JPH0785131B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体撮像素子を使って観察を行なうように
した内視鏡に関する。

〔従来の技術〕

内視鏡にあっては、固体撮像素子（CCD,SIDなど）を内
視鏡先端部に内蔵する他、固体撮像素子の入射側にレン
ズを装着したレンズ枠を配して、レンズを通じ入射する
光学像を固体撮像素子で捕え、カメラコントールユニッ
トへ出力させてモニターするようにしたものがある。

ところで、こうした固体撮像素子を用いた内視鏡では、
第１に外部からの電磁ノイズが固体撮像素子やそれにつ
ながる先端電気部品に対し悪影響を与えないようシール
ドすることが必要とされ、第２に加工寸法ならびに加工
精度上、レンズ枠は金属であることが必要とされる。そ
して、第３に固体撮像素子や先端電気部品などから構成
される撮像電気回路が内視鏡先端の外装の一部である、
先端金物（先端部本体）に対し絶縁されることが必要と
される。

そこで、こうした点を満たすものとして従来の技術に、
特開昭59−90544号公報に示されるようなものが提案さ
れてきている。これは、レンズ枠を兼ねる金属で略筒状
に成形されたシールド部材内に固体撮像素子とレンズと
をピント出しして固定し、その周囲にプラスチックなど
の絶縁材を被せてから先端金物に固定するようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の構造ではシールド部材の周囲に絶縁材
を被覆するために、細径にしたいにもかかわらず、絶縁
材を設ける分、先端部の外径が不用意に太くなってしま
う欠点があり、内視鏡自体が太くなってしまう不具合が
ある。

この発明はこのような問題点に着目してなされたもの
で、細径化を図ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

この内視鏡では、シールド部材13に固定された固体撮像
素子14と、レンズ20を支持した金属からなるレンズ枠19
とを設け、前記シールド部材13と前記レンズ枠19とを絶
縁材からなる継部材18を介在して絶縁固定し、そのレン
ズ枠19を内視鏡先端部を構成する金属の先端部本体３に
固定することにより、周囲に絶縁材を被覆せずして固体
撮像素子14を絶縁する。

〔実施例〕

以下、この発明を第１図ないし第５図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第３図は起上機構をもつ側視
型の内視鏡の先端部分の平面を示し、１は先端部、２は
その先端部１につながる彎曲部である。先端部１は、金
属で成形された先端金物３（この発明の先端部本体に相
当）の周囲から先端かけて絶縁カバー４を設ける他、そ
の先端金物３の軸心から一側寄りに観察照明系５の大部
分を内蔵し、また他側寄りに起上系６を内蔵して構成さ
れる。そして、このうちの観察照明系５が第１図に示さ
れ、また起上系６が第２図に示されている。

ここで、各系を説明する前に彎曲部２について述べれ
ば、これは第１図および第２図に示すように、複数の彎
曲駒７…を４方向に直列に回動自在に枢着するととも
に、それらの周囲に外皮7aを被覆した彎曲筒から構成さ
れる。そして、彎曲駒７…のうち最前部に位置する彎曲
駒７が先端金物３に連結されるとともに、最後部に位置
する彎曲駒７が可撓管（図示しない）に連結されてい
る。また各彎曲駒７の内面には４方にワイヤーガイド８
…がそれぞれ設けられている他、各並ぶワイヤーガイド
列には可撓管内に配したワイヤー９がそれぞれ挿通され
ている。そして、各ワイヤー９…の先端は先端金物３の
後部に接続され、また後端は可撓管につづく操作部（図
示しない）の彎曲操作ノブに連絡され、彎曲操作ノブで
の操作により彎曲部２を上下左右の方向へ彎曲すること
ができるようにしている。

