(57)【要約】【課題】鏡筒に対してレンズを高い精度で調芯することを可能とし、且つコスト上昇を抑える。【解決手段】撮像光学系ユニット３５は、撮像光学系２６と、撮像光学系２６を保持する鏡筒３７とからなる。鏡筒３７は、先端硬性部２４に取り付けられる。撮像光学系２６は、レンズ群３８を有する。レンズ群３８は鏡筒３７の内部に保持される。レンズ群３８を構成するレンズ３８Ａを鏡筒３７に接着して固定するとき、ガラスビーズ５２を混入させた接着剤５１を、レンズ３８Ａの外周面５５と鏡筒３７の内周面５４との間に生じる隙間Ｔに流し込む。ガラスビーズ５２の粒径は、隙間Ｔに合わせたものを選択している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の挿入部先端部に配される光学系を構成するレンズと、
前記レンズを保持する鏡筒とを備え、
前記鏡筒と前記レンズとの隙間に、ガラスビーズが混入されている接着剤を流し込み、前記鏡筒に前記レンズを固定することを特徴とする内視鏡用光学系ユニット。
【請求項２】
前記ガラスビーズは、前記隙間に合わせた粒径であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光学系ユニット。
【請求項３】
前記ガラスビーズは、市販のガラスビーズを使用することを特徴とする請求項２記載の内視鏡用光学系ユニット。
【請求項４】
前記光学系は、被検体の像光を取り込むための観察光学系であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡用光学系ユニット。
【請求項５】
前記光学系は、被検体内へ照明光を照射するための照明光学系であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡用光学系ユニット。
【請求項６】
被検体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端部に固定される請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡用光学系ユニットとを備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項７】
内視鏡の挿入部先端部に配される光学系を構成するレンズと、前記レンズを保持する鏡筒との隙間に流し込まれ、前記鏡筒に前記レンズを固定する内視鏡光学部材用接着剤であって、前記隙間に合わせた粒径のガラスビーズが混入されていることを特徴とする内視鏡光学部材用接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内を観察、または照明光を被検体内の被観察部位に照射するための内視鏡用光学系ユニット及び内視鏡並びに内視鏡光学部材用接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野において、内視鏡を利用した診断が広く普及している。内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の先端部に、被検体の像光を取り込むための観察光学系と、被検体に向けて照明光を照射するための照明光学系とを備えている。観察光学系を構成する複数のレンズは、それぞれ正又は負の屈折力を有しており、鏡筒に保持されて挿入部先端部に固定される。このため、観察光学系を構成する複数のレンズを鏡筒に対して調芯して固定することが求められる。特に、電子内視鏡では、観察光学系が取り込んだ被検体内の像が撮像面に結像されるように、観察光学系を保持する鏡筒の後方にＣＣＤなどの撮像素子が配置されるため、鏡筒に対して観察光学系の各レンズを高い精度で調芯することが求められる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、内視鏡は、光源装置からの照明光を照明光学系に導光するライトガイドが挿通され、ライトガイドの先端に照明光学系が配置される。これにより、ライトガイドによって導光された照明光が照明光学系に送られる。ライトガイドから送られた照明光を効率良く照射するため、照明光学系においても調芯を行って鏡筒に固定することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０１０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内視鏡の光学系及びこれらを保持する鏡筒に対して、調芯の精度を向上させるには、鏡筒の内径及びレンズの外径の寸法公差を小さく設定し、隙間を可能な限り無くした鏡筒及び各レンズを互いに嵌合させて調芯する構成が考えられる。しかしながら、内視鏡の光学系のような小さいレンズや鏡筒では、寸法公差を小さく加工する工程にコストがかかり、内視鏡のコスト上昇の原因となる。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、鏡筒に対してレンズを高い精度で調芯することを可能とし、且つコスト上昇を抑えた内視鏡用光学系ユニット及び内視鏡並びに内視鏡光学部材用接着剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内視鏡用光学系ユニットは、内視鏡の挿入部先端部に配される光学系を構成するレンズと、前記レンズを保持する鏡筒とを備え、前記鏡筒と前記レンズとの隙間に、ガラスビーズが混入されている接着剤を流し込み、前記鏡筒に対して前記レンズを固定することを特徴とする。
