JPH03206411A - 電子内視鏡 - 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］ 本発明は挿入部先端部に設けられた固体撮像素子を容易
に交換できる電子内視鏡に関する．［従来の技術及び発
明が解決しようとする課題］近年、体腔内にあって観察
を必要とする部位（以下観察部位という．）に細長な挿
入部を挿入することにより体腔内等の観察部位を電荷結
合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた撮像手段に
よって画像として捉えることができる電子内視鏡が広く
使用さ゛れている． 前記電子内視鏡はファイバスコープに比べて解像度が高
く、画像の記録及び再生等が容易であり、また、画像の
拡大や２画像の比較等の画像処理が容易である等の利点
を有する．この電子内視鏡のカラー画像の撮像方式には
、例えば、特開昭６１−８２７３１号公報に示されるよ
うに照明光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等に順次切
換える面順次式と、例えば特開昭６０−７６８８８号公
報に示されるように固体撮像素子の前面にＲ，Ｇ，Ｂ等
の色光をそれぞれ透過ずる色フィルタをモザイク状等に
配列したフィルタアレイを設けたカラーモザイク式（同
時式とも呼ぶ．）とがある．面順次式はカラーモザイク
式に比べて画素数を少なくできるという利点を有し、一
方、カラーモザイク方式は色ずれを生じないという利点
を有する．上記固体撮像素子は本出願人によって提案さ
れた実願平１−８５７８５号明細書に示すように対物レ
ンズと素子枠によって一体化され、挿入部構戒部材に固
定されているか、特開昭６３−２５９６１３号公報及び
特開昭６３−２８６１２５号公報に示されるように押入
部を楕戒する内管に接着固定されていた． 上記従来技術では最も壊れ易い部品の一っである固体撮
像素子が挿入部を楕成している先端楕成部材や内管等に
固定されているために固体撮像素子を修理等で交換しよ
とした場合、これら挿入部の構成部品を分解する必要が
ある． しかしながら、挿入部構成部品は体腔内挿入時に脱落防
止や水蜜確保のために厳重に固定密封されており分解、
組み立てが容易ではない．そのため修理に日数がかかり
、病院での検査、治療に支障をきたしたり分解後の組立
てが不十分で部品の脱落や水洩れを発生させてしまうな
ど修理後の品質を保証する上でも大きな問題があった．
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、内視
鏡の押入部を分解することなく、固体様像素子を交換で
きるようにすることにより修理性を向上させ、修理によ
り使用できなくなる期間を極力短縮すると共に挿入部の
修理による品質、耐久性の劣化を防止した安全な電子内
視鏡を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達戒するために本発明の電子内視鏡では、
細長の挿入部と、挿入部を支持する本体部と、挿入部の
先端部に結像手段としての対物レンズと撮像手段として
の固体撮像素子とを有するものにおいて、挿入部内にお
いて本体部より対物レンズの結像位置近傍まで延設され
て固体撮像素子を固定する枠部材を交換可能に設けたも
のである． ［作用コ 上記のように構成された電子内視鏡は固体撮像素子が壊
れた場合は枠部材を挿入部内から抜き出し、固体撮像素
子の交換を行うことができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する． 第１図及び第２図は本発明の第ｌ実施例に係り、第１図
は内視鏡の断面図、第２図は内視鏡システムの全体を示
す説明図である．なお、第１図の挿入部の断面図は拡大
されたものとなっている．第２図に示すように内視鏡１
は細長で硬性の挿入部２と、この挿入部２の後端に連設
された大径の本体部３とを備えている．前記本体部３か
らは側方に可視性のユニバーサルコード４が延設され、
このユニバーサルコード４の端部にコネクタ５が設けら
れている．このコネクタ５は光源装置６に接続されるよ
うになっている．前記コネクタ５がらは信号コード７が
延出され、この信号コード７の端部にコネクタ８が設け
られている．このコネクタ８はビデオプロセッサ９に接
続されるようになっている．前記ビデオプロセッサ９に
はモニタ１　０，ＶＴＲデッキ１１、ビデオプリンタ１
２、ビデオディスク１３等が接続されるようになってい
る． 上記挿入部２は第１図に示すように外管２ｏ、内管２１
、レンズ管２２及び枠管２３よりなる４重パイプｕｔ造
となっている．外管２０内には先端部にカバーガラス枠
２４が固定されている内管２１が挿入されており、外管
２０の内周壁と内管２１の外周壁との隙間には光源装置
６よりの光を体腔内へ導くためのライトガイド束２５が
充填された状態で接着固定されている． 上記カバーガラス枠２４の先端部にはカバーガラス２６
が外管２０及びライトガイド東２５の端面と同一平面を
形成するように配設されている．外管２０の手元側端面
にはフランジ２７が連設されており、このフランジ２７
はナット２８を本体部３の本体１９先端側外周壁に螺合
することにより本体１９先端側端面に当接されている．
上記内管２１の手元側端部は外管２０のフランジ２７よ
り本体１９内へと突出されており、本体１９内にビス２
９により固定されているリング３０によって本体１９内
の段差３１に当接されている配光レンズ枠３２の先端側
端面付近まで延設されている． 上記配光レンズ枠３２には内管２１の外径よりも僅かに
大きな内径を有する貫通孔３３が内管２１と同軸上に穿
設されると共に貫通孔３３の下部には配光レンズ３４が
収納されたライトガイド孔３５が貫通している．ライト
ガイド孔３５の先端側からはライトガイド束２５の手元
側端部２５ａが、手元側からはユニバーサルコード４中
に収納された一方の端部をコネクタ５中に固定され光源
装Ｅ６からの光を伝達するライｉ・ガイド束３６の他方
の端部３６ａが各々配光レンズ３４を挟むように且つラ
イトガイド束３６の他方の端部３６ａの出射光が広い配
光角をもってライトガイド束２５の手元側端部２５ａに
入射するように配設されている．なお、ライトガイド束
２５、３６の端部２５ａ、３６ａは図示しないビスによ
って配光レンズ枠３２に着脱自在に固定されている。

