(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端部に配置され、光学像を結像させる対物光学系と、この対物光学系で結像された光学像を内視鏡挿入部の基端部へ伝達するイメージガイドと、前記内視鏡挿入部の基端部に配置され、前記イメージガイドによって伝達された光学像を拡大する接眼光学系と、前記イメージガイドの接眼光学系側端面に設けられ、前記光学像の観察範囲を規制する中空視野部を有する視野マスクとを具備する内視鏡において、
前記視野マスクを、肉厚を１μｍから３０μｍの範囲内に設定可能であり、前記イメージガイド側に配置される中空視野部を形成した薄肉部材と、この薄肉部材に一体で前記中空視野部よりも大きな透孔を有し、前記薄肉部材よりも厚肉な厚肉部材とを有して構成したことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記厚肉部材はシリコンから成る基板であり、さらに、この基板の一面に設けられるシリコンの酸化物から成る接合層を有し、かつ前記薄肉部材は、この接合層の他面に設けられた活性層であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記薄肉部材は、シリコン又はポリイミドであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記活性層はＳＯＩウェハである請求項２に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視野絞り用の視野マスクを備えた内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置の行える医療用の内視鏡が広く利用されている。また、工業分野においても、ボイラ，タービン，エンジン，化学プラントなどの内部の傷や腐蝕などを観察したり検査することのできる工業用内視鏡が広く利用されている。
【０００３】
また、内視鏡には対物光学系で結像された光学像を、イメージガイドによって接眼部まで伝達し、この接眼部に設けられた接眼光学系後方に観察者の眼を近接させることによって観察を行えるものがある。この接眼光学系には前記イメージガイドによって伝達された光学像を拡大観察するための接眼レンズ系と、視野範囲を設定するとともに視野方向を表示する指標を設けた視野絞り等とで構成されていた。この視野絞りはイメージガイドの最終伝達面近傍に配設されている。
【０００４】
また、例えば実公平２−２８４９１号公報には、接眼レンズ後方から観察される視野内に方向等を表示する突出する指標を備えた内視鏡において、この指標の機能を向上させるようにした内視鏡の視野絞り装置が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記実公平２−２８４９１号公報の内視鏡の視野絞り装置のように中空視野部を形成した視野マスクを配置する場合、視野マスクの肉厚を３０μｍ以下に形成することが困難である。このため、接眼部側から対物光学系で結像された光学像が伝達されたイメージガイド最終伝達面までの距離と、接眼部側から視野範囲の境界を形成する視野マスク端面までの距離とが異なる。このため、最終伝達面の観察光学像にピントを合わせた場合に、視野マスクの境界形成部に対する焦点距離が合致しなくなって、視野マスクの境界部がボケるという不具合が発生する。また、視野マスクを薄く形成すると、物理的な強度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、視野マスクをリン青銅で形成する場合、この視野マスクの中空視野部を形成する際、中空視野部内側面のある一面と、他の中空視野部内側面との稜線部に丸みを帯びるという特徴を有している。このため、視野マスクに形成する指標も丸みを帯びた形状になってしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、境界部のボケを解消した、物理的な強度が高く、指標に丸みの無い視野マスクを提供することを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡は、内視鏡挿入部の先端部に配置され、光学像を結像させる対物光学系と、この対物光学系で結像された光学像を内視鏡挿入部の基端部へ伝達するイメージガイドと、前記内視鏡挿入部の基端部に配置され、前記イメージガイドによって伝達された光学像を拡大する接眼光学系と、前記イメージガイドの接眼光学系側端面に設けられ、前記光学像の観察範囲を規制する中空視野部を有する視野マスクとを具備する内視鏡において、
前記視野マスクを、肉厚を１μｍから３０μｍの範囲内に設定可能であり、前記イメージガイド側に配置される中空視野部を形成した薄肉部材と、この薄肉部材に一体で前記中空視野部よりも大きな透孔を有し、前記薄肉部材よりも厚肉な厚肉部材とを有して構成されている。
【０００９】
この構成によれば、薄肉部材としてＳＯＩウェハや有機被膜（ポリイミド）を用いることにより、視野マスクの肉厚が３０μｍ以下にして、視野マスクとイメージガイドの光学像が伝達される最終伝達面との距離の差が極小になってピントのズレが減少する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は本発明の第１実施形態にかかり、図１は内視鏡の概略構成を説明する図、図２は視野マスクを説明する図である。なお、図２（ａ）は視野マスクの正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００１１】
