JP3762550B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は対物光学系を含む撮像ユニットを気体不透過性のある部材で被覆した内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
体腔内等に挿入することによって、体腔内の深部等を観察したり、必要に応じて処置具を用いることにより治療処置等を行うことのできる内視鏡が医療分野において広く用いられるようになった。
医療用内視鏡の場合、使用した内視鏡を確実に滅菌処理することが感染症等を防止するために必要不可欠になる。
【0003】
従来では、この滅菌処理はEOG等のガスとか薬液にたよっていたが、周知のように滅菌ガス類は猛毒であり、滅菌作業の安全性確保の上で滅菌作業は煩雑である。
【0004】
また、洗浄液の場合は洗浄液の管理が煩雑であり、洗浄液の廃棄処理に多大な費用が必要となる欠点がある。そこで、最近では上記の如く、煩雑な作業を伴わない熱滅菌(オートクレーブ等)が内視鏡機器では主流になりつつある。
【0005】
内視鏡本体の先端構成部の内部などに固体撮像素子が配設され、観察光像をこの固体撮像素子によって撮像して電気的に伝送する構成のものが開発されている。
【0006】
また、内視鏡本体には防水構造のものが開発されており、例えば特公平6−104101号のようにOリング及び接着剤をユニット内に充填したものがあり、この内視鏡を薬液あるいは水中に浸漬することにより、内視鏡の消毒、滅菌あるいは洗浄等を行うことができるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内視鏡本体を防水構造にした場合であっても、オートクレーブ装置に内視鏡本体を入れて、蒸気滅菌すると可撓管部のポリウレタン樹脂、湾曲ゴムあるいは接着剤等を介して内視鏡本体の内部に蒸気が侵入し、内視鏡本体内の湿度が高くなる問題があった。
【0008】
このように、内視鏡本体内が高湿度状態になると、電子内視鏡の場合には内視鏡本体内に収納される固体撮像素子による撮像機能に障害が生じ、観察対象部の撮影が不確実になる恐れがあるので、内視鏡の撮像の耐久性が低下する問題があった。
【0009】
また、光学式の内視鏡の場合及び電子内視鏡の場合に、その内視鏡を煮沸消毒したり、蒸気滅菌して室内に取り出してから対物光学系を覗いて見ると、白く霧がかかったように見える。この霧或いは曇りは徐々に晴れて正常な観察像を得ることができる。
【0010】
しかし、その間は内視鏡を使用できないので検査がはかどらず、著しく不便である。更に、煮沸消毒や蒸気滅菌を繰り返し行ったり、長時間連続的に行うと、霧或いは曇りではなく、大きな水滴が光学系内に出現して内視鏡の観察機能を甚だしく損なうようになる。
【0011】
(発明の目的)
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は内視鏡をオートクレーブ装置で蒸気滅菌した場合に、撮像ユニット内部の対物光学系を構成するレンズの曇りの発生等を防止して、長期間にわたり観察或いは撮像機能を確保できる内視鏡を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の内視鏡は、被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられポリシラザンにより形成されるコーティング部と、を有することを特徴とする。
【0013】
本発明の第2の内視鏡は、被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられ、80℃以上120℃以下の温度で焼成されたポリシラザンにより形成されるコーティング部と、を有することを特徴とする。
【0014】
本発明の第3の内視鏡は、被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられセラミックにより形成されるコーティング部と、を有することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1及び図2は本発明の第1の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図2は第1の実施の形態の内視鏡における挿入部の先端側の構造を示す。
【0016】
図1に示す内視鏡システム1は、第1の実施の形態の内視鏡2と、この内視鏡2が接続されるビデオプロセッサ3と、被写体画像を表示するモニタ4とから構成される。
内視鏡2は体腔内等に挿入可能な細長の挿入部5を有し、この挿入部5は先端側から硬性の先端部6、湾曲可能な湾曲部7、可撓性を有する可撓管部8からなる。
【0017】
