本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù):
以往,在醫(yī)療領(lǐng)域或工業(yè)領(lǐng)域中,用于拍攝患者的體內(nèi)、設(shè)備或構(gòu)造物的內(nèi)部的內(nèi)窺鏡正在普及。關(guān)于這種內(nèi)窺鏡,在被插入到觀察對(duì)象的內(nèi)部的插入部中,通過(guò)物鏡系統(tǒng)使來(lái)自攝像部位的光成像于圖像傳感器的受光面。內(nèi)窺鏡將其成像光轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并作為影像信號(hào)而經(jīng)由信號(hào)線(xiàn)纜向外部的圖像處理裝置等發(fā)送。
例如在醫(yī)療領(lǐng)域使用的內(nèi)窺鏡中,為了減輕受術(shù)者的負(fù)擔(dān),對(duì)于被插入到受術(shù)者的體內(nèi)等的前端側(cè)的插入部的外徑,進(jìn)一步的細(xì)徑化很重要。以往,通常直徑的經(jīng)口內(nèi)窺鏡的最大外徑為8mm~9mm左右。因此,存在以下情況:在插入時(shí)容易碰觸舌根部,使受術(shù)者隨之發(fā)生嘔吐、呼吸困難。因此,近年來(lái),細(xì)徑的經(jīng)鼻內(nèi)窺鏡正快速普及。細(xì)徑的經(jīng)鼻內(nèi)窺鏡的最大外徑為以往的經(jīng)口內(nèi)窺鏡的大約一半即5mm~6mm左右。因此,細(xì)徑的經(jīng)鼻內(nèi)窺鏡能夠經(jīng)鼻插入,再結(jié)合細(xì)到5mm左右這一情況,從而多數(shù)情況下嘔吐反射少,也不太擔(dān)心插入。
例如圖33所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)1的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)501主要包括內(nèi)窺鏡503、光源裝置505、視頻處理器507以及監(jiān)視器509。內(nèi)窺鏡503構(gòu)成為具有長(zhǎng)條且細(xì)長(zhǎng)的插入部511、操作部513以及作為電線(xiàn)纜的通用線(xiàn)纜515。內(nèi)窺鏡503的插入部511構(gòu)成為從被插入到受術(shù)者的前端側(cè)起依次具有前端部517、彎曲部519以及撓性管部521。操作部513構(gòu)成為具有操作部主體523以及使各種處置器具貫通于插入部511的處置器具通道貫通部525。在操作部主體523配設(shè)用于使彎曲部519進(jìn)行彎曲操作的彎曲操作旋鈕527。彎曲操作旋鈕527包括用于使彎曲部519沿上下方向進(jìn)行彎曲操作的UD彎曲操作旋鈕529和用于使彎曲部519沿左右方向進(jìn)行彎曲操作的RL彎曲操作旋鈕531。
另外,圖34所示的專(zhuān)利文獻(xiàn)2的內(nèi)窺鏡533在前端部具備外筒535。在外筒535設(shè)置有被所填充的遮光性材料537覆蓋的攝像機(jī)構(gòu)539。攝像機(jī)構(gòu)539具備在一個(gè)表面具有受光部541的攝像元件543、覆蓋攝像元件543的設(shè)置有受光部541的表面的罩構(gòu)件545、以光學(xué)方式與攝像元件543的受光部541結(jié)合的透鏡部件547以及撓性印刷線(xiàn)路板549。透鏡部件547從物體側(cè)起具有物鏡罩構(gòu)件551、光圈553、平凸透鏡555、平凸透鏡557以及將它們固定的鏡筒559。平凸透鏡557與罩構(gòu)件545之間通過(guò)粘接劑561來(lái)固定。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2013/031276號(hào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開(kāi)第2013/146091號(hào)
發(fā)明要解決的問(wèn)題
另外,對(duì)內(nèi)窺鏡要求外徑的更小型化(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的前端側(cè)或?qū)@墨I(xiàn)2的物體側(cè)即插入部的外徑的細(xì)徑化)。這是基于如下的醫(yī)學(xué)要求:不僅是上述的既有的細(xì)徑的經(jīng)鼻內(nèi)窺鏡,還想要插入到既有的細(xì)徑的經(jīng)鼻內(nèi)窺鏡難以插入受術(shù)者的體內(nèi)的部位(例如血管那樣的直徑非常細(xì)的管、孔)來(lái)觀察其內(nèi)部的詳情。
然而,關(guān)于專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的內(nèi)窺鏡503,從該文獻(xiàn)的圖1所示的外觀以及應(yīng)用例的記載(例如為了插入到生物體的上部或下部的消化器官而插入部511具有可撓性的所謂軟性鏡)可推測(cè)出主要是被插入到人體的消化管的內(nèi)窺鏡。因此,難以插入到例如人體的血管那樣的直徑非常細(xì)的管、孔來(lái)觀察其內(nèi)部。
另外,對(duì)于專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的內(nèi)窺鏡533,在攝像機(jī)構(gòu)539中,攝像元件543和撓性印刷線(xiàn)路板549的外徑在半徑方向上大于鏡筒559的外徑。除此之外,內(nèi)窺鏡533形成為以下結(jié)構(gòu):將包括這些構(gòu)件的攝像機(jī)構(gòu)539收容于外筒535,通過(guò)填充于外筒535的遮光性材料537覆蓋攝像機(jī)構(gòu)539。因此,成為攝像元件543和撓性印刷線(xiàn)路板549從鏡筒559向半徑方向的外側(cè)超出的距離以及外筒535的厚度不利于小型化的結(jié)構(gòu)。另外,由于設(shè)為外筒535是必須的,因此零件件數(shù)多,成本也增大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的,提供一種對(duì)于內(nèi)窺鏡能夠?qū)崿F(xiàn)小型化(例如前端側(cè)的插入部位的外徑的細(xì)徑化)以及成本降低的內(nèi)窺鏡。
用于解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:至少一個(gè)透鏡,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為圓形;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度與所述透鏡的直徑的長(zhǎng)度相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該元件護(hù)罩玻璃的一條邊的長(zhǎng)度與所述攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃固定;傳輸線(xiàn)纜,其與所述攝像元件連接;照明單元,其沿著所述透鏡和所述傳輸線(xiàn)纜設(shè)置;管狀的護(hù)套,其覆蓋所述照明單元的一部分和所述傳輸線(xiàn)纜;以及罩管,其覆蓋所述透鏡、所述攝像元件以及所述照明單元的一部分,以與所述護(hù)套同軸且外周面在同一水平面上相連的方式與所述護(hù)套連接,來(lái)構(gòu)成前端部,其中,所述罩管的厚度小于所述護(hù)套的厚度,包括所述透鏡、所述照明單元以及所述罩管的所述前端部的最大外徑為1.8mm。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,對(duì)于內(nèi)窺鏡能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、成本降低。
附圖說(shuō)明
圖1是表示使用了各實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的一例的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示從前側(cè)觀察第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的前端部的情形的立體圖。
圖3是表示第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的前端部的一例的截面圖。
圖4是表示在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的分離部填充有粘接用樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。
圖5是表示從后側(cè)觀察在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的導(dǎo)體連接部上連接有傳輸線(xiàn)纜的攝像元件的情形的立體圖。
圖6是表示表現(xiàn)作為照明單元的一例的光導(dǎo)件的配置例的前端部的一例的主視圖。
圖7是表示模制部的厚度與透過(guò)率的關(guān)系的一例的特性圖。
圖8的(A)是表示存在雜散光的情況下的攝像圖像的一例的圖,圖8的(B)是表示沒(méi)有雜散光的情況下的攝像圖像的一例的圖。
圖9是表示模制部中的添加物的添加量與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系的一例的特性圖。
圖10是表示模制部中的添加物的添加量與電阻值、遮光率的關(guān)系的一例的圖。
圖11是表示薄壁的護(hù)套與前端部連接的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。
圖12是表示透鏡部件中的光學(xué)透鏡組的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。
圖13是表示作為圖12所示的透鏡部件的光學(xué)特性的透鏡數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。
圖14是表示基于呈現(xiàn)環(huán)狀的雜散光的實(shí)測(cè)結(jié)果的攝像圖像的一例的圖。
圖15是通過(guò)仿真得到攝像圖像中出現(xiàn)的多處的雜散光的有無(wú)的測(cè)定圖。
圖16的(A)是呈環(huán)狀分布的雜散光的上部雜散光的光線(xiàn)追蹤圖,圖16的(B)是呈環(huán)狀分布的雜散光的兩側(cè)雜散光的光線(xiàn)追蹤圖,圖16的(C)是呈環(huán)狀分布的雜散光的下部雜散光的光線(xiàn)追蹤圖。
圖17是通過(guò)照度分布的仿真得到由于設(shè)置粗糙面部而引起的雜散光的消失的有無(wú)的測(cè)定圖。
圖18是表示由于設(shè)置粗糙面部而降低了雜散光的實(shí)測(cè)結(jié)果的攝像圖像的一例的圖。
圖19是表示從前側(cè)觀察第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的前端部的情形的立體圖。
圖20是表示第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的前端部的一例的截面圖。
圖21是表示第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡中的透鏡和攝像元件經(jīng)由粘接用樹(shù)脂被直接連接的狀態(tài)的一例的截面圖。
圖22是表示從后側(cè)觀察在第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的導(dǎo)體連接部上連接有傳輸線(xiàn)纜的攝像元件的情形的立體圖。
圖23是表示物鏡護(hù)罩玻璃、透鏡、元件護(hù)罩玻璃的尺寸的一例的側(cè)視圖。
圖24的(A)是位置調(diào)整工具的結(jié)構(gòu)圖,圖24的(B)是透鏡部件與攝像元件固定時(shí)的側(cè)視圖,圖24的(C)是XY方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖,圖24的(D)是Z方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖。
圖25的(A)是帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具的結(jié)構(gòu)圖,圖25的(B)是透鏡部件與攝像元件固定時(shí)的側(cè)視圖,圖25的(C)是利用第二攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)位時(shí)的影像說(shuō)明圖,圖25的(D)是利用第一攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)位時(shí)的影像說(shuō)明圖,圖25的(E)是Z方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖。
圖26是表示第三實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的前端部的一例的截面圖。
圖27是表示使護(hù)套的硬度呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡的前端部的一例的截面圖。
圖28是表示使護(hù)套的硬度呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡的前端部的另一例的截面圖。
圖29是表示使護(hù)套的硬度分三個(gè)梯級(jí)呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡的前端部的一例的截面圖。
圖30是表示使護(hù)套的硬度分三個(gè)梯級(jí)呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡的前端部的另一例的截面圖。
