JPH03118021A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、先端部に設けられたカバーレンズに曇りが発
生することを防止した内視鏡装置に関するものである。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体
腔内に細長の挿入部を挿入することによりこの体腔内を
観察すると共に、必要に応じて処置具を使用した治療処
理を行ったり、或いは上記挿入部を管孔内に挿入して、
該管孔内の観察を行うことが可能な内視鏡装置が広く用
いられている。

この内視［ｉｌには伝達光学系として例えばファイババ
ンドルが使用された光学式内視鏡と、撮像装置として電
荷係合素子（ＣＯＤ）等の固体撮像素子が使用されてい
る電子内視鏡とがある。この電子内視鏡は光学式のもの
に比して解像度が高く、像の記録・再生が容易である等
の利点を有している。

上記固体撮像素子は挿入部の先端部にレンズ枠を介して
固定された結像光学系の結像位置に固定部材を介して固
定されており、結像光学系によって結像された被観察部
位の光学像が固体撮像素子にて光電変換されて、ビデオ
ブＯセッサ等の映像信号処理回路に入力される。そして
、この映像信号処理装置にて処理された後、モニタに出
力されることによりモニタを介して被観察部位の像を観
察することができるようになっている。尚、上記固定部
材とレンズ枠との間は挿入部の外部からの電子的ショッ
クが固体撮像素子に伝達されるのを防止するため、電気
的に絶縁されていることが一般的である。

ところで、上記挿入部が体腔内や管孔内に挿入された際
に、この体腔内等に存在する汚物等により視界が悪化す
る場合がある。そのため、上記先端部には結像光学系の
カバーレンズの対物面に指向するノズルが配設されてお
り、このノズルから洗浄液を送水することによりカバー
レンズの対物面を洗浄することができるようになってい
る。

しかしながら、この洗浄によって対物面が冷却され、こ
のカバーレンズの内側面に結露が生じることがある。こ
の結露が生じると、対物面が洗浄されていても光学像が
曇り、観察に支障が生じる可能性がある。

これに対処するに、実開昭６０−１０４１０１号公報や
、特開昭６４−６２６１４号公報には、上記カバーレン
ズの外周に発熱体を配設し、この発熱体を発熱させてカ
バーレンズの温度を上昇させ、このカバーレンズの曇り
を除去する技術が開示されている。

しかし、これらの先行技術によるとカバーレンズの外周
に発熱体を配設する必要があり、それだけ先端部が大径
化される可能性があると共に、先端部の構成が複雑化し
、製作のコスト上昇の可能性が招来される。

一方、特開昭６１−４２５１３号公報には、固体Ｍ機素
子の固体部材を熱伝導性部材を介して先端部に連接した
技術が開示されている。この技術では固体１Ｆｌｌ像素
子の発熱が先端部へ伝達されることにより先端部を介し
てカバーレンズの温度が上昇されることにより該カバー
レンズの曇りを除去することが可能となっている。

しかし、上記先端部の温度容酊は固体撮像素子が発する
温度に比して大であるため、カバーレンズの曇りを除去
するほど該カバーレンズの温度を上昇させることに困難
性がある。

［発明の目的］ 本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、先
端部の太径化及び構成の複雑化を回避し、固体撮像素子
の発熱をカバーレンズに伝達し、このカバーレンズの曇
りを除去することが可能な内祝＃！４装置の提供を目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明による内８１Ｉｙ！装置は、結像光学系のカバー
レンズをレンズ枠を介して挿入部の先Ｈ４部に固定する
と共に、上記結像光学系の結像位置にイメージエリアを
位置させた固体撮像素子を、上記レンズ枠と絶縁された
固定部材にて固定する一方、上記固定部材とレンズ枠と
を熱伝導性部材を介して連接したものである。

［作用１ かかる構成により、固体撮像素子に発生した熱が固定部
材から熱伝導部材へ伝達され、レンズ枠を経てカバーガ
ラスへ伝達されてることにより、このカバーガラスの温
度が上昇されて結露が防止される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第３図は本発明の第一実施例に係り、第１図
は先端部の部分断面図、・第２図は内視鏡装置の概略構
成図、第３図は先端部の断面図である。