図１に示すように本実施形態の内視鏡１は、例えば体腔内に挿入される内視鏡挿入部（以下、挿入部と略記する）２と、この挿入部２の先端側に配設される対物光学系を構成する対物レンズ３ａを配置した先端構成部３と、前記挿入部２の基端側に設けられた接眼光学系を構成する接眼レンズ４と後述する中空視野部を形成した視野マスク５とを配置した接眼部６とで主に構成されている。
【００１２】
前記挿入部２には光学繊維束で構成されたイメージガイド７が挿通配置されている。このイメージガイド７の一端面は、前記対物レンズ３ａに対向して配置され、他端面である光学像最終伝達面には視野マスク５が配置され、前記接眼レンズ４に対向している。この視野マスク５は、Silicon On Insulator Wafer（以下、ＳＯＩウェハと略記する）を用いたものであり、耐熱性及び耐湿性に優れるとともに、例えばリン青銅で形成した視野マスクに比べ高硬度である。
【００１３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように前記視野マスク５は、前記イメージガイド７の光学像最終伝達面側から順に、薄肉部材であるシリコンから成るＳＯＩウェハである活性層１１と、シリコンの酸化物から成る接合層１２と、厚肉部材であるシリコンから成る基板１３との３層で構成されている。
【００１４】
つまり、前記視野マスク５は、前記活性層１１の一面に設けた前記接合層１２になるシリコンの酸化膜と、前記基板１３の一面に設けた前記接合層１２となるシリコンの酸化膜とを合わせた状態で、高熱中で機械的に接合して形成したものである。
【００１５】
前記活性層１１の肉厚は、１μｍから３０μｍの範囲内である。この活性層１１の中央部には境界部となる中空視野部１１ａが形成されている。この中空視野部１１ａには前記対物光学系で結像された光学像に対する表裏及び位置関係を判別するための楔状の突起として構成された指標１１ｂが突設している。この指標１１ｂを設けることによって、前記中空視野部１１ａが上下左右非対称になって光学像に対する位置関係を明確にしている。
【００１６】
なお、前記中空視野部１１ａ及び前記指標１１ｂは、高密度プラズマInductive Coupled Plasma Etching（以下、ＩＣＰＥと略記する）やReactive lon Etching（以下ＲＩＥと略記する）による直線的なエッチングで形成しているので、縁部に丸みが生じず、特に、リン青銅のように中空視野部内側面のある一面と他の中空視野部内側面との稜線部が丸みを帯びることがない。また、本実施形態では活性層１１の肉厚を１０μｍ程度にしている。
【００１７】
一方、前記基板１３の肉厚は、前記活性層１１の肉厚より厚肉である。この基板１３の中央部には前記中空視野部１１ａの外形より大きな窓部１３ａが形成してある。また、基板表面には表裏及び取付け方向を判別するための凹状の補助指標１３ｂが形成してある。
【００１８】
このことにより、イメージガイド７の光学像最終伝達面までの距離と、視野マスク５の境界部を形成する活性層１１の接眼レンズ側面までの距離との差が極僅かになっている。
【００１９】
このように、視野マスクにＳＯＩウェハを用いた活性層の肉厚が、リン青銅を用いた視野マスクの肉厚に比べて薄いので、イメージガイドの光学像最終伝達面までの距離と、活性層の接眼レンズ側面までの距離との差が極小であるため、イメージガイドの光学像最終伝達面の光学像にピントを合わせたとき、視野マスクの中空視野部内を形成する境界部におけるピントのズレが減少して視野マスクのボケを無くすことができる。
【００２０】
また、ＳＯＩウェハを用いた視野マスクでは、活性層の中空視野部がＩＣＰＥにて形成されているので、指標のエッジが丸みを帯びること無く、明瞭にすることができる。
【００２１】
さらに、ＳＯＩウェハを用いた視野マスクは、耐熱性、耐湿性に優れているので熱による変形や湿気による錆の発生を確実に防止することができるとともに、リン青銅を用いた視野マスクに比べて硬度が高いため、視野マスク装着作業時にピンセットで視野マスクを把持した際、視野マスクが屈曲することなく、視野マスクの装着作業を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、活性層よりも厚肉に形成した基板を活性層に一体で視野マスクを形成したことによって、物理的強度をさらに向上させて、視野マスクの装着作業性をさらに向上させることができる。
【００２２】
又、視野マスクに設けた補助指標の位置を視認することによって、指標を顕微鏡下で観察すること無く視野マスクの表裏及び取付け方向を判別することができる。このことにより、視野マスクの装着作業性をさらに向上させられる。
【００２３】
なお、本実施形態の視野マスク５では活性層１１と基板１３とを接合層１２とで一体にした構成にしているが、視野マスク５を薄肉な活性層１１だけで構成してもよい。但し、この場合には、基板１３を一体にした視野マスクに比べて物理的な強度が劣るので、視野マスクを装着する作業時の取扱に注意が必要となる。
図３は本発明の第２実施形態にかかる視野マスクの他の構成を説明する図である。
図３（ａ）はシリコンからなる基板の表面にポリイミドを成膜した視野マスクの正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
本実施形態においては図３（ａ）、（ｂ）に示すように視野マスク５Ａを、厚肉部材であるシリコンから成る基板２１の一面側に、例えば薄肉部材として有機被膜であるポリイミドの薄膜層２２を成膜して構成している。
【００２５】