【０００８】
前記接着剤に混入するガラスビーズは、前記隙間に合わせた粒径であることが好ましい。また、ガラスビーズは、市販のガラスビーズを使用することが好ましい。
【０００９】
前記光学系は、被検体の像光を取り込むための観察光学系であることが好ましい。あるいは、前記光学系は、被検体内へ照明光を照射するための照明光学系であることが好ましい。
【００１０】
本発明の内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端部に固定される請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡用光学系ユニットとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の内視鏡光学部材用接着剤は、内視鏡の挿入部先端部に配される光学系を構成するレンズと、前記レンズを保持する鏡筒との隙間に流し込まれ、前記鏡筒に前記レンズを固定する内視鏡光学部材用接着剤であって、前記隙間に合わせた粒径のガラスビーズが混入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内視鏡の挿入部先端部に配される光学系を構成するレンズと、レンズを保持する鏡筒との隙間に、ガラスビーズが混入されている接着剤を流し込み、鏡筒に対してレンズを固定しているので、鏡筒に対してレンズを高い精度で調芯しながら、コスト上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電子内視鏡システムの構成を示す外観図である。
【図２】電子内視鏡の先端部の平面図である。
【図３】電子内視鏡の先端部の構成を示す要部断面図である。
【図４】光学系ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】接着剤に混入するガラスビーズの粒径分布の一例を示す分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、電子内視鏡システム１１は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１３、光源装置１４、及び送気・送水装置１５などから構成されている。送気・送水装置１５は、光源装置１４に内蔵され、エアーの送気を行う周知の送気装置（ポンプなど）１５ａと、光源装置１４の外部に設けられ、洗浄水を貯留する洗浄水タンク１５ｂから構成されている。電子内視鏡１２は、被検者の体内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に連接された操作部１７と、プロセッサ装置１３及び光源装置１４に接続されるコネクタ１８と、操作部１７とコネクタ１８との間を繋ぐユニバーサルコード１９とを有する。
【００１５】
挿入部１６は、その先端に設けられ、被検体内撮影用の撮像素子としてのＣＣＤ型イメージセンサ（図３参照。以下、ＣＣＤという）４２等が内蔵された先端部１６ａと、先端部１６ａの基端に連設された湾曲自在な湾曲部１６ｂと、湾曲部１６ｂの基端に連設された可撓性を有する可撓管部１６ｃとからなる。
【００１６】
コネクタ１８は複合タイプのコネクタであり、プロセッサ装置１３、及び光源装置１４、送気・送水装置１５がそれぞれ接続されている。操作部１７には、湾曲部１６ｂを上下左右に湾曲させるためのアングルノブ２１や先端部１６ａからエアー，水を噴出させるための送気・送水ボタン２２といった操作部材が設けられている。また、操作部１７には、鉗子チャンネル（図３参照）３２に電気メス等の処置具を挿入するための鉗子口２３が設けられている。
【００１７】
プロセッサ装置１３は、光源装置１４と電気的に接続され、電子内視鏡システム１１の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１３は、ユニバーサルコード１９や挿入部１６内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＣＤ４２の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１３は、伝送ケーブルを介してＣＣＤ４２から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１３で生成された画像データは、プロセッサ装置１３にケーブル接続されたモニタ２０に観察画像として表示される。
【００１８】