これらの図において、符号１は内視鏡、２は光源装置を
内蔵するＣＣＵ　（カメラコントロールユニット）であ
り、このＣＣＵ２にはモニタ３が接続されるよう構成さ
れている。

上記内視鏡１は、体腔内等へ挿入することが可能な１１
１長で可撓性を有する挿入部４と、この挿入部４の基端
側に連設された大径の操作部５とを有している。また、
上記挿入部４の先端側には複数の節輪４ａにて構成され
た湾曲部６を介して例えば樹脂等の比較的伝熱性の乏し
い硬性の部材にて形成された先端部７が設けられていて
、上記操作部４に配設されている湾曲操作ノブ８を操作
してこの先端部７を被観察部位へ指向させることができ
るようになっている。

上記操作部５の一側からは、先端にコネクタ装置９ａを
有するユニバーサルコード９が延設されている一方、上
記ＣＣＵ２にはこのコネクタＨｆ１９ａが接続されるコ
ネクタ受け２ａが設けられている。そして、コネクタ装
置９ａをコネクタ受け２ａに接続することによりＣＣＵ
２内に設けられた光源装置にて発生される照明光を、上
記ユニバーサルコード９内に配設された図示しないライ
トガイドを介して内視鏡１方向へ導くことができるよう
になっている。

このライトガイドは上記挿入部４内に配設された他のラ
イトガイド１１に接続されて先端部７まで延設されてい
る。第３図に示す如く、この先端部７の下方に偏位した
部位には先端部７の軸心と平行な照明用透孔１２が貫通
形成されており、上記ライトガイド１１はこの照明用透
孔１２に口金１２ａを介して固定されている。また、こ
の照明用透孔１２の先端側には配光レンズ１２ｂが固定
されていて、上記照明光はこの配光レンズ１２ｂにて被
観察部位へ照射されるように構成されている。

また、上記先端部７の略中央部に観察用透孔１３が形成
されている。

第１図に示す如く、この観察用透孔１３の先端側にはレ
ンズ枠の一例である第一のレンズ枠１４が固定ねじ１４
ａにて固定されている。この第一のレンズ枠１４は例え
ば銅、タングステン、アルミ等の熱伝導率の高い部材に
て形成されていると共に、この第一のレンズ枠１４と上
記観察用透孔１３との間には上記洗浄液等を観察用透孔
１３の内側へ浸入することを防止するＯリング１８が介
装されている。

上記第一のレンズ枠１４は略筒状に形成されて、前後方
向の略中央に小径部１４ａが設けられている。そして上
記第一のレンズ枠１４の先端側より挿入されたカバーレ
ンズ１５がこの小径部１４ｂの先端側側面に当接されて
固定され、その対物面が上記先端部７の先端側に露呈さ
れている。また、上記先端部７にはこのカバーレンズ１
５の対物面に指向する送気・送水用のノズル１６が設け
られていて、上記操作部５に配設された操作スイッチ１
７を操作することにより上記カバーレン“ズ１５の対物
面に洗浄液の送水や送気等を行い、この対物面の洗浄を
行うことができるようになっている。

上記観察用透孔１３の基端側には拡径部１３ａが設けら
れ、上記第一のレンズ枠１４の基端側はこの拡径部１３
ａに突出されている。またこの第一のレンズ枠１４内部
の基端側にはＣＯＤ等の固体搬像素子１９を固定する固
定部材２１が固定されている。該固定部材２１は上記第
一のレンズ枠と同様の熱伝導率の高い部材にて構成され
ている。

また、該固定部材２１と上記第一のレンズ枠１４との間
には樹脂等にて形成された絶縁部材２２が介装されてい
て、内視鏡１の外部に電気的なショックが発生してもこ
のショックが上記固体搬像素子１９へ伝達されないよう
配慮されている。この絶縁部材２２のために、上記第一
のレンズ枠１４と固定部材２１との間の熱伝導率は低く
なっている。

また、上記固定部材２１の第一のレンズ枠１４内に挿入
された部位は筒状に形成されていて、この筒状に形成さ
れた部位が第二のレンズ枠２４として設定されていあ。

該第二のレンズ枠２４内には上記カバーレンズ１５の光
軸と一致する複数のレンズよりなる結像光学系２３が固
定して設けられていると共に、上記固定部材２１の先端
側端面及びこの端面に同一平面状に位置された上記絶縁
部材２２の先端側端面と、上記第一のレンズ枠１４の小
径部との間に、リレーレンズ２３ａが挟持されている。

