(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系とその対物光学系によって結像される像を撮像するための固体撮像素子とが挿入部の先端に設けられた電子内視鏡において、
上記対物光学系と上記固体撮像素子とが取り付けられたユニットを上記挿入部の先端部分に前方から着脱自在に構成して、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記挿入部の先端部分と上記ユニットとの間で撮像信号等を伝送するために接続される電気接点を、上記ユニットの後端面とそれに当接する上記挿入部の先端部分の先端面とに設けると共に、
照明用のライトガイドを上記挿入部の先端部分の先端面から前方に真っ直ぐに突設して上記ユニットに形成された嵌合孔に挿通させ、それによって上記挿入部の先端部分に対する上記ユニットの位置決めが行われるようにしたことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
上記ユニットが上記挿入部の先端部分に前方から着脱される請求項１記載の電子内視鏡。
【請求項３】
上記ユニットと上記挿入部の先端部分とに、上記電気接点が各々複数設けられている請求項１又は２記載の電子内視鏡。
【請求項４】
上記各電気接点が上記ユニットに軸線方向と平行方向に対向するように配置されている請求項１、２又は３記載の電子内視鏡。
【請求項５】
上記ユニット側の電気接点と上記挿入部側の電気接点の一方はピン状であり、他方は上記ピン状電気接点が差し込まれる筒状である請求項４記載の電子内視鏡。
【請求項６】
上記ユニット側の電気接点と上記挿入部側の電気接点とを接触させる方向に付勢するための付勢手段が、上記ユニット側と上記挿入部側の少なくとも一方に設けられている請求項１、２、３、４又は５記載の電子内視鏡。
【請求項７】
上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに外部の水分が少なくとも上記電気接点部分に侵入しないようにするための防水手段が設けられている請求項１ないし６のいずれかの項記載の電子内視鏡。
【請求項８】
上記ユニットが上記挿入部の先端部分から取り外された状態において、外部の水分が上記挿入部の先端部分内に侵入しないように、上記挿入部の先端部分が防水構造になっている請求項１ないし７のいずれかの項記載の電子内視鏡。
【請求項９】
上記ユニットがそれ自体で、外部の水分が内部に侵入しない防水構造になっている請求項１ないし８のいずれかの項記載の電子内視鏡。
【請求項１０】
上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記ユニットを上記挿入部の先端部分に固定するための固定部材が、上記挿入部の先端部分に対して螺合するようになっている請求項１ないし９のいずれかの項記載の電子内視鏡。
【請求項１１】
上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記ユニットを上記挿入部の先端部分に固定するための固定部材が、上記挿入部の先端部分に対してクリック固定されるようになっている請求項１ないし９のいずれかの項記載の電子内視鏡。
【請求項１２】
上記固定部材が、上記挿入部の先端部分に対して係脱自在なフード状部材である請求項１０又は１１記載の電子内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、挿入部の先端に配置された固体撮像素子によって内視鏡観察像を撮像するようにした電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子内視鏡においては、一般に、対物光学系とその対物光学系によって結像される像を撮像するための固体撮像素子とが、挿入部の先端を構成する先端部本体内に配置されている。固体撮像素子としては、ＣＣＤ（電荷結合素子）が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
内視鏡は一回使用する毎に感染防止のために洗浄消毒を行う必要がある。消毒方法としては、これまでは薬液消毒やエチレンオキサイドガス滅菌が広く行われてきている。
【０００４】
しかし、消毒薬液やエチレンオキサイドガスが内視鏡に残留すると、人体に対して有害であることや、胃潰瘍の原因菌であるヘリコバクターピロリ菌やその他のウィルスなどをより高度なレベルで滅菌するために、高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）が行われるようになってきている。
【０００５】
オートクレーブは、毒性が無くて人体に対して安全であるが、一般に被滅菌物を１２０°Ｃ〜１３５°Ｃ程度の高温の環境下に置くことになる。
ところが、ＣＣＤは一般に、組み立てに使用されている接着剤と被接着物との熱膨張係数の相違等から、８０°Ｃ程度以上に加熱されると破損してしまう場合が多い。そのため、電子内視鏡をオートクレーブによって滅菌することは困難であった。
【０００６】
また、ＣＣＤは、画素間のピッチが６〜１０μｍ程度と非常に小さいので、内視鏡を組み立てている最中に発生する静電気によって、ＣＣＤ内で放電が起きると静電破壊を起こし不良品になってしまう場合がある。そのような場合には、内視鏡をすべて分解して最初から組み立て直さなければならない。
【０００７】
