(57)【要約】【課題】水等の浸入による照明素子の不具合が生じにくい内視鏡装置を提供する。【解決手段】長尺の挿入部と、挿入部の先端部に設けられた観察部と、挿入部の先端部に設けられ、観察部の視野を照明する照明部２１と、観察部および照明部を収容する筒状の枠体３１とを備えた内視鏡装置において、照明部は、配線を有する配線基板２３と、配線と接続されて配線基板に実装された複数のＬＥＤ２２と、配線およびＬＥＤ２２を封止する第一樹脂層３２および第二樹脂層３３とを有し、枠体は、内腔に連通する貫通孔３５を有し、照明部は、配線基板が貫通孔から視認可能となるように枠体内に配置され、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３と枠体との間に接着剤３４が充填され、かつ接着剤３４の一部が貫通孔から視認可能な構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の挿入部と、前記挿入部の先端部に設けられた観察部と、前記挿入部の先端部に設けられ、前記観察部の視野を照明する照明部と、前記観察部および前記照明部を収容する筒状の枠体とを備えた内視鏡装置であって、
前記照明部は、配線を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記配線基板に実装された複数の照明素子と、前記配線および前記照明素子を封止する樹脂層と、を有し、
前記枠体は、内腔に連通する貫通孔を有し、
前記照明部は、前記配線基板が前記貫通孔から視認可能となるように前記枠体内に配置され、
前記樹脂層と前記枠体との間に接合材料が充填され、かつ前記接合材料の一部が前記貫通孔から視認可能であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記樹脂層は、少なくとも一部が円柱状に形成され、かつ略円筒状に形成された前記枠体の内径よりも小さい径寸法を有し、
前記樹脂層の外周面には複数の突起が設けられ、前記照明部は、前記突起が前記枠体の内面と接触するように前記枠体内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記樹脂層は、径寸法が他の領域よりも大きい大径部を有し、
前記枠体の内腔は、前記大径部が通過不能な第一領域と、前記大径部が進入可能な第二領域とを有することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
補助光学系と、照明部とが枠体内に配置された内視鏡用アダプタであって、
前記照明部は、配線を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記配線基板に実装された複数の照明素子と、前記配線および前記照明素子を封止する樹脂層と、を有し、
前記枠体は、内腔に連通する貫通孔を有し、
前記照明部は、前記配線基板が前記貫通孔から視認可能となるように前記枠体内に配置され、
前記樹脂層と前記枠体との間に接合材料が充填され、かつ前記接合材料の一部が前記貫通孔から視認可能であることを特徴とする内視鏡用アダプタ。
【請求項５】
前記樹脂層は、少なくとも一部が円柱状に形成され、かつ略円筒状に形成された前記枠体の内径よりも小さい径寸法を有し、
前記樹脂層の外周面には複数の突起が設けられ、前記照明部は、前記突起が前記枠体の内面と接触するように前記枠体内に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用アダプタ。
【請求項６】
前記樹脂層は、径寸法が他の領域よりも大きい大径部を有し、
前記枠体の内腔は、前記大径部が通過不能な第一領域と、前記大径部が進入可能な第二領域とを有することを特徴とする請求項５に記載の内視鏡用アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡装置、より詳しくは、挿入部の先端に照明素子を備えた内視鏡装置および内視鏡用アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体に挿入される挿入部の先端に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の照明素子を配置した内視鏡装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。照明素子は、挿入部に直接設けられる場合もあるし、アダプタに設けられて挿入部の先端部に装着されることもあるが、いずれにしても、配線が形成された基板に実装され、樹脂で封止される。封止する樹脂としては、照明素子の光を減じないように、透過率の高い透明な樹脂が用いられるのが一般的である。