圖31是示出表示插入部的各位置的硬度的數(shù)值例的表。
圖32是在模制部未形成小徑延伸部的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖33是具備現(xiàn)有例的內(nèi)窺鏡的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖34是表示以往的內(nèi)窺鏡端部結(jié)構(gòu)的一例的局部截面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
11、111:內(nèi)窺鏡;15:前端部;17:模制樹(shù)脂;31:傳輸線(xiàn)纜;33:攝像元件;35:透鏡部件;37:粘接用樹(shù)脂;39:透鏡支承構(gòu)件;41:攝像面;43:元件護(hù)罩玻璃;45:電線(xiàn);49:導(dǎo)體連接部;57:光導(dǎo)件;59:光纖;61:護(hù)套;65:模制部;L1、L2、L3、93:透鏡;Dmax:最大外徑。
具體實(shí)施方式
下面,適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D并詳細(xì)地說(shuō)明具體公開(kāi)了本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡的各實(shí)施方式。其中,存在省略不必要的詳細(xì)的說(shuō)明的情況。例如存在省略已經(jīng)眾所周知的事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明、針對(duì)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)的重復(fù)說(shuō)明的情況。這是為了避免以下的說(shuō)明變得過(guò)分冗長(zhǎng),以使本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解。此外,添附附圖和以下的說(shuō)明是為了本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地理解本公開(kāi)而提供的,并非想要通過(guò)這些來(lái)限定權(quán)利要求書(shū)所記載的主題。
首先,最初對(duì)于各實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡中所共通的基本結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。此外,結(jié)構(gòu)例是指本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡能夠具備的結(jié)構(gòu)要件。本發(fā)明所涉及的內(nèi)窺鏡不排除相互重復(fù)地具備以下的各結(jié)構(gòu)例的情況。
(第一實(shí)施方式)
<基本結(jié)構(gòu)例>
圖1是表示使用各實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的一例的整體結(jié)構(gòu)圖。在圖1中,以立體圖示出了包括內(nèi)窺鏡11和視頻處理器19的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)13的整體結(jié)構(gòu)。
此外,關(guān)于在本說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行說(shuō)明所使用的方向,設(shè)為遵照各圖中的方向的記載。在此,“上”、“下”分別對(duì)應(yīng)被放置于水平面的視頻處理器19的上和下,“前(前部)”、“后”分別對(duì)應(yīng)內(nèi)窺鏡主體(以后稱(chēng)為“內(nèi)窺鏡11”)的插入部21的前端側(cè)和插頭部23的基端側(cè)(換言之,視頻處理器19側(cè))。
如圖1所示,內(nèi)窺鏡系統(tǒng)13是包括作為例如醫(yī)療用的軟性鏡的內(nèi)窺鏡11以及對(duì)拍攝觀察對(duì)象(例如人體的血管)的內(nèi)部而得到的靜止圖像或運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行周知的圖像處理等的視頻處理器19的結(jié)構(gòu)。內(nèi)窺鏡11具備在大致前后方向上延伸并插入到觀察對(duì)象的內(nèi)部的插入部21以及連接插入部21的后部的插頭部23。
視頻處理器19具有在前壁25開(kāi)口的插槽部27。內(nèi)窺鏡11的插頭部23的后部被插入到插槽部27,由此內(nèi)窺鏡11與視頻處理器19之間能夠進(jìn)行電力和各種信號(hào)(影像信號(hào)、控制信號(hào)等)的發(fā)送和接收。
上述的電力和各種信號(hào)從插頭部23經(jīng)由貫通于撓性部29的內(nèi)部的傳輸線(xiàn)纜31(參照?qǐng)D3或圖4)被引導(dǎo)至撓性部29。設(shè)置于前端部15的攝像元件33所輸出的圖像數(shù)據(jù)從插頭部23經(jīng)由傳輸線(xiàn)纜31被傳輸至視頻處理器19。視頻處理器19對(duì)從插頭部23傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)實(shí)施顏色校正、色調(diào)校正等周知的圖像處理,并將圖像處理后的圖像數(shù)據(jù)輸出到顯示裝置(未圖示)。顯示裝置是具有例如液晶顯示面板等顯示設(shè)備的監(jiān)視器裝置,用于顯示由內(nèi)窺鏡11拍攝到的被攝體的圖像(例如表示作為被攝體的人物的血管內(nèi)的情形的圖像數(shù)據(jù))。
插入部21具有后端連接于插頭部23的可撓性的撓性部29以及與撓性部29的前端相連的前端部15。撓性部29具有與各種內(nèi)窺鏡檢查、內(nèi)窺鏡手術(shù)等的方式對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。撓性部29通過(guò)在例如卷繞成螺旋狀的金屬薄板的外周覆蓋網(wǎng)狀物再在其外周覆蓋涂層而構(gòu)成,被形成為具有充分的可撓性。撓性部29將前端部15與插頭部23之間連接。
以下說(shuō)明的各實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11、111被形成為細(xì)徑,由此能夠插入到細(xì)徑的體腔。細(xì)徑的體腔不限定于人體的血管,例如包含尿管、胰管、膽管、細(xì)支氣管等。也就是說(shuō),內(nèi)窺鏡11、111能夠設(shè)為可插入到人體的血管、尿管、胰管、膽管、細(xì)支氣管等。換言之,內(nèi)窺鏡11、111能夠在血管內(nèi)的病變觀察中使用。內(nèi)窺鏡11、111在動(dòng)脈硬化性斑塊的識(shí)別中是有效的。另外,也能夠應(yīng)用于心臟導(dǎo)管檢查時(shí)的利用內(nèi)窺鏡的觀察。并且,內(nèi)窺鏡11、111對(duì)于血栓、動(dòng)脈硬化性的黃色斑塊的檢測(cè)也是有效的。此外,如果是動(dòng)脈硬化病變,則觀察色調(diào)(白色、淡黃色、黃色)、表面(平滑、不平整)。如果是血栓,則觀察色調(diào)(紅色、白色、暗紅色、黃色、褐色、混合色)。
另外,內(nèi)窺鏡11、111能夠在腎盂/尿管癌、特發(fā)性腎出血的診斷/治療中使用。在該情況下,內(nèi)窺鏡11、111從尿道被插入到膀胱內(nèi),再前進(jìn)到尿管內(nèi),從而能夠?qū)δ蚬芎湍I盂中進(jìn)行觀察。
另外,內(nèi)窺鏡11、111能夠插入到在十二指腸開(kāi)口的壺腹乳頭。膽汁由肝臟制造并經(jīng)過(guò)膽管而從處于十二指腸的壺腹乳頭被排出,并且,胰液由胰臟制造并經(jīng)過(guò)胰管而從處于十二指腸的壺腹乳頭被排出。內(nèi)窺鏡11、111能夠設(shè)為從作為膽管和胰管的開(kāi)口部的壺腹乳頭插入,從而能夠進(jìn)行膽管或胰管的觀察。
并且,內(nèi)窺鏡11、111能夠插入到支氣管。內(nèi)窺鏡11、111從形成背臥位的檢查體(也就是受術(shù)者)的口腔或鼻腔被插入。內(nèi)窺鏡11、111經(jīng)過(guò)咽、喉,視覺(jué)識(shí)別聲帶并被插入到氣管。支氣管每一次分支都變細(xì)。根據(jù)例如最大外徑Dmax小于2mm的內(nèi)窺鏡11、111,甚至是亞段支氣管都能夠?qū)ζ鋬?nèi)腔進(jìn)行確認(rèn)。
接著,對(duì)于第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡所具有的各種的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。各實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11能夠具有第1結(jié)構(gòu)例至第26結(jié)構(gòu)例的各結(jié)構(gòu)。
圖2是表示從前側(cè)觀察第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11的前端部15的情形的立體圖。圖3是表示第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11的前端部15的一例的截面圖。圖4是表示在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11的分離部47填充有粘接用樹(shù)脂37的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。圖5是表示從后側(cè)觀察在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11的導(dǎo)體連接部49連接有傳輸線(xiàn)纜31的攝像元件33的情形的立體圖。
在圖2中,示出了圖1所示的內(nèi)窺鏡11的前端部15的結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖3中,示出了圖2所示的前端部15的結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖4中,示出了圖2所示的前端部15中去除掉模制樹(shù)脂17后的結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖5中,示出了從與透鏡部件35的相反側(cè)觀察圖4所示的攝像元件33的結(jié)構(gòu)的立體圖。
<第1結(jié)構(gòu)例>
第1結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11具備:透鏡部件35,其將透鏡收容于透鏡支承構(gòu)件39;攝像元件33,其攝像面被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋;粘接用樹(shù)脂37,其用于將已使透鏡的光軸與攝像面的中心一致的透鏡部件35和元件護(hù)罩玻璃43固定;以及傳輸線(xiàn)纜31,其具有與4個(gè)導(dǎo)體連接部49分別連接的4條電線(xiàn)45,該4個(gè)導(dǎo)體連接部49設(shè)置在攝像元件33的與攝像面相反一側(cè)(即,后側(cè))的面。
多個(gè)(在圖示例子中為3個(gè))透鏡L1~L3以及光圈51以在光軸的方向上相互靠近的狀態(tài)被嵌入于透鏡支承構(gòu)件39,其中,該多個(gè)透鏡L1~L3由光學(xué)材料(例如玻璃、樹(shù)脂等)形成,該光圈51以?shī)A在透鏡L1與透鏡L2之間的方式形成。光圈51被設(shè)置為向透鏡L2或透鏡93入射的入射光量的調(diào)整,能夠僅使通過(guò)了光圈51的光入射至透鏡L2或透鏡L3。此外,靠近是指為了避免由透鏡相互間的接觸所致的損傷而少許分離。透鏡L1~L3整周通過(guò)粘接劑被固定于透鏡支承構(gòu)件39的內(nèi)周面。
此外,在以后的說(shuō)明中,關(guān)于“粘接劑”的用語(yǔ),并非以為了將固體物的面與面粘接而使用的物質(zhì)這樣嚴(yán)格的含義來(lái)使用,而是以?xún)晌锏慕Y(jié)合所能夠使用的物質(zhì)、或者在固化后的粘接劑針對(duì)氣體和液體具備高阻隔性的情況下具有作為密封材料的功能的物質(zhì)這樣的寬泛的含義來(lái)使用。
透鏡支承構(gòu)件39的前端由透鏡L1密閉(密封),透鏡支承構(gòu)件39的后端由透鏡L3密閉(密封),構(gòu)成為不使空氣或水分等侵入透鏡支承構(gòu)件39的內(nèi)部。因而,空氣等無(wú)法從透鏡支承構(gòu)件39的一端向另一端漏出。此外,在以后的說(shuō)明中,將透鏡L1~L3合起來(lái)稱(chēng)為光學(xué)透鏡組LNZ。
作為構(gòu)成透鏡支承構(gòu)件39的金屬材料,例如使用鎳。鎳的剛度比比較高且耐腐蝕性也高,適合作為構(gòu)成前端部15的材料。另外,為了在使用內(nèi)窺鏡11進(jìn)行檢查或手術(shù)時(shí)構(gòu)成透鏡支承構(gòu)件39的鎳不從前端部15直接露出,優(yōu)選的是,在檢查前或手術(shù)前的時(shí)間點(diǎn),通過(guò)模制樹(shù)脂17均勻地覆蓋透鏡支承構(gòu)件39的周?chē)?,并且前端?5被實(shí)施生物體適合涂層。也可以使用例如銅鎳合金來(lái)代替鎳。銅鎳合金也具有高的耐腐蝕性,適合作為構(gòu)成前端部15的材料。另外,作為構(gòu)成透鏡支承構(gòu)件39的金屬材料,優(yōu)選的是選擇能夠通過(guò)電鑄(電鍍)制造的材料。在此,利用電鑄的理由是通過(guò)電鑄制造的構(gòu)件的尺寸精度非常高而達(dá)到小于1μm(所謂的亞微米精度),并且制造很多的構(gòu)件時(shí)的偏差也小。另外,作為構(gòu)成透鏡支承構(gòu)件39的金屬材料,也可以使用不銹鋼(例如SUS316)。不銹鋼(也被稱(chēng)為SUS管)的生物體適合性高,被認(rèn)為適合作為插入到例如人體的血管等細(xì)徑的部位的內(nèi)窺鏡。透鏡支承構(gòu)件39是極小的構(gòu)件,內(nèi)外徑尺寸的誤差影響內(nèi)窺鏡11的光學(xué)性能(即,拍攝到的圖像的圖像質(zhì)量)。通過(guò)例如鎳電鑄管來(lái)構(gòu)成透鏡支承構(gòu)件39,由此能夠獲得盡管是小徑但能夠確保高的尺寸精度來(lái)拍攝高圖像質(zhì)量的圖像的內(nèi)窺鏡11。