この薄膜層２２の厚みは１μｍから３０μｍの範囲内であり、５μｍ程度が望ましい。この薄膜層２２を形成するポリイミドは、成膜後に収縮しつつ硬化し、完全に硬化した状態で基板２１に対する応力が安定して、基板２１の物理的耐性を向上させる。つまり、ポリイミドから成る薄膜層２２に、シリコンから成る基板２１を設けたことによって、視野マスク５Ａの物理的耐性がポリイミド単体で構成した場合の視野マスクの物理的耐性より大幅に向上する。
【００２６】
なお、前記基板２１は、前記第１実施形態の基板１３と同構造であり、窓２１ａ及び補助指標２１ｂを有する。また、薄膜層２２も前記第１実施形態における活性層１１と略同様に中空視野部２２ａを有し、この中空視野部２２ａは対物光学系で結像された光学像の表裏及び位置関係を判別するための楔状の突起から成る指標２２ｂを有している。そして、本実施形態では前記指標２２ｂを備えた中空視野部２２ａをＲＩＥにより形成しているので縁部に丸みが無い。その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００２７】
このように、ポリイミド薄膜層を基板に設けて形成した視野マスクは、薄膜層の肉厚がリン青銅を用いた視野マスクの肉厚に比べて極薄であるので、前記第１実施形態と同様にイメージガイドの光学像最終伝達面の光学像にピントを合わせたとき、視野マスクのボケを無くすことができる。
【００２８】
また、ポリイミドを用いた視野マスクは、薄膜層における中空視野部をＲＩＥで形成したので、リン青銅のようにある一面と他面との稜線部に丸みを帯びることが無いため、指標のエッジが丸みを帯びること無く、明瞭にすることができる。
【００２９】
さらに、ポリイミドを用いた視野マスクは、視野範囲を規制する箇所にポリイミドを用いているため、加工費用が安価である。
【００３０】
又、ポリイミドは成膜後に収縮しつつ硬化するため、完全に硬化した状態でと基板に対する応力が安定し、基板の物理的耐性を向上させることができ、加えてポリイミドはプラスチックであるので、薄膜層が割れにくい。これらのことにより、視野マスク装着時の作業を容易に行うことができる。
【００３１】
また、シリコンから成る基板にポリイミドを成膜することにより、視野マスクの物理的耐性をポリイミド単体で構成される視野マスクの物理的耐性より向上させて、視野マスク装着時の作業が容易に行える。
【００３２】
なお、上述した実施形態において厚肉部材はシリコン基板に限定されるものではなく、サファイアガラス等の透明光学部材を用いるようにしてもよい。このことにより、厚肉部材に窓部を設ける必要がなくなる。
【００３３】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００３４】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００３５】
（１）内視鏡挿入部の先端部に配置され、光学像を結像させる対物光学系と、この対物光学系で結像された光学像を内視鏡挿入部の基端部へ伝達するイメージガイドと、前記内視鏡挿入部の基端部に配置され、前記イメージガイドによって伝達された光学像を拡大する接眼光学系と、前記イメージガイドの接眼光学系側端面に設けられ、前記光学像の観察範囲を規制する中空視野部を有する視野マスクとを具備する内視鏡において、
前記視野マスクを、肉厚を１μｍから３０μｍの範囲内に設定可能な薄肉部材で形成した内視鏡。
【００３６】
（２）前記視野マスクを、前記イメージガイド側に配置される中空視野部を形成した薄肉部材と、この薄肉部材に一体で前記中空視野部よりも大きな透孔を有し、前記薄肉部材よりも厚肉な厚肉部材とで構成したことを特徴とする内視鏡。
【００３７】
（３）前記薄肉部材は、シリコンである付記１又は付記２記載の内視鏡。
【００３８】
（４）前記薄肉部材は、ポリイミドである付記１又は付記２記載の内視鏡。
【００３９】
（５）前記薄肉部材は、有機被膜である付記２記載の内視鏡。
【００４０】
（６）前記視野マスクは、シリコンから成る基板と、この基板の一面に設けられるシリコンの酸化物から成る接合層と、この接合層の他面に設けられた活性層とを有する付記２記載の内視鏡。
【００４１】
（７）前記活性層はＳＯＩウェハである付記６記載の内視鏡。
【００４２】
（８）前記視野マスクは、シリコンから成る基板にポリイミドから成る薄膜層を形成して構成構成される付記２記載の内視鏡。
【００４３】
（９）前記薄肉部材の中空視野部をドライエッチングにより成形した付記１又は付記２記載の内視鏡
（１０）前記薄肉部材の中空視野部をInductive Coupled Plasma Etchingで形成した付記１又は付記２記載の内視鏡。
【００４４】
（１１）前記薄肉部材の中空視野部を、Reactive lon Etchingで形成した付記１又は付記２記載の内視鏡。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、境界部のボケを解消した、物理的な強度が高く、指標に丸みの無い視野マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１及び図２は本発明の第１実施形態にかかり、図１は内視鏡の概略構成を説明する図
【図２】視野マスクを説明する図
【図３】本発明の第２実施形態にかかる視野マスクの他の構成を説明する図
【符号の説明】
１…内視鏡
５…視野マスク
６…接眼部
１１…活性層
１１ａ…中空視野部
１１ｂ…指標
１２…接合層
１３…基板
１３ａ…窓部
【図１】
0004633281.tif 000002
【図２】
0004633281.tif 000003
【図３】
0004633281.tif 000004