JPH11249031A - 内視鏡光学素子 - Google Patents

内視鏡光学素子

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JPH11249031A
JPH11249031A JP5112298A JP5112298A JPH11249031A JP H11249031 A JPH11249031 A JP H11249031A JP 5112298 A JP5112298 A JP 5112298A JP 5112298 A JP5112298 A JP 5112298A JP H11249031 A JPH11249031 A JP H11249031A
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JP
Japan
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endoscope
optical system
optical element
optical
quartz glass
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JP5112298A
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English (en)
Inventor
Kazushige Tanaka
千成 田中
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の光学材料を用いて光学素子を形成する
ことにより、消毒、滅菌処理等に対する光学素子の耐久
性向上を図ると共に、加工性の向上及び低コスト化等も
併せて図ることができる内視鏡光学素子の技術を提供す
ること。 【解決手段】 内視鏡の光学系を構成する複数の光学素
子のうち、外部に露出する表面を有する光学素子である
カバーガラス5や対物レンズ11を石英ガラス製とし
た。また、この光学素子を形成する石英ガラスについて
は、合成石英ガラスや透明石英ガラスを用いる。石英ガ
ラスには、金属不純物が1ppm以下の高純度のSiO
2 からなるものが好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟性鏡、硬性鏡な
どの内視鏡光学素子の技術に関し、特に内視鏡光学系を
構成する複数の光学素子のうち、表面の一部が外部に露
出する光学素子の消毒、滅菌処理等に対する耐性向上を
図るための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】内視鏡用光学系には、対象物を照明する
照明光学系、照明された対象物の像を結び観察可能にす
る観察光学系、および接眼光学系などがある。
【0003】各光学系は、それぞれ複数の光学素子によ
り構成されている。そして、これらの光学素子のうち、
最も外側に位置する光学素子は、その表面の一部が外部
に露出する形態で配置される。
【0004】このように、表面の一部が外部に露出する
形態で配置される光学素子には、対物レンズ、接眼レン
ズ、配光レンズ、カバーガラスなどがある。近年、ガス
や高圧蒸気を用いた滅菌により内視鏡に付着した微生物
を死滅させる必要性が高まっている。特に、高圧蒸気滅
菌方法は、短時間での滅菌処理が可能となるため注目さ
れている。
【0005】それに対し、ガス滅菌方法は、低温滅菌処
理が可能である利点を有するが、滅菌処理時間が長いと
いう問題がある。そのため、このガス滅菌方法は、内視
鏡のように頻繁に滅菌処理を必要とする場合にはあまり
実用的でない。
【0006】ところで、この内視鏡の消毒や滅菌処理
は、体腔内に直接挿入される部分については特に頻繁に
行われる。このため、光学素子の外部に露出する表面部
分は消毒や滅菌処理による影響を直接受けて劣化し、そ
の表面が曇るという不具合が生じていた。
【0007】この点の対策として、例えば、特開昭62
−279311号公報に記載のように、表面が外部に露
出するカバーガラスを、硼珪酸ガラス(パイレックスガ
ラス)で形成することで、カバーガラス自体の耐久性を
高める技術が知られている。
【0008】また、例えば特開平5−288986号公
報に記載のように、光学素材として直接蒸気に接触する
部分に人工サファイア(Al2 O3 結晶)を用いる技術
が知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この硼珪酸ガ
ラスや既存の内視鏡用光学材料について鋭意調査したと