前記内管２１内には先端内部に対物レンズ系３７を収納
接着してあるレンズ管２２が挿入されており、対物レン
ズ系３７先端は内管２１先端のカバーガラス２６に近接
対面すると共にその手元側端部は本体１９内に突出して
いる内管２１より更に配光レンズ枠３２の貫通孔３３内
へと延設されている．これによりレンズ管２２を内管２
１に組み込む際、内管２１より突出したレンズ管２２の
手元側端部を保持することができカバーガラス２６に対
ずる対物レンズ系３７の位置決め調整が容易に行える．
なお、位置決め後は内管２１の手元側端部とレンズ管２
２を接着固定する．上記レンズ管２２内に設けられた対
物レンズ系３７の手元側には先端に先端枠４０を介して
素子枠４１が固定されている枠部材としての枠管２３・
が摺動自在に挿入されている．素子枠４１の先端部には
赤外線カットフィルタ４２、水晶゜フィルタ４３の他に
図示しないモザイクフィルタとが必要に応じて貼設され
ている固体撮像素子４５がナッＩ・４６によって固定さ
れ、手元側には固体撮像素子４５の後面より延設された
信号１１４７及び信号線４７を枠管２３内からコネクタ
５までのユニバーサルコード４内の全長にわたって保護
するシールド４８を固定するコード押え４９が配設され
ている．なお、素子枠４１の後端部は先端枠４０の先端
部に、そして先端枠４０の後端部は枠管２３の先端部に
各々嵌入固定されている．また、シールド４８に覆われ
た信号線４７は枠管２３内を本体１９内へと導かれ、本
体１９内のレンズ管２２の手元側端部より更に本体１９
内に延設された枠管２３端部に連設されているスライド
軸５０の切欠き５１よりユニバーサルコード４中へと導
かれコネクタ５に接続されてる． 上記スライド軸５０の後端部は本体１９の手元側端部に
設けられたスライド軸受け５２から本体１９の手元側に
ビス５３により連設されているカム軸受け５４内へと突
出すると共にスライド軸受け５２よりスライド軸５０の
外周壁に設けられたキー溝５５内に突出しているスライ
ドビン５６により軸方向に摺動自在に保持されている．
また、カム軸受け５４内に突出しているスライド軸５０
の後端部にはカムピン５７が突設され、スライド軸５０
の後端部に係合するように配設されているカム環５８の
周壁に軸方向に対して傾斜するようにして設けられたカ
ム清５９内に突出するように形成されている． 上記カム環５８の手元側にはカム軸６０が形成され、こ
のカム軸６０はカム軸受け５４の後端部に形戒された貫
通孔６１より手元側に突出し、ねじ６２によりカム軸受
け５４の後端面に回動自在に配設されているっまみ６３
と固定されている．ずなわち、つまみ６３を回動させる
とカム環５８が回転し、その力がカム７ｓ５９、カムビ
ン５７によってスライド軸５０に伝わりスライドビン５
６の規制によりスライド軸５０が軸方向に摺動する．よ
って、スライド軸５０に連設されている粋管２３も軸方
向に前後動し、これによって枠管２３の先端部に配設さ
れた固体撮像素子４５と対物レンズ系３７との距離を調
整することが可能となり、ビント調節が行える。

