KR20000023467A - 내시경과 그 제조방법 및 삽입부재 - Google Patents

Abstract

피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부를 갖는 내시경에 있어서, 상기 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하고, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 설치되어 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속되는 회로기판을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

내시경과 그 제조방법 및 삽입부재

최근 감염 문제, 세정소독 작업의 번거로움 등의 이유 때문에 사용후에 세정하지 않고서 파기하는 1회용 수술용 처치구가 보급되고 있고, 내시경에 관해서도 저가의 1회용이 요구되고 있다.

따라서 피사체상을 결상하는 결상 광학계와, 피사체를 조명하기 위한 조명 광학계를 수지로 일체화함으로써 삽입부를 구성하여 염가로 제조할 수 있게 한 1회용 내시경이 제안되고 있다.

또 아크릴 등의 중합체 재료로 성형된 광파이프를 광가이드로서 사용하고, 대물렌즈, 릴레이렌즈 등의 다른 구성요소도 같은 중합체 재료로 성형된 것을 사용함으로써 1회용 내시경에 적합한 광학시관(optical inspection tube)도 제안되고 있다.

이하 도면을 참조하여 상기 내시경의 일례에 대하여 설명하기로 한다.

도 15의 (a)는 일본국 특개평 6-254049 호 공보에 도시된 내시경 삽입부의 단면도, 도 15의 (b)는 내시경의 전체 구성도이다.

도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 내시경(101)은 선단부에 CCD(l17)를 구비한 전자 내시경이고, 피검사체(135)의 관찰부위에 삽입되는 삽입부(102)를 갖고 있다. 삽입부(102)는 케이블(l25)을 통해 삽입부(102)에 조명광을 공급하는 광원장치(130)와, CCD(l17)로부터의 촬상신호의 처리 등을 행하는 CCU(129)에 접속된다. 삽입부(102)와 케이블(125)은 영상 커넥터(120)의 수핀(121)과, 케이블(125)의 커넥터(107)에서의 대응하는 영상 커넥터(120)의 암핀이 끼워맞추어져 전기적으로 접속되는 구조이다. 또 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 삽입부(102)는 조명광을 전송하는 광가이드(112)와 조명 렌즈(118)로 구성되는 조명 광학계 및 복수의 대물렌즈(113, 114)로 구성되는 관찰 광학계와 CCD(l17) 및 신호선(123)을 수지(108)로 일체화하여 구성하고 있다. 이에 따라 삽입부(102)를 염가로 제조할 수 있기 때문에 1회용으로 할 수 있다.

도 16의 (a)는 일본국 특개평 2-503361 호 공보에 도시된 내시경의 측단면도, 도 16의 (b)는 성형된 광파이프 내에 끝에서부터 끝까지 설치된 일련의 로드 렌즈(rod lenses)를 도시하는 내시경의 분해 사시도, 도 16의 (c)는 광파이프 내의 로드 렌즈 중 하나의 위치를 상세히 도시한 단면도이다.

도 16에 도시된 바와 같이 광학 검시장치(210)는 검시자(212)가 체강(body cavity) 내에 있는 영역(224) 등을 검사하기 위한 광학시관이고, 내부에 광원(220)으로부터의 광을 인도하는 긴 광파이프(214)를 구비한 것이다. 이 광파이프(214)는 파이프의 먼쪽 단부(218)로부터 파이프의 가까운쪽 단부(216) 부근의 굴곡부까지 연장되어 있는 긴 부분을 갖고, 그 긴 부분의 내부에 긴 요람형의 오목부(254)를 갖는다. 릴레이 렌즈군(238) 등의 렌즈군은 광파이프(214)의 오목부(254)에 정렬 고정된 후 알루미늄 등으로 구성된 관(258)에 삽입되고, 중심이 맞추어져 삽입부가 완성된다. 그리고 광파이프(214), 대물렌즈군(222), 릴레이 렌즈군(238) 등의 구성요소에 아크릴 등의 중합체 재료로 성형된 것을 사용함으로써 1회용 내시경에 알맞는 구성으로 하고 있다.

그러나 상기와 같은 구성의 내시경의 경우, 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉,

(1) 조명광을 전송하기 위한 광가이드(112, 214)를 삽입부(102, 210)의 외장구조체(108, 258)와는 별개의 부재로서 설치하기 때문에 원가가 높아지는 것과 함께 조립작업 공정도 복잡하게 된다.

(2) 1회용 내시경의 경우, 삽입부의 외장 구조체나 광가이드에 금속, 유리 부재 등의 소각할 수 없는 부재를 사용하면 의료 폐기물의 증가 등의 문제점이 발생한다.

(3) 영상신호를 전달하기 위한 전기 접속부와, 조명광을 전송하기 위한 도광케이블 접속부가 별개로 설정되어 다른 방향으로부터 인출되는 경우, 도광부재의 형상은 굴곡된 형상으로 할 필요가 있고, 조립작업, 접속작업도 복잡하게 된다. 또 내시경 조작부의 형상이 복잡하게 되어 사용할 때의 조작에 방해가 된다.

(4) CCD는 신호선과 접속된 상태로 대물렌즈와 위치맞춤되어, 내시경 삽입부의 내부에 내장되지만 취급이 어렵고, 조립 공정이 복잡하게 된다.

또 영상신호를 전달하기 위한 전기 접속부로서 종래 사용되고 있는 핀형 커넥터는 용이하게 착탈될 수 있도록 하기에는 적합하지 않은 구조인 것과 함께, 삽입부측에도 커넥터를 설치할 필요가 있으므로 고가격화의 한가지 원인이 되기도 한다.

(5) 대물 광학계, 결상 광학계, 촬상 광학계 등의 부품에서 위치 결정이나 고정이 필요한 것은 내시경 삽입부의 내부에 내장하기 전에 나사 등으로 미리 위치 결정 및 고정을 해야 하며, 전용의 실장 부재나 고정용 구멍 가공 등이 필요하기 때문에 삽입부의 구조가 복잡하고 조립 공정도 복잡하게 된다.

또 도 21은 일본국 특개평 8-122663 호 공보에 제안되어 있는 내시경 삽입부의 구성도이다.

본 내시경은 석영 광섬유 다발로 구성된 조명광을 전송하기 위한 광가이드(61), 광가이드(61)의 단면(61a)으로부터 출사된 조명광을 확산하는 광확산소자(62) 및 피사체로부터의 반사광을 촬상하기 위한 촬상 광학계(63)를 구비하고 있다.

광확산소자(62)는 피사체를 조명하는 조명광의 강도 분포를 원하는 특성으로 배광하기 위해 사용되는 것이다. 종래부터 광확산소자(62)에는 연마 기술을 이용한 오목렌즈나, 홀로그래피 기술을 이용한 홀로그램 렌즈, 광의 굴절 효과를 이용한 미국 POC(Physical Optics Corporation)사에서 제조, 판매되고 있는 LSD (Light Shaping Diffuser) 광학소자 등이 있다.

이들 광확산소자(62)를 이용함으로써 특히 촬상영역의 중앙부는 밝고, 주변부가 어둡게 되는 조명분포를 개선하고자 하였다.