つぎに、観察照明系５について説明すれば、これは、先
端金物３の中央から先端側寄りに内蔵された観察系10
と、それとは反対の後端側寄りに内蔵された照明系11と
から構成されている。観察系10につき述べれば、12はユ
ニット部である。ここで、ユニット部12について説明す
れば、13は凹陥状に成形された、シールド枠を兼ねる金
属のSID枠、14はそのSID枠13の底部壁上、若干偏心した
位置に形成された装着孔に、絶縁性接着剤15を使い撮像
面を後方に向けた状態で取着されたSID（固体撮像素
子）、16はそのSID14の足に半田により固定された、先
端電気部品17…を搭載したPC板（プリント基板）、18は
SID枠13の底部壁の外面に接着により固定された、絶縁
材（プラスチックなど）より成形された継部材、19は内
部に６枚のレンズ20…を内装したレンズ枠である。そし
て、絶縁性接着剤15によるSID14の固定によって、接着
時、SID14をスラスト方向へ変位できるようにしてい
る。またSID14とPC板16との間には、SID14の足を挿通さ
せるための孔21…を形成した絶縁スペーサ22が介装され
ていて、半田付け時、半田がPC板16からSID14へ流れて
短絡するのを防止している。そして、SID枠13の開口部
にその開口を遮蔽するようシールド板23が設けられ、SI
D14ならびにPC板16の周囲をSID枠13およびシールド板23
よりなるシールド部材で覆っている。そして、あらかじ
めSID枠13に固定された継部材18に、レンズ枠19が接着
固定され、SID14廻りを１つのユニットにしている。

詳しくは、継部材18には第４図に示すような断面が長円
状部25の一側部に、SID枠13の底部壁にならうフランジ
部26を形成する他、長円状部25の軸心から偏心した位置
に嵌挿孔27を軸心方向沿い設けた筒状のものが用いられ
る。そして、SID枠13に、ピントを合せつつフランジ部2
6を接着して継部材18を直列に固定した後、嵌挿孔27に
レンズ枠19を嵌合して接着剤で固定している。なお、こ
のレンズ枠19と継部材18との固定には、接着の際の応力
が残留しないような措置を講じている。詳しくは、第４
図に示すように長円状部25の厚肉部を貫通してレンズ枠
19に至るよう仮止めビス28を螺挿し、接着始めのとき仮
止めビス28でレンズ枠19を固定し、接着剤が半乾燥した
ときその仮止めビス28を緩めて継部材18に応力が残留す
るのを防止しており、残留応力を原因としてEOG滅菌
（ガス滅菌）時などに生じる割れを防止している。もち
ろん、厚肉部によって継部材18の強度を確保している。
なお、SID14とそのSID14に最も近いレンズ20との間隔は
固定時において最高のレンズ性能が出るよう調整されて
いるものである。

そして、こうしたユニット部12のレンズ枠19が、先端金
物３の先端側に形成された支持孔30に嵌挿されるととも
に、先端金物３の周壁からレンズ枠19に向け螺挿される
固定ビス31で先端金物３に固定され、SID14廻りを絶縁
カバー４の内側に配してユニット部12全体を先端金物３
の軸方向沿いに設置している。詳しくは、レンズ枠19の
突出した端部上、前記固定ビス31と対応する外周部には
SID14側へ傾斜した斜面部32が周方向に渡り形成されて
いて、この斜面部32に向かい螺挿される固定ビス31でレ
ンズ枠19を支持孔30の後方に形成したストッパー部33部
へ押付けて固定している。そして、これにより先端金物
３の後部側の周壁に設けた観察窓34とレンズ20…とを、
前記観察窓34の裏面側に設けたプリズム35を介し光学的
に結合させ、レンズ20…，嵌挿孔27などで構成される光
路を通じ先端部１の側方における光学像をSID14で捕え
ることができるようにしている。またストッパー部33
と、これに対向する斜面部32との間には、例えば厚みが
0.02mmと0.03mmの２種類のスペーサ36,37が介在され、
こうしたスペーサ36,37の種類および枚数の適宜な選定
からプリズム35と、これに対向する最終のレンズ20との
間隔を最も最高のレンズ性能を出すよう調整している。
もちろん、修理の際、加工上、光路長さのばらつきがあ
るプリズム35を交換するときは、各スペーサ36,37にて
厚みを変化させて間隔を調整する。なお、39はSID14の
撮像面の前段に位置してSID枠13と一体をなして設け
た、光軸方向からの電磁ノイズをカットする働きを兼ね
るフレアー絞りである。但し、このフレアー絞り39は内
径が小さく、またSID14から離れている方がその性能
上、好ましい。

