(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部先端に設けられ被写体像を結像する対物光学系と、前記挿入部先端に少なくとも一部が設けられ前記対物光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させる光学系移動機構と、前記挿入部先端の前記対物光学系の光軸上後方に設けられ前記対物光学系により結像される被写体像を撮像する固体撮像素子と、前記挿入部先端に設けられ前記固体撮像素子を駆動する回路基板とを備え、
前記回路基板を前記固体撮像素子の側方に配置し、前記光学系移動機構を前記対物光学系の側方に配置し、前記回路基板の前記固体撮像素子に対する径方向の向きと前記光学系移動機構の前記対物光学系に対する径方向の向きとのなす角度が９０度以下になるように前記回路基板及び前記光学系移動機構を配置したことを特徴とする内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦点等の調整が可能な対物光学系で結像される被写体像を挿入部先端に備えられた固体撮像素子で撮像する内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、体腔内等に細長の挿入部を挿入して、例えば食道、胃、小腸、大腸等の消化管や肺等の気管を観察し、必要に応じて鉗子挿通管路内に鉗子等の処置具を挿通して各種の治療処置を行える内視鏡が広く利用されている。特に、挿入部先端に撮像手段としてＣＣＤ（電荷結合素子）等の固体撮像素子を備えた内視鏡である電子内視鏡は、ＣＣＤで得られた撮像信号をビデオプロセッサで映像信号に変換してモニタ装置上に表示したり、ビデオプリンタで印刷したり、ＶＴＲデッキ、ビデオディスク、画像ファイル記録装置等に記録できる等といった利点を有している。
【０００３】
このようなＣＣＤを挿入部先端に備えた内視鏡の一例として、特開平１０−１７９５０６号では、被写体像を結像する対物光学系の一部を光軸方向に移動させる光学系移動機構を挿入部の先端部に設けることで、得られる被写体像のズーミングやフォーカシングの調整を可能とする手段が示されている。そして、特開平１０−１７９５０６号に示される内視鏡の先端部内には、対物光学系と、ＣＣＤと、このＣＣＤを駆動する回路基板と、この回路基板とビデオプロセッサとを電気的に接続する電気ケーブルが、先端側から順に配置されている。ところが、このように対物光学系と、ＣＣＤと、回路基板と、ケーブルが挿入方向に沿って直列に配置されていると、先端部の硬質部分が長くなってしまい、内視鏡の体腔内等への挿入性が悪くなる。
【０００４】
そこで、回路基板をＣＣＤや対物光学系の側方に突出して配置することで、先端部の硬質部分の長さを短縮する構成が考えられる。例えば、図６に示す先端部１０１は、対物光学系１０２から径方向へ突出した位置に光学系移動機構１０３が配置され、ＣＣＤ１０４から径方向へ突出した位置に回路基板１０５が設けられ、空きスペースに、被写体を照明するための照明光を導光する例えば２本のライトガイド１０６と、鉗子挿通管路１０７と、送気送水管路１０８が配置されて構成されている。この図６に示されるように、回路基板１０５がＣＣＤ１０４や対物光学系１０２の側方に配置されていると、先端部１０１の硬質部分の長さが回路基板１０５の長さ分短くなり、内視鏡の挿入性が向上する。ここで、図６に示すように、複数のライトガイド１０６を設けることで、被写体像に対する配光ムラが減少される。また、図６に示すように、回路基板１０５が位置する径方向と光学系移動機構１０３の位置する径方向とのなす角度を広く確保することで、回路基板１０５及び光学系移動機構１０３がそれぞれ組み立て易くなる。また、図６に示すように、先端部１０１の後端には、一般に、複数の湾曲駒が連設されて構成された湾曲部の最先端に位置する湾曲駒１１１が接続され、この湾曲駒１１１の例えば上下左右の対向４箇所には、手元側からの遠隔操作により湾曲部を湾曲させる湾曲ワイヤ１１３が取り付けられる内側に突出したワイヤ取付部１１２が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した図６に示す先端部１０１のように、回路基板１０５と光学系移動機構１０３とのなす角度を広く確保したとき、回路基板１０５と光学系移動機構１０３とで挟まれる位置つまり紙面の左下方から下方にかけての位置に比較的広いスペースが確保され、紙面の右上方の位置に狭いスペースが確保される。