ころ、次のことが分かった。
【0010】まず、前者のカバーガラスを硼珪酸ガラス
で形成する技術では、確かに、硼珪クラウンガラスのよ
うな既存の光学材料を用いたものよりも耐久性の向上を
図ることができるもの、依然として消毒や滅菌処理に対
する耐性が充分でなく、表面が曇る、汚れが付着して落
とせないなどの問題が残り、特に高圧蒸気滅菌処理に対
する耐性が悪いという問題点があった。
【0011】次に、後者の直接蒸気に接触する部分に人
工サファイアを用いる技術では、サファイア自体が極め
て硬い(ヌーブ硬さ1300前後)ため、加工性が非常
に悪い上に高価であり、製造コストが格段に高くなる問
題点があった。
【0012】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、特定の光学材料を用いて光学素子を形成す
ることにより、消毒、滅菌処理等に対する光学素子の耐
久性向上を図ると共に、加工性の向上及び低コスト化等
も併せて図ることができる内視鏡光学素子の技術を提供
することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、内視鏡の光学系を構成する複数の光学
素子のうち、外部に露出する表面を有する光学素子を石
英ガラス製とした。
【0014】この石英ガラス製とする光学素子として
は、内視鏡光学系の最外表面を形成するレンズやカバー
ガラスなどの光学素子を対象とするのが好適である。こ
の光学素子を形成する石英ガラスとしては、金属不純物
を20ppm前後含むSiO2 からなるものを用いるこ
とができる。
【0015】また、この光学素子を形成する石英ガラス
は、金属不純物が1ppm以下の高純度のSiO2 から
なるものが大変好適である。本発明が適用される内視鏡
の光学系については、内視鏡先端部の照明光学系及び観
察光学系あるいは接眼光学系などがある。
【0016】石英ガラスは、硼珪酸ガラスや硼珪クラウ
ンガラス等の光学材料に比べて化学的安定性が高いの
で、消毒や滅菌処理等に対する充分な耐久性を発揮す
る。これにより、表面が曇ることもない。また、汚れが
付着しにくく、例えばヨード系の色素を含む消毒液に浸
しても着色されず、光透過率が低下することもない。さ
らに、機械的強度が高く、表面に傷がつき難いので、内
視鏡用光学素子として優れた機能を発揮する。これらの
点においては、合成石英ガラスが特に優れた機能を発揮
する。
【0017】また、石英ガラスはサファイアよりも柔ら
かい(ヌーブ硬さ600)ので、加工が容易となり、製
造コスト及び材料コストも安くなる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。図1は、本発明を照明光学系及
び観察光学系を含む内視鏡光学系に適用した要部の拡大
断面図である。図2は内視鏡の全体構成図である。
【0019】これらの図において、1は内視鏡挿入部の
先端構成部Sの外周部分を形成する外筒であり、この外
筒1内に、対象物を照明する照明光学系Aと、照明され
た対象物を観察するための観察光学系Bとを含む内視鏡
光学系が組み込まれている。
【0020】具体的には、外筒1の内部に、外筒1の軸
方向に沿って延びてこの外筒1を貫通する断面円形の独
立した二つの収容空間a、bがあり、その境界部2で分
けられた一方の収容空間(図では上方の空間)bに観察
光学系Bが配置され、他方の収容空間(図では下方の空
間)aに照明光学系Aが配置されている。
【0021】照明光学系Aは、照明装置15からの照明
光を内視鏡先端部に導くライトガイドファイバーバンド
ル(以下、ライトガイドと略す)3を備える。ライトガ
イド3の先端部は、筒状の口金4によって保持され、口
金4は外筒1の収容空間a内に挿入されて固定されてい
る。口金4の位置決めを確実にするため、必要に応じて
接着剤やろう付け等の固定方法が用いられる。
【0022】そして、この口金4の一端側、即ち、外筒
1の先端開口側に、本発明が対象とする光学素子の一つ
である、特定の光学材料からなるカバーガラス5が設け
られている。このカバーガラス5については後述する。
【0023】カバーガラス5は、外筒1の先端開口部分
のうち、外筒1内の照明光学系Aを配置した内部空間を
密閉する機能の他、ライトガイド3からの照明光を良好
に透過させる機能を有する。
【0024】観察光学系Bは、観察対象物の像を接眼光
学系Cへ導くイメージガイドファイバーバンドル(以
下、イメージガイドと略す)6を備える。イメージガイ
ド6の端部は、筒状の口金7によって保持され、口金7
