(57)【要約】【課題】内視鏡の送気送水用の樹脂チューブを、チューブ肉厚を増加させることなく強度を向上して、内視鏡挿入部の細径化を可能とし、また、樹脂チューブの長手方向の熱伝導率を高めることで内視鏡先端部の発熱領域を冷却し、観察光源の高輝度化、撮像素子の高画素化を図る。【解決手段】内視鏡挿入部の先端に設けられた観察窓に向けて送気または送水を行う洗浄ノズルと、該洗浄ノズルの流路に接続された樹脂チューブ５１とを備えた内視鏡であって、樹脂チューブ５１の肉厚内に樹脂チューブ５１の長手方向に延びる複数本の熱伝導性線材６７を内包させ、これら熱伝導性線材６７のそれぞれを、互いに交差することなく並設させた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端に設けられた観察窓に向けて送気または送水を行う洗浄ノズルと、該洗浄ノズルの流路に接続された樹脂チューブとを備えた内視鏡であって、
前記樹脂チューブは、チューブ肉厚内に前記樹脂チューブの長手方向に延びる複数本の熱伝導性線材を内包し、
前記熱伝導性線材のそれぞれが、互いに交差することなく並設された内視鏡。
【請求項２】
請求項１記載の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、前記樹脂チューブの周方向に等間隔で配置された内視鏡。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、前記樹脂チューブの長手方向に対して略平行に配置された内視鏡。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の内視鏡であって、
前記樹脂チューブが、前記熱伝導性線材を一体に押し出し成形した押出成形品である内視鏡。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、少なくとも１００W／（ｍ・K）の熱伝導性を有する内視鏡。
【請求項６】
請求項５記載の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、金属材料で構成される内視鏡。
【請求項７】
請求項６記載の内視鏡であって、
前記金属材料が、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上の材料である内視鏡。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の内視鏡であって、
前記樹脂チューブが、フッ素系樹脂材料を含んで構成される内視鏡。
【請求項９】
請求項８記載の内視鏡であって、
前記フッ素系樹脂材料が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から選ばれる１種以上の材料である内視鏡。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の内視鏡であって、
前記内視鏡挿入部の先端部を構成する先端硬質部と、
照明光を被観察領域に照射する照明光学系と、
前記観察窓から前記被観察領域を撮像する撮像素子を含む撮像光学系と、
を備えた内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡は、体腔内に挿入する細長状の内視鏡挿入部を有し、この内視鏡挿入部の先端部位である内視鏡先端部には、被観察領域を照明する照明光学系、および被観察領域を撮像する撮像素子を含む撮像光学系が配設されている。照明光学系は、内視鏡挿入部の内壁に沿って配設され、光ファイバ束によって形成されるライトガイドを有する。このライトガイドは、基端側が光源装置に連結され、光源装置からの光を内視鏡先端部に導光して内視鏡先端部から照明光を出射する。撮像光学系は、内視鏡先端部の対物レンズと、この対物レンズの結像位置に配置された撮像素子により被観察領域の観察画像を生成する。また、照明光学系や撮像光学系は、内視鏡先端部に配置された先端硬質部の穿設孔に嵌挿することでそれぞれ固定され、さらに内視鏡先端部には、撮像光学系の対物レンズに送水または送気を行うための洗浄ノズルが配置されている。
【０００３】
上記構成の内視鏡において、洗浄ノズルの流路には送気送水用の樹脂チューブが接続されており、樹脂チューブを通じて空気や洗浄水が洗浄ノズルから対物レンズに向けて供給される。この樹脂チューブは、内視鏡挿入部内で生じる変形や摩擦等に耐え得るように強度を高めることが望まれるが、樹脂チューブの肉厚や外径を増大させることは、内視鏡挿入部の細径化の妨げになる。例えば、内視鏡の送気送水チューブに補強のための金属線を巻き付けたチューブの構成が特許文献１，２に記載されている。