挿入部2の後端側には把持部を兼ねた操作部9が連設されており、操作部9の側方より信号ケーブル、ライトガイドファイバ等を内設したユニバーサルコード10が延出している。このユニバーサルコード10は端部に設けられたコネクタ11を介してビデオプロセッサ3に接続されるようになっている。
【0018】
ビデオプロセッサ3は信号ケーブル12を介してモニタ4に接続されており、先端部6に設けられた撮像ユニットで撮像された被写体の画像信号がビデオプロセッサ3で信号処理され、被写体画像がモニタ4で表示されるようになっている。
操作部9には湾曲操作ノブ13が設けてあり、湾曲操作ノブ13を操作することにより湾曲部7を湾曲することができる。
【0019】
図2に示すように、内視鏡2の先端部6には被写体像を電気信号に変換して伝送する撮像ユニット14Aが設けられ、この撮像ユニット14Aの先端側は図1に示す先端支持枠15に取り付けられて固定される。
【0020】
撮像ユニット14Aは被写体像を結ぶ対物光学系を構成する第1レンズ16、第2レンズ17、第3レンズ18、第4レンズ19を有しており、この第4レンズ19の後方の結像位置に光電変換する機能を備えた固体撮像素子20が配置されている。この固体撮像素子20により、その撮像面に結像された光学像は電気信号に変換され、この電気信号は信号ケーブル33により伝送される。
【0021】
前記第1レンズ16の後方には第1絞り21、表面が粗く形成されたレンズより比熱の小さいスペーサ22、第2レンズ17がレンズ枠23内に配置され、第1レンズ16と第2レンズ17は接着剤により固定されている。つまり、第1レンズ16及び第2レンズ17はレンズ枠23に嵌合して保持されている。
【0022】
一方、第3レンズ18、第4レンズ19及び固体撮像素子20は外周に段部が形成された枠24に嵌合して保持されている。また、第3レンズ18の前面には第2絞り25が設けられ、第3レンズ18と第4レンズ19との間にはスペーサ27が介挿されている。第4レンズ19の後面に固体撮像素子20の前面が接着剤等で接合されている。
【0023】
固体撮像素子20の裏面には後方側に延出されたリード29a、29bを有し、一方のリード29a側に固体撮像素子20から出力される電気信号(撮像信号)を増幅したり、低インピーダンスに変換等する電子回路を構成する回路基板31が接続されている。この回路基板31にはIC等の電気部品32が取り付けられている。また、回路基板31には信号ケーブル33が半田付けされており、信号ケーブル33により撮像信号を後端側のコネクタ11まで伝送する。そして、ビデオプロセッサ3内の映像信号生成回路に撮像信号を入力し、信号処理により生成された標準的な映像信号をモニタ4に出力する。
【0024】
回路基板31の外周部には固体撮像素子20及び回路基板31を覆う導電性のシールド枠34が設けられ、このシールド枠34は枠24の後端側外周部に接着剤により固着されている。シールド枠34の後方には絶縁性の接着剤35が充填されており、シールド枠34とケーブル束36の先端とは接着剤35により固着されている
そして、シールド枠34の外側は熱収縮チューブ37により被覆されている。 また、撮像ユニット14Aの固体撮像素子20の他のリード29b側に接続基板38が接続され、この接続基板38に信号ケーブル33が半田付けにより接続されており、ビデオプロセッサ3内の駆動信号を信号ケーブル33により伝送し、固体撮像素子20に印加できるようにしている。回路基板31と接続基板38の間には信号ケーブル33を固定するためのゴム等の弾性を有する部材からなるケーブル止め39が接着固定されている。
【0025】
また、ケーブル止め39の外周部には前記したシリコン系接着剤等の接着剤35が充填されている。更に、接着剤35及びケーブル止め39付近を覆うように屈曲自在なブレード41で被覆されており、このブレード41の前端側はシールド枠34の後端内周部に係入している。
【0026】
撮像ユニット14Aの後方に延出したケーブル束36の湾曲部7内に位置する部分は信号ケーブル33が撚られていない状態のケーブル整列部となっており、ケーブル束36の可撓管部8内に位置する部分は信号ケーブル33が撚られたケーブル撚り部となっている。
そして、ケーブル整列部及びケーブル撚り部にはシリコン樹脂よりなる保護チューブ42が被覆してある。
【0027】
本実施の形態では撮像ユニット14Aの外周面を蒸気を透過しない特性、つまり蒸気不透過性(ガスバリア性)のセラミックコーティング膜45で被覆することにより、内部に蒸気が侵入するのを防止するようにしている。
このセラミックコーティング膜45は撮像ユニット14Aにおける外部に露出する部分の殆ど全体を覆うように設けられる。
【0028】