그러나 상기와 같은 광확산소자를 이용한 내시경으로서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

(6) 오목렌즈는 연마 가공이 필요하게 되므로 매우 원가가 높아진다.

(7) 홀로그램 렌즈는 광의 회절현상을 이용하여 조명광을 확산하기 때문에 색의 재현성이 나쁘고, 얼룩이 발생한다.

(8) LSD를 이용한 것은 얼룩 등은 발생하지 않지만, 광가이드 단면 부근에 별도의 부재로서 전용으로 설치할 필요가 있으므로 원가상승의 요인이 된다.

(9) 또 광섬유 다발의 단면으로부터 출사된 광만을 확산하기 때문에 확산효과에 한계가 있어 원하는 조명분포를 얻는 것이 곤란하다.

이와 같이 종래의 내시경은 상술한 (1)∼(9)의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래 기술의 과제 (1)∼(9)를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 의료용이나 공업용 등에 이용되는 내시경 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경을 이용한 내시경 시스템의 전체구성도이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 촬상 유니트의 구성을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 삽입부의 구성을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 구성(접속전)을 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 신호 접속부의 구성을 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 신호 접속부의 구성을 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에서의 내시경의 구성을 도시한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제 5 실시예에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제 6 실시예에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제 7 실시예에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 14는 본 발명에서의 내시경의 커넥터를 중심으로 하는 구성을 도시한 단면도이다.

도 15는 종래의 1회용에 알맞는 내시경의 단면도 및 전체 구성도이다.

도 16은 종래의 1회용에 알맞는 내시경의 측단면도, 분해사시도 및 부분 확대 단면도이다.

도 17은 본 발명의 제 8 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부의 확대 단면도이다.

도 18은 본 발명의 제 9 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부의 확대 단면도이다.

도 19는 본 발명의 제 10 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부의 확대 단면도이다.

도 20은 본 발명의 제 11 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부의 확대 단면도이다.

도 21은 종래의 내시경의 일례의 선단부의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 도광부재 2 : 대물렌즈 유니트

2a : 대물렌즈 2b : 경통(렌즈 홀더)

3 : 고체 촬상소자 4 : 실장부재

5 : 회로기판 5a : 전극부

6 : 고정부재 7 : 삽입부

8 : 커넥터 8a : 도광 접속부

8b : 신호 접속부 9 : 접속 케이블

9a : 광가이드 케이블 9b : 신호 케이블

10 : 봉입부재 11 : 카메라 제어장치

12 : 광원장치 13 : 모니터

14 : 촬상 유니트 15 : 신호선

l6 : 콘택트부재 17 : 절연부재

17a, 17b : 관통공 18 : 위치결정부재

19 : 도전수단 20 : 릴레이 광학계

21 : 어댑터 광학계 49, 54 : V홈

50 : 외주면 51 : 선단면

52 : 피사체 53 : 테이퍼 형상부

55 : 반사부재 56 : 원추형상부

57 : 박형부 61 : 광가이드

61a : 광가이드 단부면 62 : 광확산소자

63 : 촬상 광학계

청구항 1의 본 발명은 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부를 갖는 내시경으로서, 상기 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있는 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 설치되어 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 고체촬상 소자와, 상기 고체촬상 소자에 전기적으로 접속되는 회로 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경이다.

청구항 10의 본 발명은 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속되는 회로기판을 갖는 내시경의 제조방법으로서, 상기 도광부재의 내부에 상기 광학계 및 상기 촬상 디바이스, 또는 상기 촬상 디바이스를 삽입 고정하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법이다.

청구항 11의 본 발명은 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 갖고, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속된 회로기판을 갖고, 상기 회로기판은 상기 고체 촬상소자로부터 상기 도광부재의 말단부까지 구성되어, 상기 회로기판의 말단부에 신호 케이블과 착탈이 자유롭게 전기적 접속을 하기 위한 전극부가 형성되어 있는 내시경의 제조방법으로서, 상기 도광부재의 선단부에 미리 고정된 상기 광학계와 상기 고체 촬상소자 의 위치조정을 상기 회로기판의 말단부를 조작하는 것으로 실행하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법이다.

청구항 12의 본 발명은 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계, 또는 광학계 및 촬상 디바이스를 갖는 내시경의 제조방법으로서, 상기 광학계, 또는 광학계 및 촬상 디바이스를 상기 도광부재에 고정하기 위한 고정수단으로서 광경화성 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법이다.

청구항 13의 본 발명은 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부를 갖는 내시경으로서, 상기 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 도광하는 속이 빈 단면형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 설치되어 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 구비하며, 상기 도광부재의 선단부에는 그 도광부재의 다른 부분의 형상과는 다른 형상을 갖고, 상기 조명광을 분산시키는 기능을 갖는 광분산부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경이다.

청구항 30의 본 발명은 피사체를 보기 위한 내시경을 구성하고, 피사체로 삽입되는 삽입부재로서, 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 도광하고, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 그 도광부재의 내부에 배치되어 상기 피사체로부터의 광을 전송하는 광 전송계를 구비한 것을 특징으로 하는 삽입부재이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 제 l 실시예에 관한 각 도면이다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 구성을 도시한 단면도, 도 1의 (a)는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 삽입부 단부의 단면도, 도 1의 (b)는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 커넥터의 단면도이다.

도 1에서 1은 가늘고 긴 도광부재로서, 그 자체와 형상을 유지할 수 있을 정도의 견고함을 갖는 통형부재이고, 2는 대물렌즈 유니트, 2a는 대물렌즈, 2b는 대물렌즈(2a)를 내장한 경통(렌즈홀더), 3은 고체 촬상소자, 4는 고체 촬상소자(3)를 내장한 실장부재, 5는 고체 촬상소자(3)에 전기적으로 접속된 회로기판, 5a는 회로기판(5)의 말단부(전원, 광원측을 말단이라고 하고, 삽입측을 선단부라 함)에 형성한 전기적 접속을 위한 전극부, 6은 회로기판(5)을 도광부재(1)에 고정하기 위한 고정부재, 7은 삽입부, 8은 삽입부(7)에 접속하는 커넥터, 8a는 도광 접속부, 8b는 신호 접속부, 9는 접속 케이블, 10은 봉입부재이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경을 이용한 내시경 시스템의 전체구성도이고, 9a는 광가이드 케이블, 9b는 신호 케이블, 11은 카메라 제어장치, 12는 광원장치, 13은 모니터이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 촬상 유니트의 구성을 도시한 단면도이고, 14는 고체 촬상소자(3)와 실장부재(4) 및 회로기판(5)으로 이루어지는 촬상 유니트이다.

본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경 및 내시경을 이용한 내시경 시스템에 대하여, 이하 도 1 및 도 2를 이용하여 그 동작에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시예의 내시경은 삽입부(7)의 선단에 고체 촬상소자(3)를 구비한 전자 내시경이다. 광원장치(11)로부터 조명광이 광가이드 케이블(9a)을 통과하고, 도광 접속부(8a)를 개재하여, 다시 도광부재(1)를 통해 전송되어 피사체가 조명된다. 조명된 피사체의 화상은 대물렌즈(2a)를 통해 고체 촬상소자(3)에 의해 전기신호로 변환된다. 고체 촬상소자(3)에 의해서 변환된 전기신호는 기판(5)을 통해 신호 접속부(8b)로부터 신호 케이블(9b)에 의해 카메라 제어장치(10)에 접속되고, 신호처리가 행해진 후 모니터(13)에 의해 피사체상이 투영된다.