【０００４】
また、上記内視鏡においては、照明光学系の光量を増大して撮像すれば、撮像画像のノイズを低減でき、また、撮像光学系の絞り径を小さく、即ちＦナンバーを大きくすることができ、遠方から近距離まで合焦した高品位な画像取得が行える。そのため、観察光源を高輝度化することが望まれている。さらに、近年では、違和感のない挿入が実現できるように内視鏡先端部の更なる細径化や、より詳細な観察が行えるように撮像素子の高画素化が望まれている。
ところが、観察光源の高輝度化、撮像素子の高画素化は内視鏡の発熱量を増加させ、内視鏡の挿入性を改善する内視鏡先端部の細径化は放熱特性を低下させるため、電子部品の劣化や信号ノイズの増加が懸念される。このような事情から、内視鏡先端部を冷却するための技術が種々検討されている。例えば、特許文献３には、内視鏡先端部の内部に放熱部材を設け、照明光学系または撮像素子から発する熱を放散させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−９５８９２号公報
【特許文献２】特開平５−３２３２１０号公報
【特許文献３】特開２００８−２９５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、内視鏡の送気送水用の樹脂チューブを、チューブ肉厚を増加させることなく強度を向上して、内視鏡挿入部の細径化を可能とし、また、樹脂チューブの長手方向の熱伝導率を高めることで内視鏡先端部の発熱領域を冷却し、観察光源の高輝度化、撮像素子の高画素化を図ることのできる内視鏡の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は下記構成からなる。
内視鏡挿入部の先端に設けられた観察窓に向けて送気または送水を行う洗浄ノズルと、該洗浄ノズルの流路に接続された樹脂チューブとを備えた内視鏡であって、
前記樹脂チューブは、チューブ肉厚内に前記樹脂チューブの長手方向に延びる複数本の熱伝導性線材を内包し、
前記熱伝導性線材のそれぞれが、互いに交差することなく並設された内視鏡。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内視鏡によれば、樹脂チューブの強度をチューブ肉厚の増加なく高められる。また、照明光学系や撮像光学系から生じる発熱を、樹脂チューブを介して内視鏡挿入部の長手方向に拡散でき、内視鏡先端部の温度上昇を抑制できる。これにより、撮像素子のノイズ信号増加や性能劣化を防止して高品位な観察画像を取得できる。また、内視鏡挿入部をより細径化しても内視鏡挿入部の長手方向への熱抵抗を十分に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を説明するための内視鏡の全体構成図である。
【図２】図１に示す内視鏡挿入部の先端部における概略的な外観斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面における概略断面構成図である。
【図４】送気送水チューブの縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）である。
【図５】熱伝導性線材を送気送水チューブの軸方向に沿った螺旋状に配置した様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための内視鏡の全体構成図である。
内視鏡１００は、本体操作部１１と、この本体操作部１１に連設され体腔内に挿入される内視鏡挿入部１３とを備える。本体操作部１１には、ユニバーサルコード１５が接続され、このユニバーサルコード１５の先端に不図示のライトガイド（ＬＧ）コネクタが設けられる。ＬＧコネクタは不図示の光源装置に着脱自在に連結され、これによって内視鏡挿入部１３の先端部位である先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）１７の照明光学系に照明光が送られる。また、ＬＧコネクタには、ビデオコネクタが接続され、このビデオコネクタが画像信号処理等を行うプロセッサに着脱自在に連結される。
【００１１】
内視鏡挿入部１３は、本体操作部１１側から順に軟性部１９、湾曲部２１、および先端部１７で構成され、湾曲部２１は、本体操作部１１のアングルノブ２３，２５を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部１７を所望の方向に向けることができる。