尚、これらカバーレンズ１５．リレーレンズ２３ａ、結
像光学系２３の間は気密状態が保持されている。

上記固定部材２１の第二のレンズ枠２４として設定され
た部位の基端側は第一のレンズ枠１４の基端側より観察
用透孔１３の拡径部１３ａ側へ突出されており、この突
出された端部にフランジ状部２１ａが周回形成されて、
該座面２１ａに上記固体搬像素子１９が固定されている
。この固体搬像素子１９は、セラミック等にて形成され
た基板１９ａにチップ１９ｂが固定されていると共に、
このチップ１９ｂの上面にカバーガラス１９ｃにて固定
されて構成されていて、上記チップ１９ｂ上に設けられ
ただイメージエリア１９ｄが、上記結像光学系２３によ
る結像位置に位置されている。

また、上記第二のレンズ枠２４の基端側へ突出した部位
及び上記７ランジ状部、それに第一のレンズ枠１４の拡
径部１３ａ側に突出した部位との間には熱伝導性部材２
５が充填されている。この熱伝導性部材２５は、例えば
放熱用のＲＴＶシリコンゴムや高熱伝尋性の二液エポキ
シ系封止部材等の不良導体にて構成されていて、上記固
体撮像素子１９にて発生し、固定部材２１に伝達された
熱がこの熱伝導性部材２５を介して上記第一のレンズ枠
１４へ伝達されるようになっていると共に、内視鏡１の
外部に発生することのある電気的ショックを固体搬像素
子１９側へ伝達することがないようになっている。また
、第一のレンズ枠１４と固定部材２１との間に上記熱伝
導性部材２５が封入されていることにより、第一のレン
ズ枠１４と固定部材２１との間の固定が強固なものとな
っている。

一方、上記固体ｍ画素子１９の基板１９ａ基端側には例
えば一対の基板２６が半田にて固定されていると共に、
これらの基板２６間に放熱剤２６ａが充填されている。

また、上記基板２６の基端側はケーブル固定部材２７ａ
にて信号伝送ケーブル２７に接続され、該信号伝送ケー
ブル２７を介して上記ＣＣＵ２へ接続されている。

また、上記固定部材２１のフランジ状部１３ａの外周に
は筒状のシールド枠２８が導電接着にて固定されている
と共に、このシールド枠２８と上記基板２６との間が導
電接着剤２８ａにて固定されている。更に、上記シール
ド枠２８の外周は熱収縮チューブ２８ｂに被覆され、該
熱収縮チューブ２６ｂの基端側は上記信号伝送ケーブル
２７の外周を覆う他のチューブ２７ｂに連続している。

このような構成を有する内視鏡装置にて被観察部位の観
察を行う場合、コネクタ装置９ａをコネクタ受け２ａに
係合することによりユニバーサルコード９をＣＣｌ２に
接続し、このＣＣｔＪ　２及び光源装置の電源を投入す
ると共に、内視錆１の挿入部４を体腔等に挿入する。す
るど、光源装置にて発生された照明光がライトガイド１
１を介して先端部７まで伝達され、この先端部７の照明
用透孔１２に固定されている配光レンズ１２ｂにて被観
察部位へ照射される。

この被観察部位の光学像は、上記先端部７の観察用透孔
１３に第一のレンズ枠１３を介して固定されたカバーレ
ンズ１５及び結像光学系２３等にて固体撮像素子１９の
イメージエリア１９ｄに結像され、この固体撮像素子１
９にて光電変換される。そして、信号伝送ケーブル２７
を介して上記ＣＣＵ２へ伝達され、このＣＣｌ２内にて
信号処理されてモニタ３へ出力されることにより、上記
被ｖＡ察部位の画像がこのモニタ３に映し出される。