そこで、照明光の配光ムラを減少すべく２つのライトガイド１０６を広いスペースと狭いスペースとに分けて配置すると、広い方のスペースには、例えば一方のライトガイド１０６と、鉗子挿通管路１０７と、送気送水管路１０８が配置される。ところが、これら広い方のスペースに配置される内蔵物が、紙面の下方及び左方に本来配置される２つのワイヤ取付部１１２の位置と干渉してしまうので、干渉を避けるためには、図に示すように、これらワイヤ取付部１１２の位置を前記広いスペースから逃がした方向に移動させることとなる。そして、この一例で示されるような事情により４つのワイヤ取付部１１２の位置をずらして構成すると、湾曲部を湾曲操作しようとしたときに、湾曲部が本来湾曲する方向と異なる方向にずれて湾曲してしまい、操作性を損ねてしまう。また、ワイヤ取付部の位置を正しい方向に維持しつつ、ワイヤ取付部に干渉しないように内蔵物を配置するには、先端部が太径化してしまい、内視鏡の挿入性が損ねられてしまう。また、先端部を太径化させず、且つワイヤ取付部の位置を正しい方向に維持しつつ、ワイヤ取付部に干渉しないように内蔵物を配置するには、ライトガイドや鉗子挿通管路等の内蔵物が細径化してしまい、照明光が減少したり、鉗子等の処置具の挿入性が悪くなることで、操作性が悪くなるという問題が生じる。しかしながら、これらの問題を回避する方策は、従来示されていなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対物光学系の焦点調整等の調整を行う手段を備えつつ、先端部の硬質部分の長さを短縮し、且つ先端部を細径化し、且つ操作性の良い内視鏡を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、挿入部先端に設けられ被写体像を結像する対物光学系と、前記挿入部先端に少なくとも一部が設けられ前記対物光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させる光学系移動機構と、前記挿入部先端の前記対物光学系の光軸上後方に設けられ前記対物光学系により結像される被写体像を撮像する固体撮像素子と、前記挿入部先端に設けられ前記固体撮像素子を駆動する回路基板とを備え、前記回路基板を前記固体撮像素子の側方に配置し、前記光学系移動機構を前記対物光学系の側方に配置し、前記回路基板の前記固体撮像素子に対する径方向の向きと前記光学系移動機構の前記対物光学系に対する径方向の向きとのなす角度が９０度以下になるように前記回路基板及び前記光学系移動機構を配置したことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す説明図、図２は先端部の構造を示す縦断面図、図３は先端部の横断面での内蔵物等の配置を示す説明図、図４は先端部の先端面の構成を示す説明図、図５は先端フードの先端部への取り付け構造を示す説明図である。
【０００９】
図１に示すように、内視鏡装置１は、体腔内等に挿入して被写体像を撮像する電子内視鏡である内視鏡２と、この内視鏡に照明光を供給する外部接続装置である光源装置３と、前記内視鏡２で被写体像を撮像して得られた撮像信号を入力しモニタ表示可能な映像信号を得る外部接続装置であるビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４で得られる映像信号を映し出すモニタ装置５を有して構成されている。なお、ビデオプロセッサ４は、モニタ装置５に接続するばかりでなく、内視鏡画像を印刷するための図示しないビデオプリンタ、内視鏡画像データを記録するための図示しないＶＴＲデッキ、図示しないビデオディスク、図示しない画像ファイル記録装置等に接続してもよい。
【００１０】
前記内視鏡２は、体腔内等に挿入する細長の挿入部１１と、この挿入部１１の基端側に連設され、内視鏡２を把持し操作するための操作部１２と、この操作部１２の側部から延出し、外部接続装置との間で照明光や電気信号等を伝送するユニバーサルコード１３と、このユニバーサルコード１３の端部に設けられ、外部接続装置と接続するためのコネクタ１４を有して構成されている。
【００１１】
前記挿入部１１は、挿入部１１の先端に位置する先端部２１と、操作部１２からの操作により所望の向きに湾曲する湾曲部２２と、可撓性を有する可撓管部２３が、先端側から順に連設されて構成されている。