具体的には、セラミックコーティング膜45はレンズ枠23の外周面,枠24の外周面、熱収縮チューブ37の外周面、保護チューブ42の外周面を覆う。 また、セラミックコーティング膜45はその前端がレンズ枠23の前端面を覆い、その際第1レンズ16との嵌合部に接着部も覆うようにしている。第1レンズ16が嵌入される嵌合部の接着部を覆うことにより、この嵌合部からその内部側に蒸気が侵入することを確実に防止して、内部のレンズが曇るようなことが発生することを防止している。
【0029】
なお、第1レンズ16はオートクレーブ処理に対して、十分の耐性(温度及び圧力等に対する耐性)を有すると共に蒸気不透過性を有するガラス部材で形成され、その前面が外部に露出しても良い。
このセラミックコーティング膜45は固体撮像素子20等による許容される最高温度の制約上からその成膜温度が常温〜200℃程度のものを選択する必要がある。
【0030】
次に本実施の形態の作用を説明する。
撮像ユニット14Aの外周面に蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45を施してあるので、内視鏡2をオートクレーブ装置によって高温、高圧の蒸気中で滅菌処理を行っても、撮像ユニット14Aの外周面から水蒸気が殆ど侵入しない。
【0031】
また、従来例では(本実施の形態における)レンズ枠23と第1レンズ16の嵌合部が単に接着固定されているのみのため、その部分から内部に蒸気が侵入し易いが、本実施の形態ではこの部分も蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45で覆うようにしているので、その内部への蒸気の侵入を防止できる。
【0032】
従って、本実施の形態によれば、撮像ユニット14Aはその前面部分における第1レンズ前面を除く外表面全体を蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45で覆うようにしているので、対物光学系を構成するレンズが曇ることを防止できると共に、固体撮像素子20及び電気部品32等が蒸気で特性劣化或いは接着剤の蒸気による特性劣化、変質等が起こることを有効に防止できる。
【0033】
また、レンズ枠23、枠24の外表面全体を蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45で覆うようにしているので、レンズ枠23、枠24等は蒸気を通す部材でも使用できるとか、レンズ枠23等の肉厚を薄くする等、撮像ユニット14Aを形成する際の設計の自由度を広くできるとか、小型化(細径化)等ができる。
【0034】
なお、第1の実施の形態の変形例として、レンズ枠23と第1レンズ16の嵌合部とを半田等の溶融金属で接合するようにしても良い。レンズ枠23が金属製の場合には、第1レンズ16の外周面(側周面)に金属メッキ或いは蒸着等でメタライズして半田或いはロウ付け等の蒸気不透過の機能を持つ溶融金属で接合すれば良い。
【0035】
また、レンズ枠23も非金属の場合には、第1レンズ16との嵌合部を金属メッキ等でメタライズして半田或いはロウ付け等の蒸気不透過の機能を持つ溶融金属で接合すれば良い。
この場合も第1の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
【0036】
また、例えばレンズ枠23が蒸気不透過の機能を持つ金属等の場合には、その部分が外表面に露出する場合でも、その部分には蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45で覆わないようにしても良い。
【0037】
また、例えばレンズ枠23と枠24とを金属製にして、それらの接続部を蒸気不透過の機能を持つ溶融金属で接合した場合には、図2で熱収縮チューブ37の前端付近より後方側を蒸気不透過性のセラミックコーティング膜45で覆うようにしても良い。この場合には、レンズ枠23と第1レンズ16の嵌合部とを半田等の溶融金属で接合する。この場合も第1の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
【0038】
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態における撮像ユニット14Bの断面図である。第2の実施の形態は第1の実施の形態の撮像ユニット14Aの構成を一部変更したものである。
第1の実施の形態と異なる部分のみ説明し、同様の部分は同一の符号を付けてその説明を省略する。
【0039】
第2の実施の形態における撮像ユニット14Bは第1の実施の形態の撮像ユニット14Aから熱収縮チューブ37及びブレード41を取り除いたもので、固体撮像素子20、回路基板31、電気部品32、信号ケーブル33、接続基板38及びケーブル止め39を絶縁性の接着剤46で接着固定したものである。
【0040】
この接着剤46はシールド枠34と、保護チューブ42の間を治具で円錐状を型取り、この円錐状部に接着剤46を注入し、固化させるようにしたものである。