一方、40はユニット部12に隣接して先端金物３の軸方向
に沿って形成されたケーブル挿通孔、41はそのケーブル
挿通孔40の接続されたケーブル保護チューブである。ケ
ーブル保護チューブ41は、彎曲部2,それにつながる可撓
管，操作部，ユニバーサルコード，さらにはユニバーサ
ルコードの先端のコネクター（いずれも図示しない）に
挿通されている。そして、このケーブル保護チューブ41
内に、コネクターにつながるシールド線42が挿通され、
そのシールド線42の先端部から露出した外部導体（シー
ルド）43…がSID枠13に接続されている。この接続に
は、シールド線固定パイプ44に外部導体43を半田付け
し、このシールド線固定パイプ44を、あらかじめケーブ
ル挿通孔40と対向するSID枠13の底部壁に形成した透孔
内に、導電性接着剤46を使って接着した構造が用いられ
ている。なぜならば、シールド線固定パイプ44と外部導
体43を接着したのでは、接着代となる接着層が軟らかい
ため強度的に弱いこと、シールド線固定パイプ44とSID
枠13を半田付けしたのでは、SID14を固定している絶縁
性接着剤15が半田付け時の熱によって悪影響を受けてし
まうからである。こうした固定により、内部芯線47…引
出した状態にしつつ外部導体43をSID枠13に導通させて
いる。そして、SID枠13は、組付時、あらかじめリード
線49を使ってPC板16およびシールド板23にそれぞれ接続
されていて、周囲のシールド効果により、SID13および
先端電気部品17を含めPC板16を外部ノイズから守るよう
にしている。またシールド線42の内部芯線47…はPC板16
に接続され、内部芯線47…を通じSID14を駆動ならびにS
ID14からの信号を出力することができるようにしてい
る。なお、第４図は第１図Ａ〜Ａ線に沿う断面を示す。

つぎに照明系11について説明する。50は上記観察窓34に
隣接して彎曲部２側に配した照明レンズである。照明レ
ンズ50の固定には、レンズ装着孔の下縁のたとえば３方
に形成されたレンズ受部51の座面に、レンズ受52を接着
した後、そのレンズ受52の座面に照明レンズ50の接着す
る構造が用いられている。そして、この構造から照明レ
ンズ50の接着時、レンズ受52を遮蔽物として接着剤が先
端部１内に流れ出すことがないようにしている。一方、
53は、周囲がライトガイドファイバー保護チューブ54で
保護されたライトガイドファイバーである。ライトガイ
ドファイバー53は先端部１からそれに可撓管および操作
部を介してつづくユニバーサルコードに渡り挿通されて
いて、その入射端部（図示しない）がユニバーサルコー
ド先端のコネクターに接続されている。すなわち、コネ
クターと接続される光源装置（図示しない）から照明光
を受けることができるようになっている。またライトガ
イドファイバー53の出射端部は硬質曲げを伴って円弧状
に成形されていて、そのフィイバー硬質曲げ成形部55
が、先端金物３上、照明レンズ50の内側軸心方向沿い形
成された円筒状の収容空間56aに収容されて固定されて
いる。ここで、この固定構造について説明すれば、56は
収容空間56aに、軸方向および回軸方向に移動可能に配
置された第１の口金、57はファイバー硬質曲げ成形部55
の根元側に装着された第２の口金である。そして、第２
の口金57を第１の口金56の中心軸から先端部１の中央寄
りに偏心した位置に装着するとともに、第１の口金56を
先端金物３の周壁から螺挿される固定ビス58で固定して
いる。しかるに、ライトガイドファイバー53の出射側は
固定される。そして、この偏心固定構造にて、照明レン
ズ50からライトガイドファイバー53までの距離が大きく
なる分、ファイバー硬質曲げ成形部55の曲率半径を大き
くできるとともに、ファイバー硬質曲げ成形部55の先端
部に直線部59を形成することができるようにしていて、
それらで照明光の出射方向を安定させている。またこう
した偏心固定構造は、その他、照明方向自在に調整でき
るようにもなっている。すなわち、ライトガイドファイ
バー53を軸方向，回軸方向に変位させることにより、ラ
イトガイドファイバー53の直線部59における中心軸と照
明レンズ50の中心軸を偏心および偏角させて照明方向を
変化（調節）させることができるようになっている。そ
して、この変化（調節）から、最良の配光を得るよう、
照明光軸60を観察窓34の端面から距離Ｌ（最も良い配光
が得られる距離）離れた地点で観察光軸61に交差させる
よう設定している。この距離Ｌは近接観察用内視鏡では
10mm前後，十二指腸用内視鏡では15mm前後，胃用内視鏡
では15mm前後である。なお、62,62は第１の口金56とこ
れに接する先端金物３との間に介装されたＯリングで、
またライトガイドファイバー保護チューブ54の先端部は
第１の口金56に接続されている。