透鏡支承構(gòu)件39除了金屬以外也可以是片材等,透鏡支承構(gòu)件39只要能夠達(dá)成使透鏡部件35的各透鏡的光軸對(duì)準(zhǔn)時(shí)的定位即可。透鏡部件35一被模制樹(shù)脂17覆蓋,各透鏡相互的相對(duì)位置即被固定。因此,透鏡支承構(gòu)件39能夠使用相對(duì)于為了支承以往的多個(gè)透鏡而使用的鏡筒來(lái)說(shuō)強(qiáng)度小、厚度薄、重量輕的材質(zhì)。由此,能夠有助于內(nèi)窺鏡11中的前端部15的細(xì)徑化。此外,透鏡支承構(gòu)件39并非排除使用與以往同樣的金屬制的鏡筒的情況。
如圖5所示,攝像元件33由例如從前后方向看呈正方形形狀的小型的CCD(Charge Coupled Device:電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)的攝像設(shè)備構(gòu)成。在攝像元件33中,從外部入射的光通過(guò)透鏡支承構(gòu)件39內(nèi)的光學(xué)透鏡組LNZ在攝像面41成像。另外,在攝像元件33中,攝像面41被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋。
粘接用樹(shù)脂37由例如UV熱固化性樹(shù)脂構(gòu)成。粘接用樹(shù)脂37優(yōu)選為具有透光性、折射率接近空氣的樹(shù)脂。在使用UV熱固化性樹(shù)脂作為粘接用樹(shù)脂37的情況下,能夠通過(guò)紫外線(xiàn)照射使外表部分固化,并且能夠通過(guò)熱處理使無(wú)法照射到紫外線(xiàn)的填充粘接劑的內(nèi)部固化。粘接用樹(shù)脂37將已使透鏡的光軸與攝像面41的中心一致的透鏡部件35固定于元件護(hù)罩玻璃43。由此,透鏡部件35和攝像元件33通過(guò)粘接用樹(shù)脂37直接粘接來(lái)固定,也就是說(shuō),透鏡部件35和攝像元件33經(jīng)由粘接用樹(shù)脂37被直接連接。粘接用樹(shù)脂37是為了獲得例如最終的硬度而需要熱處理但也通過(guò)紫外線(xiàn)照射使固化進(jìn)展到某種程度的硬度的類(lèi)型的粘接劑。
此外,在內(nèi)窺鏡11中,在與元件護(hù)罩玻璃43相向的透鏡的光射出面為凹面的情況下,透鏡的周?chē)膱A環(huán)端面即凸緣部55被粘接在元件護(hù)罩玻璃43上。此時(shí),透鏡的外周、透鏡支承構(gòu)件39的外周也可以同時(shí)通過(guò)粘接用樹(shù)脂37來(lái)固定。通過(guò)將透鏡的凸緣部55粘接在元件護(hù)罩玻璃43上,來(lái)在透鏡與攝像元件33之間設(shè)置空氣層。通過(guò)在透鏡與攝像元件33之間設(shè)置空氣層,能夠提高透鏡的光學(xué)性能。例如能夠使從透鏡向空氣層的射出光的折射率差變大,能夠獲得用于使光折射的焦度。由此,容易進(jìn)行使分辨率提高并使視角增大等的光學(xué)設(shè)計(jì)。其結(jié)果,由內(nèi)窺鏡11拍攝到的圖像的圖像質(zhì)量提高。
在攝像元件33的背面?zhèn)鹊暮蟛吭O(shè)置4個(gè)導(dǎo)體連接部49。導(dǎo)體連接部49能夠通過(guò)例如LGA(Land grid array:格柵陣列封裝)形成。4個(gè)導(dǎo)體連接部49由一對(duì)電力連接部和一對(duì)信號(hào)連接部構(gòu)成。4個(gè)導(dǎo)體連接部49與傳輸線(xiàn)纜31的4條電線(xiàn)45電連接。傳輸線(xiàn)纜31由作為電線(xiàn)45的一對(duì)電力線(xiàn)和作為電線(xiàn)45的一對(duì)信號(hào)線(xiàn)構(gòu)成。即,對(duì)導(dǎo)體連接部49的一對(duì)電力連接部連接傳輸線(xiàn)纜31的一對(duì)電力線(xiàn)。對(duì)導(dǎo)體連接部49的一對(duì)信號(hào)連接部連接傳輸線(xiàn)纜31的一對(duì)信號(hào)線(xiàn)。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第1結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,透鏡部件35和攝像元件33通過(guò)粘接用樹(shù)脂37以保持規(guī)定距離的狀態(tài)固定。關(guān)于固定后的透鏡部件35與攝像元件33,透鏡部件35的光軸和攝像面41的中心被對(duì)位。另外,透鏡部件35與攝像元件33之間的距離被對(duì)位為經(jīng)過(guò)透鏡部件35的來(lái)自被攝體的入射光聚焦于攝像元件33的攝像面41的距離。透鏡部件35和攝像元件33在對(duì)位之后被固定。
在被固定的透鏡部件35與攝像元件33之間形成分離部47(參照?qǐng)D4)。透鏡部件35與攝像元件33被相對(duì)地對(duì)位并相互通過(guò)粘接用樹(shù)脂37被固定,由此分離部47的形狀確定。即,分離部47為透鏡部件35與攝像元件33的對(duì)位用的調(diào)整間隙。該調(diào)整間隙即使填充粘接用樹(shù)脂37也不會(huì)消失。在上述的尺寸的具體例中,至少在從30μm左右到100μm左右之間進(jìn)行調(diào)整。此時(shí)的公差為±20μm。因而,該情況下的最小的調(diào)整間隙殘留為10μm。
在內(nèi)窺鏡11中,在以分離部47為調(diào)整間隙而完成透鏡部件35與攝像元件33的對(duì)位之后,分離部47被利用為粘接用樹(shù)脂37的固定空間。由此,能夠?qū)⑼哥R部件35與攝像元件33直接固定。由此,以往必要的、用于將透鏡部件35固定于攝像元件33的框架或保持架等插入安裝構(gòu)件就變得不需要了。另外,由于能夠省略框架或保持架等,因此部件件數(shù)被削減而固定結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。由此,能夠使內(nèi)窺鏡11的前端部15小徑化,即使在實(shí)現(xiàn)更小型化(例如前端側(cè)的插入部位的外徑的細(xì)徑化)的情況下,也能夠以最小限度的尺寸來(lái)構(gòu)成。另外,能夠削減部件成本。并且,由于將透鏡部件35與攝像元件33固定時(shí)的插入部件少,因此能夠削減與對(duì)位和固定有關(guān)的作業(yè)所需要的作業(yè)工時(shí),并且能夠容易地進(jìn)行高精度的對(duì)位。另外,能夠降低制造成本,并且能夠提高生產(chǎn)率。
另外,根據(jù)該內(nèi)窺鏡11,在攝像元件33上連接包括4條電線(xiàn)45的傳輸線(xiàn)纜31。內(nèi)窺鏡11通過(guò)將傳輸線(xiàn)纜31設(shè)為4條電線(xiàn)45,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化、成本降低。在針對(duì)攝像元件33的背面?zhèn)鹊暮蟛颗渲脤?dǎo)體連接部49的配置空間的關(guān)系上,例如能夠?qū)鬏斁€(xiàn)纜31的電線(xiàn)45設(shè)為4條以下(例如3條),但是在該情況下,例如如果廢除1條信號(hào)線(xiàn),則必須將攝像圖像的信號(hào)或從視頻處理器19發(fā)送的控制用的信號(hào)與經(jīng)過(guò)電力線(xiàn)的電力的波形疊加。于是,為了進(jìn)行信號(hào)疊加而需要調(diào)制電路、解調(diào)電路等,部件件數(shù)增大而導(dǎo)致總成本增大。另外,如果將專(zhuān)用的信號(hào)線(xiàn)用于發(fā)送和接收各種信號(hào)(攝像圖像的信號(hào)、控制用的信號(hào)等),則電路結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單,但不利于內(nèi)窺鏡的細(xì)徑化。另一方面,如果將傳輸線(xiàn)纜31的電線(xiàn)45設(shè)為多于4條(例如5條),則針對(duì)攝像元件33的背面?zhèn)鹊暮蟛颗渲酶鱾€(gè)導(dǎo)體連接部49的配置空間變窄,在如后述那樣制造將前端部15的最大外徑設(shè)為1.8mm以下的內(nèi)窺鏡11的情況下,很難通過(guò)焊接來(lái)進(jìn)行連接作業(yè),內(nèi)窺鏡11的制造變得困難。根據(jù)以上內(nèi)容,在內(nèi)窺鏡11中,傳輸線(xiàn)纜31設(shè)為4條電線(xiàn)45,由此在同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化、成本降低方面起到顯著的作用。
<第2結(jié)構(gòu)例>
第2結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11能夠?qū)⒈緦?shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中的前端部15的最大外徑Dmax形成在與能夠切割的攝像元件33的基板的外切圓的直徑相當(dāng)?shù)挠邢拗睆健?.8mm的范圍。
在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,作為與光軸垂直的方向上的截面為正方形形狀的攝像元件33,使用一條邊的尺寸為1.0mm的攝像元件。由此,關(guān)于內(nèi)窺鏡11,攝像元件33的對(duì)角尺寸為1.4mm左右,如果包括作為照明單元的光導(dǎo)件57(例如150微米φ),則最大外徑Dmax能夠?yàn)?.8mm以下。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第2結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,能夠設(shè)為通過(guò)使最大外徑Dmax小于1.8mm,能夠容易地進(jìn)行向例如人體的血管的插入。
<第3結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第3結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,如圖5所示,攝像元件33的基板被形成為正方形,4個(gè)導(dǎo)體連接部49沿著攝像元件33的基板的一條邊并列配置。1個(gè)導(dǎo)體連接部49被形成為矩形形狀。4個(gè)導(dǎo)體連接部49被配置為長(zhǎng)邊平行且相互分離。這4個(gè)導(dǎo)體連接部49被配置在攝像元件33的基板的中央部。因而,各個(gè)導(dǎo)體連接部49與攝像元件33的基板的周緣分離。
關(guān)于傳輸線(xiàn)纜31,作為電線(xiàn)45的電力線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)各自的導(dǎo)體被絕緣覆膜覆蓋。4條電線(xiàn)45被配置為左右2條、上下2層,且絕緣覆膜的外周再通過(guò)外罩捆束成為一條傳輸線(xiàn)纜31。各自的導(dǎo)體具有沿著導(dǎo)體連接部49的長(zhǎng)邊方向被彎曲成U字狀的彎折部53。電線(xiàn)45的該彎折部53預(yù)先成形并被抵接于導(dǎo)體連接部49。電線(xiàn)45的該彎折部53的前端通過(guò)焊料來(lái)與導(dǎo)體連接部49連接。攝像元件33與傳輸線(xiàn)纜31被模制樹(shù)脂17覆蓋。因而,導(dǎo)體連接部49、彎折部53、電線(xiàn)45以及傳輸線(xiàn)纜31的外罩被埋入到模制樹(shù)脂17中。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第3結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,能夠?qū)?個(gè)導(dǎo)體連接部49平行地配置在攝像元件33的基板的中央部,因此導(dǎo)體連接部49的形成變得容易。由于將電線(xiàn)45的導(dǎo)體通過(guò)焊料與在一個(gè)方向上分離的4個(gè)導(dǎo)體連接部49分別連接,因此能夠容易地進(jìn)行連接作業(yè)。由于將導(dǎo)體連接部49配置在攝像元件33的基板的中央部,因此能夠在導(dǎo)體形成彎折部53。彎折部53通過(guò)模制部65被埋入來(lái)固定,因此能夠減輕作用于傳輸線(xiàn)纜31的張力作用于導(dǎo)體與導(dǎo)體連接部49的接合部(作為應(yīng)變消除件發(fā)揮作用)。由此,能夠提高電線(xiàn)45與導(dǎo)體連接部49的連接可靠性。
<第4結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第4結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中沿著透鏡部件設(shè)置有照明單元。即,第4結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11具有作為照明單元的一例的光導(dǎo)件57。以下,以照明單元為光導(dǎo)件57的情況為例進(jìn)行說(shuō)明,但是除此之外,照明單元也能夠設(shè)為直接安裝在前端部15的插入前端面的LED。在該情況下,不需要光導(dǎo)件57。