また、内視鏡使用中などに、挿入部の先端部分をぶつけたり床に落としたりして、その衝撃によってＣＣＤが破損する場合がある。そのような場合には、内視鏡ごと交換するか、ＣＣＤを交換するために内視鏡全体を分解修理する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述のような不都合を改善するためになされたものであって、先端の固体撮像素子部分だけの交換を容易に行うことができ、また、オートクレーブによる滅菌処理を行うことができる電子内視鏡を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡は、対物光学系とその対物光学系によって結像される像を撮像するための固体撮像素子とが挿入部の先端に設けられた電子内視鏡において、上記対物光学系と上記固体撮像素子とが取り付けられたユニットを上記挿入部の先端部分に外部から着脱自在に構成して、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記挿入部の先端部分と上記ユニットとの間で撮像信号等を伝送するために接続される電気接点を、上記ユニットの後端面とそれに当接する上記挿入部の先端部分の先端面とに設けたことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に前方から着脱されてもよく、上記ユニットと上記挿入部の先端部分とに、上記電気接点が各々複数設けられていてもよい。
【００１１】
また、上記各電気接点が上記ユニットに軸線方向と平行方向に対向するように配置されていてもよく、上記ユニット側の電気接点と上記挿入部側の電気接点の一方はピン状であり、他方は上記ピン状電気接点が差し込まれる筒状であってもよい。
【００１２】
そして、上記ユニット側の電気接点と上記挿入部側の電気接点とを接触させる方向に付勢するための付勢手段が、上記ユニット側と上記挿入部側の少なくとも一方に設けられていてもよい。
【００１３】
また、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに外部の水分が少なくとも上記電気接点部分に侵入しないようにするための防水手段が設けられているとよい。
【００１４】
また、上記ユニットが上記挿入部の先端部分から取り外された状態において、外部の水分が上記挿入部の先端部分内に侵入しないように、上記挿入部の先端部分が防水構造になっているとよい。そして、上記ユニットがそれ自体で、外部の水分が内部に侵入しない防水構造になっているとよい。
【００１５】
また、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記ユニットを上記挿入部の先端部分に固定するための固定部材が、上記挿入部の先端部分に対して螺合するようになっていてもよい。
【００１６】
或いは、上記ユニットが上記挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに上記ユニットを上記挿入部の先端部分に固定するための固定部材が、上記挿入部の先端部分に対してクリック固定されるようになっていてもよい。
【００１７】
また、上記固定部材が、上記挿入部の先端部分に対して係脱自在なフード状部材であってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２は、電子内視鏡を示しており、可撓管からなる挿入部１の基端が操作部２に連結され、挿入部１の先端部分１ａには先端ユニット３が着脱自在に連結されている。４は、操作部２からの遠隔操作によって屈曲自在な湾曲部である。
【００１９】
図１は、挿入部１の先端部分１ａを示しており、６は、可撓管（湾曲部４を含む）の先端に取り付けられていて、その先側に先端ユニット３が着脱自在に連結される先端口金である。
【００２０】
先端ユニット３のブロックを構成するユニット本体７は、例えば電気絶縁性のプラスチックによって形成されていて、その先端面に観察窓８や照明窓９などが配置されている。
【００２１】
ユニット本体７の観察窓８の内側には、対物光学系１１が内蔵されており、その対物光学系１１による被写体の結像面に、例えばＣＣＤからなる固体撮像素子１２の撮像面が配置されている。
【００２２】
１３は、固体撮像素子１２が取り付けられた回路基板であり、固体撮像素子１２の他にも、固体撮像素子１２を駆動するための電子部品１４などが取り付けられている。
【００２３】
照明窓９の内側には、被写体を照明する照明光を伝達するための短いライトガイドファイバ１６が配置されていて、照明窓９の部分には、カバーガラス１７が嵌め込まれている。
【００２４】
ユニット本体７は円柱状に形成されていて、挿入部１の先端口金６に対して前方から着脱自在であり、ユニット本体７の後端面には、先端口金６の先端面に形成された凹部２０に嵌まり込む凸部１９が突設されていて、位置決めと回転止め等の役目を果たしている。
【００２５】
ユニット本体７の周囲は、円筒状のフード状部材２１によって囲まれており、このフード状部材２１と先端口金６とに形成されたネジ部２２を螺合させることによって、ユニット本体７の後端面が前方（図１において左方）から先端口金６の先端面に押し付けられて当接した状態に固定される。
【００２６】
ユニット本体７の後端面部分には、回路基板１３上の回路に接続線２３を介して接続されたピン状の複数の電気接点２４が、後方に向けてユニット本体７の軸線方向と平行に突設されている。
【００２７】
一方、先端口金６の先端面部分には、その内部の電気配線２６に接続された筒状の複数の電気接点２５が、ユニット本体７側の電気接点２４に対向して軸線方向と平行に配置されている。２７は、電気絶縁部材である。