つぎに、上記観察照明系５に隣接して軸方向沿いに内蔵
された起上系６について第２図にもとづき説明する。65
は先の観察窓34,照明レンズ50に隣接して先端金物３の
周壁部に形成された鉗子口、66はその鉗子65の内側に形
成された起上台動作空間、67はその起上台動作空間66の
内底部に彎曲側を支点として回動自在に設置した鉗子起
上台である。そして、鉗子起上台67の後方の先端金物部
分には、鉗子起上台67の受け部と対応して鉗子挿通孔68
が軸方向に沿って穿設されている。またこの鉗子挿通孔
68には鉗子チャンネルチューブ69が接続されている。そ
して、鉗子チャネルチューブ69の図示しない端部は、彎
曲部２およびそれにつづく可撓管内を通し、操作部に設
けた鉗子挿入口（図示しない）に接続されていて、鉗子
挿入口金を使い鉗子，カニュレーションチューブなどの
処置具を鉗子起上台67へ導くことができるようにしてい
る。また鉗子チャネルチューブ69には、彎曲部２内を挿
通する部分をゴアテックスチューブなど比較的柔らかい
チューブに、また可撓管内を挿通する部分をテフロンチ
ューブなど比較的硬いチューブとしたチューブが採用さ
れていて、強く彎曲が行なわれる彎曲部２内のチューブ
部分ではその曲がりによってチューブが折れることがな
いように、また彎曲部２などのような強い曲がりが発生
しない可撓管内のチューブ部分ではカニュレーションチ
ューブをチューブ内で進退させたときその動きを吸収
（拘束）して悪くなることがないようにしている。つま
り、鉗子チャンネルチューブ69の材質を異ならせること
によって、ERCP（経内視鏡的逆向性膵胆管造影方法）を
行ないやすいようにしている。一方、70は先端金物３
上、鉗子挿通孔68に隣接して鉗子口65側に形成された鉗
子起上ワイヤー挿通孔で、この鉗子起上ワイヤー挿通孔
70の後部にはブッシュ71を介し鉗子起上ワイヤーガイド
チューブ接続パイプ72が接続されている。そして、この
鉗子起上ワイヤーガイドチューブ接続パイプ71ならびに
鉗子起上ワイヤー挿通孔70に、起上ワイヤー73の先端側
が挿通され、その先端が鉗子起上台67の自由端側に接続
されている。また起上ワイヤー72の他端側は彎曲部２お
よび可撓管を通じ、操作部に設けた起上操作部（図示し
ない）に連結されていて、起上操作部で起上ワイヤー73
を進退操作することにより鉗子起上台67を起上させるこ
とができるようにしている。つまり、鉗子起上台67に導
かれた処置具を起上させて鉗子口65から先端部１の側方
へ先端を突出させることができるようになっている。な
お、45aは起上動作空間67の側部に設けたガイド壁、45b
は鉗子口65の内側上、観察窓35,照明レンズ50側とは反
対の側部に設けたガイド壁、45cはそのガイド壁45bの角
部に設けた面取部である。また鉗子起上ワイヤーガイド
チューブ接続パイプ72の内径は起上ワイヤー73が挿通す
るに足りる径となっている他、鉗子挿通孔70はその鉗子
起上ワイヤーガイドチューブ接続パイプ72の内径より大
きな内径に定められていて、スムーズに起上操作を行な
うことができるようにしている。なお、74は、起上ワイ
ヤー73の周囲に設けられるとともに、鉗子起上ワイヤー
ガイドチューブ接続パイプ72に先端が接続されたワイヤ
ガイドチューブ、75は、起上台動作空間66を構成する周
部上、鉗子起上台67を起上させたとき当接する部位に、
螺挿により固定された鉗子起上台ストッパービスであ
る。

また、先端部１には、こうした観察照明系５および起上
系６の他に送気送水系76が設けられている。これは第１
図に示すように照明レンズ50と隣接する後段側の部位に
送気送水ノズル77を設ける他、その送気送水ノズル77の
入口部に送気送水チューブ78を接続して構成される。そ
して、送気送水チューブ78の他端部は、彎曲2,可撓管の
各内部を通じ操作部に設けた送気送水操作部（図示しな
い）を経由してユニバーサルコード先端のコネクターに
接続されていて、送気送水操作部での操作にて送気，送
水を行なうことができるようになっている。そして、彎
曲部２内における各内蔵物の配置が第５図に示されてい
る。なお、彎曲部２および可撓管の内部には、各内蔵物
の配置が他の内蔵物と不用意に干渉しないよう、第２図
でも示すように内蔵物配列乱れ防止チューブ79が挿通さ
れている。但し、内蔵物配列乱れ防止チューブ79の先端
は先の鉗子ストッパービス75を螺合するねじ部80に接続
部材81を介し接続されている。