다음으로 본 실시예에서의 내시경 삽입부의 상세한 구조 및 그 제조방법에 대하여 도 1 및 도 3 내지 도 5를 이용하여 설명하기로 한다. 또 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경 삽입부의 구성을 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 구성(접속전)을 도시한 단면도이다.

도광부재(1)에는 유리재료를 사용해도 되지만, 사용후의 폐기를 고려하여 가연성 부재, 예를 들면 아크릴 등의 투명수지를 사용한다. 또 단면형상으로서는 보다 작은 직경과 같은 특수한 조건하에서는 타원형상의 것이어도 되지만, 단순형상인 원통형 파이프가 염가이고 구조도 간단하게 되는 등의 이유로 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 대물렌즈 유니트(2)는 대물렌즈(2a)와 경통(렌즈 홀더)(2b)으로 이루어지고, 미리 도광부재(1)의 선단부에 기밀 접합해 둔다. 그 후 도 4에 도시된 바와 같이 고체 촬상소자(3)와 설치부재(4) 및 회로기판(5)으로 이루어지는 촬상 유니트(14)를 삽입하면서 회로기판(5)의 말단측을 이용하여 대물렌즈 유니트(2)와의 위치조정을 행한다. 위치조정이 종료되면 경통(2b)과 실장부재(4)에 설치한 나사 등의 수단으로 고정한다. 또 고정부재(6)를 이용하여 회로기판(5)을 도광부재(1)에 고정시킨다.

또 삽입부(7)의 조립 순서로서는 다음과 같은 순서, 즉 대물렌즈 유니트(2)와 촬상 유니트(14)를 위치조정하여 서로 고정한 후 도광부재(1)에 삽입하고, 선단측에서 대물렌즈 유니트(2)와 도광부재(1)를 접합하고, 또 삽입부(7)의 말단측에서도 고정부재(6)를 이용하여 회로기판(5)을 도광부재(1)에 고정시키는 순서라도 된다.

여기에서 대물렌즈 유니트(2)와 도광부재(1)의 접합 및 고정부재(6)와 도광부재(1)의 접합방법으로서는 초음파 용착 등의 접착제를 사용하지 않는 접합방법이 있다. 또 도광부재(1)는 조사용 광도 통과하므로 UV 접착제 등 광경화형 접착제를 사용하는 것으로 접착하는 것도 가능하다. 광경화형 접착제를 사용하면 도광부재(1)의 내부에 대물렌즈 유니트(2), 고정부재(6) 등의 부품을 내장한 후에 경화시켜 접착 고정하는 것이 가능하므로 정밀도 좋게 위치 결정하면서 조립할 수 있다는 장점이 있다.

이와 같이 삽입부(7)는 도광부재(1), 대물렌즈 유니트(2), 고체 촬상소자(3) 및 회로기판(5) 등으로 이루어지는 촬상 유니트(14)의 두개 내지 세 개의 유니트로 대별되는 매우 심플한 구성이고 형상이므로 비교적 용이하게 조립할 수 있다.

조립된 삽입부(7)는 도 5에 도시된 바와 같이 커넥터(8)를 통해 광가이드 케이블(9a)과 신호 케이블(9b)로 이루어지는 접속 케이블(9)에 접속된 상태로 사용된다. 커넥터(8)에는 ○링 등의 봉입부재(10)가 설치되어 있고, 삽입부(7)는 커넥터(8)와 접속됨으로써 내부가 오염되지 않는 기밀 구조로 된다. 또 삽입부(7)의 말단측을 고정부재(6)를 이용하여 회로기판(5)에 안정 고정시킬 때 에폭시계 접착제 등을 이용하여 기밀구조로 해두면, 커넥터(8)에 설치한 봉입부재(10)에 의한 봉입구조와 함께 2중 봉입구조의 형태로 되어, 삽입부(7)의 내부가 환자의 혈액 등으로 오염될 위험성은 더욱 적어진다.

커넥터(8)는 도광 접속부(8a)와 신호접속부(8b)로 이루어진다. 도광 접속부(8a)는 도광부재(1)에 접속되고, 또 신호 접속부(8b)는 회로기판(5)의 전극부(5a)에 접속되기 때문에 각각에 맞는 형상, 크기를 갖고 있고, 도광 접속부(8a)는 원환형의 형상으로 하고, 그 내부에 신호 접속부(8b)를 설치한 구조로 하면 효율적으로 조명광이 전송되고, 또 커넥터(8)의 형상을 조작성이 좋은 심플한 구조로 할 수 있다.

다음으로 신호 접속부(8b)의 구체적인 구조에 대하여 도 6을 이용하여 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 신호 접속부의 구성을 도시한 단면도로서, 15는 신호 케이블(9a)을 구성하는 각각의 신호선, 16은 회로기판의 전극부(5a)에 접촉하여 도통하기 위한 탄성 변형하는 단면 V자형 콘택트부재, 17은 콘택트부재(16)를 접속 고정하는 절연부재, 17a 및 17b는 절연부재(17)에 설치한 관통공, 18은 전극부(5a)와 콘택트부재(16)를 위치 결정하여 확실히 접촉시키기 위한 위치결정부재, 19는 절연부재(17)에 형성한 접속배선이다.

도 6에서 신호 접속부(8b)의 구조는 콘택트부재(16)를 회로기판(5)의 전극부(5a)에 접촉시켜 신호 케이블(9a)을 구성하는 각각의 신호선(15)의 전기적 도통을 취하는 구조로 한다. 콘택트부재(16)는 탄성변형하여 전극부(5a)를 눌러 접촉하여 전기적 도통을 얻는 누름기구 수단을 갖고 있고, 전극부(5a)의 배열에 대응하여 삽입방향으로 복수개 배열되어 있다.

신호선(15)은 절연부재(17)에 설치한 관통공(17a)에 대하여, 또 콘택트부재(16)는 전극부(5a)의 위치에 대응하여 절연부재(17)에 설치한 관통공(17b)에 대하여, 납땜 등의 수단으로 전기적으로 접속되는 것과 함께 고정된다. 삽입부(7)를 커넥터(8)에 삽입할 때 위치결정부재(18)에 의해 전극부(5a)가 콘택트부재(16)에 확실히 접촉하도록 위치 결정된다. 또 커넥터(8)에 잠금기구(도시 생략)를 설치함으로써 내시경 사용시에 삽입부(7)와 커넥터(8)가 분리되지 않도록 확실히 고정하는 구조로 해둔다.

내시경의 삽입부(7)의 직경이 작아짐에 따라, 전극부(5a)는 전극수가 많아져 삽입방향으로 복수개 복수열에 걸쳐 배열되는 경우가 있지만, 그와 같은 경우에도 이러한 구성으로 함으로써 신호 접속부(8b)를 가늘고 삽입하기 쉬운 구조로 할 수 있다. 또 종래예와 같이 삽입부(7) 측에 커넥터를 별도로 설치할 필요가 없으므로 삽입부(7)의 구조도 간단하고 저가격화하는 것이 가능하다.

