JPH07253550A - 内視鏡及びそれに用いられる光学的接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】望ましくない反射を抑えることができる光学的
接続装置若しくは接眼部を有する内視鏡を提供する。 【構成】内視鏡の接眼部１と図示されない画像記録装置
の間にアダプタ３を介して、内部に光学素子を気密状態
で含む光学的接続装置としての光学モジュール７が設け
られており、この光学モジュール７の両端に設けられた
平坦なガラス面でなる各窓部、若しくは接眼部に設けら
れた窓部は、光軸８に対し斜めに交わるよう形成され、
各窓部境界面にて生じる望ましくない反射光を側方に向
かわせ画像記録装置に到達させないようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の特徴に基づく内視鏡、並びに請求項６の上位概念
に記載の特徴に基づくこの種の内視鏡の接眼レンズ側端
部に画像記録装置を光学的に接続する装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】前述の光学的接続装置は、人間の眼によ
って直接観察するための内視鏡の接眼レンズ側端部（以
下、「接眼部」とする）に、電子的な画像記録装置など
を構造的な変更なしで取り付け可能とするために用いら
れる。この種の装置は、例えば米国特許公報第４，４１
３，２７８号に示される。ここに記載されている装置に
は、ホルダ内の接眼レンズとカメラ間で光軸方向に移動
可能なレンズが１個だけ配されている。この種の単レン
ズ装置は、現在ではもはや一般に光学的な必要条件を満
足させることができない。現在では通常、所望の光学的
適応性及び補償を得るために、多数の光学素子部材、特
にレンズからなる構造群が使用される。しかし、この種
の光学的補償にも限界がある。というのは、その他の場
合なら一般的であるような反射防止用コーティングが、
少なくとも最外側の境界面（レンズ表面）には使用でき
ないからである。その理由は、この種の医療用器具は滅
菌可能でなければならず滅菌温度に耐えられねばならな
いからである。しかし、この種の反射防止用コーティン
グがないとガス状媒体から固体媒体への移行部分におい
て望ましくない反射が発生し、特に電子カメラなどによ
って記録する場合に画像品質を著しく悪化させてしま
う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上述のような望ましくない反射を大幅に抑えること
ができ良好な光学特性を有し、滅菌処理に耐えうる光学
的接続装置、若しくはそのような接眼部を有する内視鏡
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、かかる
課題は、光学的接続装置が気密に閉鎖された光学モジュ
ールとして形成され、２つの窓部の外側境界面のみが外
気に触れるようになっていることによって解決される。
そしてこの種の構造において通常生じる望ましくない反
射を防止するために、外側境界面の少なくとも一方が装
置の光軸に対する直交平面に対して斜めに設置されてい
る。このように外側境界面を光軸に対して斜めに設置す
ることによって、外側境界面で光が従来のように光軸に
対してほぼ平行に反射されるのではなく、斜めに反射さ
れるようになるので、反射光の大部分が画像記録装置に
到達する前にホルダ本体などの側面に向かいそこで吸収
されることとなる。

【０００５】望ましくない反射を減少させるにあたって
は、窓部の外側境界面が光軸に対する直交平面に対して
好ましくは７．５〜１０°の角度で交わるよう配置する
か、又は２つの窓部の各外側境界面が直交平面に対して
７．５〜１０°の角度で斜めに交わり且つ互いの角度が
加算されるように、互いの傾き方向が正反対となるよう
に配するとよい。このようにすると、窓部を斜めに設置
することによりもたらされる光路軸変位を補償すること
ができる。なお、直交平面との交わり角度はそれぞれ必
要に応じて上述の範囲を越えてもよい。しかし実際に
は、交わり角度が大きくなりすぎると光が窓部を透過せ
ず反射が大きくなりすぎるので、上限は約１５°であ
り、下限は各境界面間の距離やレンズ口径などの諸条件
に左右されるので事実上決定することができない。

【０００６】内視鏡器具の接眼部に、光軸に直交する外
側境界面を持つ接眼用窓部の代わりに、斜めに設置した
境界面を持つ窓部を設けた場合にも、同様の効果が得ら
れる。その場合、好ましくは、接眼用窓部の外側境界面
が光軸の直交平面に対して７．５〜１０°の角度で交わ
るようにするとよい。光学的接続装置の両端の外側境界
面も同様に斜めに設置することができるが、軸変位を吸
収するために斜め方向は正反対となるように設置され
る。

