状の発光素子であることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡の製造方法。
撮像素子を有する撮像ユニットを準備する工程と、
前記複数の発光素子の発光面を基準として前記撮像ユニットを前記発光素子ユニットに固定する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡の製造方法。
前記発光素子ユニットは、前記撮像ユニットを挿入するための貫通孔を有し、
前記撮像ユニットを前記発光素子ユニットに固定する工程は、前記貫通孔に前記撮像ユニットを挿入して固定する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡の製造方法。
前記撮像ユニットを前記発光素子ユニットに固定する工程は、治具に設けられた前記複数の発光素子の発光面のそれぞれに対向する平面及び前記撮像ユニットに当接する当接部のそれぞれに、前記複数の発光素子の発光面及び前記撮像ユニットを当接させることによって、前記複数の発光素子の発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整し且つ前記複数の発光素子の発光面を基準として前記撮像ユニットを固定する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡の製造方法。
前記発光素子ユニットと前記撮像ユニットとを組み立てたアセンブリを前記ケースに取り付ける工程をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡の製造方法。
前記アセンブリを前記ケースに取り付ける工程は、前記ケースに形成された当接面に前記アセンブリを当接させる工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の内視鏡の製造方法。
前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する工程は、厚みが異なる前記複数の発光素子の発光面の高さが一定となるように前記複数の発光素子の高さ方向の各位置を個別に調整する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡の製造方法。