또 콘택트부재(16)에 누름기구수단을 설치함으로써 전극부(5a)의 전극수가 많아도 양호한 전기적 접속을 얻을 수 있는 것과 함께 회로기판(5)과의 전기적 접속이 원터치로 가능하다. 또 콘택트부재(16)는 누름기구수단을 설치하지 않는 구조라도 괜찮지만, 양호한 전기적 접속을 얻을 수 있어 삽입하기 쉽다는 점에서 본 실시예에서 설명한 바와 같은 누름기구수단을 설치한 구조 쪽이 보다 효과적이다.

신호선(15)과 콘택트부재(16)를 도통하기 위한 도전수단(19)에는, 예를 들면 절연부재(17) 상에 형성한 패턴배선을 이용한다. 즉 신호선(15)을 접속 고정하기 위한 관통공(17a)과, 각각의 신호선(15)에 대응한 콘택트부재(16)를 접속 고정하기 위한 관통공(17b)을 연결하는 패턴 배선을 이용하여 절연부재(17) 상에 형성함으로써 도전수단(19)으로 한다.

도전수단(19)에 회로 실장이나 반도체 실장에 사용되고 있는 패턴 배선을 적용함으로써 전극부(5a)의 배열 패턴이 세밀화, 복잡화되어도 그 배열 패턴에 따른 신호 접속부(8b)를 제작하는 것이 가능해지고, 이 점도 본 실시예의 특징의 하나이다.

또 전극부(5a)가 비교적 큰 경우는 신호 접속부(8b)의 구조를 도 7과 같은 구조로 해도 된다. 상기 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에서의 내시경의 다른 신호 접속부의 구성을 도시한 단면도이다.

즉 전극부(5a)의 배열은 전열과 후열에서 격자형상으로 배열한다. 즉 삽입방향의 직선(X) 상에 전극부(5a)가 실리지 않도록 조금씩 어긋나게 배열한다. 콘택트부재(16)와 신호선(15)은 관통공(17a)에서 납땜 등의 수단으로 전기적으로 접속되는 것과 함께 고정된다. 콘택트부재(16)는 접속 고정부인 그 관통공(17a)으로부터 전극부(5a)의 근방까지 연장되고, 다른 한쪽의 관통공(17b)을 통하여 아래쪽으로 원하는 각도로 구부려 스프링 특성을 갖게 하여, 누름기구를 실현한다.

이 구조에서는 콘택트부재(16)는 작은 사각형상의 금속박판으로부터 만곡 가공으로 제조 가능하고, 또 콘택트부재(16)의 일부가 도전수단(19)을 겸하고 있기 때문에, 도 6의 실시예와 같이 도전수단을 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 양산에 적합하다.

이상 정리하면 본 실시예가 종래예와 크게 다른 점은 삽입부(7)의 외장 구조체로서 속이 빈 단면형상의, 즉 통형상 스스로 그 형상을 유지할 수 있을 정도의 견고함을 갖는 도광부재(1)를 사용하고, 종래 삽입부(7)의 내부에 설치되어 있던 광가이드의 역할을 겸하게 한 점과, 고체 촬상소자(3)로부터 도광부재(1)의 말단부까지 설치된 회로기판(5)을 사용하고, 또 그 회로기판(5)의 말단부에 신호 케이블과 착탈이 자유롭게 전기적 접속을 하기 위한 전극부를 형성한 점에 있다. 이하에 그 작용과 효과에 대하여 설명하기로 한다.

일반적으로 수술용에 이용되는 경성 내시경(hard endoscope)은 대물렌즈와, 복수의 로드 렌즈로 이루어지는 상 전송용 렌즈군을 실장한 구조체와, 다수개의 광섬유로 이루어지는 광가이드를 금속제의 외장 구조체의 내부에 실장한 구성이 일반적이었다. 이러한 구조로 하면 광학적 및 구조적으로 매우 복잡하게 되고 제조가 복잡하게 되는 것과 함께 부품수도 많아 고가가 되지 않을 수 없었다.

또 선단에 CCD를 배치하는 전자 내시경의 경우, 상(image) 전송용 렌즈군이 불필요하게 되기 때문에 광학적으로는 심플하게 되지만, 신호를 접속하기 위한 배선이나 커넥터가 필요하게 되어 구조적으로 복잡하게 되지 않을 수 없었다. 또한 조명 광학계와 촬상 광학계를 수지로 일체화하여 삽입부 형상으로 함으로써 금속제의 외장 구조체의 대체로 한, 1회용 내시경도 제안되어 있지만 아무튼 구조적으로는 복잡한 것이 되기 때문에 저가격화에는 한계가 있다.

이에 대하여 본 실시예의 내시경에서는 삽입부(7)의 외장 구조체로서 속이 빈 단면형상의 도광부재(1)를 사용하고, 종래 삽입부(7)의 내부에 설치되어 있던 광가이드의 역할을 겸하기 때문에 종래 별도의 부재로서 사용하고 있는 광가이드를 필요로 하지 않는다.

또 도광부재(1)에 단순형상인 원통형의 파이프를 그대로 사용하고, 또 고체 촬상소자(3)에 전기적으로 접속된 회로기판(5)의 말단부에 신호 케이블과 착탈이 자유롭게 전기적 접속을 하기 위한 전극부(5a)가 형성되어 있으므로 삽입부(7)의 말단부에서 신호접속과 도광접속이 동시에 접속 가능하고, 접속부인 커넥터(8)의 형상을 심플한 구조로 할 수 있다.

따라서 내시경의 삽입부는 조립하기 쉽고 저가격화됨과 동시에, 접속 케이블과의 접속에 대해서도 신호접속 및 도광접속이 원터치로 가능하고, 조작부의 형상도 심플한 것으로 할 수 있으므로 사용시의 조작성도 향상된다. 또 이 도광부재(1)는 수지제 파이프와 같은 가연성 부재를 사용하면 소각하여 폐기할 수 있어, 1회용 내시경에 적합하다.

고체 촬상소자(3)에 전기적으로 접속된 회로기판(5)이 고체 촬상소자(3)로부터 도광부재(1)의 말단부까지 구성된 점도 본원의 특징의 하나지만, 또 도광부재(1)와 같은 수지제 파이프를 이용하지 않는 다수의 광섬유를 광가이드로서 사용하여 금속제의 외장부재에 내장하는 종래의 구조의 것에 대해서도 촬상 유니트(13)를 내장하는 것이 용이하다는 점, 신호 접속부(8b)와의 접속이 용이하다는 점 등으로 비교해서 이점이 있다.

또 삽입부(7)의 기밀구조의 정밀도에 의해 종래와 같은 반복 멸균처리에 견딜 수 있는 타입(재생형), 수회의 멸균처리에 견딜 수 있는 타입의 내시경에도 물론 적용할 수 있다.