光導(dǎo)件57由1條光纖59構(gòu)成。對(duì)光纖59例如優(yōu)選使用塑料光纖(POF:Plastic Optical Fiber)。塑料光纖以硅樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂作為材料,從而芯體和包層均能夠由塑料形成。另外,光纖59也可以是例如將多條光纖線(xiàn)材捆束并在其兩端安裝終端配件得到的束纖維(bundle fiber)等。光纖59的前端在前端部15處成為射出端面,基端與插頭部23的管嘴連接。光源是設(shè)置于例如插槽部27等的LED。內(nèi)窺鏡11通過(guò)將插頭部23與插槽部27連接,由此來(lái)自LED的光經(jīng)光導(dǎo)件57的光纖59傳輸從前端射出。根據(jù)該結(jié)構(gòu),能夠從光源到照明光的射出端為止由1條光纖構(gòu)成,能夠減小光損失。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第4結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,通過(guò)具備光導(dǎo)件57,能夠單獨(dú)地使用內(nèi)窺鏡11來(lái)進(jìn)行暗部處的攝影。
<第5結(jié)構(gòu)例>
圖6是表示表現(xiàn)作為照明單元的一例的光導(dǎo)件57的配置例的前端部的一例的主視圖。關(guān)于第5結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,是作為照明單元的一例的光導(dǎo)件57在透鏡部件35的圓周方向上設(shè)置多個(gè)的結(jié)構(gòu)。光導(dǎo)件57能夠在透鏡部件35的圓周方向上等間隔地設(shè)置4條。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第5結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,由于在透鏡部件35的圓周方向上等間隔地設(shè)置4條光導(dǎo)件57,因此不易在被攝體的上下左右產(chǎn)生影子。由此,與光導(dǎo)件57為1條的結(jié)構(gòu)、2條的結(jié)構(gòu)相比,內(nèi)窺鏡11能夠獲得更清晰的攝像圖像。
<第6結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第6結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,攝像元件33被形成為正方形形狀。4個(gè)光導(dǎo)件57的光纖59在夾在攝像元件33的基板與攝像元件33的基板的外切圓之間的空間被配設(shè)在攝像元件33的基板的各邊部的大致中央。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第6結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,能夠有效地利用夾在正方形的攝像元件33與大致外切于攝像元件33的圓形的模制部65之間的空間,不使前端部15的外徑變大就能夠容易地配設(shè)多條(特別是4條)光纖59。由此,內(nèi)窺鏡11不使前端部15的外徑變大就能夠容易地制造并獲得清晰的圖像。
<第7結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第7結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,透鏡部件的至少一部分、攝像元件、傳輸線(xiàn)纜的一部分以及照明單元的一部分被模制樹(shù)脂覆蓋并固定,由模制樹(shù)脂構(gòu)成的模制部65由含有添加物的樹(shù)脂材料構(gòu)成,光的透過(guò)率能夠設(shè)為10%以下。
圖7是表示模制部65的厚度與透過(guò)率的關(guān)系的一例的特性圖。圖7示出了將炭黑作為添加物添加到模制樹(shù)脂材料(環(huán)氧系樹(shù)脂)的情況下的透過(guò)率的測(cè)定例。在圖7中,黑色圓和虛線(xiàn)表示將炭黑添加5重量%(wt%)的情況,黑色菱形和點(diǎn)劃線(xiàn)表示將炭黑添加1重量%(wt%)的情況。
在將炭黑添加5重量%的情況下,幾乎不依賴(lài)于模制部65的厚度的大小,即使厚度為30μm以下也能夠獲得高到光的透過(guò)率0.5%左右(遮光率99.5%)的遮光性能。在將炭黑添加1重量%的情況下,隨著模制部65的厚度變小而透過(guò)率上升。在添加1重量%的情況下,如果模制部65的厚度為301μm以上,則能夠抑制為透過(guò)率8.0%以下。因此,模制部65通過(guò)將厚度T設(shè)定為30μm以上,能夠充分地滿(mǎn)足透過(guò)率10%以下的條件。例如當(dāng)將模制部65的厚度設(shè)為50μm以上時(shí),添加1重量%而透過(guò)率4.5%以下,添加5重量%而透過(guò)率0.5%以下,從而能夠更可靠地遮擋光。
如果模制部65的透過(guò)率為10%以下,則包括透鏡部件35和攝像元件33的攝像部件能夠獲得雜散光的影響少的良好的攝像圖像。當(dāng)模制部65的透過(guò)率為6%以下時(shí),即使攝像元件33的靈敏度高也能夠充分地抑制雜散光的影響。當(dāng)透過(guò)率大于10%時(shí),產(chǎn)生雜散光的影響,作為攝像圖像而言是不好的。
圖8的(A)是表示存在雜散光的情況下的攝像圖像的一例的圖。圖8的(B)是表示沒(méi)有雜散光的情況下的攝像圖像的一例的圖。在如圖8的(A)那樣產(chǎn)生了雜散光的情況下,在攝像圖像中產(chǎn)生例如環(huán)狀的因雜散光所導(dǎo)致的過(guò)曝光,無(wú)法獲得清晰的圖像。在正使用內(nèi)窺鏡11的攝像部件中,需要設(shè)為如圖8的(B)那樣不產(chǎn)生雜散光的狀態(tài)。
在向模制部65添加添加物的情況下,如圖7所示的例子那樣具有如下的性質(zhì):隨著增加添加物的添加量(含有量)而遮光性能提高,但是相反地,模制部65的粘接強(qiáng)度下降。因此,需要根據(jù)添加物的粘接強(qiáng)度特性來(lái)向模制樹(shù)脂材料適量添加。
圖9是表示模制部65中的添加物的添加量與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系的一例的特性圖。圖9示出了將炭黑作為添加物添加到模制樹(shù)脂材料(環(huán)氧系樹(shù)脂)中的情況下的拉伸強(qiáng)度的測(cè)定例。在此,拉伸強(qiáng)度對(duì)應(yīng)模制部65的粘接強(qiáng)度。如圖9所示,在添加量為1重量%的情況下,拉伸強(qiáng)度僅下降2.5%左右。另外,在添加量為5重量%的情況下,拉伸強(qiáng)度下降12%左右。當(dāng)拉伸強(qiáng)度下降20%左右時(shí),存在無(wú)法充分地獲得作為模制構(gòu)件的粘接強(qiáng)度的情況,因此在添加炭黑的情況下,優(yōu)選將添加量設(shè)為5重量%以下。
另外,在使用如炭黑那樣的導(dǎo)電性材料作為添加物的情況下,隨著使添加量增加而電阻下降,被附加導(dǎo)電性。
圖10是表示模制部65中的添加物的添加量與電阻值、遮光率的關(guān)系的一例的圖。圖10示出了將炭黑作為添加物添加到模制樹(shù)脂材料(環(huán)氧系樹(shù)脂)中的情況下的電阻值和遮光率的測(cè)定例。對(duì)作為炭黑的添加量而言無(wú)添加(添加0重量%)、添加1重量%、添加5重量%這三個(gè)情況進(jìn)行了測(cè)定。遮光率是將模制部65的厚度設(shè)為50μm的情況下的例子。在無(wú)添加的情況下,電阻值為1.8×1013~5.0×1013。在添加1重量%的情況下,電阻值為2.5×1013~3.0×1013,遮光率為95%以上,在添加5重量%的情況下,電阻值為3.5×1010~5.0×1010,遮光率為99%以上。在添加5重量%的情況下,與添加1重量%的情況相比,電阻的值下降1000倍以上。因此,需要根據(jù)添加物的導(dǎo)電特性以及作為密封對(duì)象的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)要素(電子電路等)所要求的絕緣特性,向模制樹(shù)脂材料適量添加。
在模制部65中的電阻小的情況下,存在與攝像元件33連接的導(dǎo)體連接部49和傳輸線(xiàn)纜31中產(chǎn)生漏電流等、攝像部件的信號(hào)處理部周邊的電特性惡化的情況。另一方面,通過(guò)使模制部65具有適度的導(dǎo)電性,由此在攝像部件中產(chǎn)生靜電的情況下,能夠降低靜電放電的沖擊并抑制向攝像元件33的過(guò)大電流,從而能夠抑制攝像元件33的靜電破壞。即,能夠應(yīng)對(duì)攝像部件的浪涌。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第7結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,通過(guò)使模制部65的樹(shù)脂材料(模制樹(shù)脂17)含有添加物,能夠?qū)⒛V撇?5中光的透過(guò)率減小為10%以下,并且能夠使模制部65的厚度減小。由此,能夠使內(nèi)窺鏡11的攝像部件具有充分的遮光特性并實(shí)現(xiàn)小型化。
<第8結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,如圖3所示那樣能夠具備:透鏡部件35,其將透鏡收容于透鏡支承構(gòu)件39;攝像元件33,其攝像面41被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋;粘接用樹(shù)脂37,其用于將已使透鏡的光軸與攝像面41的中心一致的透鏡部件35和元件護(hù)罩玻璃43固定;前端部15,其最大外徑Dmax形成在與能夠切割的攝像元件33的基板的外切圓的直徑相當(dāng)?shù)挠邢拗睆健?.8mm的范圍;模制部65,其通過(guò)模制樹(shù)脂17將透鏡部件35的至少一部分和攝像元件33覆蓋并固定;以及管狀的護(hù)套61,其以與前端部15相同的外徑形成,覆蓋并連接模制部65的至少一部分。
在以下的說(shuō)明中,對(duì)于相同的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)附加相同的附圖標(biāo)記并簡(jiǎn)化或省略說(shuō)明。另外,在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11(參照?qǐng)D3)的說(shuō)明中,適當(dāng)?shù)嘏c第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11(參照?qǐng)D11)對(duì)比的同時(shí)進(jìn)行說(shuō)明。
護(hù)套61由具有可撓性的樹(shù)脂材料構(gòu)成。護(hù)套61為了賦予強(qiáng)度而能夠在內(nèi)周側(cè)具備單線(xiàn)、多線(xiàn)、編織的抗張力線(xiàn)。作為抗張力線(xiàn),能夠列舉聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維等芳綸纖維、聚芳酯纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑纖維、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維等聚酯系纖維、尼龍纖維、鎢細(xì)線(xiàn)、或不銹鋼細(xì)線(xiàn)等作為一例。
在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,與后述的第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11(參照?qǐng)D11)同樣地,攝像元件33整體、透鏡部件35的攝像元件33側(cè)的至少一部分、傳輸線(xiàn)纜31的一部分以及光導(dǎo)件57的一部分被模制樹(shù)脂17覆蓋并固定。“至少”是也包含模制樹(shù)脂17覆蓋透鏡支承構(gòu)件39的外周整體的概念。模制樹(shù)脂17由于覆蓋攝像元件33和透鏡部件35,也連續(xù)地覆蓋兩者之間的分離部47。此外,也可以在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11的前端部15內(nèi)部包括不透X射線(xiàn)標(biāo)記。由此,第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11容易地確認(rèn)X射線(xiàn)透視下的前端位置。
另外,第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11與后述的第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11(參照?qǐng)D11)同樣地在前端部15具備前端凸緣部63。前端凸緣部63能夠由例如不銹鋼形成。前端凸緣部63靠前端側(cè)形成為大徑部與小徑部相連而成的圓筒狀。前端凸緣部63的大徑部的外徑形成為最大外徑Dmax(1.8mm),在大徑部設(shè)置有用于插入4個(gè)光纖59的插入用孔(未圖示),從該插入用孔插入各個(gè)光纖59。在小徑部設(shè)置有用于插入透鏡部件35的插入用孔(未圖示),從該插入用孔插入透鏡部件35。前端凸緣部63將透鏡部件35保持為同軸。在前端凸緣部63的大徑部的比小徑部靠外側(cè)的位置貫穿設(shè)置有用于保持光纖59的前端側(cè)的光纖保持孔67。光纖保持孔67在圓周方向上等間隔地設(shè)置4個(gè)。前端側(cè)被插入到光纖保持孔67的光纖59沿著小徑部向后方被引導(dǎo)出。