【0041】
従って、熱収縮性チューブ37が不要となるので撮像ユニット14Bの外径を小径にすることが可能となる。前記接着剤46で撮像ユニット14Bを形成した後に、第1の実施の形態と同様にセラミックコーティング膜45を施し、同様の作用、効果を奏するようにした。
【0042】
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態の撮像ユニット14Cの断面図である。
第3の実施の形態は第1の実施の形態の撮像ユニット14Aの構成とほぼ同様のものであるため、異なる部分のみ説明する。
【0043】
第1の実施の形態では接着剤35は撮像ユニット14Aにおける基板31、38の後端付近から後方側のみに充填してあるが、本実施の形態では熱収縮チューブ37の内部全て(の空間)に接着剤35が充填されている。
【0044】
このように構成された撮像ユニット14Cの外周にコーティング膜47を形成することで、水蒸気の侵入を防止する。
【0045】
このコーティング膜47はシリカのコーティングとしてポリシラザンのコーティング部材(商品名:ポリシラザンー東燃株式会社製)を用いたものである。
【0046】
このコーティング膜47は適当な膜厚にすることにより、反射防止膜を兼ねることができる。
【0047】
ポリシラザンは大気燃成することによってシリカに転化する塗布型コーティング材料である。特に、低温硬化型ポリシラザンを用いると、80〜120℃という低温で燃成することができるので固体撮像素子20、保護チューブ42にダメージを与えることなくコーティング膜47の形成が可能となる。
【0048】
また、ポリシラザンは無色透明であり、この特性を生かし、本実施の形態では第1レンズ16の外部に露出した前面部分を含めてコーティング47が施されている。
【0049】
以下、本発明の実施形態に係る参考例について説明する。
【0050】
(第1、2、3の参考例)
従来の内視鏡をオートクレーブ装置で滅菌を行うと、光学系(レンズ、カバーガラス)に曇りが発生したり、光路に設けられた接着剤の変質によって視野が妨げられたり、レンズやイメージガイド/ライトガイドファイバを構成する硝材が水蒸気によって劣化したりすることによって視野不良を起こしてしまうという不具合があった。
【0051】
このため、オートクレーブ対応内視鏡は基本的に光学部材は蒸気密空間内に配置し、蒸気に接触する光学部材はサファイヤ等の特殊な光学部材を使用していた。しかし、サファイヤは加工性が悪いため、レンズとして使用することは困難であった。
【0052】
また、光学部材を蒸気密に囲むと、ユニットの大きさが非常に大きくなってしまうため、挿入部先端硬質長が長くなる、外径は太くなるという不具合があった。
【0053】
また、基本的にフレキシブルなファイバを蒸気密に囲むということは非常に困難であった。以下に記述する第1、2、3の参考例は光学部材ユニットの大きさを大きくすることなく、且つ簡単な構成でオートクレーブ耐性を有するようにしたものである。
【0054】
図5は第1の参考例におけるカバーガラスを示すものである。
【0055】
本参考例では、撮像ユニットにおけるレンズ枠の前端にカバーガラス43が取り付けられる場合には、そのカバーレンズ43にポリシラザンのコーティング膜51を施したものである。
【0056】
このようにすることにより、外表面に臨むカバーガラス43自体は水蒸気で劣化するようなガラス材料でも使用できるようにできる効果がある。
【0057】
なお、この変形例として、側部外周面(リング状部分)は金属膜(金属コーティング膜)とし、その他の外部表面をポリシラザンのコーティング膜51を施したものとし、金属膜部分をレンズ枠に溶融金属で接合する或いは接合し易いようにしても良い。このようにすると、接着剤による接合の場合よりも蒸気の侵入をより防ぐことができる。
【0058】
図6は第2の参考例の主要部を示し、第1の参考例のレンズ枠23を含む光学ユニット52に同様にポリシラザンのコーティング51を施したものである。
【0059】
この参考例の場合にも、枠24と接続する部分の表面を金属コーティング膜として、枠24と溶融金属で接合するようにしても良い。このようにすると、接着剤による接合の場合よりも蒸気の侵入をより防ぐことができる。
【0060】
図7は第3の参考例におけるIG(イメージガイド)ユニット55を示す。なお、本参考例おける撮像ユニットは、図8で述べるように被写体像を結ぶ対物光学系ユニットにおける結像位置に上記IGユニット55の前端面が位置するように組み付けられたものである。この場合のIGユニット55は光学像を伝送する。
【0061】
本参考例ではIGファイババンドル53とその両端の口金54a,54bを含むIGユニット55にポリシラザンのコーティング51を施したものである。本参考例によれば、IGユニット55を蒸気による特性劣化等から有効に防止できる。