또 본 실시예에서는 도광부재(1)를 삽입부(7)의 외장 구조체로서 사용한 경우에 대하여 설명하였지만, 도광부재(1)에 대물렌즈 유니트(2), 고체 촬상소자(3) 등의 부품을 내장한 후, 도광부재(1)의 외측에 외피(덮개)를 씌운 구조의 것이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에서의 내시경의 구성을 도시한 단면도이다.

도 8에서 20은 피사체 상을 전송하기 위한 릴레이 광학계, 21은 릴레이 광학계(20)로부터 전송된 피사체상을 고체 촬상소자(3)에 결상하기 위한 어댑터 광학계이다.

본 실시예에서의 내시경의 삽입부(7)는 도광부재(1), 대물렌즈 유니트(2), 릴레이 광학계(20), 어댑터 광학계(21)로 구성되는 광학시관이다. 제 1 실시예와는 달리 고체 촬상소자(3)는 삽입부(7)의 선단이 아니라 커넥터(8)측에 설치한 구성이다.

여기에서 삽입부(7)에 사용되는 도광부재(1)는 물론 대물렌즈 유니트(2), 릴레이 광학계(20), 어댑터 광학계(21)는 가연성인 아크릴 등의 수지부재로 전부 구성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성된 삽입부(7)를 이용한 내시경에 대하여 이하 도 8을 이용하여 그 동작에 대하여 설명하기로 한다.

대물렌즈 유니트(2)를 통하여 도입된 피사체 상을 릴레이 광학계(20)로 전송하고, 또 어댑터 광학계(21)에 의해 커넥터(8)의 내부에 설치한 고체 촬상소자(3)에 결상한다. 이 이후의 신호의 전달로부터 모니터에 투영하기까지의 원리는 제 1 실시예와 같다. 또 조명광을 전송하기 위한 구조, 원리도 제 1 실시예와 같다.

삽입부(7)의 제조방법에 대해서는 도광부재(1)는 조사용 광도 통과하므로 제 1 실시예와 같고, UV 접착제 등 광경화형 접착제를 사용하는 것으로 접착하는 것도 가능하다. 특히 릴레이 광학계(20) 등은 다수의 렌즈로 구성되어 위치결정 정밀도도 필요하며, 또 삽입부(7)의 중앙부에도 배치할 필요가 있기 때문에 초음파 용착같은 접합방법은 곤란하다. 따라서 광경화형 접착제를 사용하는 제조방법은 보다 유효하다.

본 실시예가 종래의 실시예, 혹은 제 1 실시예와 크게 다른 점은 삽입부(7)가 가연성인 아크릴 등의 수지부재로 전부 구성되어 소각하여 폐기하는 것이 가능하다는 점이고, 의료 폐기물을 조금이라도 줄인다는 점에서는 보다 1회용 내시경에 알맞는 구성이다.

또 제 1 실시예와 마찬가지로, 도광부재(1)에 대물렌즈 유니트(2), 릴레이 광학계(20) 등의 부품을 내장한 후, 도광부재(1)의 외측에 외피(덮개)와 같은 외장 부재를 씌운 구조라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 9의 (b)는 본 발명의 제 3 실시예에서의 커넥터(8)를 중심으로 하는 단면도이다. 본 제 3 실시예에서는 신호 접속부(8b)는 상술한 도 6과 같은 제 1 실시예와 비슷하지만, 도광 접속부(8a)의 구조가 다르다. 즉 그 도광 접속부(8a)의 광출사단의 크기, 형상이 도광부재(1)의 광입사단의 크기, 형상과 같게 되어 있다. 이 구조에 의해 도광 케이블(9a)에서 입사된 광은 손실을 최소한으로 억제하여 도광부재(1)로 전달된다. 또 이 제 3 실시예의 경우도 도광 접속부(8a)의 안쪽에 신호 접속부(8b)가 배치되어 있다.

또 도 9의 (a)는 그 도광 접속부(8a)와 신호 접속부(8b)의 단면도이다.

도 10의 (b)는 본 발명의 제 4 실시예에서의 커넥터(8)를 중심으로 하는 단면도이다. 본 실시예(4)에서는 신호 접속부(8b)는 상술한 도 6과 같은 제 1 실시예와 비슷하지만, 도광 접속부(8a)의 구조가 다르다. 즉 그 도광 접속부(8a)는 3개의 부재(8a1, 8a2, 8a3)로 구성되어 있다. 광입사측에 있는 부재(8a2)에서의 광입사단(8a2')의 크기, 형상은 도광 케이블(9a)의 광출사단(9a1)의 크기, 형상과 같게 되어 있다. 또 광출사측에 있는 부재(8a1)에서의 광출사단의 크기, 형상은 도광부재(1)의 광입사단의 크기, 형상과 같게 되어 있다. 또 이 2개의 부재(8a1, 8a2)는 광섬유(8a3)의 광출사단, 입사단을 결속하는 것과 함께 광섬유(8a3)로 연결되어 있다. 또 이 도광 케이블(9a)의 광출사단(9a1)에는 통(91)이 고정되고, 또한 도광 접속부(8a)의 광입사단(8a2')에는 통(81)이 고정되어 있다. 이 통(81)은 통(91)에 탈착이 자유롭게 끼워맞추어져 있다. 이러한 구조에 의해 커넥터(8)는 도광 케이블(9a)과 탈착이 자유롭게 된다.

그 결과, 본 제 4 실시예에서는 도광 케이블로서 타사의 도광 케이블이나 광원을 이용하여 본 발명의 범용성을 높일 수 있다.

또 도 10의 (a)는 그 도광 접속부(8a)와 신호 접속부(8b)의 단면도이다.

다음으로 도 11은 본 발명의 제 5 실시예에서의 커넥터(8)를 중심으로 하는 단면도이다. 본 제 4 실시예와 거의 비슷하지만 다음 점에서 다르다. 즉 도광 접속부(8a)에서의 도광부재(1)측의 부재(8a1)가 존재하지 않고, 그 대신 도광 접속부(8a)의 도광부재(1)측(광출사단측)의 선단 형상이 도광부재(1)의 통형상의 두께와 같은 두께로 되어 있는 점이다. 도 11의 화살표 X가 그 두께와 형상을 나타낸다. 또 부재(8a2)측의 단면은 참고를 위해 화살표 Y로 나타낸다.

이와 같이 부재(8a1)를 생략하는 것으로, 염가의 것을 제공할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제 6 실시예에서의 삽입부(7)의 선단을 중심으로 하는 단면도이다.

본 제 6 실시예에서는 도광부재(1)의 선단의 안쪽에 경통(렌즈 홀더)(2b)이 끼워넣어지고, 또 그 경통(2b)의 안쪽에 렌즈(2a)가 끼워넣어져 있다. 또 경통(2b)의 뒤쪽에는 CCD(3)의 설치부재(4)가 연속하여 끼워 넣어져 있다.

또 그 도광부재(1)와 경통(2b) 사이에 기밀구조(20a)가 실시되고, 또 경통(2b)과 렌즈(2a) 사이에 기밀구조(20b)가 실시되어 있다. 이 기밀구조에 따라 혈액이나 체액, 세균이나 바이러스가 삽입부(7) 내로 침입하는 것을 확실히 방지할 수 있고, CCD(3)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

그 기밀처리 방법으로서는 임의의 방법으로 되지만, 예를 들면 초음파 용착이 가능하다.