観察が行われている間には上記固体撮像素子１９が常時
稼動されており、該固体搬像素子１９はこの稼動により
発熱される。この熱はこの固体搬像素子１９が固定され
ている固定部材２１に伝達されると共に、基板２６に伝
達される。この基板２６に伝達された熱はこの基板２６
間に充填されている放熱剤２８ａを介して放熱されると
共に、ケーブル固定部材２７ａを介して信号伝送ケーブ
ル２７へ伝達され、この信号伝送ケーブル２７を介して
挿入部４の基端側へ伝達される。

また、上記固定部材２１は銅やタングステン、アルミ等
の熱伝導率の高い部材にて構成されているため上記固体
撮像素子１９の熱が容易に伝達されて、この固体撮像素
子１９の温度上昇が防止される。

この固定部材２１に伝達された熱は該固定部材２１とレ
ンズ枠の一例である第一のレンズ枠１４との間に充填さ
れている熱伝導性部材２５を介して上記第一のレンズ枠
１４へ伝達される。この第一のレンズ枠１４は上記先端
部７に固定されていてその外周部が観察用透孔１３の内
周に接触されているが、先端部７は例えば樹脂等の比較
的伝熱性の悪い部材にて構成されている一方、上記第一
のレンズ枠１４は固定部材２１と同様の伝熱性の高い部
材にて形成されているため、この先端部７側への伝熱は
少なく、そのほとんどは上記第一のレンズ枠１４を介し
てカバーレンズ１５に伝達される。その結果、このカバ
ーレンズ１５の温度が上昇される。尚、このカバーレン
ズ１５に伝達される熱は、上記固体銀像素子１９にて発
生された熱の一部であり、温度が上昇されることにより
該カバーレンズ１５に損傷が発生したり、或いは被検体
に悪影響が生ずるようなことはない。

ところで、このような観察中に、上記体腔内等に存在す
る汚物がカバーレンズ１５の対物面に付着して視界が悪
化覆る場合がある。

このような場合、操作部５に配設されている操作スイッ
チ１７を操作することにより洗浄水を上記カバーレンズ
１５の対物面に噴射し、この対物面゛に付着した汚物を
洗い流すと共に送気して視界の確保を図る。この送水は
上記カバーレンズ１５を冷ｕ１するため、該カバーレン
ズ１５内側の凹部１５ａに結露による曇りが発生する可
能性があるが、前述の如く、このカバーレンズ１５は固
体銀像素子１９の熱により温度が上昇されているため、
結露することはなく、常時明瞭な視野を得ることができ
る。

尚、本実施例では先端部７が樹脂等の伝熱性が低い部材
にて構成されていて、第一のレンズ枠１４に伝達された
熱のほとんどがカバーレンズ１５へ伝達されるため、こ
のカバーレンズ１５の温度上昇が効率的に行われるとい
う効果を有する。

また、この先端部７が樹脂等で構成されているため該先
端部７が軽量となりそれだけ内視鏡１の操作性が向上さ
れるという効果を有する。

更に、本実施例では第一のレンズ枠１４と固定部材２１
との間に絶縁部材２２を介装すると共に、これら第一の
レンズ枠１４と固定部材２１との間に熱伝導性部材２５
を充填した例を説明したが、本発明による内７ＩＡ１！
装置はこの例に限定されるものではなく、上記絶縁部材
２２を絶縁性を有すると共に高伝熱性を有する、例えば
二液エポキシ系封止材や高熱伝導性セラミック等にて形
成することにより固定部材２１からの熱を直接第一のレ
ンズ枠１４へ直接伝達するよう構成することも可能であ
る。

この場合、前述の実施例にて説明した熱伝導性部材２５
を廃して上記絶縁部材２２をこの熱伝導性部材として兼
用することも可能である一方、熱伝導性部材２５をその
まま充填しておくことにより固定部材２１の熱を熱伝導
性部材２５と絶縁部材２２との双方より第一のレンズ枠
１４へ伝達することができるよう構成して伝熱効率を大
幅に向上さぼることも可能である。

第４図は本発明の第二実施例に係る先端部の部分断面図
である。尚、前述の第一実施例で説明したものと同じ部
材及び同様の作用をなす部材には同一符号を付して説明
を省略する。

この実施例では、先端部７が金属にて構成されていると
共に、観察用透孔１３の内周とこの観察用透孔１３に設
けられている第一のレンズ枠１４との間に、例えば樹脂
等の伝熱性の低い部材に形成された断熱部材３０が介装
されている。