【００２８】
その結果、図１に示されるように、先端ユニット３が挿入部１の先端部分１ａに連結された状態では、先端口金６側の筒状の電気接点２５にユニット本体７側の電気接点２４が圧入されて双方の電気接点２４，２５が接続され、固体撮像素子１２と挿入部１内の電気配線２６との間で信号（撮像信号及びＣＣＤ駆動信号など）の伝送が行われる。
【００２９】
なお、先端ユニット３を先端口金６に連結する際には、まず図１に示される状態に比べてフード状部材２１をその長さの半分程度ユニット本体７の先側へずらしておき、その状態でユニット本体７の後端部分を先端口金６の先端部分に接続する。その際に、凸部１９と凹部２０の係合及び電気接点２４，２５の接続によって、ユニット本体７と先端口金６との間の位置決めが行われる。
【００３０】
そして、その状態からフード状部材２１を後方（先端口金６に近づける方向）にずらして、フード状部材２１と先端口金６とをネジ部２２で螺合させる。ユニット本体７と先端口金６は相対的に回転しない状態に係合しているので、螺合操作の際にユニット本体７が回転してしまうことはない。
【００３１】
ネジ部２２が螺合するようにフード状部材２１を締め込んでいくと、ユニット本体７の外周部後端に突設されたフランジ部７ａに、フード状部材２１の内周面に形成された段部２１ａが押し付けられて、ユニット本体７が先端口金６の前端面に押し付け固定された状態になる。
【００３２】
そして、フード状部材２１と先端口金６とのネジ部２２における結合を解いて、先端口金６に対してユニット本体７を前方に引っ張れば、先端ユニット３が先端口金６から外れて、電気接点２４，２５の接続が外れる。
【００３３】
２８は、挿入部１内に挿通配置された照明用ライトガイドファイバであり、その射出端面は、先端口金６の先端面に位置している。そして、図１に示されるように、先端ユニット３が挿入部１の先端部分１ａに連結された状態では、先端ユニット３内と挿入部１内の双方のライトガイドファイバ１６，２８の端面がぴったりと対向するようになっている。
【００３４】
フード状部材２１の先端近傍の内周面には、ユニット本体７の外周面に密接するシール用のＯリング３１が装着されている。また、先端口金６のネジ部２２の後端部分には、フード状部材２１の口元の内周面に密接するシール用のＯリング３２が装着されている。
【００３５】
その結果、図１に示されるように、挿入部１の先端部分１ａに先端ユニット３が連結された状態においては、両Ｏリング３１，３２によるシール効果によって、電気接点２４，２５部分やネジ部２２などに外部の水分が侵入しないようになっている。
【００３６】
したがって、先端ユニット３が挿入部１の先端部分１ａに取り付けられた使用状態においては、電気接点２４，２５に水分が付着して信号不良などが発生するおそれがない。また、Ｏリング３１，３２は、ネジ部２２の緩み止めの機能も有している。
【００３７】
また、先端ユニット３は、フード状部材２１がユニット本体７に対して回転及び摺動自在であって、ユニット本体７から取り外すことができるが、ユニット本体７の表面部分は全て水密に封止されていて、その内部に外から水分が侵入しないようになっている。したがって、先端ユニット３は、挿入部１から取り外した単体状態で十分に洗浄及び消毒をすることができる。
【００３８】
一方、挿入部１の側も、先端ユニット３が取り外された状態において、外部から内部に全く水分が侵入しない防水構造になっている。したがって、この電子内視鏡を検査に使用したら、先端ユニット３を取り外した状態で、挿入部１側（操作部２も含む）をオートクレーブ装置に入れて高圧蒸気による滅菌消毒を行うことができる。
【００３９】
そのようにして、先端ユニット３を取り外して滅菌消毒を行えば、固体撮像素子１２をオートクレーブ装置内に入れなくて済むので、固体撮像素子１２を熱破壊から守ることができる。
【００４０】
また、固体撮像素子１２が組み込まれた先端ユニット３が挿入部１に対して着脱自在なので、組み立て中や使用中に固体撮像素子１２が破損したような場合には、先端ユニット３だけを交換すればよく、挿入部１側には全く手を加える必要がない。
【００４１】
なお、電気接点２４，２５の数が多数必要な場合には、例えば図３に示されるように、電気接点２４，２５を円周上に配置するなど適宜の配置をとることができる。
【００４２】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示しており、挿入部１側のライトガイドファイバ２８が先端ユニット３の先端部分まで真っ直ぐに突出していて、ライトガイド口金２８ａがユニット本体７に形成された嵌合孔４１に挿通されている。これによって、挿入部１の先端部分１ａに対する先端ユニット３の位置決めが行われる。
【００４３】
ライトガイド口金２８ａは、例えばステンレス鋼パイプ製であり、先端口金６に対して水密に接着固定されている。電気接点２４，２５は、ユニット本体７の後端面と先端口金６の先端面とに、軸線方向に平行に対向して配置されている。
【００４４】
また、ユニット本体７に形成された嵌合孔４１とライトガイド口金２８ａとの隙間から電気接点２４，２５に水分が侵入するのを阻止するために、嵌合孔４１の内周部分にシール用のＯリング４２が装着されている。
【００４５】
図５に拡大して示されるように、挿入部１の先端部分１ａ側の電気接点２５は、前面が凹状に形成されていて、先端口金６の先端面に並べて配置されている。そして、その後方に形成された空洞４４内に設けられた圧縮コイルバネ４５によって、先端口金６の前壁部４６が前方に少し膨らむように付勢されている。