【０００７】好ましくは、本発明による装置において
は、平坦な透明のガラス板として形成された窓部が使用
され、この種のガラス板は単に光軸に対して斜めに組付
けられる。あるいは、ガラス板の代わりに光学系レン
ズ、すなわち平凸レンズとすることもできる。その場
合、光学的接続装置あるいは内視鏡器具の接眼用窓の境
界面となる平凸レンズの外側に面した平面が、上述した
斜め設置が得られるように研磨され或いは組付けられ
る。

【０００８】気密な光学モジュールを形成するために
は、窓部を通常のようにシールまたは接着によってそれ
を包囲する支持ホルダと結合するのではなく、窓部を材
料結合により、例えば半田付けまたは溶接によって支持
ホルダと結合するようにすると特に効果的である。その
理由としては、このような結合によれば、長期間気密状
態を維持できる信頼性の高い結合が得られるからであ
る。例えば、サファイア、スピネル、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネットまたは石英ガラスからなる窓部
を摩擦溶接によって金属のフレームと結合させると、製
造技術的に非常に効果的であって、この金属のフレーム
がその後の溶接または半田付けによって残りの装置（す
なわち支持ホルダ）と密接に固定結合されるようにす
る。この摩擦溶接結合プロセスは高真空半田付けに比較
して製造技術的に好ましい。

【０００９】さらに内視鏡と画像記録装置との間の最適
な適合を保証するためには、光学モジュール全体が内視
鏡の接眼部と画像記録装置間に機械的に取付け可能なア
ダプタ内部において、光軸方向に摺動可能に設けるよう
にすると効果的である。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳
細に説明する。

【００１１】図１〜２に内視鏡の接眼レンズ側部分１
（以下、「接眼部１」とする）と、それに接続される例
えば、電子ビデオカメラのような画像記録装置２を示
す。接眼部１を介して通常は肉眼によって直接観察する
ように設計されている内視鏡光学系を画像記録装置２に
よる再生に適応させるべく、接眼部１と画像記録装置２
との間にアダプタ３が設けられており、アダプタ３は接
眼部１と画像記録装置２との間の機械的結合と光学的適
合を達成するものである。

【００１２】アダプタ３には、機械的結合のために接眼
部１に外嵌される接続部４が設けられており、この接続
部４によってアダプタ３を接眼部１に対して確実に取り
付けることができる。接続部分４内側に突出部５が設け
られており、これは図示しない、対応する機構によって
バネ力に抗して引き戻し可能であり、接続部４を相補形
状結合にて接眼部１上に保持するようになっている。な
お、同様の接続がアダプタ３と画像記録装置２との間に
も設けられている。この接続については詳細に図示しな
いが、公知の種々方法に応じて必要な輪郭部位に設けら
れるもので、単に種々のバヨネット結合、及び例えばフ
ォトオプティカル技術に基づくその他の取り外し可能な
接続があることを示唆しておく。

【００１３】アダプタ３の中央の通孔６内に、光学的接
続装置としての光学モジュール７がアダプタ３の光軸８
方向へ移動可能に設けられている。そのために、光学モ
ジュール７の円筒外周面にわたってネジ山９が刻設さ
れ、このネジ山９はアダプタ３の内部に設けられた図示
していないローレット付きナットのメネジ部位と螺合し
ている。それによってアダプタ３内部で光学モジュール
７を光軸８に正確に整合させることができ、それによっ
て接続すべき各光学機器の光学的調整を行うことができ
る。

【００１４】図３を参照して、外部に対して気密とされ
た光学モジュール７の構造を説明する。

【００１５】光学モジュール７は、外側に上述のネジ山
９が設けられた、ほぼ円筒状の支持体１０を有してい
る。この支持体１０の内部には、本来の光学系を収容す
る光学系収容体１１が取り付けられており、中央の通孔
内に光学素子がスペーサジャケット１５を介して配され
ている。光学素子は、本実施例においては平凸レンズ１
２、両凹レンズ１３、及び平凸レンズ１４から形成され
る。これらは光学系収容体１１と共に、支持体１０内の
対応するねじと噛み合うねじリング１６によって支持体
１０内に固定されている。その他構造の詳細は図３から
明らかである。