在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,比前端凸緣部63靠后方的光纖59被配置在罩管69的內(nèi)側(cè)(參照?qǐng)D3)。罩管69形成為與前端凸緣部63相同的外徑。罩管69以金屬、樹(shù)脂等為原材料形成。罩管69的前端抵接前端凸緣部63的大徑部,罩管69至少具有后端到達(dá)傳輸線(xiàn)纜31的總長(zhǎng)。在罩管69的內(nèi)側(cè)填充模制樹(shù)脂17。也就是說(shuō),在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,模制部65被罩管69覆蓋。此外,在后述的第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,罩管69被省略,如果刨除護(hù)套61的前端抵接前端凸緣部63的后端并通過(guò)粘接劑等粘接(參照?qǐng)D11),則是與第1結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11同等的結(jié)構(gòu)。
罩管69中所填充的模制部65具有從罩管69的后端向后方延伸出的小徑延伸部71(參照?qǐng)D3)。小徑延伸部71形成為圓柱狀,埋入了4條光纖59。小徑延伸部71在4條光纖59的內(nèi)側(cè)埋入了傳輸線(xiàn)纜31。關(guān)于護(hù)套61,內(nèi)徑側(cè)通過(guò)粘接劑等被固定于該小徑延伸部71的外周。也就是說(shuō),在圖3所示的第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,前端凸緣部63、罩管69以及護(hù)套61以1.8mm的同軸的最大外徑Dmax相連。此外,在圖11所示的第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,前端凸緣部63和護(hù)套61以1.8mm的同軸的最大外徑Dmax相連。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第8結(jié)構(gòu)例以及第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,透鏡部件35的至少一部分、攝像元件33和傳輸線(xiàn)纜31的一部分被模制樹(shù)脂17覆蓋并固定,因此將透鏡部件35與攝像元件33固定時(shí)的插入部件少。由此,能夠使內(nèi)窺鏡11的前端部15小徑化,在實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的細(xì)徑化的情況下,也能夠以最小限度的尺寸來(lái)構(gòu)成。另外,能夠削減部件成本。能夠?qū)崿F(xiàn)能夠應(yīng)用于能夠拍攝例如人體的血管那樣的直徑非常細(xì)的患部的內(nèi)窺鏡11。其結(jié)果,能夠?qū)τ趦?nèi)窺鏡11實(shí)現(xiàn)小型化、成本降低。
另外,模制樹(shù)脂17通過(guò)遍及攝像元件33和透鏡部件35連續(xù)地形成,由此有助于攝像元件33與透鏡部件35的固定強(qiáng)度的增大。另外,模制樹(shù)脂17也能夠提高分離部47的氣密性(即,微細(xì)的間隙少)、水密性、遮光性。并且,模制樹(shù)脂17還能夠提高光導(dǎo)件57用的光纖59被埋入時(shí)的遮光性。
另外,內(nèi)窺鏡11在前端部15通過(guò)模制樹(shù)脂17對(duì)光導(dǎo)件57進(jìn)行模制,因此使光導(dǎo)件57作為結(jié)構(gòu)材料發(fā)揮作用,在細(xì)徑的內(nèi)窺鏡11中也能夠使撓性部29與前端部15的連接強(qiáng)度提高。并且,在內(nèi)窺鏡11中,在從前端凸緣部63的插入側(cè)最表面(參照?qǐng)D6)觀察前端部15的情況下,在前端凸緣部63預(yù)先設(shè)置的透鏡部件35的插入用孔(未圖示)與透鏡部件35之間、并且在與各光纖59對(duì)應(yīng)地在前端凸緣部63預(yù)先設(shè)置的4個(gè)光纖保持孔67與各個(gè)光纖59之間分別通過(guò)粘接用樹(shù)脂37填充。因此,在內(nèi)窺鏡11中,上述的各插入孔或光纖保持孔67與各部件(也就是說(shuō),透鏡支承構(gòu)件39、光纖59)之間的間隙消失。另外,在內(nèi)窺鏡11中,前端凸緣部63與罩管69之間以及罩管69與護(hù)套61之間、或前端凸緣部63與護(hù)套61之間分別通過(guò)粘接用樹(shù)脂37粘接,它們之間的間隙消失。因而,內(nèi)窺鏡11當(dāng)在檢查、手術(shù)時(shí)使用之后被實(shí)施滅菌作用(也就是說(shuō),被清洗)時(shí),能夠減輕不必要的液體等清洗殘余附著于內(nèi)窺鏡11,從而在接下來(lái)的檢查或手術(shù)中使用時(shí)的衛(wèi)生方面能夠具有高度的便利性。
另外,關(guān)于專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的以往的內(nèi)窺鏡533,前端部的軸線(xiàn)與透鏡部件547的光軸形成偏心。因此,由于前端部的旋轉(zhuǎn)角度而到被攝體為止的距離容易改變,難以穩(wěn)定地獲得良好的圖像。并且,當(dāng)前端部的軸線(xiàn)與透鏡部件547的光軸形成偏心時(shí),由于前端部的旋轉(zhuǎn)角度而管內(nèi)壁與前端部的干擾程度改變,特別是在進(jìn)入直徑細(xì)的孔時(shí)操作性下降。與此相對(duì)地,根據(jù)第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,前端凸緣部63、罩管69以及護(hù)套61以同軸相連,根據(jù)第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,前端凸緣部63和護(hù)套61以同軸相連,因此均容易進(jìn)行細(xì)徑化,且能夠穩(wěn)定地獲得良好的圖像,能夠提高插入操作性。
<第9結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第9結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,能夠?qū)⒆o(hù)套61的厚度設(shè)為0.1mm~0.3mm的范圍。護(hù)套61的厚度同罩管69與小徑延伸部71之間的臺(tái)階部的高度差尺寸一致。小徑延伸部71為隔著攝像元件33地向透鏡部件35的相反側(cè)突出的部分。即,小徑延伸部71僅形成為在中心配置1條傳輸線(xiàn)纜31并在其外側(cè)配置4條光纖59。因而,小徑延伸部71與埋入有攝像元件33的部分的模制部65相比,能夠容易地實(shí)現(xiàn)小徑化。也就是說(shuō),護(hù)套61的外徑與罩管69相同,因此壁厚的設(shè)計(jì)自由度提高。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第9結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,能夠使護(hù)套61的厚度加厚到0.3mm,因此易于提高護(hù)套61的拉伸強(qiáng)度。
<第10結(jié)構(gòu)例>
圖11是表示薄壁的護(hù)套與前端部連接的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。
關(guān)于第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,能夠?qū)⒆o(hù)套61的厚度設(shè)為0.1mm。內(nèi)窺鏡11在將護(hù)套61的厚度設(shè)為0.1mm的情況下,能夠不需要在第8結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中所說(shuō)明的罩管69。即,第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11通過(guò)將護(hù)套61設(shè)為與罩管69的壁厚大致同等的壁厚(0.1mm),能夠覆蓋埋入有攝像元件33和透鏡部件35的部分的模制部65。在第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,護(hù)套61的前端抵接前端凸緣部63的后端面并通過(guò)粘接劑等來(lái)固定。護(hù)套61能夠通過(guò)上述的抗張力線(xiàn)等來(lái)補(bǔ)償由于形成得薄所導(dǎo)致的拉伸強(qiáng)度的下降。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第10結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,省略罩管69,能夠?qū)⒆o(hù)套61直接與前端凸緣部63連接,因此能夠減少部件件數(shù)。
<第11結(jié)構(gòu)例>
圖12是表示透鏡部件中的光學(xué)透鏡組LNZ的結(jié)構(gòu)的一例的截面圖。
關(guān)于第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中具有:透鏡支承構(gòu)件39;透鏡部件35,其具有收容于透鏡支承構(gòu)件39的內(nèi)部的前組透鏡和后組透鏡以及配置在前組透鏡與后組透鏡之間的光圈51;攝像元件33,其攝像面41被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋;粘接用樹(shù)脂37所形成的粘接層,其用于將透鏡部件35中的后組透鏡的攝像側(cè)最終面與攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43固定;以及前端部15,其最大外徑Dmax形成在與能夠切割的攝像元件33的基板的外切圓的直徑相當(dāng)?shù)挠邢拗睆健?.8mm的范圍。在第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,是后組透鏡的攝像側(cè)最終面和透鏡支承構(gòu)件39的攝像側(cè)端面經(jīng)由粘接用樹(shù)脂37所形成的粘接層被固定于元件護(hù)罩玻璃43的結(jié)構(gòu),前組透鏡的焦距fF、后組透鏡的焦距fB、包括前組透鏡、后組透鏡、粘接用樹(shù)脂37所形成的粘接層及元件護(hù)罩玻璃43的光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距fel以及與從前組透鏡的被攝體側(cè)最前面到元件護(hù)罩玻璃43的攝像側(cè)后端面的距離相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)總長(zhǎng)OL、與從后組透鏡的攝像側(cè)最終面到元件護(hù)罩玻璃43的被攝體側(cè)前端面的距離相當(dāng)?shù)慕饘僖r墊MB能夠設(shè)為滿(mǎn)足下面的關(guān)系。
fel/fF<0且fel/fB>0且7.0≤OL/MB≤1200
在透鏡部件35中,第一透鏡L1作為前組透鏡發(fā)揮功能,第二透鏡L2和第三透鏡L3作為后組透鏡發(fā)揮功能。在此,第一透鏡L1為光學(xué)透鏡組LNZ的起始透鏡,第三透鏡L3為光學(xué)透鏡組LNZ的最終透鏡。透鏡部件35從被攝體側(cè)朝向攝像側(cè)依次具有作為最前面的第一透鏡L1的第一面L1R1為凹面、第二面L1R2為凹面、第二透鏡L2的第一面L2R1為凸面、第二面L2R2為凸面、第三透鏡L3的第一面L3R1為凹面、作為最終面的第二面L3R2為凹面。
在第一透鏡L1與第二透鏡L2之間、即前組透鏡與后組透鏡之間設(shè)置有光圈51。作為凹面的第三透鏡L3的第二面L3R2(最終面)與攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43之間被填充粘接用樹(shù)脂37,形成了粘接層。
圖13是表示作為圖12所示的透鏡部件的光學(xué)特性的透鏡數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。在圖13中,面分別對(duì)應(yīng)第一透鏡L1~第三透鏡L3各自的面L1R1~L3R2以及光圈51、粘接層(粘接用樹(shù)脂37),示出了各面的曲率半徑(mm)、圓錐系數(shù)、有效直徑(mm)。另外,厚度(mm)表示從相應(yīng)的面到下一個(gè)面為止的光學(xué)中心的光軸方向的距離(厚度),折射率和阿貝數(shù)表示形成相應(yīng)的面的光學(xué)部件的折射率和阿貝數(shù)。在此,光學(xué)透鏡組LNZ的外徑φ(第一透鏡L1和第三透鏡L3的外徑)設(shè)為φ=0.9mm~1.0mm左右。攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43的厚度設(shè)為0.4mm。
光學(xué)透鏡組LNZ的整體的焦距fel設(shè)為fel=0.58mm,前組透鏡(第一透鏡L1)的焦距fF設(shè)為fF=-0.714,后組透鏡(第二透鏡L2和第三透鏡L3)的焦距fB設(shè)為fB=0.481。另外,當(dāng)將光學(xué)透鏡組LNZ的光學(xué)總長(zhǎng)OL設(shè)為從起始透鏡的最前面(第一透鏡L1的第一面L1R1)到攝像面(攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43的攝像側(cè)的后端面)的長(zhǎng)度時(shí),光學(xué)總長(zhǎng)OL=2.287mm。
另外,當(dāng)將從最終透鏡的最終面(第三透鏡L3的第二面L3R2)的周邊部端面到攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43的被攝體側(cè)的前端面的長(zhǎng)度設(shè)為金屬襯墊(Metal Back)MB時(shí),金屬襯墊MB=0.04mm。此外,根據(jù)最終透鏡的最終面的凹凸,金屬襯墊MB有時(shí)也稱(chēng)為后焦距(Back Focus)。在此,作為包含后焦距BF的概念的參數(shù),使用金屬襯墊MB,統(tǒng)一為金屬襯墊MB來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。如圖13所示,粘接層的光學(xué)中心的厚度為0.05mm,但是由于第三透鏡L3的第二面L3R2為凹面,因此與從第二面L3R2的周邊部端面到元件護(hù)罩玻璃43的前端面的距離相當(dāng)?shù)慕饘僖r墊MB與光學(xué)中心相比變短。
