JP3034019B2

JP3034019B2 - 内視鏡の先端部

Info

Publication number: JP3034019B2
Application number: JP2321418A
Authority: JP
Inventors: 慶時伊藤; 洋志岩田
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 2000-04-17
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: US5427087A; JPH04190312A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、対物光学系と固体撮像素子との間に、光
路を略直角に曲げるプリズムを配置した内視鏡の先端部
に関する。

〔従来の技術〕

固体撮像素子が、内視鏡の先端部の軸方向と垂直の断
面を塞がないようにするために、固体撮像素子の受光面
を対物光学系の中心軸と平行に配置したものが知られて
いる。

第８図の（Ａ）は、そのような従来の内視鏡の先端部
100を略示したものであり、対物光学系101の光軸は直角
プリズム102によって直角に側方に曲げられて、固体撮
像素子103の受像面103aに入射する。

この従来のプリズム102を対物光学系101側から見た形
状は、同図の（Ｂ）に示されるように、長方形又は正方
形であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、プリズムが長方形又は正方形をしていると、
内視鏡の先端部100の軸方向と垂直の端面上においてプ
リズム102が大きなスペースを占めてしまう。そして、
それを避けて流体管路やライトガイドファイバなど各種
内蔵物を配置すると、先端部本体が太くなって体腔内等
への挿入性が悪くなり、患者に与える苦痛が大きなもの
になる欠点があった。

この発明は、そのような従来の欠点を解消し、固体撮
像素子を用いた内視鏡の先端部本体を細くして、挿入性
を向上させることができる内視鏡の先端部を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡の先端部
は、受像面を上記対物光学系の中心軸に対して略平行に
配置した固体撮像素子と、上記対物光学系の光軸を略直
角に曲げて上記固体撮像素子の受像面に対して略垂直に
交わらせるプリズムとを挿入部先端の先端部本体内に設
けて、被写体の像を上記対物光学系により上記固体撮像
素子の受像面に結像させるようにした内視鏡の先端部に
おいて、上記プリズムの形状を、上記対物光学系側から
見て台形形状にしたことを特徴とする。

また、上記固体撮像素子に接続された回路基板が、上
記対物光学系側から見て上記プリズムの外縁形状と重な
り合うように上記先端部本体内に配置してもよい。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第２図は、内視鏡の挿入部先端を示している。

図中１は、挿入部を形成する細長い可撓管の先端に形
成された湾曲部であり、複数の節輪２がリベット３によ
って回動自在に連結されている。その外周は、金属細線
製の網状管４及びゴム製の外皮チューブ５によって被覆
されている。

遠隔的に牽引操作される湾曲操作ワイヤ７は、各節輪
２から内方に突設されたワイヤガイド８内に進退自在に
挿通されている。そして、各湾曲操作ワイヤ７の先端
は、ワイヤガイド８に銀ロー付けなどによって固着され
ている。９は、ワイヤガイド８の端部に銀ロー付けなど
によって固着された、抜け止め用のストッパパイプであ
る。

11は、連絡筒12を介して湾曲部１の先端に連結された
先端部本体であり、金属製の胴部11bと、その先端部分
に接合された電気絶縁性プラスチック製の頭部11aとに
より形成されている。

先端部本体11は先端側（第２図左方）から見て円形の
断面形状をしており、頭部11a内に対物光学系13が内蔵
されている。

対物光学系13は複数のレンズによって構成されてお
り、その軸方向は先端部本体11の軸方向と一致してい
て、前方（第２図の左方）の物体が被写体となる。観察
窓14は、対物光学系13の最先端のレンズによって形成さ
れている。

15及び16は、対物光学系13の各レンズが嵌め込み接着
された鏡枠であり、外側の鏡枠15が先端部本体の頭部11
aに接合されている。17は明るさ絞り。18はシール用の
Ｏリングである。