【0062】
本参考例では撮像ユニットとしてIGユニット55の場合で説明したが、照明光学系を構成するLG(ライトガイド)ユニットの場合にも同様に適用できる。
つまり、図7のIGファイババンドル53をLGファイババンドル53と読み替えその両端の口金54a,54bを含むLGユニット55にポリシラザンのコーティング51を施したものにも同様に適用できる。また、この場合にも、LGユニット55を蒸気による特性劣化等から有効に防止できる。
【0063】
(第4の参考例)
図8は第4の参考例における撮像ユニット57を示す。
本参考例における撮像ユニット57は被写体像を結ぶ対物光学系ユニット58と、結像された光学像を光学的に伝送する光学像伝送手段となるIGバンドルユニット59から構成されている。
【0064】
対物光学系ユニット58は第1レンズないし第5レンズ60、61、62、63、64及びスペーサ65を固定している樹脂からなるレンズ枠66からなっている。
【0065】
一方、IGバンドルユニット59は樹脂で構成された口金67にIGバンドル68の前端を固定している。IGバンドル68の前端の端面にはカバーガラス69が固定されている。前記レンズ枠66と口金67は嵌合固定されている。
この状態でレンズ枠66と口金67の外周を蒸気不透過する機能が高い金属蒸着膜70で被覆する。
【0066】
この状態でレンズ枠66と口金67の嵌合部からは水蒸気の侵入を防止できるが、更に確実に防止するためにレンズ枠66のA点部から超音波を照射し、レンズ枠66と口金67に振動応力を加え、樹脂同士の接触部を繰り返し変形歪による発熱によって溶融し、短時間に溶接しても良い。
【0067】
金属蒸着膜70を形成する他の方法として、レンズ枠66と口金67を別々に蒸着し、その後嵌合固定しても良い。但し、この場合は口金67のA点部は蒸着をしないようにすることが必要である。
【0068】
なお、第1レンズ60はその側面外周に金属蒸着等でメタライズしてレンズ枠66の開口に嵌合させた状態で前端周縁部にロウ付け或いは半田付け部71を形成して内部に蒸気が侵入するのを防止する気密構造にしている。
【0069】
本参考例では、IGバンドル68は口金67の後端より後方側の部分は金属蒸着膜70が施されていないが、この部分は(図示しない)保護チューブで覆われており、オートクレーブ滅菌の際に保護チューブを透過してこの保護チューブ内に蒸気が一部侵入するが、この蒸気で特性が劣化するのは各ファイバの外周側のクラッド層であり、その内部のコア層(コア部)まで劣化がするまでに長期間使用できる。
【0070】
また、このIGバンドル68の端面はコア部が露出するが、カバーガラス69で覆われていると共に、その周囲は金属蒸着膜70で被覆されているので、この部分が水蒸気で劣化することを有効に防止できる。
【0071】
つまり、本参考例では撮像ユニット57における対物光学系ユニット58部分の第1レンズ60の前端面以外の外表面と、IGバンドルユニット59部分のIGバンドル68の前端面付近の外表面とを蒸気不透過性の部材で被覆する構造にして、蒸気でレンズの曇りや、(光学像)伝送手段の端面の劣化が発生するのを防止している。
【0072】
なお、このIGバンドル68の後端面側もその接眼光学系を含む部分を蒸気不透過性の部材で被覆する構造にして、蒸気でレンズの曇りや、(光学像)伝送手段の端面の劣化が発生するのを防止すると良い。
【0073】
(第5の参考例)
図9は第5の参考例の撮像ユニット72を示すもので、この撮像ユニット72は実質的には第7の参考例と同様である。異なる点は、IGバンドルユニット59の代わりに、電気信号に変換して伝送する固体撮像素子ユニット73に置き換えたものである。
【0074】
つまり、撮像ユニット72は光学系ユニット58と、固体撮像素子ユニット73からなり、固体撮像素子ユニット73は素子保持枠74と、これに取り付けられたCCD等の固体撮像素子75と、固体撮像素子75の裏面に配置され、回路部品が搭載された基板76と、基板76に接続されたケーブル77等とを有する。
【0075】
ケーブル77は被覆部材78で覆われ、この被覆部材78は接続部材79を介して素子保持枠74の後端に接続される。
第4の参考例と同様に光学系ユニット58と固体撮像素子ユニット73との外周面は金属蒸着70で被覆されている。
【0076】
また、レンズ枠66のB点部から超音波を照射し、レンズ枠66と素子保持枠74に振動応力を加え、樹脂同士の接触部を繰り返し変形歪による発熱によって溶融し、短時間に溶接しても良い。
【0077】