【００１２】
本体操作部１１には、前述のアングルノブ２３，２５の他、送気・送水ボタン、吸引ボタン、シャッターボタン等の各種ボタン２７が並設されている。また、内視鏡挿入部１３側へ延長された連設部２９は鉗子挿入部３１を有する。鉗子挿入部３１は、挿入された鉗子等の処置具を、内視鏡挿入部１３の先端部１７に形成された後述する鉗子口から導出する。
【００１３】
図２に内視鏡挿入部の先端部における概略的な外観斜視図、図３に図２のＡ−Ａ断面における概略断面構成図を示した。
図２に示すように、内視鏡先端部１７は、その先端面３３に撮像光学系の観察窓３５、観察窓３５の両脇側に照明光学系の照射口３７Ａ，３７Ｂ、および鉗子口３９が配置され、さらに観察窓３５に向けて送気・送水する洗浄ノズル４１が配置されている。
【００１４】
そして、図３に示すように、内視鏡先端部１７は、ステンレス鋼材などの金属材料からなる先端硬質部４３と、先端硬質部４３に形成された穿設孔４３ａに鏡筒４５を嵌挿して固定される撮像部４７と、他の穿設孔４３ｂに配設された金属パイプ４９および金属パイプ４９に接続される送気送水用の樹脂チューブ（以下、送気送水チューブと称する）５１と、さらに、照明光学系のライトガイド５３や図示しない鉗子チューブ等を有する。
【００１５】
撮像部４７は、観察窓となる対物レンズ３６から、先端硬質部４３に収容された鏡筒４５を通じて光を取り込み、プリズム５５を介して回路基板５７に実装された撮像素子５９に結像し、撮像素子５９から画像情報を出力する。これら対物レンズ３６、プリズム５５、および撮像素子５９を含む撮像光学系は、内視鏡先端部１７の内部空間に配置されている。また、照射口３７Ａ，３７Ｂ（図２参照）に配置されるレンズ等の光学部材およびライトガイド５３は照明光学系を構成し、これらも内視鏡先端部１７の内部空間に配置される。撮像素子５９から出力される画像情報は、信号ケーブル５８を介して不図示のプロセッサに送られて、表示用画像に処理される。
【００１６】
対物レンズ３６に吐出口を向けて配置された洗浄ノズル４１には、金属パイプ４９を介して送気送水チューブ５１が接続され、所望のタイミングで対物レンズ３６に送気または送水する。この送気送水チューブ５１は、一端側を先端硬質部４３から突出する金属パイプ４９に接続され、他端側を内視鏡外部に設けたポンプに接続されて、空気や洗浄水を内視鏡挿入先に供給する。
【００１７】
また、先端硬質部４３の外周には金属スリーブ６１が接続され、この金属スリーブ６１には、湾曲部２１（図１参照）に配設される節輪（図示略）が枢着され、湾曲部２１を湾曲自在にしている。金属スリーブ６１の外周は略円筒状の外皮チューブ６３で覆われ、先端硬質部４３の先端側は先端カバー６５で覆われており、これら外皮チューブ６３と先端カバー６５は内部への浸水がないように密着して接合されている。
【００１８】
ここで、送気送水チューブ５１について詳細に説明する。
図４に送気送水チューブの縦断面図（ａ）と横断面図（ｂ）を示した。送気送水チューブ５１は、チューブ肉厚内に送気送水チューブ５１の長手方向に延びる複数本の熱伝導性線材６７を内包し、熱伝導性線材６７のそれぞれが、互いに交差することなく並設された柔軟性を有する樹脂チューブである。内包される熱伝導性線材６７は、少なくとも１００W／（ｍ・K）の熱伝導率を有し、例えば、特に熱伝導性や経済性に優れた、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上の金属材料で構成できる。
【００１９】
また、送気送水チューブ５１は、例えば、耐熱性や耐摩耗性に優れた、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から選ばれる１種以上のフッ素系樹脂材料を含んで構成できる。
【００２０】
ここで、熱伝導性線材６７の単体の熱伝導率は、１００W／（ｍ・K）未満であると内視鏡挿入部１３に沿った熱拡散が十分に行われず、内視鏡先端部１７の冷却効果が小さくなるため、１００W／（ｍ・K）以上の材料にすることが望ましい。
【００２１】
送気送水チューブ５１の熱伝導性線材６７は、送気送水チューブ５１の長手方向（軸方向）に対して略平行に直線状に配置され、チューブの周方向に対して等間隔で複数箇所に配置されている。送気送水チューブ５１の肉厚内に金属材料からなる熱伝導性線材６７を配置することで、送気送水チューブ５１の強度を高め、耐摩耗性等の各種耐性を向上させている。また、高強度化に伴って新たな設置空間を必要とすることがなく、内視鏡の直径に影響する空間増加がない。さらには、強度が増えた分、送気送水チューブ５１を薄肉化あるいは細径化でき、内視鏡挿入部の外径を小さく抑えることが可能となる。