はレンズ枠8内に挿入されて固定されている。レンズ枠
8は、その内部に複数の対物レンズ9、10、11を必
要な間隔で保持するためのもので、外筒1の収容空間b
内に挿入されて固定されている。このレンズ枠8の一側
の端面は、外筒1の先端側の端面と面一になるように設
定されている。
【0025】そして、本発明が対象とする光学素子の他
の一つである最も外側に配置された対物レンズ11も、
特定の光学材料により形成されている。この対物レンズ
11についても後述する。
【0026】対物レンズ11は、外筒1の先端開口部分
のうち、外筒1内の観察光学系Bを配置した内部空間を
密閉する機能の他、観察対象物からの反射光を良好に透
過させてイメージガイド6の端部に像を結ぶ機能を有す
る。
【0027】本実施の形態においては、光学系の最も外
側に配置されるカバーガラス5及び対物レンズ11に関
し、以下のような特性を備えた特定の光学材料を用いて
形成している。
【0028】即ち、このカバーガラス5及び対物レンズ
11は、いずれも石英ガラスを用いて形成している。石
英ガラスとしては、合成石英ガラスまたは透明石英ガラ
スを用いることができる。
【0029】その場合の石英ガラスは、金属不純物が1
ppm以下の高純度のSiO2 からなるものが大変好適
である。ここで、金属不純物が1ppm以下の石英ガラ
スとして、合成石英ガラスを挙げることができる。した
がって、この合成石英ガラスが最も好適である。
【0030】それに対し、透明石英ガラスは金属不純物
を20ppm前後含むSiO2 からなるが、高圧蒸気滅
菌処理に対する耐性が硼珪酸ガラスよりも高いので、こ
の透明石英ガラスも積極的に採用することができる。
【0031】何れの石英ガラスを用いても、硼珪酸ガラ
スや硼珪クラウンガラス等の光学材料に比べて化学的安
定性が高いので、消毒や滅菌処理等に対する充分な耐久
性を発揮する。これにより、表面が曇るといった不具合
を防止することができる。また、汚れが付着しにくく、
例えばヨード系の色素を含む消毒液に浸しても着色され
ず、光透過率が低下することもない。
【0032】さらに、機械的強度が高く、表面に傷がつ
き難いので、カバーガラス5及び対物レンズ11のよう
に外部に露出する光学素子として優れた機能を発揮す
る。また、合成石英ガラス及び透明石英ガラスのいずれ
もサファイアよりも柔らかい(ヌーブ硬さ600)の
で、光学素子製造のための加工が容易な上に安価に得ら
れる。したがって、製造コスト及び材料コストも格段に
安くなる。
【0033】ところで、高圧蒸気滅菌処理を行うには、
高圧蒸気滅菌装置(オートクレーブ)が必要であり、完
全に空気を排除したうえで、飽和水蒸気を送り込む。滅
菌条件としては、115℃で30分、121℃で20
分、126℃で15分などが日本薬局方に挙げられてい
るが、手術器械などの滅菌には、通常、132℃が採用
されており、最近のハイスピード滅菌として134℃3
分などの方法もとられている。しかし、滅菌の確実性を
追究するため、高熱でも比較的長時間の滅菌が行われる
のが通常となっている。その場合は物品の劣化がさらに
大きな問題となる。
【0034】そこで、合成石英ガラスをそれぞれ用いて
形成したカバーガラス5及び対物レンズ11について、
135℃で10分間の高圧蒸気滅菌処理を繰り返し10
00回実施したところ、表面の曇りが生じることなく、
硼珪酸ガラス等からなるの既存の光学素子よりも耐性
(表面の劣化がない)が格段に向上することが確認され
た。
【0035】なお、実験に用いた合成石英ガラスは、
「商品名SUPRASIL−P10(信越石英株式会社
製)」であり、その主な特性は以下の通りである。 1.脈理 A (MIL−G−174による等級) 2.複屈折 5 nm/cm 以下 3.泡 0 (DIN58927に依る等級) 4.蛍光 無し(253.7nmに依る励起) 一方、比較例として、硼珪酸ガラスをそれぞれ用いて形
成したカバーガラス5及び対物レンズ11について、1
35℃で10分間の高圧蒸気滅菌処理を繰り返し10回
実施したところ、表面に焼けが発生した。
【0036】なお、以上の実施の形態では、本発明を照
明光学系及び観察光学系の光学素子に適用した例を示し
たが、配光レンズの他、図2に示す接眼光学系Cの接眼
レンズやカバーガラス等の、外部に露出する表面を有す
る光学素子に対して積極的に適用できることは言うまで
もない。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、内視鏡の光学系を構成
する複数の光学素子のうち、外部に露出する表面を有す