【００１２】
前記操作部１２は、前記湾曲部２２の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ３１と、  ここでは図示しない鉗子挿通管路８８（図３参照）に連通し鉗子等の処置具を挿入するための鉗子挿入口３２と、観察画像のフリーズやレリーズ等の操作指示を前記ビデオプロセッサ４へ与えるリモートスイッチ３３と、外部装置からユニバーサルコード１３を介して与えられる空気や水をここでは図示しない送気送水管路８９（図３参照）を介して先端部２１へ送る操作を行う送気送水ボタン３４と、体腔内等の液体等を吸引する操作を行う吸引ボタン３５と、観察する被写体の焦点調節操作を行う焦点調節レバー３６を備えている。
【００１３】
前記コネクタ１４は、このコネクタ１４から突出して設けられ前記光源装置３に着脱自在に接続され前記光源装置３から照明光の供給を受けるライトガイド入射端部４１と、コネクタ１４側部に設けられ接続ケーブル４ａを介して前記ビデオプロセッサ４と電気的に接続するための電気コネクタ４２と、図示しない外部装置から空気流の供給を受け前記送気送水ボタン３４を操作することで送気送水管路８９（図３参照）と連通する加圧管４３と、図示しない外部装置から水流の供給を受け前記送気送水ボタン３４を操作することで送気送水管路８９（図３参照）と連通する送水管４４と、図示しない吸引装置に接続され前記吸引ボタン３５を操作することで送気送水管路８９（図３参照）と連通する吸引口金４５を備えている。
【００１４】
図２及び図３に示すように、前記先端部２１は、例えばステンレス等の金属で略円柱状に形成され先端部２１の内蔵物を組み付ける複数の透孔が形成された先端部本体５１と、樹脂等で形成され前記先端部本体５１の先端側外周に嵌合した先端カバー５２と、前記先端部本体５１の透孔に組み付けられ照明光を被写体へ向けて配光する照明レンズ５３と、出射端部が前記先端部本体５１の透孔に組み付けられ前記ライトガイド入射端部４１から入射される照明光を前記照明レンズ５３まで導光するライトガイド５４と、前記先端部本体５１の透孔に組み付けられ被写体像を結像する対物光学系ユニット６０と、前記対物光学系ユニット６０の後端に接合され前記対物光学系ユニット６０で結像された被写体像を撮像するＣＣＤ６６と、前記ＣＣＤ６６の側方に配設され前記ＣＣＤ６６を駆動する回路等が構成された回路基板６７と、前記ＣＣＤ６６及び回路基板６７の後部に接続され他端が前記電気コネクタ４２と電気的に接続された電気ケーブル６８と、前記対物光学系ユニット６０の側方に配設され前記対物光学系ユニット６０の焦点距離を調節するための光学系移動機構７０と、先端が前記先端部本体５１の透孔に組み付けられ前記鉗子挿入口３２から挿入される鉗子等の処置具を導く鉗子挿通管路８８と、先端が前記先端部本体５１の透孔に組み付けられ前記加圧管４３や前記送水管４４から供給を受ける空気や水を導く送気送水管路８９とを主に有して構成されている。
【００１５】
対物光学系ユニット６０は、前記先端部本体５１の透孔にビス６１ａで固定されたレンズ枠６１と、前記レンズ枠６１の後端に接続されたレンズ枠６２と、前記レンズ枠６２の後端に接続されたレンズ枠６３と、前記レンズ枠６３の前端外周に形成された切り欠きと前記レンズ枠６２の内周との間に後端が挟まれて光軸方向に摺動自在に取り付けられたレンズ枠６４と、これらレンズ枠６１、６２、６３、６４にそれぞれ保持された複数のレンズ６５とを有して構成されている。前記光学系移動機構７０は、前記レンズ枠６４から径方向に突出して形成された突出部７１と、先端が前記突出部７１に固定され後端が前記焦点調節レバー３６に取り付けられ前記焦点調節レバー３６の操作に応じて前記突出部７１を光軸方向に牽引するワイヤ７２を有して構成されいている。これにより、前記焦点調節レバー３６の操作に応じて、前記レンズ枠６４に組み付けられたレンズが光軸方向に進退し、対物光学系ユニット６０の焦点距離が調節されるようになっている。また、各レンズ枠６１、６２、６３、６４は、対物光学系ユニット６０の光軸を回動軸として任意の方向に回動させながら取り付けることが可能であり、前記光学系移動機構７０は、光軸を中心しとて任意の方向に配置することができるようになっている。
【００１６】