かかる構成により熱伝導性部材２５を介して第一のレン
ズ枠１４に伝達された熱は断熱部材３０により先端部７
側へ伝達されることが防止されるため、カバーレンズ１
５へ伝達されてこのカバーレンズ１５の温度が上昇され
る。

本実施例では先端部７を樹脂等にて新たに形成する必要
がなく、従前より実施されている先端部７を使用するこ
とが可能であるため、それだけ実施が容易であるという
効果を有する。

第５図及び第７図は本発明の第三実施例に係り、第５図
は先端部の側面図、第６図は固体銀像素子の平面図、第
７図は固体撮像素子の側面図である。

この実施例では、固定部材２１が、筒状に形成された第
二のレンズ枠２４と、この第二のレンズ枠２４の基端側
に直角に屈曲する屈曲部２４ａを有して構成されている
。この屈曲部２４ａのＭｌ側側面に、先端部７の軸心と
平行に配設された固体撮像素子１９が固定されていると
共に、上記第二のレンズ枠２４とこの固体照像素子１９
との間にプリズム３１が介装されていて、上記第二のレ
ンズ枠２４に固定された結像光学系２３にて結像される
光学像がこのプリズム３１を介して、上記固体撮像素子
１９のイメージエリア１９ｄ側に屈曲されるようになっ
ている。

また、この固体ｉ像素子１９は、第７図に示す如く、コ
バール板１９ｅ上にチップ１９ｂが載置され、このチッ
プ１９ｂが封止樹脂１９ｆにて固定されている。そして
この封止樹脂１９ｆ上にカバーガラス１９Ｃが装着され
ている。また、第６図に示す如く、上記デツプ１９ｂに
隣接して基板１９ａが配設され、これら基板１９ａ及び
チップ１９ｂがボンディングバット３２ａ、ボンディン
グワイヤ３２ｂを介して接続されている。

このような構成によると、固体［＋素子１９が先端部７
の軸心と平行に配設されていると共に、基板１９ａとデ
ツプ１９ｂとが隣接して配設されているためこの固体撮
像素子１９の厚みが薄く、それだけ上記先端部７及び挿
入部４を小径化することが可能であるという効果を有す
る。

尚、上記固体撮像素子１９は第８図及び第９図に示す如
く構成することも可能である。

ずなわら、コバール板１９ｅの略中央部にチップ１９ｂ
を配設すると共に、このチップ１９ｂの周囲に基板１９
ａを配設し、これらの基板１９ａ及びチップ１９ｂがボ
ンディングバット３２ａ。

ボンディングワイヤ３２ｂを介して接続する。このよう
に構成しても、第三実施例と同様の作用を奏することが
可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明による内視鏡装置では、先
端部を大径化することなく、固体撮像素子の発熱をカバ
ーレンズに伝達してこのカバーレンズの曇りを除去する
ことにより常時明瞭な映像を得ることが可能であるとい
う効果を有づる。

【図面の簡単な説明】

第一図乃至第３図は本発明の第一実施例に係り、第１図
は先端部の部分断面図、第２図は内視鏡の概略構成図、
第３図は先端部の断面図、第４図は本発明の第二実施例
に係る先端部の部分断面図、第５図乃至第７図は本発明
の第三実施例に係り、第５図は先端部の側面図、第６図
は固体撮像素子の平面図、第７図は固体撮像素子の側面
図、第８図及び第９図は第三実施例の変形例に係り、第
８図は固体撮像素子の平面図、第９図は固体搬像素子の
側面図である。 ４　・ ７　・ ４ ５ ９ １ ２ ３ ５ ・挿入部 ・先端部 ・レンズ枠 ・カバーレンズ ・固体撮像素子 ・固定部材 ・絶縁部材 ・結像光学系 ・熱伝導性部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結像光学系のカバーレンズをレンズ枠を介して挿入部の
   先端部に固定すると共に、上記結像光学系の結像位置に
   イメージエリアを位置させた固体撮像素子を、上記レン
   ズ枠と絶縁された固定部材にて固定する一方、上記固定
   部材とレンズ枠とを熱伝導性部材を介して連接したこと
   を特徴とする内視鏡装置。