此時(shí),fel/fF=-0.812,fel/fB=1.206,OL/MB=38.12,滿(mǎn)足下面的關(guān)系。
fel/fF<0且fel/fB>0且7.0≤OL/MB
在此,MB的范圍為0.005mm≤MB≤0.250mm,
OL的范圍為2.000mm≤OL≤6.000mm,
因此,8.0≤OL/BF≤1200。
與上述的7.0≤OL/MB合起來(lái)能夠設(shè)為
7.0≤OL/BF≤1200。
此外,使MB為最大的是水中近點(diǎn)觀測(cè)的基于MB=0.005mm的數(shù)字,使MB為最小的是空中遠(yuǎn)點(diǎn)觀測(cè)的基于MB=0.190mm的數(shù)字。
更具體地說(shuō),作為空中遠(yuǎn)距離,能夠列舉例如氣管、喉部。作為空中近距離,能夠列舉例如區(qū)域支氣管、細(xì)支氣管。作為水中遠(yuǎn)距離,能夠列舉例如子宮內(nèi)、胃。作為水中近距離,能夠列舉例如膀胱、冠狀動(dòng)脈內(nèi)、膝關(guān)節(jié)、股關(guān)節(jié)。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,能夠形成為能夠使用于例如人的血管的內(nèi)窺鏡11,能夠使金屬襯墊MB相對(duì)于光學(xué)總長(zhǎng)OL小,能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)粘接層將透鏡部件35與攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43直接粘接而固定的結(jié)構(gòu)。另外,能夠?qū)z像部件形成為高強(qiáng)度且部件件數(shù)少的結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)短的焦距的攝像透鏡,從而能夠?qū)崿F(xiàn)攝像透鏡的長(zhǎng)度的縮短、小型化。其結(jié)果,對(duì)于內(nèi)窺鏡11能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、成本降低。
<第12結(jié)構(gòu)例>
第12結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11與第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11同樣地,后組透鏡的攝像側(cè)最終面為曲面,后組透鏡的攝像側(cè)的最終透鏡的折射率nbe和后組透鏡通過(guò)粘接層而被固定的情況下的粘接層的折射率nad為nbe≠nad。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第12結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,通過(guò)將后組透鏡的攝像側(cè)最終面設(shè)為曲面,能夠使后組透鏡的最終面具有折射力,因此能夠進(jìn)一步提高通過(guò)透鏡部件35的來(lái)自被攝體的光線(xiàn)的聚集性。由此,能夠獲得能夠降低透鏡部件35的像差并提高分辨率這樣的效果。此外,在將后組透鏡的攝像側(cè)最終面設(shè)為凹面的情況下,能夠使被攝體在攝像面41的像高變大,因此能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)透鏡的小徑化。
<第13結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第13結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡中還設(shè)為,后組透鏡的攝像側(cè)的最終透鏡的阿貝數(shù)vbe為vbe>25,后組透鏡的攝像側(cè)的最終透鏡的折射率nbe為1.40<nbe<1.90。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第13結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,通過(guò)將后組透鏡的攝像側(cè)的最終透鏡的阿貝數(shù)vbe設(shè)為vbe>25、將后組透鏡的攝像側(cè)的最終透鏡的折射率nbe設(shè)為1.40<nbe<1.90,能夠降低透鏡部件35的倍率色像差,能夠小于攝像元件33的像素間距,因此能夠降低攝像圖像周邊部的滲色。
<第14結(jié)構(gòu)例>
第14結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11與第11結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡同樣地,前組透鏡的被攝體側(cè)最前面為凹面、或者凸面,凹面或凸面的凹量d與包括前組透鏡和后組透鏡的光學(xué)透鏡組的透鏡外徑φ滿(mǎn)足-0.1<d/φ<0.1的關(guān)系。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第14結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,將前組透鏡的被攝體側(cè)最前面設(shè)為凹面或凸面,通過(guò)設(shè)為凹面或凸面的凹量d與包括前組透鏡和后組透鏡的光學(xué)透鏡組的透鏡外徑φ滿(mǎn)足-0.1<d/φ<0.1的關(guān)系,能夠使透鏡部件35的最前面接近于平面,能夠降低內(nèi)窺鏡使用時(shí)的臟污的附著。此外,在將前組透鏡的被攝體側(cè)最前面設(shè)為凹面的情況下,將前組透鏡設(shè)為負(fù)焦度的透鏡并能夠使透鏡部件35的視場(chǎng)角(視角)增大,因此使針對(duì)被攝體的視場(chǎng)擴(kuò)展,并且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)透鏡的小徑化。
<第15結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第24結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中具備:透鏡部件35,其將前組透鏡和后組透鏡收容于透鏡支承構(gòu)件39,并在前組透鏡與后組透鏡之間配置光圈51;攝像元件33,其攝像面41被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋;粘接用樹(shù)脂37,其用于將已使透鏡的光軸與攝像面41的中心一致的透鏡部件35和元件護(hù)罩玻璃43固定;以及粗糙面部73(參照?qǐng)D4),其形成在后組透鏡的外周面,對(duì)經(jīng)后組透鏡傳輸?shù)墓庠谕庵苊娴娜瓷溥M(jìn)行抑制。
圖14是表示基于呈現(xiàn)環(huán)狀的雜散光的實(shí)測(cè)結(jié)果的攝像圖像的一例的圖。圖14是使用與圖4所示的內(nèi)窺鏡對(duì)應(yīng)的試制內(nèi)窺鏡插入到動(dòng)物的支氣管所獲得的攝像圖像75。
在第15結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,在實(shí)測(cè)結(jié)果中確認(rèn)出存在攝像圖像75中呈現(xiàn)環(huán)狀的雜散光77的情況。關(guān)于內(nèi)窺鏡11,在開(kāi)發(fā)過(guò)程中收容于透鏡部件內(nèi)的透鏡個(gè)數(shù)從4個(gè)透鏡(未圖示)的結(jié)構(gòu)變更為3個(gè)透鏡(未圖示)的結(jié)構(gòu)的情況下,確認(rèn)出產(chǎn)生雜散光。另外,在從3個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)變更為最終透鏡與攝像元件33的元件護(hù)罩玻璃43被直接連接的直連型3個(gè)透鏡(參照?qǐng)D4)的結(jié)構(gòu)時(shí),確認(rèn)出雜散光的輸出水平進(jìn)一步惡化(也就是說(shuō),攝像圖像變得不清晰)(參照?qǐng)D14)。
圖15是通過(guò)仿真得到攝像圖像中出現(xiàn)的多處的雜散光的有無(wú)的測(cè)定圖。呈環(huán)狀分布的雜散光通過(guò)仿真被確認(rèn)出顯著呈現(xiàn)環(huán)的上部雜散光79、環(huán)的兩側(cè)雜散光81、環(huán)的下部雜散光83。
圖16的(A)是呈環(huán)狀分布的雜散光的上部雜散光的光線(xiàn)追蹤圖。圖16的(B)是呈環(huán)狀分布的雜散光的兩側(cè)雜散光的光線(xiàn)追蹤圖。圖16的(C)是呈環(huán)狀分布的雜散光的下部雜散光的光線(xiàn)追蹤圖。
關(guān)于上部雜散光79,基于仿真進(jìn)行光線(xiàn)追蹤的結(jié)果如圖16的(A)所示那樣在透鏡L3的外周面的部分85的反射和在透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87的反射的影響顯著。
關(guān)于兩側(cè)雜散光81,基于仿真進(jìn)行光線(xiàn)追蹤的結(jié)果如圖16的(B)所示那樣由光圈51的內(nèi)徑邊緣89進(jìn)行的反射、在透鏡L3的外周面的部分85的反射以及在透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87的反射的影響顯著。
關(guān)于下部雜散光83,基于仿真進(jìn)行光線(xiàn)追蹤的結(jié)果如圖16的(C)所示那樣由光圈51的內(nèi)徑邊緣89進(jìn)行的反射和在透鏡L3的外周面的部分85的反射的影響顯著。
基于圖16的(A)~圖16的(C)的仿真,形成雜散光的光通過(guò)在透鏡L3的外周面的部分85的反射和在透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87的反射幾乎全部入射至攝像元件33的攝像面41。特別地,關(guān)于呈環(huán)狀分布的雜散光,能夠驗(yàn)證出基于透鏡L3的外周面的部分85以及透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87的反射的影響(也就是說(shuō),由透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87反射的光在反射之后通過(guò)透鏡L3的周?chē)膱A環(huán)端面即凸緣部55)大。
因此,對(duì)試制內(nèi)窺鏡中的透鏡L3的外周面進(jìn)行磨砂玻璃化。即,設(shè)置了對(duì)經(jīng)后組透鏡(透鏡L3)傳輸?shù)墓庠谕庵苊娴娜瓷溥M(jìn)行抑制的粗糙面部73(參照?qǐng)D4)。
圖17是通過(guò)照度分布的仿真得到由于設(shè)置粗糙面部而引起的雜散光的消失的有無(wú)的測(cè)定圖。圖18是表示通過(guò)設(shè)置粗糙面部而降低了雜散光的實(shí)測(cè)結(jié)果的攝像圖像的一例的圖。
在第15結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中,通過(guò)對(duì)透鏡L3的外周面進(jìn)行磨砂玻璃化,在透鏡L3的外周面的部分85處的反射光由于粗糙面部73(磨砂玻璃面)的散射效果而降低。在圖17所示的仿真和圖18所示的實(shí)測(cè)結(jié)果中,上部雜散光79、兩側(cè)雜散光81、下部雜散光83的大部分都減少而消失了。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第15結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,通過(guò)在透鏡L3的外周面設(shè)置粗糙面部73,由此不在透鏡L3的外周另外追加遮光部件(涂成黑色的筒體等),就能夠消除呈環(huán)狀分布的雜散光的大部分。其結(jié)果,對(duì)于內(nèi)窺鏡11,能夠抑制雜散光并實(shí)現(xiàn)小型化、成本降低。
<第16結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第16結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在第15結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中粗糙面部73的表面粗糙度優(yōu)選的是在算術(shù)平均粗糙度Ra=0.1μm~10μm的范圍。該粗糙面部73能夠通過(guò)使用例如研磨粒對(duì)透鏡L3的外周面實(shí)施研磨。當(dāng)粗糙面部73的粗糙度Ra為0.1μm以下時(shí),可知粗糙面部73接近于鏡面,反射光的強(qiáng)度呈逐漸增加的傾向。另外,當(dāng)粗糙面部73的粗糙度Ra為10μm以上時(shí),粗糙面相對(duì)于反射面的比例下降,由此也可知,反射光的強(qiáng)度呈逐漸增加的傾向。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第16結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,不使用其它構(gòu)件而通過(guò)對(duì)透鏡L3賦予最佳的粗糙度,就能夠不使成本增大地抑制雜散光。