또 기밀구조가 실시되는 부재끼리 재료가 동일한 경우는 그 기밀봉입이 보다 용이하게 된다. 종래의 내시경에서는 경통이 금속이고, 외장부재가 유리이기 때문에 그 기밀은 곤란하였다.

도 13은 본 발명의 제 7 실시예에서의 삽입부(7)의 선단을 중심으로 하는 단면도이다.

본 제 7 실시예는 상기 제 6 실시예와 다음 점에서 다르다. 즉 렌즈(2a)와 경통(2b)은 도광부재(1)에 대하여 기밀상태가 아니고, 그 대신 도광부재(1)의 선단에 광학창(1a)이 부착되고, 그 광학창(1a)과 도광부재(1) 사이에 기밀구조(20c)가 실시되어 있다. 그 구체적 내용은 상기 제 6 실시예와 마찬가지이다.

도 14는 도광부재(1)의 외측에 외장부재(1b)를 설치하고, 그 외장부재(1b)와 광학창(1a) 사이에 기밀구조(20d)를 실시한 예이다.

이상 설명한 바와 같이 상기 제 1∼제 7 실시예에 관한 본 발명에 의한 내시경 및 그 제조방법은,

(1) 종래 별도의 부재로서 사용하고 있는 광가이드 부재를 필요로 하지 않는다. 또한 삽입부는 매우 심플한 구성과 형상이기 때문에 비교적 용이하게 조립할 수 있고, 저가격화가 가능해진다.

(2) 삽입부의 말단부에서 신호접속과 도광접속이 동시에 접속 가능한 경우는 접속부인 커넥터의 형상을 심플한 구조로 할 수 있다. 또 전극부의 전극수가 많아져서 삽입방향으로 복수개 복수열에 걸쳐 배열되는 경우에도 신호 접속부를 가늘게 삽입하기 쉬운 구조로 하는 것이 가능해진다. 따라서 내시경의 삽입부는 조립하기 쉽고 저가격화되는 것과 함께, 접속 케이블과의 접속에 대해서도 신호접속 및 도광접속을 원터치로 할 수 있고, 조작부의 형상도 심플한 것으로 할 수 있으므로 사용시의 조작성도 향상된다.

(3) 삽입부의 전부 또는 대부분이 가연재료로 구성되는 경우는 삽입부를 소각하여 폐기하는 사용방법에 적합하다.

또 단자부재의 상태를 보면 신품인지 사용된 것인지는 일목요연하기 때문에 1회용 타입의 내시경에 더욱 알맞는 구성이다.

(4) 도광부재는 자외선의 조사광도 통과하기 때문에 광경화형의 접착제를 사용하는 경우는 도광부재의 내부에 대물렌즈 유니트, 고정부재 등의 부품을 내장한 후에 경화시켜 접착 고정함으로써 정밀도 좋게 위치 결정하면서 조립하는 것이 가능하다.

이상의 작용에 의해 제조하기 쉽고 염가인 1회용 혹은 사용 회수를 제한하여 사용하는 타입의 내시경 및 그 제조방법을 제공할 수 있으므로 공업적 가치는 매우 크다.

다음으로 본 발명의 내시경의 제 8 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 17은 제 8 실시예를 도시한 도면으로서, 도광부재(1)의 선단부의 확대단면도를 도시한다. 외주면(50)에는 동심원상으로 광분산부의 일례로서의 V홈(49)이 각인되어 있다.

그 V홈(49)에 도달한 조명광이나 V홈(49)에 의해 반사된 조명광의 대부분은 도광부재(1)의 표면으로의 입사각도가 변화한 결과, 광의 전반사 조건이 붕괴되어 도광부재(1)로부터 광이 방출되어 피사체(52)를 조명한다(점선으로 나타내는 광).

또 V홈(49)에 의해 도광부재(1)로부터 방출되지 않고 도광부재(1) 내를 도광하는 조명광은 다시 전반사를 반복하면서 선단면(51)에 도달한다. 선단면(51)에 도달한 광은 선단면(51)으로부터 방출되어 V홈(49)에 의해서 조명되고 있는 영역보다 안쪽 영역을 주로 조명한다(실선으로 나타내는 광).

조명된 피사체(52)의 상은 도 1에 도시된 대물렌즈(2a)를 통해 고체 촬상소자(3)를 통해 전기신호로 변환된다. 이 전기신호에 각종 신호처리를 행하고, 모니터에 피사체상이 투영된다.

본 실시예의 내시경에서는 속이 빈 형상으로 가늘고 긴 도광부재(1)를 이용함으로써 도광부재(1)의 외주면으로부터의 조명광과 선단면으로부터의 조명광의 양쪽을 이용할 수 있기 때문에 매우 광범위하게 양호한 조명을 행할 수 있다.

또 조명의 분포는 외주면(50)의 형상이나, 위치 등을 변화시킴으로써 최적화가 용이하게 되므로 조명의 균일화를 용이하게 할 수 있다.

또 종래예와 같이 복잡하고 비싼 광확산소자를 이용할 필요가 없고, 도광부재를 일체적으로 가공하는 것 만으로 광분산 효과를 부가할 수 있기 때문에 구조를 간소화할 수 있고, 저가격화가 가능하게 된다.

또 광분산부의 홈은 V홈에 한정되지 않고 U홈이어도 된다. 또 동심원상으로 한정되지 않고 나선상이어도 된다. 또 광분산부는 도광부재의 외주면에 한정되지 않고 내주면에 설치해도 된다. 또 도광부재(1)의 외주면, 내주면 또는 선단면에 수십nm∼수1OOμm 정도의 미소한 요철을 형성하여 광을 광분산시켜도 된다.

즉 광분산부는 도광부재(1)를 도광한 조명광의 전반사 조건을 붕괴하여 조명광을 외측으로 광분산되는 형상이면 된다.

도 18은 본 발명의 제 9 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부의 확대단면도를 도시한다. 도광부재(1)의 선단부는 선단면(51)의 방향으로 갈수록 외경이 서서히 작아지고 있고, 거기에 테이퍼 형상부(tapered portion)(53)가 형성되어 있다.

도광부재(1) 내를 전반사하면서 도광한 조명광은 테이퍼 형상부(53)에 의해 전반사 조건이 붕괴되어 도광부재(1) 외부로 방출된다. 또 일부 조명광은 테이퍼 형상부(53)에서는 방출되지 않고, 도광부재(1)를 도광하여 선단면(51)에 도달하여 선단면(51)으로부터 방출되어 피사체(52)를 조명한다.

이와 같이 도광부재(1)의 선단부를 테이퍼 형상으로 함으로써 조명광을 용이하게 도광부재(1)의 외주면으로부터 광분산시킬 수 있다.

또 본 실시예와 같은 테이퍼 형상부의 외주면은 평활면이기 때문에 복잡한 형상이나 요철이 있는 경우에 비해 매우 멸균되기 쉽다. 또 테이퍼 형상으로 하고 있으므로 수술시에 트랙커를 통해 환자의 체내로의 삽입도 용이하게 된다.