る光学素子を化学的安定性の高い石英ガラス製としたの
で、消毒、滅菌処理等に対する光学素子の耐久性向上を
図ることができ、しかも加工性の向上及び低コスト化等
も併せて図ることができる。
【0038】また、光学素子を形成する石英ガラスとし
て、金属不純物が1ppm以下の高純度のSiO2 から
なる合成石英ガラスを用いることによって、光学素子の
さらなる耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す内視鏡光学系の要部
の拡大断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る内視鏡の全体構成図
である。
【符号の説明】
1 外管 2 境界部 3 ライトガイドファイバーバンドル 4 口金 5 カバーガラス(光学部品) 6 イメージガイドファイバーバンドル 7 口金 8 レンズ枠 9、10、11 対物レンズ(光学部品) 15 照明装置 a、b 収容空間 A 照明光学系 B 観察光学系 C 接眼光学系 S 先端構成部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内視鏡の光学系を構成する複数の光学素
    子のうち、外部に露出する表面を有する光学素子を石英
    ガラス製としたことを特徴とする内視鏡光学素子。
  2. 【請求項2】 前記光学素子が、内視鏡光学系の最外表
    面を形成するレンズであることを特徴とする、請求項1
    に記載の内視鏡光学素子。
  3. 【請求項3】 前記光学素子が、内視鏡光学系の最外表
    面を形成するカバーガラスであることを特徴とする、請
    求項1に記載の内視鏡光学素子。
  4. 【請求項4】 前記光学素子を形成する石英ガラスは、
    金属不純物を20ppm前後含むSiO2 からなること
    を特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の内視鏡光
    学素子。
  5. 【請求項5】 前記光学素子を形成する石英ガラスは、
    金属不純物が1ppm以下の高純度のSiO2 からなる
    ことを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の内視
    鏡光学素子。
  6. 【請求項6】 前記内視鏡の光学系は、内視鏡先端部の
    照明光学系及び観察光学系であることを特徴とする、請
    求項1〜5の何れかに記載の内視鏡光学素子。
  7. 【請求項7】 前記内視鏡の光学系は、内視鏡の接眼光
    学系であることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに
    記載の内視鏡光学素子。
JP5112298A 1998-03-03 1998-03-03 内視鏡光学素子 Pending JPH11249031A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6953432B2 (en) 2003-05-20 2005-10-11 Everest Vit, Inc. Imager cover-glass mounting
JP2007041314A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Pentax Corp 対物レンズ及びその成形型、並びに対物レンズの製造方法
US8213676B2 (en) 2006-12-20 2012-07-03 Ge Inspection Technologies Lp Inspection apparatus method and apparatus comprising motion responsive control
US9621808B2 (en) 2006-12-20 2017-04-11 General Electric Company Inspection apparatus method and apparatus comprising selective frame output
US10291850B2 (en) 2006-12-20 2019-05-14 General Electric Company Inspection apparatus method and apparatus comprising selective frame output

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