このような封止樹脂は、挿入部の外枠や、アダプタの枠体等と密着して、照明素子を水密に保持する機能も兼ねている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、封止樹脂として用いられる樹脂の多くは接着性が充分でなく、外枠や基板等から剥離してしまうことがある。剥離すると、外枠等と封止樹脂との間から水分が浸入し、基板と封止樹脂との間に達して短絡を起こすなどして照明素子が機能しなくなることがある。
これに対して、接着性の高いアクリル系接着剤や、シリコン系接着剤を用いて照明素子を封止することも考えられるが、アクリル系接着剤は、熱に弱く、シリコン系接着剤は、潤滑油、軽油、ケロシン、ガソリン等の石油系薬品に対する耐薬性が低いため、いずれも工業用の内視鏡に適用することは困難である。
また、基板と外枠とが接触しているため、外枠に加わった物理的な衝撃や、温度変化による外枠の膨張収縮等が直接基板に伝わるので、基板の破損の原因となるという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水等の浸入による照明素子の不具合が生じにくい内視鏡装置および内視鏡用アダプタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様は、長尺の挿入部と、前記挿入部の先端部に設けられた観察部と、前記挿入部の先端部に設けられ、前記観察部の視野を照明する照明部と、前記観察部および前記照明部を収容する筒状の枠体とを備えた内視鏡装置であって、前記照明部は、配線を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記配線基板に実装された複数の照明素子と、前記配線および前記照明素子を封止する樹脂層と、を有し、前記枠体は、内腔に連通する貫通孔を有し、前記照明部は、前記配線基板が前記貫通孔から視認可能となるように前記枠体内に配置され、前記樹脂層と前記枠体との間に接合材料が充填され、かつ前記接合材料の一部が前記貫通孔から視認可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第二の態様は、補助光学系と、照明部とが枠体内に配置された内視鏡用アダプタであって、前記照明部は、配線を有する配線基板と、前記配線と接続されて前記配線基板に実装された複数の照明素子と、前記配線および前記照明素子を封止する樹脂層と、を有し、前記枠体は、内腔に連通する貫通孔を有し、前記照明部は、前記配線基板が前記貫通孔から視認可能となるように前記枠体内に配置され、前記樹脂層と前記枠体との間に接合材料が充填され、かつ前記接合材料の一部が前記貫通孔から視認可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の内視鏡装置および内視鏡用アダプタにおいて、前記樹脂層は、少なくとも一部が円柱状に形成され、かつ略円筒状に形成された前記枠体の内径よりも小さい径寸法を有し、前記樹脂層の外周面には複数の突起が設けられ、前記照明部は、前記突起が前記枠体の内面と接触するように前記枠体内に配置されてもよい。
さらに、前記樹脂層は、径寸法が他の領域よりも大きい大径部を有し、前記枠体の内腔は、前記大径部が通過不能な第一領域と、前記大径部が進入可能な第二領域とを有してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内視鏡装置および内視鏡用アダプタによれば、水等の浸入による照明素子の不具合の発生を好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】同内視鏡装置の挿入部を先端側から見た図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】同内視鏡装置の照明部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る内視鏡装置の照明部を示す斜視図である。
【図６】同照明部の平面図である。
【図７】本発明の変形例における照明部および枠体の断面図である。
【図８】本発明の変形例における照明部および枠体の断面図である。
【図９】本発明の変形例における照明部および枠体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の内視鏡装置１の全体構成を示す模式図である。内視鏡装置１は、エンジンやタンク等の被検物の内部観察に用いる工業用の内視鏡装置であり、被検物内部に挿入される長尺の挿入部１０と、挿入部１０の基端側に設けられた操作部５０と、操作部５０と接続された本体部６０とを備えている。