照明用ライトガイドファイババンドル21の出射端部21
aは、軸を対物光学系13と平行にして、先端部本体の頭
部11aに固着されている。そして、その端面には、出射
される照明光の配光角度を拡げるための配光レンズ（凹
レンズ）22が配置されている。

このようにして配光レンズ22が照明窓23を形成してお
り、照明用ライトガイドファイババンドル21中を伝送さ
れてきた照明光によって、先端部本体11の前方の被写体
が照明される。

第３図は、先端部本体の頭部11aの正面図である。こ
こに示されるように、照明窓23は２カ所に設けられ、そ
の内側に各々ライトガイドファイババンドル21が配置さ
れている。24は、先検鉗子その他の処置具類を突出させ
るための処置具出口。25及び26は送気ノズル及び送水ノ
ズルである。

第２図に戻って、先端部本体11の胴部11b内には、固
体撮像素子31が配置されている。固体撮像素子31として
は、例えばCCD（電荷結合素子）が用いられる。

固体撮像素子31の受像面31aは正方形又は長方形に形
成されていて、対物光学系13の中心軸に対して平行に配
置されている。

そして、対物光学系13と固体撮像素子31との間には直
角プリズム33が配置されていて、対物光学系13の光軸
が、固体撮像素子31の受像面31aの中心に垂直に交わる
ように、直角方向に反射されている。

また直角プリズム33と対物光学系13との間には、鏡枠
16の後半部に接続された接続筒34内に、遮光用マスク37
と色補正フィルタ35とローパスフィルタ36とが介挿され
ている。

このような配置により、第２図左方の被写体の像が、
対物光学系13によって、固体撮像素子31の受像面31aに
結像する。

なお、第４図に示されるように、接続筒34及びその内
側の光学素子類は、必要のない無駄な部分をカットし
て、略正方形に形成されている。

ところで、対物光学系13としては、固体撮像素子31に
至る間の主光線が、第２図に一点鎖線で示されるように
全体として徐々に拡がるように設計されたものが用いら
れている。

固体撮像素子31は、従前から用いられているイメージ
ガイドファイババンドルと異なり、受像面31aに多少斜
めの方向から光が入射しても、受光ロスが小さいので、
主光線が後方で徐々に拡がるようにした対物光学系13を
用いることができる。

したがって、前方の対物光学系13側から見たとき、直
角プリズム33内を通る光線の外縁は、第１図に２点鎖線
で示されるように、受像面31aに向かって八の字状に次
第に拡がっている。

そして、この光線の外縁とほぼ平行になるように、直
角プリズム33は、受像面31aに向かって徐々に拡がる台
形状に形成されていて、直角プリズム33の占める断面積
を最少限にしている。したがって、先端部本体11を細く
形成することができている。

なお、第１図において、27及び28は、送気管路及び送
水管路。29は、処置具挿通管路（鉗子チャンネル）であ
る。

固体撮像素子31を取り付けた回路基板40は、第５図に
示されるように、素材として一枚の可撓性のある電気絶
縁性プラスチック板が用いられている。

回路基板40は、その可撓性を活かして全体としては５
つ折りに形成されており、先端部本体11の軸方向に沿う
第５図の破線部に沿って順次折り曲げられる。

回路基板40の、固体撮像素子31が取り付けられた平面
40aの両側の平面40b,40cには、電子回路が配線されてい
て各種電子部品41が取り付けられている。そして、回路
基板40の最も外側の平面40eに、内視鏡挿入部から湾曲
部１にわたって挿通されたケーブル43のリード線44をは
んだ付けするための、はんだ付け端子45が形成されてい
る。

この回路基板40は、第６図に示されるように、前方の
対物光学系13側から見て、直角プリズム33の外縁形状と
同形状の台形状に形成されて、直角プリズム33のすぐ後
方に配置されている。したがって、対物光学系13側から
見ると、直角プリズム33の外縁形状と回路基板40とはち
ょうど重なり合っていて、どちらもほとんど出張ってい
ない。