또 테이퍼 형상이 직선형상의 테이퍼 형상인 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 곡선형상의 테이퍼 형상 또는 직선형상과 곡선형상의 테이퍼 형상을 조합한 형상이어도 된다.

도 19의 (a)는 본 발명의 제 10 실시예에 관한 내시경의 도광부재의 선단부분의 확대 단면도를 도시한다. 선단면(51)에는 동심원상으로 V홈(54)이 형성되어 있다. 도 19의 (b)에 V홈(54)을 도광부재(1)의 축방향에서 본 도면을 도시한다.

도광부재(1)를 전반사하면서 도광한 조명광은 선단면(51)에 도달하면 선단면(51)에 설정된 V홈(54)에 의해 오목렌즈 등과 동등한 굴절효과가 발생하기 때문에 선단면(51)으로부터 방출하는 광을 보다 광범위하게 조명할 수 있다.

종래의 석영계의 광섬유다발을 이용한 구성에서는 이러한 광범위한 조명을 실현시키기 위해서는 별도의 광학소자를 설치하거나 또는 광섬유다발의 단면을 정밀가공할 필요가 있어 대폭적인 가격상승의 요인이 되고 있었다.

본 실시예에서는 아크릴 등의 수지로 작성한 도광부재의 가공에 의해 V홈(54)은 도광부재(1)와 일체로 형성할 수 있기 때문에 전용으로 광학 소자를 설치할 필요는 없다.

또 홈형상은 V형상으로 한정되지 않는다. 또 동심원상으로 한정되지 않고 나선형상이어도 된다. 또 홈의 개수는 1개로 한정되지 않고 복수개이어도 된다.

도 20의 (a)는 본 발명의 제 11 실시예에 관한 내시경의 도광부재(1)의 단면도를 도시한다. 도 20의 (b)는 그 선단부의 확대 단면도이다. 외주면(50)에는 원추형상부(56)와, 도광부재(1)의 두께를 엷게 한 박형부(thin portion)(57)가 도광부재(1)와 일체로 형성되어 있다. 또 도광부재(1)의 내주면에는 반사부재(55)가 설치된다.

도광부재(1) 내를 전반사하면서 도광한 조명광은 원추형상부(56)에 의해 전반사조건이 붕괴되어 조명광은 도광부재(1)의 바깥방향에 방출되고(점선), 또 조명광의 일부는 도광부재(1)의 안쪽방향을 향하여 방출된다(실선).

안쪽방향을 향하여 방출된 조명광은 도광부재(1) 내에 설치된 대물렌즈(2)를 유지하는 경통(2a)이나 고체 촬상소자(3)의 실장부재(4)(도 1 참조) 등을 향하여 진행한다.

반사부재(55)는 경통(2b)이나 설치부재(4) 방향으로 조사된 조명광을 고반사율로 피사체(52) 방향으로 반사시킨다. 이 때문에 도광부재(1)를 도광한 조명광을 충분히 효율적으로 이용할 수 있다. ,

본 실시예에서는 광분산부가 원추형상인 경우에 대하여 설명하였지만, 앞에서의 실시예와 같이 도광부재(1)의 외주면이나 내주면에 광분산부를 설치한 것이어도 된다.

반사부재의 재료는 반사율이 높은 것이 바람직하고, 예를 들면 알루미늄막이 바람직하다. 알루미늄막은 매우 염가이고 고반사율이 용이하게 얻어지기 때문이다.

또 안쪽방향으로 조명광이 방출되는 것은 본 실시예에 나타낸 바와 같은 외주면 형상의 구조에 의해서만 발생되는 것은 아니고, 전반사 조건이 붕괴되는 대부분의 경우에 발생된다. 따라서 본 실시예에 한정되지 않고, 앞에서의 실시예와 같이 광분산부를 갖고 있는 것 모두에 본 발명은 유효하다.

다음으로 본 발명의 제 12 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시예에서는 도광부재(1)의 내부에 대물렌즈(2a)를 유지하기 위한 경통(2b) 및 고체 촬상소자(3)를 유지하기 위한 실장부재(4)가 설치된다. 또 그 경통(2b) 또는 실장부재(4)의 재료 또는 이들 부재의 표면 코팅재료에 알루미늄 등의 고반사 재료를 이용하고 있다.

이에 따라 제 11 실시예와 같이 고반사 부재를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 고반사 부재의 삽입공정이 불필요해지고, 설치공정을 간소화할 수 있다.

또 이 경우 경통(2b)이나 실장부재(4)의 표면에 널링가공 또는 샌드 블라스트 처리를 행하고, 표면에 수십nm∼수1OO미크론 정도의 미소한 요철을 형성하는 것은 매우 바람직하다.

즉 도광부재(1)로부터 안쪽방향으로 방출된 광은 미소한 요철에 의해 균일화되어 반사되므로 더욱 양호한 조명이 실현된다.

또 미소한 요철을 형성함으로써, 예를 들면 UV수지를 이용하여 접착하는 경우에 이들 부재와 도광부재(1)를 접착강도를 향상시킬 수 있다.

또 본 실시예의 것은 도광부재(1)의 외주면에 미소한 요철을 설치하지 않고 조명이 균일화될 수 있다. 이 때문에 도광부재(1)의 표면을 평활하게 할 수 있으므로 도광부재 표면은 매우 오염되기 어려워진다.

또 도시는 하고 있지 않지만, 고반사율 재료의 경통(2b) 또는 실장부재(4)의 외주면을 나사가공하는 것과 함께 도광부재(1)의 내주면에 나사가공을 행하여 양자를 고정해도 된다.

이러한 구성으로 하면 나사가공에 의해 접합강도가 향상되는 것에 덧붙여, 조명광을 고효율로 광분산할 수 있다. 즉 도광부재(1)의 나사부의 지그재그 형상에 의해 도광부재(1)를 도광하는 조명광의 전반사 조건을 붕괴하여 조명광을 광분산시킬 수 있는 것과 함께 경통(2b) 또는 실장부재(4)의 나사산부의 사면에 의해 조명광을 고반사율로 반사시킬 수 있다. 또 나사형상을 변화시킴으로써 피사체의 조명을 최적으로 할 수 있다.

또 이상의 모든 실시예에서 본 발명의 도광부재(1)를 1회용으로 하지 않고 재이용하는 경우는 그 도광부재(1)의 재료는 적어도 120℃ 이상의 유리 전이온도를 갖는 광학 플라스틱 재료로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 사용후 멸균처리가 간편해진다.

이상과 같이 제 1∼제 7 실시예에 관한 본 발명의 내시경은 제조하기 쉽고 염가인, 1회용, 혹은 사용 횟수를 제한하여 사용하는 타입의 내시경 및 그 제조방법을 제공할 수 있으므로 공업적 가치는 매우 크다.

또 제 8∼제 12 실시예에 관한 본 발명의 내시경은 도광부재의 선단면으로부터의 조명광과 광분산으로부터의 조명광의 양쪽을 이용할 수 있고, 또 광분산부는 속이 빈 단면형상의 도광부재와 일체로 형성하고 있으므로 간단한 구조로 조명 분포를 양호하게 할 수 있고, 저가격화가 가능하게 된다.