なお、図9に示す例では光学系ユニット58と固体撮像素子ユニット73との外周面を金属蒸着70で被覆し、被覆部材78は金属蒸着70で被覆していないので、接続部材79の内部に絶縁性で蒸気の透過率の小さい材質からなる接着剤或いは充填材を充填して、仮に被覆部材78の内部に蒸気が侵入しても、(軸方向に厚い)接着剤或いは充填材部分でその前端側の基板76や固体撮像素子75側に侵入するのを阻止するようにすると良い。
【0078】
本参考例によれば、図8の参考例とほぼ同様の作用及び効果を有する(但し、IGバンドルユニット59を固体撮像素子ユニット73に読み替える必要がある)。
つまり、本参考例によれば、レンズの曇りを防止でき、かつ固体撮像素子75等が蒸気で劣化等することを有効に防止できる。
【0079】
(第6の参考例)
図10及び図11は本発明の第6の参考例の内視鏡における先端部を示し、図10は正面図、図11は断面図を示す。
図10及び図11から分かるように先端部6内には、被写体を撮像する撮像ユニット80と被写体を照明する照明光学系81とが併設されている。
【0080】
先端部6を形成する金属製の先端部本体82と、その先端側に設けられ弾性を有する先端カバー83には、観察窓84、照明窓85および処置具用チャンネル86をそれぞれ形成する孔が形成され、撮像ユニット80、LGファイババンドルおよび照明レンズ88、チャンネルチューブ89が接着により固定されている。
処置具用チャンネル86を形成するチャンネルチューブ89は、座屈防止用のチャンネルコイル90が巻かれた状態で接着されている。
【0081】
また、撮像ユニット80はレンズ枠91に取り付けられた結像光学系(或いは対物光学系)92と、このレンズ枠91に連結されたCCDホルダ93にカバーガラス102を介して取り付けられ、結像光学系92の結像位置に配置されたCCD94と、このCCD94に接続され、電子部品95の実装された回路基板96と、さらにその後端に接続された信号ケーブル97等から成る。
【0082】
結像光学系92は、レンズ枠91、CCDホルダ93に覆われ、CCDホルダ93の後端にカバーガラス102でその受光面が保護されたCCD94が設けられている。なお、各部品間の接合には後述の接着剤が用いられている。
【0083】
ここで、撮像ユニット80は、CCD94から信号ケーブル97までを密封、かつ強度を保つために絶縁性の接着剤(或いは樹脂)98が、その周囲に充填され、各部品間の接着をしている。また、CCD94の外周部分はシールド部材101で覆われ、さらにその外側の外表面に気体不透過性を有する金属蒸着層として例えばアルミ蒸着層99の形成された熱収縮チューブ100で覆うようにしている。
【0084】
このアルミ蒸着層99が外表面に形成された熱収縮チューブ100はその前端がシールド枠101の前端を覆い、その後端は信号ケーブル97の前端付近を覆っている。
【0085】
この信号ケーブル97における熱収縮チューブ100で覆われた前端付近より後方側は蒸気不透過性の部材で覆われていないが、この部分から蒸気が侵入してもその内部の信号ケーブル97の外皮等を経てその前方に蒸気が侵入しようとしても、厚い接着剤98により阻まれ、この厚い接着剤981により電子部品95に到達する蒸気を十分に阻むことができるし、その前方側のCCD94に蒸気が殆ど到達できないようにしている。
【0086】
なお、先端部本体82の外周は円筒管等を介して外皮103で覆われている。先端部本体82の後段には図示しないパイプ材を介して最先端の湾曲駒104が固定され、さらにその後段には次の湾曲駒が図示しないリベットで回動自在に連結され、湾曲部7が形成されている。
【0087】
また、結像光学系92を構成する第1レンズはその側部外周面をメタライズする等してレンズ枠91に嵌合し溶融金属で接合し、内部への蒸気の侵入を防止している。また、レンズ枠91とCCDホルダ93との嵌合部も同様に溶融金属で接合し、、内部への蒸気の侵入を防止している。
【0088】
本参考例によれば、先端部6に収納される撮像ユニット80における結像光学系92と撮像素子(具体的にはCCD94)付近の外表面に臨む外装部材を蒸気不透過性の部材(具体的には第1レンズ、レンズ枠91、CCDホルダ93など)で一部を形成すると共に、外表面に臨み少なくとも蒸気透過性がある外装部分は蒸気不透過性の部材でからなる被覆部材(具体的には熱収縮チューブ100の外表面のアルミ蒸着層99)で覆うようにしているので(より広い表現で述べると、撮像ユニットの外表面の一部を蒸気不透過性の部材でからなる被覆部材で覆うようにしているので)、レンズの曇り、CCD94の蒸気による劣化等を有効に防止できる。
【0089】
なお、上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせる等して構成される実施の形態等も本発明に属する。