【００１６】支持体１０の中心軸（光軸８と同一）と斜
めに交差する平面で切り取られる、支持体１０の傾斜端
面には窓部１７、１８が材料結合で組付けられている。
窓部１７、１８は、例えばサファイア、スピネルまたは
イットリウム−アルミニウム−ガーネットからなる平行
平面のガラス板で成っており、これらは摩擦溶接によっ
てその周りを包囲して保持する金属フレーム１９と材料
結合で完全に密着して結合されている。なお、摩擦溶接
の代わりに高真空半田結合、又はその他の適当な材料結
合を適用することができる。金属フレーム１９も支持体
１０の傾斜端面に溶接されているため、光学モジュール
７は完全に密封閉鎖されたものとなる。窓部１７、１８
の材料を適切に選択することによって、さらに強固な境
界面２０、２１を形成することができ、これらは種々の
滅菌作業に耐えうるだけでなく、機械的強度も良好であ
る。

【００１７】一般に、窓部が光軸８に対して直交方向に
並んでいる場合に発生し易い、障害となる反射を大幅に
防止するために、本実施例においては２つの窓部１７、
１８は光軸８に斜めに交差して設けられ、外側境界面２
０、２１と、光軸８に対する直交平面２２との成す角２
３は８．５°となっている。特に、像の整合を考慮する
と、角２３の絶対値が両側で等しくしかもその傾き方向
が正反対となるように設けるのが望ましく、この場合、
境界面２０と２１とは１７°の角度を成すこととなる。

【００１８】なお、反射を減少させるために、上述のよ
うに２つの境界面２０、２１を各々斜めに設置する代わ
りに、一方の境界面のみを斜めに設置することも可能で
ある。また光学モジュール７には斜めの境界面を１つ設
け、接眼部１側にもう１つの斜めの境界面を設けること
も可能で、その場合、接眼部１と光学モジュール７は、
それぞれの互いに向き合う境界面が正反対に傾斜するよ
う配する。

【００１９】次に図４〜６を用いて本発明の機能原理を
説明する。

【００２０】図４〜６においては接眼部１の接眼レンズ
窓部は符号２４で示され、光学モジュールの窓部は図３
と同様に符号１７と１８で示されている。光学素子はレ
ンズ２５で代表されている。符号２６は画像記録装置２
（カメラ側）の記録平面を示している。光路を明らかに
するために中央ビーム２７と２つの端縁ビーム２８が図
示されている。

【００２１】図４に、一例として、各窓部の部分反射に
よって、記録平面２６で視認されることとなる反射がど
のように生じるかを、矢印２９と破線３０で示す。

【００２２】図５、６に、境界面ないしは窓部全体を斜
めに設置することによってこの種の反射が、少なくとも
それが記録平面２６に視認されないように、どのように
減少されるかを、矢印３１及び３２で代表的に示す。図
５に示す例においては、接眼部１側の窓部２４のみが斜
めに設置されており、図６に示す例においては、アダプ
タ３内の光学モジュール７の両方の窓部１７、１８が互
いに反対方向に斜めになるよう設置されている。すなわ
ち、これは図３に示す実施例に相応する。図から明らか
なように、斜めに設置することによって、望ましくない
反射光の一部が中央ビーム２７と一致する系の光軸から
離れる方向（すなわち外部方向）へ向かうので、これら
のビームは、例えば光学モジュール７または支持体１０
の一般的なマットで覆われた内周面に入射し吸収され
る。

【００２３】

【発明の効果】以上の発明から明らかなように、本発明
によれば、高温の滅菌処理のため反射防止用コーティン
グを施しにくい内視鏡などにおいて生じやすい、望まし
くない反射を大幅に抑えることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】内視鏡の接眼部と、光学モジュールを内部に有
するアダプタを示す一部切開断面図である。