<第17結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第17結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11,在第16結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡11中也可以將粗糙面部73形成在后組透鏡(透鏡L3)的攝像側(cè)最終面中的包圍攝像光射出有效面的端面(凸緣部55)。內(nèi)窺鏡11通過(guò)在透鏡L3的外周面設(shè)置粗糙面部73,能夠抑制雜散光。除此之外,內(nèi)窺鏡11通過(guò)在凸緣部55也設(shè)置粗糙面部73,能夠進(jìn)一步抑制在透鏡L3的外周面的部分85或透鏡L3從透鏡支承構(gòu)件39突出的部分87無(wú)法完全散射而產(chǎn)生的上部雜散光79、兩側(cè)雜散光81、下部雜散光83。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第17結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡,不使用其它構(gòu)件而通過(guò)對(duì)透鏡L3的凸緣部55賦予粗糙面部73,就能夠進(jìn)一步抑制雜散光。
(第二實(shí)施方式)
接著,對(duì)于第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111進(jìn)行說(shuō)明。
圖19是表示從前側(cè)觀察第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111的前端部的情形的立體圖。圖20是表示第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111的前端部的一例的截面圖。圖21是表示第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡中的透鏡與攝像元件經(jīng)由粘接用樹(shù)脂被直接連接的狀態(tài)的一例的截面圖。圖22是從與透鏡部件相反的一側(cè)觀察在第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡的導(dǎo)體連接部上連接有傳輸線(xiàn)纜的攝像元件的立體圖。此外,在第二實(shí)施方式中,對(duì)與在第一實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)件相同的構(gòu)件附加相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說(shuō)明。
<第18結(jié)構(gòu)例>
圖19所示的內(nèi)窺鏡111能夠?qū)D20所示的前端部15的最大外徑Dmax形成在與能夠切割的攝像元件33的基板的外切圓的直徑相當(dāng)?shù)挠邢拗睆健?.0mm的范圍。
在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中,作為與光軸的方向垂直的方向上的截面為正方形形狀的攝像元件33,使用一條邊的尺寸為0.5mm的元件。由此,內(nèi)窺鏡111能夠設(shè)為,攝像元件33的對(duì)角尺寸為0.7mm左右,如果包括作為照明單元的光導(dǎo)件57(例如50微米φ),則最大外徑Dmax為1.0mm以下。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第18結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,能夠設(shè)為,通過(guò)將最大外徑Dmax設(shè)為小于1.0mm,能夠更容易地進(jìn)行向例如人體的血管的插入。
<第19結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第19結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中,如圖22所示,攝像元件33的基板被形成為正方形,導(dǎo)體連接部49配置在攝像元件33的基板的四角。1個(gè)導(dǎo)體連接部49被形成為例如圓形形狀。4個(gè)導(dǎo)體連接部49通過(guò)被配置在正方形的四角,能夠進(jìn)行相互以最大距離分離的配置。
關(guān)于傳輸線(xiàn)纜31,作為電線(xiàn)45的電力線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)各自的導(dǎo)體被絕緣覆膜覆蓋。4條電線(xiàn)45被配置為左右2條、上下2層,且絕緣覆膜的外周再通過(guò)外罩捆束成為一條傳輸線(xiàn)纜31。各自的導(dǎo)體在絕緣覆膜被剝開(kāi)的狀態(tài)下被形成為4條平行的直線(xiàn)狀。關(guān)于電線(xiàn)45,該導(dǎo)體的前端通過(guò)焊料與導(dǎo)體連接部49連接。攝像元件33和傳輸線(xiàn)纜31如圖20所示那樣被模制樹(shù)脂17覆蓋。因而,導(dǎo)體連接部49、導(dǎo)體、電線(xiàn)45的絕緣覆膜以及傳輸線(xiàn)纜31的外罩被埋入模制樹(shù)脂17。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第19結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,由于能夠?qū)?個(gè)導(dǎo)體連接部49配置在攝像元件33的基板的四角,因此能夠使4個(gè)導(dǎo)體連接部49如圖22所示那樣相互以最大距離均等分離地配置在正方形的攝像元件33的基板上。由此,在焊接的工序中相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體連接部49不會(huì)因焊料而被連接,容易確保絕緣距離,從而能夠容易地進(jìn)行前端部15的細(xì)徑化。此外,在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,也可以如圖22所示那樣將4個(gè)導(dǎo)體連接部49配置在攝像元件33的基板的四角。
<第20結(jié)構(gòu)例>
如圖21所示,第20結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111具備:物鏡護(hù)罩玻璃91;元件護(hù)罩玻璃43;攝像元件33,其攝像面41被元件護(hù)罩玻璃43覆蓋;透鏡93,其被夾在物鏡護(hù)罩玻璃91與元件護(hù)罩玻璃43之間,透鏡93的光軸與攝像面41的中心一致;光圈51,其設(shè)置在物鏡護(hù)罩玻璃91與透鏡93之間;粘接用樹(shù)脂37,其用于將透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43固定;以及空氣層95,其設(shè)置在透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43之間。
在第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11中,通過(guò)在具有3個(gè)透鏡中的最終的透鏡L3與元件護(hù)罩玻璃43之間的有限的寬度的分離部47涂布粘接用樹(shù)脂37,由此透鏡L3與元件護(hù)罩玻璃43被直接連接。另一方面,在第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中,透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43經(jīng)由粘接用樹(shù)脂37被直接連接。其結(jié)果,在內(nèi)窺鏡111中,粘接用樹(shù)脂37在側(cè)視時(shí)大致呈線(xiàn)狀(參照?qǐng)D22)。另外,在第二實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中,透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43在透鏡93的兩端側(cè)的凸緣部通過(guò)粘接用樹(shù)脂37被直接連接,粘接用樹(shù)脂37僅被涂布于凸緣部。
透鏡93例如是單透鏡,外形形狀形成為與攝像元件33相同的棱柱狀,且與光軸的方向垂直的方向上的截面為正方形形狀。透鏡93使經(jīng)過(guò)了物鏡護(hù)罩玻璃91的來(lái)自被攝體的入射光經(jīng)由元件護(hù)罩玻璃43成像于攝像元件33的攝像面41。在透鏡93的元件護(hù)罩玻璃43側(cè)的面形成凹部。在凹部的底面形成隆起為大致球面狀的凸曲面部97。透鏡93具有作為通過(guò)凸曲面部97進(jìn)行光的會(huì)聚的光學(xué)元件的功能。凸曲面部97的隆起前端與元件護(hù)罩玻璃43之間分離少許。另一方面,透鏡93的包圍凹部的四角環(huán)狀的端面經(jīng)由粘接用樹(shù)脂37被粘接在元件護(hù)罩玻璃43上。由此,成為在透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43之間的凹部被封入空氣的狀態(tài)。被封入該成為密閉空間的凹部的空氣優(yōu)選的是干燥空氣。另外,在該凹部也可以封入氮?dú)狻_@樣,在透鏡93與元件護(hù)罩玻璃43之間形成將凹部設(shè)為內(nèi)容積的空氣層95。在該空氣層95配置凸曲面部97。也就是說(shuō),透鏡93的凸曲面部97的光射出面與空氣接觸。
在最大外徑Dmax為1.0mm的內(nèi)窺鏡111中,透鏡個(gè)數(shù)是否減少成為細(xì)徑化的重要要求。因而,在內(nèi)窺鏡111中設(shè)置有作為單透鏡的透鏡93的情況下,重要的是在與光軸方向平行的寬度方向上的微小區(qū)域,與透鏡93之間具有怎樣的折射率差,在第20結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111中,其特征在于在光學(xué)元件面設(shè)置有與透鏡93之間能夠獲得大的折射率差的空氣層。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第20結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,在透鏡93形成凹部,在該凹部的底面形成凸曲面部97,將四角環(huán)狀的端面粘接在元件護(hù)罩玻璃43上,因此在微小的區(qū)域能夠確保用于使與透鏡93的折射率差增大的空氣層95。同時(shí),透鏡93能夠容易地進(jìn)行與攝像面41的光軸對(duì)準(zhǔn)。由于透鏡93能夠確保空氣層95,由此與透鏡93之間能夠獲得大的透鏡焦度。由此,在內(nèi)窺鏡111中,能夠使透鏡個(gè)數(shù)減少為1個(gè)。其結(jié)果,對(duì)于內(nèi)窺鏡111能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、成本降低。
<第21結(jié)構(gòu)例>
圖23是表示物鏡護(hù)罩玻璃、透鏡、元件護(hù)罩玻璃的尺寸的一例的側(cè)視圖。關(guān)于第21結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中,物鏡護(hù)罩玻璃91的沿著光軸的方向的厚度TGt、透鏡93的厚度SRt以及元件護(hù)罩玻璃43的厚度SGt均形成在0.1mm~0.5mm的范圍。另外,物鏡護(hù)罩玻璃91、透鏡93、元件護(hù)罩玻璃43以及攝像元件33是一條邊的長(zhǎng)度SQL為0.5mm的正方形。此外,圖20~圖23所示的攝像元件33對(duì)電路99賦予厚度地進(jìn)行了描繪。另外,對(duì)用于將元件護(hù)罩玻璃43與攝像元件33粘接的粘接用樹(shù)脂37賦予厚度地進(jìn)行了描繪。
元件護(hù)罩玻璃43具有與透鏡93的焦距和光學(xué)特性相匹配地保持透鏡93與攝像面41的距離的功能。元件護(hù)罩玻璃43通過(guò)將厚度SGt設(shè)為0.1mm~0.5mm的范圍,來(lái)容易地進(jìn)行該調(diào)整。
透鏡93通過(guò)將厚度SRt設(shè)為0.1mm~0.5mm的范圍,能夠發(fā)揮作為光學(xué)元件的功能,實(shí)現(xiàn)空氣層95的確保。
物鏡護(hù)罩玻璃91通過(guò)將厚度TGt設(shè)為0.1mm~0.5mm的范圍,能夠不使用其它加強(qiáng)構(gòu)件而僅使用該物鏡護(hù)罩玻璃91單個(gè)。另外,能夠抑制因由厚度不必要地增加所致的光線(xiàn)的陰影而引起的視角的減少。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第21結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,將透鏡93與攝像元件33保持為適當(dāng)距離,容易地確??諝鈱?5,并抑制視角的減少,并且能夠抑制從物鏡護(hù)罩玻璃91到攝像元件33為止的沿著光軸的方向的尺寸的肥大化。
<第22結(jié)構(gòu)例>
關(guān)于第22結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,如圖20所示,在本實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡111中具備:模制部65,其在將物鏡護(hù)罩玻璃91的除物鏡面以外的外周面、透鏡93的外周面以及攝像元件33通過(guò)模制樹(shù)脂17覆蓋并固定的同時(shí),形成前端部15的外殼,且露出于外部;以及管狀的護(hù)套61,其被形成為與前端部15相同的外徑,覆蓋并連接模制部65的至少一部分。
護(hù)套61如上述那樣由具有可撓性的樹(shù)脂材料形成。另外,護(hù)套61如上述那樣為了賦予強(qiáng)度而能夠在內(nèi)周側(cè)具備單線(xiàn)、多線(xiàn)、編織的抗張力線(xiàn)??箯埩€(xiàn)的材質(zhì)與上述相同。