例えば、本実施の形態で述べた構造を第1の実施の形態等に適用したものも本発明に属する。この場合には、セラミックコーティング膜45の後端は保護チューブ42の前端付近までを覆うことになる。そして、この場合に、保護チューブ42の前端より後方側で保護チューブ42内に蒸気が侵入して、その蒸気が前端側に侵入しようとしてもその侵入経路側に厚い接着剤35部分により阻むことができ、実質的に第1の実施の形態とほぼ同様の効果が得られる。
【0090】
また、上述した各実施の形態等において、低コスト化のために蒸気侵入の機能を一部緩和したような構造にしても良い。
例えば、第1の実施の形態の変形例では、第1レンズ16とレンズ枠23の境界を通って蒸気が侵入しないように溶融金属で接合すると説明したが、単なる接着剤で接合しても、固体撮像素子20までの侵入経路が長く、水蒸気が入りづらいようなものでも良い。
【0091】
[付記]
1.被写体像を結像するレンズを有する対物光学系と、前記対物光学系の後方に配置され、結像された被写体像を光学的に伝送或いは電気信号に変換して伝送する伝送手段とからなる撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニットの外表面全部または一部を気体不透過性のある部材で被覆したことを特徴とする内視鏡。
2.被写体像を結像する対物光学系のレンズと、前記対物光学系のレンズの少なくとも一つを保持するレンズ枠と、前記対物光学系の後方に配置され、結像された被写体像を伝送する伝送装置とを備えた撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニットの外表面全部または一部を気体不透過性のある部材で被覆したことを特徴とする内視鏡。
【0092】
3.被写体像を結像する対物光学系のレンズと、前記対物光学系のレンズの少なくとも一つを保持するレンズ枠と、前記対物光学系の後方に配置され被写体像を撮像する固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保持する撮像素子枠と、前記固体撮像素子の後方に配置された電気素子を備えた撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニットの外表面全部または一部を気体不透過性のある部材で被覆したことを特徴とする内視鏡。
4.被写体像を結像する対物光学系のレンズの後方に配置された被写体像を撮像する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を保持する撮像素子枠と、前記固体撮像素子の後方に配置された電気素子を備えた撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニットの外表面全部または一部を気体不透過性のある部材で被覆したことを特徴とする内視鏡。
【0093】
5.付記1乃至4の耐熱性及び耐水性部材の被覆はセラミックコーティングであることを特徴とする内視鏡。
6.付記1及至4の気体不透過性のある部材はバリレンコンフォーマルコーティングであることを特徴とする内視鏡。
7.付記1乃至4の耐熱性及び耐水性部材の被覆はシラザンから成る透明なシリカコーティングであることを特徴とする内視鏡。
【0094】
8.付記7の被覆は蒸気密空間外部に露出する光学部材の外表面にコーティングされたことを特徴とする内視鏡。
9.付記8の光学部材は多成分ガラスから成ることを特徴とする内視鏡。
10.付記1の撮像ユニットは蒸気密空間外部に露出して配置されている光学部材と、この光学部材の枠体とを含むユニットであることを特徴とする内視鏡。
【0095】
11.付記10の光学部材と枠体は接着固定されていることを特徴とする内視鏡。
l2.付記11の光学部材は光学的伝送ファイバ(IG、LG)であることを特徴とする内視鏡。
13.付記12の光学的伝送ファイバーは口金を有していることを特徴とする内視鏡。
【0096】
14.付記1乃至4の耐熱性及び耐水性の部材の被覆は塗布を含むことを特徴とする内視鏡。
15.被写体像を結像する対物光学系のレンズで、被写体像を観察またはモニターする内視鏡において、
前記内視鏡の蒸気密空間外部に気体不透過性のある部材で被覆したことを特徴とする内視鏡。
16.被写体像を結像する対物光学系のレンズと、前記対物光学系の後方に配置され、結像された被写体像を伝送する伝送装置とを備えた撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニット内に配置された機械的部材または電気部材を保持する枠体と、前記枠体を複数個嵌合組み合わせした外表面を金属蒸着をしたことを特徴とする内視鏡。
【0097】
17.付記16の伝送装置は少なくとも固体撮像素子を含むものであることを特徴とする内視鏡。
18.付記16の複数個嵌合組み合わせした枠体は超音波で融着したことを特徴とする内視鏡。
19.付記18の枠体の超音波を照射する部位を除き、金属蒸着をすることを特徴とする内視鏡。