図２及び図３に示すように、先端部１６ａは、先端硬性部２４と、この先端硬性部２４の先端側に装着される先端保護キャップ２５と、撮像光学系２６（観察光学系）、照明光学系２７Ａ，２７Ｂ、鉗子出口２８、及び送気・送水用ノズル２９を備える。先端硬性部２４は、ステンレス鋼等の金属からなり、長手方向に沿って複数の貫通孔が形成されている。この先端硬性部２４の各貫通孔に撮像部３０、ライトガイド３１、鉗子チャンネル３２などの各種部品が嵌合して固定されている。先端硬性部２４の後端は、湾曲部１６ｂを構成する先端の湾曲駒３３に連結されている。また、先端硬性部２４の外周には、外皮チューブ３４が被覆される。
【００１９】
先端保護キャップ２５は、ゴムまたは樹脂等からなり、先端硬性部２４に保持された各種部品に対応した位置に貫通孔が形成されている。図３に示すように、先端保護キャップ２５は、貫通孔２５ａ〜２５ｅから撮像光学系２６、照明光学系２７Ａ，２７Ｂ、鉗子出口２８、及び送気・送水用ノズル２９等を露呈させている。一対の照明光学系２７Ａ，２７Ｂは、撮像光学系２６を挟んで対称な位置に配されている。
【００２０】
図３に示すように、撮像部３０は、撮像光学系ユニット３５と、撮像素子ユニット３６とが一体に設けられている。撮像光学系ユニット３５は、体腔内（被検体内）の像光を取り込むための撮像光学系２６（観察光学系）と、撮像光学系２６を保持する鏡筒３７とからなる。鏡筒３７は、先端部１６ａの中心軸に撮像光学系２６の光軸が平行となるように先端硬性部２４に取り付けられる。
【００２１】
撮像光学系２６は、レンズ群３８と、プリズム３９とから構成され、レンズ群３８は鏡筒３７の内部に保持され、プリズム３９は鏡筒３７の基端側に固定される。この撮像光学系２６は、レンズ群３８のうち、最も先端側に位置するレンズ３８Ａが先端部１６ａの先端面、すなわち先端保護キャップ２５の貫通孔２５ａから露呈する。プリズム３９は、その入射面が鏡筒３７に接続されている。
【００２２】
撮像素子ユニット３６は、プリズム３９の出射面に接続されているカバーガラス４０、四角枠状のスペーサ４１、ＣＣＤ４２、回路基板４３等からなる。ＣＣＤ４２は、スペーサ４１を介してカバーガラス４０の下部に取り付けられている。
【００２３】
ＣＣＤ４２には、受光部４４が表面に設けられる。ＣＣＤ４２、スペーサ４１、およびカバーガラス４０は、接着剤で互いに接着されて組み付けられる。スペーサ４１、およびカバーガラス４０で囲まれた密閉空間内に受光部４４が収容され、塵埃や水等の侵入から受光部４４が保護される。
【００２４】
ＣＣＤ４２の後端には、回路基板４３が取り付けられている。回路基板４３は、ＣＣＤ４２と電気的に接続される。回路基板４３には、例えば、ＣＣＤ４２を駆動させるための駆動信号を伝達する回路、ＣＣＤ４２からの撮像信号をデジタル化する等の信号処理を施すための回路、撮像信号をプロセッサ装置に転送するための回路等が実装されている。
【００２５】
回路基板４３の後端部には、複数の電極パッドが設けられており、この電極パッドに信号ケーブル４５から引き出された信号線４６が半田付けされている。信号ケーブル４５は、回路基板４３とプロセッサ装置１３との信号の遣り取りを媒介する。
【００２６】
ライトガイド３１は、マルチモードの光ファイバからなり、コネクタ１８を介して光源装置１４から供給される照明光を照明光学系２７Ａ，２７Ｂに導光する。照明光学系２７Ａ，２７Ｂは、照明光を被検体内に照射するレンズ群からなり、ライトガイド３１によって導光される光を被検体内に照射する。照明光学系２７Ａ，２７Ｂは、鏡筒４７に保持され、先端保護キャップ２５の貫通孔２５ｂ，２５ｃから露呈される。鏡筒４７は、先端硬性部２４に固定されている。照明光の照射範囲は、電子内視鏡１２による撮影範囲と同程度か、これよりも大きく、照明光は観察画像の全面にほぼ均一に照射される。
【００２７】
図４に示すように、レンズ群３８を鏡筒３７に接着して固定するときには、レンズ群３８の各レンズと鏡筒３７との隙間に流し込むようにして接着剤５１を付着させる。レンズ群３８と鏡筒３７との接着に使用される接着剤５１としては、例えば、シリコン系接着剤が用いられる。
【００２８】
レンズ群３８の各レンズと鏡筒３７との隙間、すなわち、レンズ群３８の各レンズの外周面と、鏡筒３７の内周面との寸法差は緩めの設定としている。一方、レンズ群３８の各レンズは、それぞれ屈折力を有しており、鏡筒３７に対して高い精度で調芯する必要がある。以下では、レンズ群３８のうち、主に最先端側のレンズ３８Ａを鏡筒３７に対して調芯する構成について説明する。
【００２９】
本実施形態では、ガラスビーズ５２を混入した接着剤５１を使用することにより、レンズ３８Ａを高い精度で調芯させる。鏡筒３７には、レンズ３８Ａの基端面５３に合わせた位置に、鏡筒３７の内周面５４から突出する突出部５４ａが形成されている。レンズ３８Ａを鏡筒３７に接着するときには、先ず基端面５３を突出部５４ａに当接させてレンズ３８Ａの位置を規制する。そして、ガラスビーズ５２を混入した接着剤５１をレンズ３８Ａの外周面５５と鏡筒３７の内周面５４との間に生じる隙間Ｔに流し込むと、隙間Ｔを埋めるようにガラスビーズ５２が入り込む。また、ガラスビーズ５２を混入させた接着剤５１は白色に見えるため、接着剤５１の流れ込む様子が容易に視認できるようになる。なお、接着剤５１に混入されるガラスビーズ５２の比率は、接着剤５１の粘性によって適宜決定される。