しかして、SID14をシールド部材およびレンズ枠19と共
に先端金物３に絶縁させて設けるにあたり、従来の技術
では内視鏡先端部の径が太くなってしまうことが懸念さ
れるが、この発明によるとこれを改善することができ
る。

すなわち、この発明では先にも述べたように、SID14を
固定したSID枠13（シールド部材）とレンズ枠19とを絶
縁性の継部材18を介し、両者を絶縁固定し、SID枠13を
先端金物３に固定している。このことは、SID枠13とレ
ンズ枠19との間に介在する継部材18によって、先端金物
３からも、またレンズ枠19からも絶縁されることにな
り、従来の技術のように周囲に絶縁材を被覆することな
しに、SID14,さらには先端電気部品17を絶縁できる。こ
の結果、周囲に絶縁部材を要さない分、内視鏡先端部を
細径にすることができる。

また斜面部32を使い、固定ビス31でレンズ枠19を軸方向
へ押付けて固定する構造は、ビスをレンズ枠19にねじ込
んで固定するものに比べ、ねじ孔を位置決めする手間が
不要となる他、たとえレンズ枠19が変形をきたしても固
定できるために容易に固定することができる。しかも、
ねじ込みではレンズ枠19の径方向に大きな力が働いてそ
のレンズ枠19を変位させてピント出しをやりにくくする
が、レンズ枠19を軸方向へ押付けて固定したことでその
変位を改善し容易にピント出しを行なえる利点をもつ。
加えて、割れやすい継部材18を接着によりSID枠13,レン
ズ枠19に固定した構造は、割れなく継部材18を固定でき
る他、ビスで固定するものに比べスペース的に有利で、
その固定にかかわるスペース分、内視鏡先端部を細径す
ることができる利点をもつ。

第６図はこの発明の第２の実施例を示す。これは直視型
の内視鏡にこの発明を適用したもので、その構造は第１
の実施例と同様である。第２の実施例と第１の実施例と
の違いは、継部材18の固定の仕方が異なる。すなわち、
第１の実施例では継部材18をあらかじめSID枠13（シー
ルド部材）に接着し、ピント出し時、継部材18をレンズ
枠19に接着したが、第２の実施例では継部材18をあらか
じめレンズ枠19に接着し、ピント出し時、SID枠13（シ
ールド部材）に接着している。また、第２の実施例では
SID14の周面と、それに対向するSID枠13の内面との間に
シリコンシート85を設ける他、レンズ枠19の先端外周と
それに当接する先端金物３との当接部86にシール材（図
示しない）を充填してユニット部12内を気密構造にして
いる。そして、この気密構造にて、内視鏡内の湿度が、
薬液による長時間浸漬消毒などによって極度に上昇して
もレンズ20…に曇りが発生することがないようにしてい
る。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、周囲に絶縁材を
被覆せずに固体撮像素子を先端部本体からも，レンズ枠
からも絶縁することができるようになる。

この結果、内視鏡の先端部を細径化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は内視鏡の先端部における観察照明系の構造を示
す断面図、第２図は同じく起上系の構造を示す断面図、
第３図は先の観察照明系ならびに起上系を内蔵した内視
鏡の先端部の平面図、第４図は第１図Ａ〜Ａ線に沿う断
面図、第５図は第１図Ｂ〜Ｂ線に沿う断面図、第６図は
この発明の第２の実施例の要部を示す断面図である。 ３……先端金物（先端部本体）、13……SID枠（シール
ド部材）、14……SID（固体撮像素子）、18……継部
材、19……レンズ枠、20……レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド部材に固定された固体撮像素子
   と、レンズを支持した金属からなるレンズ枠とを設け、
   前記シールド部材と前記レンズ枠とを絶縁材からなる継
   部材を介在して絶縁固定し、そのレンズ枠を内視鏡先端
   部を構成する金属からなる先端部本体に固定してなるこ
   とを特徴とする内視鏡。