【００２２】
また、送気送水チューブ５１内に熱伝導性線材６７を設けることで、送気送水チューブ５１の長手方向の熱伝導率が高められ、送気送水チューブ５１に加わる熱量をチューブの長手方向にいち早く拡散できる。つまり、図３に示す内視鏡先端部１７に配置された照明光学系や撮像光学系から発生する熱は、先端硬質部４３を介して送気送水チューブ５１に伝達され、また、発熱源の一つである回路基板５７や撮像素子５９等からの輻射によって送気送水チューブ５１に伝達されるが、この伝達された熱を、送気送水チューブ５１を通じて内視鏡挿入部１３に沿って逃すことができる。これにより、内視鏡先端部１７の発熱領域を冷却でき、観察光源の高輝度化、撮像素子の高画素化が図れ、高品位な観察画像が取得できるようになる。
【００２３】
つまり、内視鏡１００は、内視鏡挿入部１３の先端に発熱部が集中して配置されており、内視鏡観察時における内視鏡挿入部１３の温度分布は、内視鏡先端部１７に局所的な温度ピークが存在し、この温度ピークを均すことが内視鏡の性能を維持する上で重要となる。送気送水チューブ５１に熱伝導性線材６７を設けると、内視鏡挿入部１３に沿った熱拡散性が向上し、内視鏡先端部１７における発熱が積極的に冷却され、内蔵される電子部品の寿命を伸ばし、しかも良好な観察画像を取得できるようになる。
【００２４】
なお、上記熱伝導性線材６７の本数は、図４に示す配置間隔に基づく本数によらず、送気送水チューブ５１の柔軟性を維持できる範囲で適宜増やすことができる。本数の増加により送気送水チューブ５１の熱伝導性を向上でき、内視鏡先端部１７の冷却効果が高められる。また、熱伝導性線材６７の断面形状は、円形に限らず、送気送水チューブ５１の周方向に幅広となる楕円や長方形等とすれば、強度と熱伝導性をより高めることができる。また、熱伝導性線材６７の断面形状を内視鏡挿入部１３に沿ったそれぞれの位置で異ならせてもよい。つまり、内視鏡先端部１７側では断面積を大きく、基端部側では小さくして、必要な部位だけに集中的に配置することで無駄をなくすことができる。
【００２５】
また、熱伝導性線材６７は、送気送水チューブ５１の円周方向に対して偏った配置構成としてもよい。その場合、配置密度が高い側に発熱源が配置されるようにすると、発熱源（例えば回路基板５７や撮像素子５９）から輻射熱を受けても、これを速やかに熱拡散できる。そして、熱伝導性線材６７の配置による送気送水チューブ５１の柔軟性低下を低減することもできる。
【００２６】
そしてさらに、熱伝導性線材は、図５に示すように、送気送水チューブ５１Ａの軸方向に沿った螺旋状に配置してもよい。この場合、送気送水チューブ５１Ａの円周方向に対する熱伝導性線材６７Ａの配置本数が少なくても、軸方向単位長さ当たりの熱伝導性線材６７Ａの存在長さが増え、チューブ強度を高め、受けた輻射熱を速やかに拡散できる。また、熱伝導性線材６７Ａを螺旋状に配置する際の、チューブ軸方向に対する傾斜角を変更することで、送気送水チューブ５１Ａの周方向への熱伝導性と長手方向への熱伝導性とを適宜調整できる。これにより、必要とされる熱伝導性を、設計自由度を高めつつ簡単に得ることができる。
【００２７】
上記の熱伝導性線材６７、６７Ａが内包された送気送水チューブ５１、５１Ａは、送気送水チューブ５１、５１Ａを押し出し成形する際に、熱伝導性線６７，６７Ａをインサート一体成形にすることで、送気送水チューブ５１，５１Ａを長手方向に対して均質にできる。また、これに限らず、射出成形等の他の加工方法によっても製造が可能である。
【００２８】
以上説明したように、この内視鏡１００によれば、送気送水チューブ５１、５１Ａの強度をチューブ肉厚の増加なく高めることができ、また、照明光学系や撮像光学系から生じる発熱を、送気送水チューブ５１、５１Ａを介して内視鏡挿入部１３の長手方向に高効率で拡散して、内視鏡先端部の温度上昇を抑制できる。これにより、撮像素子のノイズ信号増加や性能劣化を防止して高品位な観察画像を取得でき、内視鏡挿入部をより細径化しても内視鏡挿入部の長手方向への熱抵抗を十分に軽減できる。
【００２９】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）  内視鏡挿入部の先端に設けられた観察窓に向けて送気または送水を行う洗浄ノズルと、該洗浄ノズルの流路に接続された樹脂チューブとを備えた内視鏡であって、