또 도광부재의 내부에 반사수단을 설치함으로써 도광부재의 안쪽에 조사된 조명광을 다시 피사체를 향하여 반사시킬 수 있으므로 조명광을 효율적으로 이용할 수 있다.

Claims (30)

1. 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부를 갖는 내시경에 있어서,

   상기 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재(導光部材)와, 상기 도광부재의 내부에 설치되어 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속되는 회로기판을 갖는 것을 특징으로 하는 내시경.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회로기판은 상기 고체 촬상소자로부터 상기 도광부재의 말단부까지 구성되고, 상기 회로기판의 말단부에 신호 케이블과 착탈이 자유롭게 전기적 접속을 하기 위한 전극부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 삽입부는 커넥터를 통해 신호 케이블과 도광 케이블에 접속되고,

   상기 커넥터는 상기 신호 케이블 및 상기 도광 케이블의 일단부에 설치되는 것과 함께 상기 회로기판의 전극부에 접속되는 신호 접속부와, 상기 도광부재에 접속되는 도광 접속부를 갖고, 또 상기 신호 접속부와 상기 도광 접속부는 동시에 상기 전극부와 상기 도광부재에 착탈되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 커넥터의 상기 신호 접속부는 상기 도광 접속부의 내부측에 설치되는 것을 특징으로 하는 내시경.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 도광부재는 수지성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내시경.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 커넥터의 상기 신호 접속부에는 상기 회로기판의 전극부가 삽입되었을 때 그것에 접촉하여 그것에 전기적으로 도통하는 콘택트부가 적어도 상기 회로기판의 삽입방향으로 복수개 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 삽입부는 커넥터를 통해 도광 케이블에 접속되고, 상기 커넥터는 도광접속부에서 상기 도광 케이블에 착탈이 자유롭게 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 도광 접속부의 광입사단은 상기 도광 케이블의 광출사단과 실질적으로 같은 크기, 형상이고, 또 상기 도광 접속부의 광출사단은 상기 도광부재의 광입사단과 실질상 같은 크기, 형상이며, 상기 도광 케이블의 광출사단은 상기 도광 접속부의 광입사단에 대하여 착탈이 자유로운 것을 특징으로 하는 내시경.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 도광 접속부의 광입사단은 상기 도광 케이블의 광출사단과 실질적으로 같은 크기, 형상이고, 또 상기 도광 접속부의 광출사단은 상기 도광부재의 통의 두께와 같은 두께의 형상이며, 상기 도광 케이블의 광출사단은 상기 도광 접속부의 광입사단에 대하여 착탈이 자유로운 것을 특징으로 하는 내시경.
10. 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속되는 회로기판을 갖는 내시경의 제조방법에 있어서,

    상기 도광부재의 내부에 상기 광학계 및 상기 촬상 디바이스, 또는 상기 촬상 디바이스를 삽입 고정하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법.
11. 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 가지며, 상기 촬상 디바이스는 상기 광학계로부터의 광을 전기신호로 변환하는 고체 촬상소자와 상기 고체 촬상소자에 전기적으로 접속된 회로기판을 갖고, 상기 회로기판은 상기 고체 촬상소자로부터 상기 도광부재의 말단부까지 구성되어 상기 회로기판의 말단부에 신호 케이블과 착탈이 자유롭게 전기적 접속을 하기 위한 전극부가 형성되어 있는 내시경의 제조방법에 있어서,

    상기 도광부재의 선단부에 미리 고정된 상기 광학계와 상기 고체 촬상소자의 위치조정을 상기 회로기판의 말단부를 조작하는 것으로 실행하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법.
12. 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계, 또는 광학계 및 촬상 디바이스를 갖는 내시경의 제조방법에 있어서,

    상기 광학계, 또는 광학계 및 촬상 디바이스를 상기 도광부재에 고정하기 위한 고정수단으로서 광경화성 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 내시경의 제조방법.
13. 피사체로 삽입되는 가늘고 긴 삽입부를 갖는 내시경에 있어서,

    상기 삽입부는 상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 도광하는 속이 빈 단면형상의 도광부재와, 상기 도광부재의 내부에 설치되어 상기 피사체를 관찰하기 위한 광학계 및 촬상 디바이스를 구비하며,

    상기 도광부재의 선단부에는 그 도광부재의 다른 부분의 형상과는 다른 형상을 갖고, 상기 조명광을 분산시키는 기능을 갖는 광분산부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 도광부재의 외주면 또는 내주면에 상기 광분산부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 도광부재의 선단측면에 상기 광분산부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 광분산부가 동심원 또는 나선형상의 홈인 것을 특징으로 하는 내시경.
17. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,

    상기 광분산부가 상기 도광부재의 외경을 상기 도광부재의 선단면방향으로 향함에 따라 작게 함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
18. 제 13항에 있어서,

    상기 도광부재의 안쪽방향으로 분산된 조명광을 바깥방향으로 반사시키는 반사수단을 상기 도광부재의 내면에 설치한 것을 특징으로 하는 내시경.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 반사수단이 반사막인 것을 특징으로 하는 내시경.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 반사막이 알루미늄막인 것을 특징으로 하는 내시경.
21. 제 18항에 있어서,

    상기 광학계 또는 상기 촬상 디바이스를 지지하는 구조체를 고반사율의 금속재료로 형성함으로써 상기 구조체를 상기 반사수단으로 한 것을 특징으로 하는 내시경.
22. 제 21항에 있어서,

    상기 구조체의 표면에 미소한 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
23. 제 21항에 있어서,

    상기 구조체의 외주면 및 상기 도광부재의 내주면에 형성된 나사에 의해 상기 구조체가 상기 도광부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
24. 제 13항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도광부재의 재료가 투명 아크릴수지인 것을 특징으로 하는 내시경.
25. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,

    상기 도광부재는 120℃ 이상의 유리 전이온도를 갖는 광학 플라스틱 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
26. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,

    상기 광학계는 대물렌즈와 그 대물렌즈를 유지하는 렌즈 홀더를 갖고, 상기 대물렌즈는 상기 렌즈 홀더와 기밀접합되고, 상기 렌즈 홀더는 상기 도광부재에 기밀접합되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
27. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,

    상기 도광부재의 선단은 광학창에 의해 기밀봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 내시경.
28. 제 27항에 있어서,

    상기 광학창의 재료는 상기 도광부재의 재료와 동일 재료인 것을 특징으로 하는 내시경.
29. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,

    상기 기밀 접합은 초음파 용착방법으로 실현되는 것을 특징으로 하는 내시경.
30. 피사체를 보기 위한 내시경을 구성하고, 피사체로 삽입되는 삽입부재에 있어서,

    상기 피사체를 조명하기 위한 조명광을 인도하며, 스스로 형상을 유지할 수 있을 만큼의 견고함을 갖는 통형상의 도광부재와, 그 도광부재의 내부에 배치되어 상기 피사체로부터의 광을 전송하는 광전송계를 구비한 것을 특징으로 하는 삽입부재.