20.付記19の超音波照射部位は枠の全周にわたり照射することを特徴とする内視鏡。
【0098】
21.被写体像を結像するレンズを有する対物光学系と、前記対物光学系の後方に配置され、結像された被写体像を光学的に伝送或いは電気信号に変換して伝送する伝送手段とからなる撮像ユニットを有する内視鏡において、
前記撮像ユニットにおける少なくとも対物光学系及び伝送手段の周囲の外表面全体を気体不透過性の外装部材と、気体不透過性のある部材からなる被覆部材とで形成したことを特徴とする内視鏡。
22.被写体像を結像するレンズを有する対物光学系と、前記対物光学系の後方に配置され、結像された被写体像を光学的に伝送或いは電気信号に変換して伝送する伝送手段とからなる撮像ユニットにおける対物光学系及び伝送手段の周囲の外表面の一部を気体不透過性外装部材で形成した内視鏡において、
少なくとも前記気体不透過性外装部材以外の気体透過性のある外装部材を気体不透過性の被覆部材で覆うようにしたことを特徴とする内視鏡。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オートクレーブ装置に内視鏡を入れ、蒸気滅菌しても撮像ユニット内に蒸気が侵入するのを十分に防止し、長期間にわたり観察機能を確保できる内視鏡を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成図。
【図2】第1の実施の形態の内視鏡における撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図3】本発明の第2の実施の形態における撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図4】本発明の第3の実施の形態における撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図5】本発明の第1の参考例におけるカバーガラスの構成を示す図。
【図6】本発明の第2の参考例における光学ユニットの構成を示す図。
【図7】本発明の第3の参考例におけるIG或いはLGユニットの構成を示す図。
【図8】本発明の第4の参考例における撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図9】本発明の第5の参考例における撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図10】本発明の第6の参考例における先端部を示す正面図。
【図11】先端部の構成を示す断面図。
【符号の説明】
1…内視鏡システム
2…内視鏡
3…ビデオプロセッサ
4…モニタ
5…挿入部
6…先端部
7…湾曲部
9…操作部
14A…撮像ユニット
15…先端支持枠
16…第1レンズ
17…第2レンズ
18…第3レンズ
19…第4レンズ
20…固体撮像素子
23…レンズ枠
24…枠
31…回路基板
32…電気部品
33…信号ケーブル
34…シールド枠
35…接着剤
36…ケーブル束
37…熱収縮チューブ
38…接続基板
42…保護チューブ
45…セラミックコーティング膜
Claims (3)
- 被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、
内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、
前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられポリシラザンにより形成されるコーティング部と、
を有することを特徴とする内視鏡。 - 被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、
内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、
前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられ、80℃以上120℃以下の温度で焼成されたポリシラザンにより形成されるコーティング部と、
を有することを特徴とする内視鏡。 - 被写体像を結像するための対物光学系及び前記対物光学系の後方に配置され、前記対物光学系が結像する被写体像を電気信号に変換して伝送する伝送手段を有する撮像ユニットと、
内壁と外壁とを有し前記対物光学系を内部に収容するための内部空間を形成する、前記撮像ユニットの一部を形成する枠体と、
前記枠体を透過して前記内部空間に蒸気が侵入することを防ぐために、前記外壁の表面に設けられセラミックにより形成されるコーティング部と、
を有することを特徴とする内視鏡。
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