なお、カム軸受け５４の手元側端面にはつまみ６３内に
設けられたボール６５、ばね６６、ビス６７より楕成さ
れるクリック機１ｌｌ６８に対応するようにクリック溝
６９が形成されており、ビンＩ・調節位置を所定の位置
で係止できるようになっている． 次に本実施例の作用を説明する． 固体撮像素子４５を故障等によって交換する場合を以下
に述べる． 外管２０及び手元側に連設されたフランジ２７、ライト
ガイド束２５、内管２１及び先端に連設され、カバーガ
ラス２６で密閉されたカバーガラス枠２４、及び対物レ
ンズ系３７を内蔵ずるレンズ管２２は挿入部２と接着等
により一体に形成されている。一方、固体撮像素子４５
は枠管２３の先端に固定されるものの挿入部２（レンズ
管２２）に対しては摺動自在であり、本体部３内に係止
されている．しかも、挿入部２はフランジ２７がナット
２８によって本体１９に、そしてライトガイド束２５の
端部２５ａが図示しないねじによって配光レンズ枠３２
にそれぞれ着脱自在に固定されることにより本体部３と
固定されているだけである．したがって、固体撮像素子
４５を交換する場合は、はじめにナット２８を本体１９
から取り外す． 次にライトガイド束２５の端部２５ａを固定している図
示しないねじを外す．これによって挿入部２と本体ｌ９
”とは接続されていない状態となる．その後、挿入部２
を本体１つに対して先端方向へ引くことにより押入部２
は挿入部２の構成部品を分解することなしに固体撮像素
子４５を本体部３側に残したまま本体部３と分離される
．そして、枠管２３に設けられたナット４６を取外し、
固体撮像素子４５を交換する。

組立ては分解と逆の順序で行う．この際、対物レンズ系
３７と固体撮像素子４５との位置決めを行う場合は挿入
部２と本体部３を適当に組立てた後につまみ６３を回転
することにより固体撮像素子４５を対物レンズ系３７に
対して微動させピン１・調整を行う． 本実施例によれば挿入部２の構成部品を分解することな
く容易に固休撮像素子４５を取り外すことができるので
、修理に要する日数を短縮でき、内視鏡の稼働率を上げ
、病院での検査治療に支障をきたす心配がない． また、修理時に挿入部２先端部の外殻を構成する部品の
分解を行っていないために、外殻を構成する部品の脱落
や水漏れがなく、修理後も生産時と同様な高品質及び耐
久性を維持することができる． 第３図は本発明の第２実施例における内視鏡７０の本体
部７１の断面図を示す． 第１実施例では、ユニバーサルコード４は、本体部３に
おいて、挿入部２の軸方向と直角方向に延出していたが
、この実施例ではユニバーサルコード４を押入部２の軸
方向、つまり本体部７１の手元側端面より後方に延出し
ている。挿入部２及び本体部７１の先端側部分は、第１
実施例と同一である。