回路基板40の、はんだ付け端子45が形成された平面40
eは、台形形状の中央部分に上方から折り込まれてお
り、その台形形状内の空間部には電気絶縁性のプラスチ
ック材が充填されている。したがって、はんだ付け端子
45部分は回路基板40から後方にも側方にも延出されてお
らず、回路基板40の長さ及び幅を短く形成することがで
きる。

なお、ケーブル43が２本ある場合には、第７図に示さ
れるような、はんだ付け端子45を両側に形成した回路基
板40を用いて、両側に各々リード線を接続するとよい。

再び第２図に戻って、回路基板40の周囲を囲む連結筒
12は、後端部（第２図で右側）付近を除いて円筒状に形
成されており、その前半部分は、先端部本体11の胴部11
bの外周に嵌合してビス止め固定されている。

連結筒12の後端側は、最先端の節輪２の内側に嵌着さ
れて、その節輪２にビス止め固定されており、ビス止め
のためのねじ穴51を形成するために、連結筒12の後端部
分は、内径を小さくして厚肉に形成されている。

ただし、その部分の内径を単純に小さくしてしまう
と、各種内蔵物を通すためスペースが小さくなってしま
うので、第６図に示されるように、ねじ穴51が形成され
た３カ所の部分以外の部分は、切り欠かれている。した
がって、湾曲部１から連結筒12にかけては、ねじ穴51が
形成された内方への突出部分以外は、節輪２の内周面ま
で空間が形成されており、各種内蔵物を障害なく挿通す
ることができる。

なお、連結筒12の後端部は、少なくとも各内蔵物と干
渉する部分を切り欠けばよく、また、連結筒12と最先端
の節輪２とは、銀ロー付けやスポット溶接など、ビス止
め以外の手段によって固定してもよい。なお、外皮チュ
ーブ５は先端部本体11の大半の部分を被覆している。

〔発明の効果〕

本発明の内視鏡の先端部によれば、プリズムを台形形
状に形成したので、光学性能を低下させることなく、プ
リズムの占める断面積を最少限にして、先端部本体を細
く形成することができ、その結果、挿入性が向上して、
患者に与える苦痛を小さくすることができる。

またさらに、回路基板を対物光学系側から見てプリズ
ムの外縁形状と重なり合うように配置すれば、回路基板
の存在のために先端部本体が太くなることもなく、良い
挿入性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｉ−Ｉ断面図、第２図は、実施例の側面断面図、第３図は、実施例の正面図、第４図は、IV−IV断面図、第５図は、実施例の回路基板の展開図、第６図は、VI−VI断面図、第７図は、実施例の他の回路基板の展開図、第８図は、従来例の説明図である。１……湾曲部、２……節輪、11……先端部本体、11a…
…頭部、11b……胴部、12……連結筒、13……対物光学
系、31……固定撮像素子、31a……受像面、33……直角
プリズム、40……回路基板、43……ケーブル、44……リ
ード線、45……はんだ付け端子、51……ねじ穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 23/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対物光学系と、受像面を上記対物光学系の
中心軸に対して略平行に配置した固体撮像素子と、上記
対物光学系の光軸を略直角に曲げて上記固体撮像素子の
受像面に対して略垂直に交わらせるプリズムとを挿入部
先端の先端部本体内に設けて、被写体の像を上記対物光
学系により上記固体撮像素子の受像面に結像させるよう
にした内視鏡の先端部において、上記プリズムの形状を、上記対物光学系側から見て、上
記受像面に近づくにしたがって徐々に広がる主光線の外
縁とほぼ平行な台形形状にしたことを特徴とする内視鏡
の先端部。
【請求項２】上記固体撮像素子に接続された回路基板
が、上記対物光学系側から見て上記プリズムの外縁形状
と重なり合うように上記先端部本体内に配置されている
請求項１記載の内視鏡の先端部。