【図２】アダプタに取り付けられる画像記録装置を単純
化して示す側面図である。

【図３】アダプタ内に設けられた光学モジュールを示す
断面図である。

【図４】従来の内視鏡及びアダプタを使用した場合の概
略説明図である。

【図５】内視鏡の接眼用窓部が斜めに設置されている例
を示す概略説明図である。

【図６】アダプタ内に設けられた光学モジュールの２つ
の窓部が斜めに設置されている例を示す概略説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 内視鏡の接眼部 ２ 画像記録装置 ３ アダプタ ７ 光学モジュール（光学的接続装置） ８ 光軸 １０ 支持体（ホルダ本体） １１ 光学系収容体（ホルダ本体） １２ 平凸レンズ（光学素子） １３ 両凹レンズ（光学素子） １４ 平凸レンズ（光学素子） １７、１８ 光学モジュールの窓部 １９ 金属フレーム ２０、２１ 境界面 ２４ 接眼部の窓部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 胴部と、その中に配置された構成部材
   と、外側に面したほぼ平坦な境界面を備え少なくとも部
   分的に胴部を閉鎖する少なくとも１つの窓部（２４）と
   を有する内視鏡において、 上記窓部の外側境界面が内視鏡からの光軸（２７）に対
   する直交平面（２２）に対して斜めに設置されているこ
   とを特徴とする内視鏡。
2. 【請求項２】 窓部（２４）は、内視鏡の接眼部に設け
   られた接眼用窓である請求項１記載の内視鏡。
3. 【請求項３】 窓部（２４）は、平行平面の透明なガラ
   ス板によって形成されている請求項１または２記載の内
   視鏡。
4. 【請求項４】 窓部（２４）は、平凸の接眼レンズによ
   って形成されている請求項１または２記載の内視鏡。
5. 【請求項５】 窓部（２４）の外側境界面は、光軸（２
   ７）の直交平面（２２）に対して７．５〜１０度の角度
   を成すよう斜めに設置されている請求項１〜４のいずれ
   か１項に記載の内視鏡。
6. 【請求項６】 ホルダ本体（１０、１１）内に収められ
   た少なくとも１つの光学素子（１２〜１４）を有し、内
   視鏡の接眼部（１）に画像記録装置（２）を光学的に接
   続するための光学的接続装置において、 装置全体が気密に閉鎖された光学モジュール（７）とし
   て形成されており、かつ２つの窓部（１７、１８）を有
   し、そのうちの少なくとも一方が外側に面したほぼ平坦
   な境界面（２０、２１）を有すると共に、この外側境界
   面は光学的接続装置の光軸（８）に対する直交平面（２
   ２）に対して斜めに設置されていることを特徴とする光
   学的接続装置。
7. 【請求項７】 窓部（１７、１８）は、平行平面の透明
   なガラス板によって形成されている請求項６記載の光学
   的接続装置。
8. 【請求項８】 窓部（１７、１８）は、平凸レンズによ
   って形成されている請求項１〜７記載の光学的接続装
   置。
9. 【請求項９】 １つまたは複数の窓部（１７、１８）
   は、ホルダ本体の両端に設けられた金属フレーム（１
   ９）と摩擦溶接による材料結合で結合されている請求項
   １〜８のいずれか１項に記載の光学的接続装置。
10. 【請求項１０】 窓部（１７、１８）の外側境界面（２
    ０、２１）は、光軸（８）に対する直交平面（２２）に
    対して７．５〜１０度の角度を成すよう斜めに設置され
    ている請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学的接続
    装置。
11. 【請求項１１】 窓部（１７、１８）の外側境界面（２
    ０、２１）は、光軸（８）に対する直交平面（２２）に
    対して７．５〜１０度の角度を成すよう斜めに設置さ
    れ、且つ両外側境界面（２０、２１）の傾き方向は互い
    に正反対となっている請求項１〜１０のいずれか１項に
    記載の光学的接続装置。
12. 【請求項１２】 光学モジュール（７）は、内視鏡の接
    眼部（１）と画像記録装置（２）との間に取付け可能な
    アダプタ（３）の内部に、光軸（８）方向に摺動自在に
    設けられている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の
    光学的接続装置。