【００１２】
挿入部１０は可撓性を有し、被検物内部の画像を取得するための観察光学系および撮像手段を有する観察部１１と、複数の照明素子を有して観察部１１の視野を照明する照明部２１とがそれぞれ先端部に取り付けられている。
観察部１１としては公知の各種構造を採用することができる。照明部２１の構造は本発明の主要部分であるため、後程詳細に説明する。
また、挿入部１０の先端側の一定範囲は、湾曲コマや節輪等を備えた公知の構造を有する湾曲部１２とされており、挿入部１０の軸線と直交する二軸方向に湾曲可能である。
【００１３】
操作部５０は湾曲部１２の湾曲操作を行うもので、例えばジョイスティック５１等を備えた構造とすることができるが、具体的構成には特に制限はない。
本体部６０は、観察部１１の取得した画像を表示するディスプレイ６１および操作パネル６２を備えた公知の構成を有する。また、図示しない外部電源と接続され、内視鏡装置１の各部に電力を供給することができる。
【００１４】
図２は、挿入部１０を先端側から見た図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。観察部１１は、先端側端面の中央部に配置され、照明部２１は観察部１１の周囲に配置されている。照明部２１には、照明素子として複数のＬＥＤ２２が配置されている。観察部１１および照明部２１は、金属等からなる略円筒状の枠体３１内に収容されている。
【００１５】
図３に示すように、照明部２１の各ＬＥＤ２２は、配線基板２３上に配置され、ワイヤ２４を用いたワイヤボンディングにより配線基板２３の図示しない配線と電気的に接続されて実装されている。照明部２１の周囲には、枠体３１が配置され、枠体３１内に配置されたＬＥＤ２２およびは、ＬＥＤから出射される光を励起する蛍光体を含む第一樹脂層３２で封止されている。さらに第一樹脂３２の上に透明な樹脂による第二樹脂層３３が形成されている。すなわち、照明部２１において、配線基板２３の上面に形成された配線、ＬＥＤ２２、およびワイヤ２４は、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３からなる樹脂層により、外部の液体等に触れないように封止されている。
【００１６】
第一樹脂層３２の基端側（配線基板２３に近い側）は径方向の寸法が大きい大径部３２ａとされており、第一樹脂層３２の大径部３２ａ以外の部分と第二樹脂層３３とは略同一の径とされている。また、大径部３２ａの径と配線基板２３の径とが略同一の径とされており、大径部３２ａの外周面と配線基板２３の側面とが連続した面を形成している。
【００１７】
枠体３１の内腔は、先端側の第一領域３１ａと基端側の第二領域３１ｂとを有しており、第二領域３１ｂの内径は、第一領域３１ａよりも大きく設定されている。第一領域３１ａの内径は、第二樹脂層３３の外径よりも大きく、かつ大径部３２ａの外径よりも小さく設定されている。第二領域３１ｂの内径は、大径部３２ａよりも大きく設定されている。
【００１８】
枠体３１の内腔において、第一樹脂層３２、第二樹脂層３３、および配線基板２３との隙間には、接着剤（接合材料）３４が充填されている。接着剤３４を介して、第一樹脂層３２、第二樹脂層３３、および配線基板２３と枠体３１とが接合されるとともに、挿入部５０の先端側端面を封止して水密を確保している。
第二領域３１ｂの外周面には、枠体３１の内腔に連通する貫通孔３５が２か所設けられている。貫通孔３５は、挿入部１０の軸線方向において配線基板２３と重なる位置に設けられており、枠体３１の外側において、貫通孔３５から配線基板２３の側面を視認することができる。
【００１９】
なお、図示を省略するが、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３、並びに配線基板２３には、中央に軸線方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔には、観察部１１の枠体等がはめ込まれ、当該貫通孔内における観察部１１と第一樹脂層３２および第二樹脂層３３との間にも、同様に接着剤３４が配置されて封止されている。
接着剤３４としては、硬化後において、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３よりも柔らかいものが用いられている。接着剤３４は、枠体３１や各樹脂層３２、３３の想定使用環境における最大変形量よりも大きく弾性変形可能であると、後述する変形吸収作用が好適に発揮されるため、好ましい。
【００２０】