本体部７１を構成する本体７２の先端側には、第１実施
例と同様に挿入部２のフランジ部２７がナット２８を介
して固着されている．この本体７２の手元側外周７３は
、前寄りの外周１９ａと偏心して形戒され、本体７２内
に延設されている枠管２３の手元側端部に連設されてい
るスライド軸７４を軸支している軸受５２と同軸となっ
ている．上記軸受５２の下方に設けられた貫通孔７５に
は、手元側から配光レンズ枠３２のライトガイド孔３５
内へとライトガイド束３６の端部３６ａが突出するよう
固定されている．軸受５２の上方には、手元側外周７３
に貫通するスライド溝７６が設けられており、スライド
軸７４から外周面外側に突設されているカムピン７７が
（挿入部２の）軸方向に摺動自在に挿通されている。

外周にローレット目を設けたフォーカスリング７８が外
嵌され、且つカムピン７７先端部（頂部〉が挿入される
ようなカム溝７９が設けられたカムリング８０が、手元
側外周７３に回転自在に外環されている。従って、フォ
ーカスリング７８を回転すると、カム溝７９帯びスライ
ドｊｌ！７６内をカムビン７７が摺動することにより、
スライド軸７４を軸方向に摺動させられるようになって
いる．本体７２の手元側端面には、キャップ８１がねじ
８２によって固着されている．このキャップ８１の手元
側後端には折れ止め８３によって、ユ二バーサルコード
４が貫通固定されている．このキャップ８１をねじ８２
で固定ずることにより、カムリング８０が軸方向に移動
するのを防止している． その他の構造については、第１実施例と同様である． 以上の構成により、ユニバーサルコード４と挿入部２及
び本体部７１を一直線上に配列できるので、握り易い内
視鏡７０を患者の体壁に対して平行になるくらいに傾け
て、休壁を貫通させた場合でもユニバーサルコード４が
体壁にぶつかってしまうことがない等の効果がある．そ
の他の作用効果は第１実施例と同様である． 第４図は本発明の第３実施例に係り、内視鏡の断面図で
ある． 本実施例では第４図に示すように外管２０内に内管２１
が同軸状に種通されており、外管２０と内管２１の隙間
にはライトガイド束２５が配設されている．内管２１内
には直接枠部材としての枠管１０３が摺動自在に挿入さ
れており、枠管１ｏ３の先端部にはコード押え１０４を
介して素子枠１０５が連設されている。素子枠１０５内
には先端側から対物レンズ系１０６、赤外線カットフィ
ルタ４２、水晶フィルタ４３、モザイクフィルタ等及び
固体撮像素子４５の順に収納されている．上記外管２０
の手元側端部は本体部１０７の本体１０８に直接接合さ
れ、外管２０と内管２１の隙間に配設されたライ１・ガ
イド束２５は本体１０８内の空間１０９を経て本体１０
８の側壁に突設されている口金１１０の端部へと導かれ
ている。

第２実施例では図示しないライトガイドコードよって光
源装置６と口金１１０を直接接続することにより照明光
を挿入部１０２の先端部へ導くようになっている． 上記内管２１の手元側端部は本体１０８の空間１０９内
を口金１１０を越えて突設されており、空間１０９を手
元側より密閉するナット１１１により保持され、更にナ
ット１１１を貫通して押え１１２に連結されている．押
え１１２内には内管２１内を延設された枠管１０３の手
元側端部に接合されているねじ１１３が配設されており
、このねじ１１３は押え１１２の側壁より内径方向に突
出しているスライドビン１１４がねじ１１３の外周壁に
軸方向に設けられたキー溝１１５内に突出した状態とな
っている．更に、ねじ１１３は押え１１２の手元側端部
にナット１１６により回動自在に係止されている回転ね
じ１１７に螺合されて保持されている． 上記本体１０８の手元側端部は押え１１２を覆うように
設けられたカバー１１８と螺合されている。カバ−１１
８の手元側端部中心にはケーブル孔１１９が貫通し、こ
のケーブル孔１１９はカバ１１８の手元側外周壁に設け
られた抜け止め１２０に螺合されている折れ止め１２１
の孔１２２へと連通しており枠管１０３内を延設されて
いる信号線４７及びシールド４８が柿通され、コネクタ
５へと接続されている。