前記樹脂チューブは、チューブ肉厚内に前記樹脂チューブの長手方向に延びる複数本の熱伝導性線材を内包し、
前記熱伝導性線材のそれぞれが、互いに交差することなく並設された内視鏡。
この内視鏡によれば、樹脂チューブの肉厚内に熱伝導性線材を配置することで、樹脂チューブの強度を高められる。このため、樹脂チューブを薄肉化でき、内視鏡挿入部の細径化が図られる。また、熱伝導性線材により樹脂チューブの長手方向の熱伝導率が高められ、樹脂チューブに加わる熱量が長手方向に拡散される。
【００３０】
（２）  （１）の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、前記樹脂チューブの周方向に等間隔で配置された内視鏡。
この内視鏡によれば、樹脂チューブの周方向に均等な熱伝導性能が得られる。
【００３１】
（３）  （１）または（２）の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、前記樹脂チューブの長手方向に対して略平行に配置された内視鏡。
この内視鏡によれば、樹脂チューブの長手方向へ最短経路で伝熱することができ、放熱効果が高められる。
【００３２】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１つの内視鏡であって、
前記樹脂チューブが、前記熱伝導性線材を一体に押し出し成形した押出成形品である内視鏡。
この内視鏡によれば、樹脂チューブの肉厚内に容易に熱伝導性材を配置することができる。
【００３３】
（５）  （１）〜（４）のいずれか１つの内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、少なくとも１００W／（ｍ・K）の熱伝導性を有する内視鏡。
この内視鏡によれば、樹脂チューブの長手方向に対する熱伝導性を顕著に増大できる。
【００３４】
（６）  （５）の内視鏡であって、
前記熱伝導性線材が、金属材料で構成される内視鏡。
この内視鏡によれば、熱伝導率の高い金属材料を用いることにより、細径の熱伝導性線材であっても樹脂チューブの長手方向に対する熱伝導性を確実に向上できる。
【００３５】
（７）  （６）の内視鏡であって、
前記金属材料が、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金から選ばれる少なくとも１種以上の材料である内視鏡。
この内視鏡によれば、特に熱伝導性に優れ、経済性にも優れた金属材料を用いることで、低コストで高い熱伝導性を有する樹脂チューブが得られる。
【００３６】
（８）  （１）〜（７）のいずれか１つの内視鏡であって、
前記樹脂チューブが、フッ素系樹脂材料を含んで構成される内視鏡。
この内視鏡によれば、耐水性、耐化学薬品性に優れた樹脂チューブの構成にできる。
【００３７】
（９）  （８）の内視鏡であって、
前記フッ素系樹脂材料が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）から選ばれる１種以上の材料である内視鏡。
この内視鏡によれば、ＰＴＦＥやＰＦＡを用いて樹脂チューブを形成することで、耐熱性、耐摩耗性に優れた構成にできる。
【００３８】
（１０）  （１）〜（９）のいずれか１つの内視鏡であって、
前記内視鏡挿入部の先端部を構成する先端硬質部と、
照明光を被観察領域に照射する照明光学系と、
前記観察窓から前記被観察領域を撮像する撮像素子を含む撮像光学系と、
を備えた内視鏡。
この内視鏡によれば、照明光学系や撮像光学系から発生する熱を、樹脂チューブを介して内視鏡挿入部に沿って逃すことができ、内視鏡先端部の発熱領域を冷却できる。これにより、観察光源の高輝度化、撮像素子の高画素化を図ることができ、高品位な観察画像が取得できる。
【符号の説明】
【００３９】
１３  内視鏡挿入部
１７  先端部
３５  観察窓
３６  対物レンズ
３７Ａ，３７Ｂ  照射口
４１  洗浄ノズル
４３  先端硬質部
４３ａ，４３ｂ  穿設孔
４７  撮像部
４９  金属パイプ
５１、５１Ａ  送気送水チューブ（樹脂チューブ）
５３  ライトガイド
５７  回路基板
５８  信号ケーブル
５９  撮像素子
６１  金属スリーブ
６７、６７Ａ  熱伝導性線材
１００  内視鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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