【００３０】
この接着剤５１に混入されるガラスビーズ５２は、レンズ３８Ａの外周面５５と鏡筒３７の内周面５４との間に生じる隙間Ｔに合わせた粒径Ｒを有するものを使用する。レンズ３８Ａの外径（外周面５５の直径）をＤ１、鏡筒３７の内径（内周面５４の直径）をＤ２とすると、鏡筒３７の内周面５４とレンズ３８Ａの外周面５５との間に生じる隙間Ｔは、内径Ｄ２と外径Ｄ１との差（Ｄ２−Ｄ１）の片側分で、（Ｄ２−Ｄ１）／２となる。この隙間Ｔ＝（Ｄ２−Ｄ１）／２に合う粒径Ｒのガラスビーズ５２を使用する。これにより、レンズ３８Ａを鏡筒３７に接着するとき、内周面５４と外周面５５との間に、上述した粒径Ｒのガラスビーズ５２を混入した接着剤５１を流し込むと、内周面５４と外周面５５の間に生じる隙間Ｔを埋めるようにガラスビーズ５２が入り込む。
【００３１】
ガラスビーズ５２を混入させた接着剤５１を隙間Ｔに流し込んで、鏡筒３７に対するレンズ３８Ａの接着を行うと、隙間Ｔを埋めるように入り込んだガラスビーズ５２によってレンズ３８Ａの全周面が囲まれる。これにより、レンズ３８Ａは、鏡筒３７の中心に向かって押されるように移動して自動的に調芯することができる。レンズ群３８を構成するレンズ３８Ａ以外のレンズについても鏡筒３７との隙間にガラスビーズ５２を混入させた接着剤５１を流し込むことによって同様に調芯することができる。
【００３２】
ガラスビーズ５２の粒径Ｒについて、具体例を上げると、鏡筒３７の内径Ｄ２とレンズ３８Ａの外径Ｄ１との設計上の差（Ｄ２−Ｄ１）が２０〜６０μｍ（交差を含む値）の場合、隙間Ｔ＝（Ｄ２−Ｄ１）／２は１０〜３０μｍで、中心値は２０μｍである。そこで、この隙間Ｔに合わせた粒径Ｒのガラスビーズ５２の市販品を選択する。図５は、上述した隙間Ｔに合わせるために選択した市販のガラスビーズ５２に含まれる粒径分布の一例を示す。この例では、粒径Ｒが３．２〜２０μｍまでのガラスビーズ５２が含まれ、さらに粒径Ｒの平均である１２μｍ前後のガラスビーズ５２が多く含まれている。このような隙間Ｔに合わせた粒径Ｒの分布となっている市販のガラスビーズ５２を接着剤５１に混入させると、鏡筒３７に対するレンズ３８Ａの調芯が高い精度で行われる。なお、接着剤５１に混入させるガラスビーズ５２としては、上述した粒径分布の例に限定されるものではなく、レンズ３８Ａの外周面５５と鏡筒３７の内周面５４との間に生じる隙間Ｔの平均寸法以下の粒径Ｒであればよい。
【００３３】
上述したように、レンズ群３８の各レンズの外周面と、鏡筒３７の内周面との寸法差を緩めの設定とし、ガラスビーズ５２を混入した接着剤５１を隙間に流し込んでレンズ群３８を鏡筒３７に接着させているので、鏡筒３７やレンズ群３８を加工するコストがかからず、さらに鏡筒３７に対するレンズ群３８の各レンズの調芯を高い精度で行うことが可能であり、コスト上昇を抑えることができる。また、接着剤５１に混入させるガラスビーズ５２として、市販品のガラスビーズを使用することでコスト上昇をさらに抑えることができる。
【００３４】
さらにまた、ガラスビーズ５２を混入させて白色に見えるようになった接着剤５１は、容易に視認できるようになるため、レンズ群３８の各レンズと鏡筒３７との隙間に充填するように接着剤５１が流れているか否かを確認することができる。
【００３５】
上記実施形態では、本発明の光学系ユニットとして撮像光学系ユニット３５（観察光学系ユニット）を上げているが、本発明はこれに限るものではなく、照明光学系ユニットにも適用することができる。この場合、照明光学系ユニットを構成する照明光学系２７Ａ，２６Ｂは、鏡筒４７に対して、上記実施形態と同様に、各レンズの外周面と、鏡筒４７の内周面との寸法差を緩めの設定とし、ガラスビーズ５２を混入させた接着剤５１を隙間に流し込み、各レンズを鏡筒４７に接着させる。これにより、照明光学系２７Ａ，２６Ｂを構成するレンズを鏡筒４７に対して高い精度で調芯することができる。
【００３６】
また、上記実施形態においては、撮像素子を用いて被検体の状態を撮像した画像を観察する電子内視鏡を例に上げて説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、光学的イメージガイドを採用して被検体の状態を観察する内視鏡にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１１  電子内視鏡システム
１２  電子内視鏡
１３  プロセッサ装置
１４  光源装置
１６  挿入部
１６ａ  先端部
２６  撮像光学系（観察光学系）
２７Ａ，２７Ｂ  照明光学系
３５  撮像光学系ユニット（観察光学系ユニット）
３７  鏡筒
３８  レンズ群
３８Ａ  レンズ
４２  ＣＣＤ
５１  接着剤
５２  ガラスビーズ
５４  内周面
５５  外周面
Ｄ１  外径
Ｄ２  内径
Ｔ  隙間
【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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