その他の構成については第１実施例と同様である． 次に本実施例に作用を述べる． 固体撮像素子４５を交換する場合は、はじめに本体１０
８の手元側に螺合されているカバー１１８を外し、回転
ねじ１１７を例えば時計方向に回転させる（ねじ１１３
と回転ねじ１１７が右ねじの場合）。すると、スライド
ピン１１４によりねじ１１３は回転せずに後退し、つい
には回転ねじ１１７内からねじ１１３全休が手元側へ突
出する．その後、ねじ１１３を手元方向に引くことによ
って枠管１０３は本体１０８及び挿入部１０２から引き
抜かれる．よって対物レンズ系１０６を含む固体撮像素
子４５も枠管１０３ごと内管２１より引き抜くことが可
能となる． 組立ては分解と逆の順序で行われる． 本実施例の効果は第１実施例と同様である．第５図は本
発明の第４実施例に係り、内視鏡の断面図である． 本実施例の内視鏡１５０は第３実施例と異なり、挿入部
１５１が可撓性を有することにある．外管１５２、内管
１５３、枠部材としての枠管１５４はいずれもある程度
の剛性を有する可視管であり湾曲することが可能である
． また、内管１５３の先端部に連設されているカバーガラ
ス枠１５５の素子枠１０５が挿入されている内周壁には
段差１５５ａが形成されており、カバーガラス２６と対
物レンズ系１０６との距離を一定に保てるようになって
いる． 一方、内管１５３の手元側端部に連設されている押え１
１２の手元側にはナット１５６が螺合されており、押え
１１２内を摺動可能な枠管１５４の手元側端部に連設さ
れたスライド１５７を先端側に付勢しているばね１５８
を係止している．その他については第２実施例と同様な
構造となっている．なお、余分なスペースを利用して湾
曲機構を設けても良い． 次に本実施例の作用を説明する。

固体撮像素子４５を交換する場合は、はじめに本体１０
８の手元側に螺合されているカバー１１８を外し、ナッ
ト１５６を押え１１２から外す．その後、枠管１５４を
挿入部１５１より引き抜き、素子枠１０５内の固体撮像
素子４５を交換する．また、組立ては分解の逆の順序で
行われる。

本実施例では挿入部１５１が可視管で構成されているの
で湾曲が可能である。しかも、湾曲によって内管１５３
と枠管１５４との位置ずれが生じても枠管１５４をばね
１５８によって常にカバガラス２６の方向に押し付けて
いるのでカバーガラス２６と対物レンズ系１０６との距
離は段差１５５ａによって常に一定に保つことができ視
野のクラレ等が生じることがない． その他の効果は第１実施例と同様である。

第６図は本発明の第５実施例に係り、内視鏡の断面図で
ある．本実施例の内視鏡１００は第３実施例と異なり、
レンズ光学系に交換できるようにして固体撮像素子４５
が故障した場合にリレーレンズ系を用いて肉眼観察でき
るようにしたものである． 第６図において、挿入部１０２は外管２０内に内管２１
が押通されており、外管２０と内管２１との隙間にはラ
イトガイド束２５が配設されている。内管２１の先端部
にはライトガイド束２５の出射端面と一致した平面を形
戒するようにしてガラス力バー２６が設けられており、
ガラス力バー２６の後方には対物レンズ系３゛７が固定
されている． 上記外管２０の手元側端部は本体部１０７の本体１０８
に直接接合され、外管２０と内管２１の隙間に配設され
たライトガイド束２５は本体１０８の側壁に突設されて
いる口金１１０の端部へと導かれている． 上記内管２１の手元側端部は本体１０８中央部に接合さ
れており、本体１０８の後端部に設けられた枠管挿入口
１３１と内管２１の内部とが連通ずるようになっている
．枠管押入口１３１には雌ねじ部１３２が螺設されてお
り、雌ねじ部１３２の奥には水密を保つためのＯリング
１３３が配設されている． 上記枠管挿入口１３１より挿入部１０２内には固体撮像
素子枠管１３４あるいはリレーレンズ系枠管１３６が挿
入されるようになっている。