【００４６】
一方、ユニット本体７側の電気接点２４は後方に向けて凸状に形成されていて、先端口金６の先端面と当接するユニット本体７の後端面に、先端口金６側の電気接点２５と位置を合わせて配列されている。
【００４７】
したがって、図４に示されるように、先端ユニット３が挿入部１の先端部分１ａに取り付けられた状態においては、双方の電気接点２４，２５が押しつけ合わされて、先端口金６の前壁部４６が真っ直ぐな状態に戻されるように弾性変形し、圧縮コイルバネ４５の付勢力が電気接点２４，２５を接触させる方向に作用する。
【００４８】
なお、先端ユニット３を挿入部１の先端部分１ａに固定するフード状部材２１は、第１の実施の形態と同様のものが用いられている。ただし、先端口金６の外周部分には、ゴム製のシール部材４７がライニングされており、フード状部材２１の口元端部がシール部材４７に当接することにより、防水効果が高められている。したがって、Ｏリング３２を省略することもできる。
【００４９】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示しており、先端口金６の前端部近くの外周面に形成された円周溝５３に、ユニット本体７から後方に突設された突起５４を弾力的に係合させて、いわゆるクリック結合させたものである。
【００５０】
突起５４の部分には後方から多数のすり割りが切り込まれていて、突起５４部分がばね性を有するようになっている。なお、突起５４は円周全体に形成されていなくてもよく、例えば円周の三カ所程度に部分的に形成されていてもよい。そしてその場合には、突起５４に合わせて、円周溝５３も部分的なものにしてさしつかえない。
【００５１】
そして、先端ユニット３が先端口金６に取り付けられた状態では、ユニット本体７の突起５４部分が、ネジ部５５においてユニット本体７と螺合するフード状部材２１によって外側から押さえられて、ユニット本体７が先端口金６から外れないようになっている。その他の部分は、第１の実施の形態と同様であり、説明は省略する。
【００５２】
この実施の形態において先端ユニット３を先端口金６に連結する際には、まず、ネジ部５５におけるユニット本体７とフード状部材２１との螺合を緩めて、フード状部材２１を先側へずらすかユニット本体７から取り外しておき、その状態でユニット本体７の後端部分の突起５４を弾力的に変形させて、先端口金６の円周溝５３に係合させる。
【００５３】
その際の位置決めは電気接点２４，２５の接続によって行われる。ただし、突起５４と円周溝５３とが円周方向に部分的に非対称に形成されている場合には、突起５４と円周溝５３による位置決めも可能である。
【００５４】
その状態から、ネジ部５５においてフード状部材２１をユニット本体７側にねじ込んでいくと、突起５４を円周溝５３との係合部をフード状部材２１が覆い、ユニット本体７が先端口金６から外れない状態になる。
【００５５】
図７は、本発明の第４の実施の形態を示しており、図６に示される実施の形態とは逆に、円周溝５３をユニット本体７側に形成して、ばね性を持たせた突起５４を先端口金６の先端側から前方に突設したものである。フード状部材２１の着脱や突起５４の広がりがフード状部材２１によって押さえられること等は第３の実施の形態と同様である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、対物光学系と固体撮像素子とが取り付けられたユニットを挿入部の先端部分に前方から着脱自在に構成して、ユニットが挿入部の先端部分に取り付けられた状態のときに挿入部の先端部分とユニットとの間で撮像信号等を伝送するために接続される電気接点を、ユニットの後端面とそれに当接する挿入部の先端部分の先端面とに設けたことにより、固体撮像素子を含むユニットを挿入部の先端部分から取り外して、固体撮像素子部分だけの交換を容易に行うことができ、また、固体撮像素子を高熱にさらすことなく、電子内視鏡をオートクレーブによって滅菌処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡の挿入部先端部分の側面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡の全体略示図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の電気接点の配置例を示す略示図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の挿入部先端部分の側面断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の電子内視鏡の挿入部先端部分の側面断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の電子内視鏡の部分略示側面断面図である。
【符号の説明】
１  挿入部
１ａ  先端部分
３  先端ユニット
６  先端口金
７  ユニット本体
１２  固体撮像素子
２１  フード状部材
２４，２５  電気接点
【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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【図６】
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【図７】
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