前記湾曲部２２は、リベット等で互いに回動自在に連設された複数の湾曲駒を有して構成されており、これら複数の湾曲駒のうち最も先端に位置する第１湾曲駒８１の前方に長く形成された前端は、前記先端部本体５１の後端に固定されている。そして、第１湾曲駒８１を含む複数の湾曲駒は、金属の網管等で形成されたブレード８２で被覆され、このブレード８２は、湾曲ゴム８３で被覆され、この湾曲ゴム８３の先端は、前記先端部本体５１の外周に糸８４で縛られた上から接着剤８５で固定されている。
【００１７】
前記第１湾曲駒８１内周の上下左右の４箇所には、前記湾曲操作ノブ３１に牽引操作される４本の湾曲ワイヤ８６の先端部を取り付けるためのワイヤ取付部８７が形成され、前記湾曲ワイヤ８６の先端部は、前記ワイヤ取付部８７にろう付け等により固定されている。これにより、湾曲操作ノブ３１の操作に応じて、湾曲ワイヤ８６が牽引され、湾曲部２２が湾曲自在に湾曲し、先端部２１が所望の向きに向けられるようになっている。
【００１８】
図４に示すように、先端部２１の先端面には、前記対物光学系ユニット６０を構成するレンズ６５のうち最も先端側に位置するレンズ６５と、前記照明レンズ５３のうち最も先端側に位置する照明レンズ５３と、前記鉗子挿通管路８８の開口部がそれぞれ露出し、送気送水管路８９に連通し噴射口が前記レンズ６５の露出面に向けられて配置され送気・送水を行うことで前記レンズ６５の露出面を洗浄するためのノズル９１が設けられている。
【００１９】
図５に示すように、先端部２１の前端には、観察時の深度確保や内視鏡的処置のために用いられる先端フード９２が、着脱自在に外嵌接続されるようになっている。このとき、図２に示す先端部本体５１の外周に凸部５１ａを形成することで先端部２１の外周に形成された凸部２１ａにより、先端フード９２が先端部２１から抜け落ちないように係止されるようになっている。
【００２０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
先端部２１内に内蔵物を組み付けるとき、図３に示すように、ＣＣＤ６６に対する回路基板６７の径方向の向きである第１の向きと対物光学系ユニット６０に対する光学系移動機構７０の径方向の向きである第２の向きとのなす角度が９０度以下になるように配置する。すると、例えば、図３の紙面左下方の狭い第１のスペースと紙面右方の広い第２のスペースが確保される。
【００２１】
そして、第１の向きと第２の向きとのなす角度を９０度以下とすることで確保された第１のスペースに、例えば一方のライトガイド５４を挿通させる。また、確保された第２のスペースには、広いスペースから順に、つまり図３の紙面下方から順に、鉗子挿通管路８８と、他方のライトガイド５４と、送気送水管路８９が配置されるようにこれらを挿通させる。このように先端部２１内に内蔵物を配置することで、ワイヤ取付部８７との干渉が少ない状態で各内蔵物が先端部２１内に円滑に収容される。
【００２２】
また、図示しないが、第１の向きと第２の向きとのなす角度を図３に示すより狭く配置してもよい。このとき、第１の向きと第２の向きとのなす角度は、図３に示すより狭いので、勿論９０度以下である。そして、例えば、図３に示す光学系移動機構７０と一方のライトガイド５４との配置を入れ替えることで、図３に示す配置の場合と同様に、内蔵物が先端部２１内に円滑に収容される。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態では、光学系移動機構７０により、対物光学系ユニット６０の焦点距離の調整を行うことができる。なお、光学系移動機構７０により対物光学系ユニット６０の焦点距離の調整を行うように構成するばかりでなく、例えば、被写体像の拡大倍率を調整するように構成してもよい。
また、回路基板６７をＣＣＤ６６の側方に配置したので、回路基板をＣＣＤの後方に配置した場合に比して、先端部２１の硬質部分の長さが短縮される。
また、回路基板６７の径方向の向きと光学系移動機構７０の径方向との向きとの角度を９０度以下にして先端部２１内に内蔵物を配置したことで、先端部２１内に内蔵物を収容しても、ワイヤ取付部８７が横断面において略対向４方向に配置された状態が維持され、湾曲操作ノブ３１の操作に対して湾曲部２２が正確な方向に湾曲し、湾曲操作の操作性が良い。
また、ワイヤ取付部８７の位置をずらすことなく、先端部２１に内蔵物が円滑に収容されるので、ワイヤ取付部８７と内蔵物との干渉を避けるために先端部２１を太径化しなくてもよく、先端部２１が細径化される。