上記固体撮像素子枠管１３４は細長の管状に形成されて
おり、先端部内には固体撮像素子４５が配設され、手元
側端部に接続部１３７が形成されている。なお、固体撮
像素子４５の前面には赤外線カットフィルタ４２や水晶
フィルタあるいはモザイクフィルタ等が設けられている
。

接続部１３７の外周壁には前記本体１０８の雌ねじ部１
３２に螺合できる雄ねじ部１３８が螺設されており、更
に手元側端部には固体撮像素子４５に接続された信号線
４７および信号線４７を被覆するシールド４８の根元部
を保護する折れ止め部材１３９が外嵌固定されている。

なお、信号線４７は図示しない制御回路に接続されてお
り、固体撮像素子４５に駆動信号を印加し、この駆動信
号によって読み出された電気信号を制御回路に送出する
ようになっている。

上記リレーレンズ系枠管１３６は細長の管状に形成され
ており、手元側端部には太径の本体部１４１が設けられ
ている。更に、本体部１４１の手元側端部にはアイビー
ス１４２が外嵌固定されている．本体部１４１の外周壁
には前記本体１０８の雌ねじ部１３８に螺合可能な雄ね
じ部１４３が螺設されている．リレーレンズ系枠管１３
６内には先端部より本体部１４１の手元側端部にがけて
リレーレンズ系１４４が内装されている。

上記アイビース１４２内には前記リレーレンズ系１４４
と光軸を一致するようにして先端部にはマスク１４６が
手元側端部には接眼レンズ１４７が設けられている． 第６図における固体撮像素子枠管１３４およびリレーレ
ンズ糸枠管１３６は押入部１０２の本体１０８に螺合で
きるようになっているために手術中に固体撮像素子４５
が故障等によって使用できなくなった場合には固体撮像
素子枠管１３４を抜去し、代わりにリレーレンズ系枠管
１３６を挿入することによって目視による観察処置を継
続することができるため、安全な内視鏡とすることがで
きる． また、逆にリレーレンズ系１４４が何等がの原因によっ
て使用できなくなった場合には固体撮像素子枠管１３４
を使用することにより観察処置を続行することができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、内視鏡の挿入部を
分解することなく、固体撮像素子を交換できるようにす
ることにより修理性を向上させ、修理により使用できな
くなる期間を極力短縮すると共に挿入部の修理による品
質、耐久性の劣化を防止し、安全性を高めることができ
る．

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は内視鏡の断面図、第２図は内視鏡システムの全体を示
す説明図、第３図は本発り１の第２実施例に係り、内視
鏡の本体部を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例
の内視鏡の断面図、第５図は本発明の第３実施例に係り
、内視鏡の断面図、第６図は本発明の第４実施例例に係
り、レンズ光学系を交換できる内視鏡の断面図である．
１・・・内視鏡　　　　　２・・・挿入部３・・・本体
部　　　　，２０・・・外管２１・・・内管　　　　　
２３・・・枠管３７・・・対物レンズ系 ４ ５・・・固体撮像素子 ＠４図 第５図 第６図 ＋００ ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 細長の挿入部と、前記挿入部を支持する本体部と、前記
   挿入部の先端部に結像手段としての対物レンズと撮像手
   段としての固体撮像素子とを有する電子内視鏡において
   、 前記本体部より前記挿入部内の前記対物レンズの結像位
   置近傍まで延設され、前記固体撮像素子を固定する枠部
   材を交換可能に設けたことを特徴とする電子内視鏡。