上記のように構成された内視鏡装置１における、挿入部１０の先端部の製造手順について説明する。まずワイヤ２４を用いたワイヤボンディングによりＬＥＤ２２を配線基板２３上に実装する。次に、配線基板２３上に第一樹脂層３２を形成し、さらに第一樹脂層３２上に第二樹脂層３３を形成してＬＥＤおよび配線基板の配線面を封止する。このとき、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３の形成は、配線基板２３が枠体３１内に配置されていない状態で、金型等を用いて行う。
この工程により、図４に示すように、略円柱状の第一樹脂層３２および第二樹脂層３３を有する照明部２１がほぼ完成する。上述した第一樹脂層３２および第二樹脂層３３の貫通孔は、金型の形状等により、各樹脂層３２、３３の形成時に形成してもよいし、樹脂層３２、３３の形成後に切削等により形成してもよい。
【００２１】
次に、照明部２１を枠体３１内に位置決めして配置し、先端側から照明部２１と枠体３１との間に接着剤３４を流し込む。照明部２１の位置決めは、第一樹脂層３２の大径部３２ａの先端側の面を、枠体３１の第一領域３１ａと第二領域３１ｂとの間の段差に当接させることにより行う。このように位置決めすると、挿入部１０の軸線方向において配線基板２３と貫通孔３５とが重なり、貫通孔３５から配線基板２３の側面を視認可能な状態になる。
【００２２】
流し込まれた接着剤３４は、枠体３１の基端側に移動していく。作業者は、枠体３１の貫通孔３５内に接着剤３４が視認できるかを確認し、接着剤３４が視認できたら接着剤３４の供給を終了して固定する。
【００２３】
その後、第一樹脂層３２および第二樹脂層３３の貫通孔内に観察部１１が配置され、各樹脂層３２、３３と観察部１１との間に接着剤３４を流し込んで両者を一体に接合するとともに水密を確保すると、挿入部１０の先端部分が完成する。観察部１１の接合は、枠体３１と照明部２１との接合の前後いずれに行われてもよい。
【００２４】
上記のように構成された挿入部１０の先端部では、接着剤３４がＬＥＤ２２を封止する樹脂層３２、３３と枠体３１との間の水密を確保している。内視鏡装置１が高温の環境下で使用される等の場合、枠体３１と樹脂層３２、３３との膨張率の違いにより、一部で両者間の距離が広がる場合があるが、接着剤３４が樹脂層３２、３３よりも柔軟である場合、一定範囲変形してこの広がりを吸収し、水密を保持し続ける。両者間の距離が接着剤３４による吸収限界を超えると、接着剤３４が枠体３１および樹脂層３２、３３のいずれか一方から剥離して水密が破られるが、樹脂層３２、３３は、枠体３１に直接接合されていないため、この剥離により破壊されない。その結果、樹脂層３２、３３が配線基板２３に密着した状態が保持され、剥離により形成された隙間から枠体３１内に液体等が浸入しても、ＬＥＤ２２や配線基板２３の配線が短絡等を起こすことが好適に抑制される。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態の内視鏡装置１によれば、ＬＥＤ２２を封止する樹脂層３２、３３を枠体３１に直接接合せず、両者の間に接着剤３４を配置して水密を保つことで、第一樹脂層３２と配線基板２３との間に両者を剥離させるような力が作用することが抑制される。したがって、照明部２１における短絡等の不具合の発生を好適に防止することができる。
【００２６】
また、枠体３１に対して外側から作用する外力が直接樹脂層３２、３３や配線基板２３等に伝わらず、接着材３４を介して伝わるため、大きな衝撃によりこれらの部位が破壊されることを抑制することができる。
【００２７】
さらに、枠体３１に貫通孔３５が設けられているため、貫通孔内に接着剤３４が視認できるまで接着剤を供給することにより、接着剤３４を確実に配線基板２３まで到達させて、水密を確実にすることができる。
【００２８】
さらに、第一樹脂層３２の外周面と配線基板の外周面とが連続した面を形成しているため、これを覆うように接着剤３４が配置されることで、第一樹脂層３２が配線基板２３から離間する方向に移動しにくくなる。その結果、両者の剥離により配線基板の配線が露出することを好適に防止することができる。
【００２９】
さらに、第一樹脂層３２が大径部３２ａを有し、枠体３１の内腔が、大径部３２ａの進入できない第一領域３１ａと大径部３２ａの進入可能な第二領域３１ｂとを有するため、照明部２１を、配線基板２３が貫通孔３５から視認可能な状態に容易に位置合わせして枠体３１内に配置することができる。
【００３０】