また、先端部２１に内蔵物が円滑に収容されるので、内蔵物であるライトガイド５４を細径化しなくてもよく、十分な光量の照明光で被写体を観察でき、操作性が良い。
また、先端部２１に内蔵物が円滑に収容されるので、内蔵物である鉗子挿通管路８８を細径化しなくてもよく、鉗子等の処置具を鉗子挿通管路８８に円滑に挿通させることができ、操作性が良い。
従って、本実施の形態によれば、対物光学系の焦点調整等の調整を行う手段を備えつつ、先端部の硬質部分の長さが短縮し、且つ先端部が細径化され、且つ操作性が良いという効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、送気送水管路８９を対物光学系ユニット６０に隣接して配置したので、先端部２１の先端面においてノズル９１がレンズ６５の近傍に配置され、レンズ６５の露出面を効率的に洗浄することができる。また、ノズル９１とレンズ６５との距離が短いので、ノズル９１から噴出される水が照明レンズ５３にかかることを防止でき、これにより、照明の揺らぎ等を防止することができる。
また、本実施の形態では、２つのライトガイド５４を設け、更に、これら２つのライトガイド５４を離れた位置に配置したので、照明光の配光ムラを減少することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上述の実施の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。
【００２５】
［付記］
（付記項１）
挿入部先端に設けられ被写体像を結像する対物光学系と、前記挿入部先端に少なくとも一部が設けられ前記対物光学系の少なくとも一部を光軸方向に移動させる光学系移動機構と、前記挿入部先端の前記対物光学系の光軸上後方に設けられ前記対物光学系により結像される被写体像を撮像する固体撮像素子と、前記挿入部先端に設けられ前記固体撮像素子を駆動する回路基板とを備え、
前記回路基板を前記固体撮像素子の側方に配置し、前記光学系移動機構を前記対物光学系の側方に配置し、前記回路基板の前記固体撮像素子に対する径方向の向きと前記光学系移動機構の前記対物光学系に対する径方向の向きとのなす角度が９０度以下になるように前記回路基板及び前記光学系移動機構を配置したことを特徴とする内視鏡。
【００２６】
（付記項２）
付記項１に記載の内視鏡であって、
前記光学系移動手段は、前記対物光学系の少なくとも一部が組み付けられた鏡筒を光軸方向に牽引するワイヤを有する。
【００２７】
（付記項３）
付記項２に記載の内視鏡であって、
前記鏡筒から径方向に突出して形成され前記ワイヤにより牽引される突出部を設けた。
【００２８】
（付記項４）
付記項１に記載の内視鏡であって、
前記光学系移動手段は、前記対物光学系の少なくとも焦点距離を調節する。
【００２９】
（付記項５）
付記項１に記載の内視鏡であって、
前記挿入部先端に位置する先端部の基端側に連設され操作により湾曲自在に湾曲する湾曲部と、
牽引操作することで前記湾曲部を湾曲させるためのワイヤと、
前記挿入部先端に設けられ前記ワイヤの先端を固定する固定手段とを備え、
前記挿入部先端に収容される内蔵物は、前記固定手段との干渉が少ない位置に配置した。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対物光学系の焦点調整等の調整を行う手段を備えつつ、先端部の硬質部分の長さが短縮し、且つ先端部が細径化され、且つ操作性が良いという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の全体構成を示す説明図
【図２】先端部の構造を示す縦断面図
【図３】先端部の横断面での内蔵物等の配置を示す説明図
【図４】先端部の先端面の構成を示す説明図
【図５】先端フードの先端部への取り付け構造を示す説明図
【図６】従来の技術の説明で参照し、先端部の横断面での内蔵物等の配置を示す説明図
【符号の説明】
２…内視鏡
１１…挿入部
２１…先端部
６０…集光光学系ユニット
６６…ＣＣＤ
６７…回路基板
７０…光学系移動機構
【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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