次に、本発明の第二実施形態について、図５および図６を参照して説明する。本実施形態と第一実施形態との異なるところは、樹脂層の形状である。なお、以降の説明において、すでに説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３１】
図５は、本実施形態の内視鏡装置における照明部１２１を示す斜視図であり、図６は、照明部１２１の平面図である。第一樹脂層３２において、大径部３２ａよりも先端側の外周面には、径方向外側に突出する複数の突起１２２が形成されている。突起１２２は、図６に示すように、周方向に等間隔に３つ設けられており、各突起１２２の最突出点を結ぶ円の半径は、枠体３１の第一領域３１ａの内径とほぼ同一とされている。
【００３２】
本実施形態の内視鏡装置では、照明部１２１を枠体３１内に配置する際に、各突起１２２が第一領域３１ａの内面と接触する。その結果、照明部１２１と枠体３１とが略同軸に配置され、照明部１２１の周囲にほぼ均一な幅の隙間が確保される。この状態で第一実施形態と同様に接着剤３４を流し込むと、接着剤３４が照明部１２１の周囲にまんべんなく配置され、上述した水密確保や樹脂層３２，３、の剥離防止といった効果をさらに確実に発揮させることができる。
【００３３】
本実施形態において、突起の数は最低２個あればよく、その数は適宜設定されてよい。また、設ける箇所は第二樹脂層３３でもよく、複数の突起の一部が第一樹脂層３２に設けられ、残りが第二樹脂層３３にというように分散されて設けられてもよい。さらに、このような突起が第二樹脂層の大径部に設けられても構わない。大径部に突起が設けられた場合は枠体の第二領域の内面と接触するが、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【００３５】
まず、本発明において、枠体に形成する貫通孔の形状は様々に変更することができる。
例えば、図７に示す変形例のように、外周面に近づくにつれて大きくなる形状の貫通孔３５Ａとしてもよい。この場合、貫通孔３５Ａから接着剤を注入することも可能となる。
また、図８に示す変形例のように、配線基板２３および大径部３２ａにわたる長穴状の貫通孔３５Ｂとしてもよい。この場合、大径部３２ａおよび配線基板２３において、連続する外周面が接着剤３４に覆われている状態を確認することができる。
さらに、図９に示す変形例のように、貫通孔３５よりも先端側に別の貫通孔３８を設けてもよい。この場合、先端面側から流し込んだ接着剤の到達状況をより詳細に確認することができる。
【００３６】
なお、本発明の貫通孔は少なくとも一つあればよく、設ける数や枠体の周方向における配置態様は、適宜設定することができる。ただし、貫通孔を複数設け、少なくとも一つの位置を観察部の視野における上下左右方向のいずれかに対応させておくと、観察部の組み付け時に指標とすることができ、好ましい。
【００３７】
また、照明素子が白色光を発する等の場合は、第一樹脂層は蛍光体を含まなくてもよい。これにより照明素子を封止する樹脂層を複数層とする必要がなくなれば、単層として形成してもよい。
また、枠体の内周面に切欠きまたは溝を形成し、接合材料の充填を行いやすくしてもよい。なお、本発明の接合材料は、接着材のように強い接着性を有する必要は必ずしもなく、枠体と照明部との間の水密を確保できるように両者と密着できるものであればよい。ただし、接着性を有するものは、変形により枠体と照明部との距離が変化した際も、両者に接合された状態で変形するため、水密がより確実に保持されるため、好ましい。
【００３８】
また、上述の各実施形態では、挿入部の先端部に照明部及び枠体が配置される例を説明したが、本発明の構造は、補助光学系と、照明素子を有する照明部とが枠体内に配置され、内視鏡装置の挿入部の先端部に取り付けられる内視鏡用アダプタにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  内視鏡装置
１０  挿入部
１１  観察部
２１、１２１  照明部
２２  ＬＥＤ（照明素子）
２３  配線基板
３１  枠体
３１ａ  第一領域
３１ｂ  第二領域
３２  第一樹脂層
３２ａ  大径部
３３  第二樹脂層
３４  接着剤（接合材料）
３５、３５Ａ、３５Ｂ  貫通孔
１２２  突起
【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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【図８】
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【図９】
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