內(nèi)窺鏡111的物鏡護(hù)罩玻璃91、透鏡93、元件護(hù)罩玻璃43、攝像元件33整體、傳輸線(xiàn)纜31的一部分以及光導(dǎo)件57的一部分被模制樹(shù)脂17覆蓋并固定,并且模制樹(shù)脂17露出于外部。此外,在內(nèi)窺鏡111的前端部15也可以?xún)?nèi)部包括不透X射線(xiàn)標(biāo)記。由此,內(nèi)窺鏡111容易地確認(rèn)X射線(xiàn)透視下的前端位置。
由于內(nèi)窺鏡111的物鏡護(hù)罩玻璃91、透鏡93、元件護(hù)罩玻璃43、攝像元件33、傳輸線(xiàn)纜31的一部分、光導(dǎo)件57的一部分(攝像部件)被模制樹(shù)脂17覆蓋并固定,因此將這些各構(gòu)件之間固定時(shí)的插入零件少。由此,能夠使內(nèi)窺鏡111的前端部15小徑化,在實(shí)現(xiàn)更細(xì)徑化的情況下,也能夠以最小限度的尺寸來(lái)構(gòu)成。另外,能夠削減部件成本。能夠?qū)崿F(xiàn)能夠應(yīng)用于能夠拍攝例如人體的血管那樣的直徑非常細(xì)的患部的內(nèi)窺鏡111。其結(jié)果,對(duì)于內(nèi)窺鏡111能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、成本降低。
另外,模制樹(shù)脂17對(duì)從攝像元件33到物鏡護(hù)罩玻璃91為止進(jìn)行覆蓋而成形,因此有助于這些攝像部件的固定強(qiáng)度的增大。另外,模制樹(shù)脂17也能夠提高空氣層95的氣密性(即,不存在細(xì)微的間隙)、水密性、遮光性。并且,模制樹(shù)脂17還能夠提高光導(dǎo)件57用的光纖59被埋入時(shí)的遮光性。
另外,內(nèi)窺鏡111在前端部15通過(guò)模制樹(shù)脂17對(duì)光導(dǎo)件57進(jìn)行模制,因此能夠使光導(dǎo)件57作為結(jié)構(gòu)材料發(fā)揮作用,對(duì)于細(xì)徑的內(nèi)窺鏡111,也能夠使撓性部29與前端部15的連接強(qiáng)度提高。另外,在內(nèi)窺鏡111中,在從插入側(cè)最表面(例如參照?qǐng)D19)觀察前端部15的情況下,模制樹(shù)脂17將前端部15的物鏡護(hù)罩玻璃91以及4個(gè)光纖59包含在內(nèi)地進(jìn)行覆蓋,因此不存在物鏡護(hù)罩玻璃91以及4個(gè)光纖59各自周?chē)目障?即,各自周?chē)拈g隙)。因而,內(nèi)窺鏡111當(dāng)在檢查、手術(shù)時(shí)使用之后被實(shí)施滅菌作用(也就是說(shuō),被清洗)時(shí),能夠減輕不必要的液體等清洗殘余附著于內(nèi)窺鏡111,從而與第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11相比,在接下來(lái)的檢查或手術(shù)中使用時(shí)的衛(wèi)生方面能夠具有更高度的便利性。
另外,關(guān)于專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的以往的內(nèi)窺鏡533,前端部的軸線(xiàn)與透鏡部件547的光軸形成偏心。因此,由于前端部的旋轉(zhuǎn)角度而到被攝體為止的距離容易改變,難以穩(wěn)定地獲得良好的圖像。并且,當(dāng)前端部的軸線(xiàn)與透鏡部件547的光軸形成偏心時(shí),由于前端部的旋轉(zhuǎn)角度而管內(nèi)壁與前端部的干擾程度改變,特別是在進(jìn)入直徑細(xì)的孔時(shí)操作性下降。與此相對(duì),根據(jù)內(nèi)窺鏡111,物鏡護(hù)罩玻璃91、透鏡93、元件護(hù)罩玻璃43、攝像元件33以同軸相連。也就是說(shuō),以與前端部15的同心圓來(lái)配置物鏡護(hù)罩玻璃91。其結(jié)果,第22結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111容易細(xì)徑化,能夠穩(wěn)定地獲得良好的圖像,能夠提高插入操作性。
<第23結(jié)構(gòu)例>
第23結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111優(yōu)選的是將護(hù)套61的厚度設(shè)為0.1mm~0.3mm的范圍。
內(nèi)窺鏡111的模制部65具有從覆蓋攝像元件33的后端向后方延伸的圖20所示的小徑延伸部71。小徑延伸部71被形成為圓柱狀,埋入了4條光纖59。小徑延伸部71在4條光纖59的內(nèi)側(cè)埋入了傳輸線(xiàn)纜31。關(guān)于護(hù)套61,內(nèi)徑側(cè)通過(guò)粘接劑等被固定于小徑延伸部71的外周。也就是說(shuō),模制部65和護(hù)套61以1.0mm的同軸的最大外徑Dmax相連。
基于以上內(nèi)容,根據(jù)第23結(jié)構(gòu)例的內(nèi)窺鏡111,由于能夠?qū)⒆o(hù)套61的厚度加厚至0.3mm,因此易于提高護(hù)套61的拉伸強(qiáng)度。另外,傳輸線(xiàn)纜31的最小外徑當(dāng)前為0.54mm左右。在將前端部15的最大外徑Dmax設(shè)為1.0mm的情況下,護(hù)套61的厚度為0.23mm。由此,內(nèi)窺鏡111能夠設(shè)為,通過(guò)將護(hù)套61的厚度設(shè)為上述的0.1mm~0.3mm的范圍,能夠?qū)⑶岸瞬?5的最大外徑Dmax設(shè)為1.0mm。
接著,對(duì)具有上述各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的內(nèi)窺鏡的制造方法(前端部的制造工序)進(jìn)行說(shuō)明。以下的內(nèi)窺鏡的制造方法以第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11為代表例進(jìn)行說(shuō)明。
圖24的(A)~圖24的(D)是說(shuō)明內(nèi)窺鏡的制造方法的第一例的圖。圖24的(A)是位置調(diào)整工具的結(jié)構(gòu)圖。圖24的(B)是透鏡部件與攝像元件固定時(shí)的側(cè)視圖。圖24的(C)是XY方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖。圖24的(D)是Z方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖。此外,在此,XY方向是指圖1所示的左右上下方向,Z方向是指圖1所示的前后方向。
在內(nèi)窺鏡的制造方法的第一例中,使用位置調(diào)整工具113來(lái)將透鏡部件35的后端以由攝像元件33堵住的方式進(jìn)行固定。位置調(diào)整工具113具備傳感器支承部115、第一XYZ臺(tái)117、透鏡部件支承部119、第二XYZ臺(tái)1210、平面臺(tái)1230以及調(diào)試卡1250。
傳感器支承部115支承于攝像元件33的下表面。第一XYZ臺(tái)117能夠保持傳感器支承部115來(lái)在前后左右和上下方向上進(jìn)行位置調(diào)整(期望使用微動(dòng)臺(tái))。透鏡部件支承部119將透鏡部件35從兩側(cè)面水平地支承。第二XYZ臺(tái)1210能夠保持透鏡部件支承部119來(lái)在前后左右和上下方向上進(jìn)行位置調(diào)整。調(diào)試卡1250為透鏡部件35的被攝體,通過(guò)對(duì)其進(jìn)行攝像,由此具有被攝體像的可參照暈影和焦點(diǎn)的圖案。平面臺(tái)1230將傳感器支承部115和透鏡部件支承部119與調(diào)試卡1250一起共同支承。
前端部15的組裝使用上述的位置調(diào)整工具113,基本上作業(yè)者使用顯微鏡通過(guò)手動(dòng)作業(yè)來(lái)進(jìn)行。
首先,預(yù)先對(duì)透鏡部件35和攝像元件33中的至少一方涂布粘接用樹(shù)脂37。然后,支承透鏡部件35,參照在使第一XYZ臺(tái)117所支承的攝像元件33移動(dòng)的同時(shí)由攝像元件33拍攝到的圖像,來(lái)將透鏡部件35的光軸與攝像元件33的攝像面41的中心對(duì)位。具體地說(shuō),例如圖24的(C)所示那樣將透鏡支承構(gòu)件39和透鏡L3的中心與影像中心1270對(duì)位。將探頭(省略圖示)抵接攝像元件33的端子來(lái)取出圖像信號(hào),并圖像顯示于顯示裝置(省略圖示),由此獲得攝像元件33的影像。
接著,將透鏡部件35與攝像元件33在沿光軸的方向上進(jìn)行對(duì)位。在該對(duì)位的工序中,通過(guò)調(diào)整透鏡部件35的前后方向的位置,由此如圖24的(D)所示那樣使來(lái)自調(diào)試卡1250的入射光聚焦于攝像元件33的攝像面41。即,如圖24的(B)所示,通過(guò)在光軸LC方向上調(diào)整透鏡部件35的位置來(lái)進(jìn)行調(diào)焦。
在透鏡部件35的位置調(diào)整時(shí),傳輸線(xiàn)纜31與導(dǎo)體連接部49可以不連接,也可以連接。在傳輸線(xiàn)纜31與導(dǎo)體連接部49沒(méi)有連接的情況下,如上述那樣將探頭抵接攝像元件33的端子來(lái)取出圖像信號(hào),將測(cè)試用的被攝體圖像顯示于顯示裝置。
另一方面,在攝像元件33連接有傳輸線(xiàn)纜31的情況下,能夠由上述的視頻處理器19對(duì)攝像元件33的輸出進(jìn)行處理并顯示于顯示裝置。通過(guò)使用規(guī)定的調(diào)試卡1250(例如分辨率卡)來(lái)作為被攝體,能夠容易地進(jìn)行透鏡部件35的位置調(diào)整,能夠縮短對(duì)位工序所需要的時(shí)間。
在透鏡部件35與攝像元件33的位置調(diào)整完成的階段,期望粘接用樹(shù)脂37從透鏡部件35與攝像元件33之間露出少許。在粘接用樹(shù)脂37的量不足的情況下,向透鏡部件35與攝像元件33之間注入粘接用樹(shù)脂37。被注入的粘接用樹(shù)脂37根據(jù)毛細(xì)血管現(xiàn)象而被填充在透鏡部件35與攝像元件33之間。
在將攝像元件33對(duì)位在透鏡部件35的后端之后,進(jìn)行紫外線(xiàn)照射來(lái)使粘接用樹(shù)脂37固化,用粘接用樹(shù)脂37將透鏡部件35與攝像元件33暫時(shí)固定。在維持透鏡部件35與攝像元件33的相對(duì)的前后位置的狀態(tài)下針對(duì)露出的粘接用樹(shù)脂37進(jìn)行紫外線(xiàn)照射。通過(guò)利用該紫外線(xiàn)照射使粘接用樹(shù)脂37固化,來(lái)將攝像元件33暫時(shí)固定在透鏡部件35的后端附近。由于通過(guò)紫外線(xiàn)照射使粘接用樹(shù)脂37在數(shù)秒左右的短時(shí)間內(nèi)固化,因此能夠縮短工序所需要的時(shí)間。被暫時(shí)固定的透鏡部件35與攝像元件33從位置調(diào)整工具113被拆下。
之后,通過(guò)熱處理使粘接用樹(shù)脂37進(jìn)一步固化,從而用粘接用樹(shù)脂37將透鏡部件35與攝像元件33真正固定。通過(guò)利用該熱處理使粘接用樹(shù)脂37固化,來(lái)將透鏡部件35與攝像元件33有力地固定。
接著,對(duì)前端部15實(shí)施通過(guò)模制樹(shù)脂17來(lái)覆蓋透鏡部件35的后部和攝像元件33的模制處理。在模制處理的工序中,針對(duì)透鏡部件35以至少覆蓋位于比透鏡部件35的后端更靠后方的位置的攝像元件33、導(dǎo)體連接部49以及傳輸線(xiàn)纜31的前端(與攝像元件33電連接的部位)的方式涂布模制樹(shù)脂17,來(lái)使位于比透鏡部件35的后端更靠后方的位置的攝像元件33、導(dǎo)體連接部49以及傳輸線(xiàn)纜31的前端粘結(jié)于透鏡部件35,從而構(gòu)成密封部。
此時(shí),模制樹(shù)脂17通過(guò)以超越攝像元件33的前面也覆蓋透鏡部件35的后端的方式進(jìn)行涂布,由此分離部47被可靠地封閉。在此使用的模制樹(shù)脂17具備至少全面覆蓋攝像元件33、導(dǎo)體連接部49、傳輸線(xiàn)纜31的前端、間隙的程度的高的粘度,以阻止水分從攝像元件33的后方和分離部47侵入前端部15的內(nèi)部的密封為主要目的來(lái)進(jìn)行涂布。
另外,為了使用模制樹(shù)脂17容易地造出圖示的形狀,也可以使用樹(shù)脂模型來(lái)形成密封部。在該情況下,預(yù)先將樹(shù)脂模型(省略圖示)以從透鏡部件35的后端直到傳輸線(xiàn)纜31的前端為止進(jìn)行覆蓋的方式進(jìn)行配置,使模制樹(shù)脂17流入此處并使其固化,并將樹(shù)脂模型拆下。
作為模制樹(shù)脂17,能夠使用各種周知的粘接劑,但是優(yōu)選使用例如環(huán)氧系樹(shù)脂、丙烯酸系樹(shù)脂等熱固化性樹(shù)脂所形成的粘接劑。并且,期望采用使這些樹(shù)脂含有碳粒子的黑色系的樹(shù)脂。由此,能夠防止來(lái)自外部的雜散光入射至攝像元件33的攝像面41。
之后,將前端部15在60℃~80℃的環(huán)境下放置30分鐘左右,由此使覆蓋攝像元件33、導(dǎo)體連接部49、傳輸線(xiàn)纜31的前端以及分離部47的模制樹(shù)脂17完全固化。當(dāng)模制處理的工序結(jié)束時(shí),內(nèi)窺鏡11的前端部15的組裝完成。
圖25的(A)~圖25的(E)是說(shuō)明內(nèi)窺鏡的制造方法的第二例的圖。圖25的(A)是帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具的結(jié)構(gòu)圖。圖25的(B)是透鏡部件與攝像元件固定時(shí)的側(cè)視圖。圖25的(C)是利用第二攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)位時(shí)的影像說(shuō)明圖。圖25的(D)是利用第一攝像機(jī)進(jìn)行對(duì)位時(shí)的影像說(shuō)明圖。圖25的(E)是Z方向?qū)ξ粫r(shí)的影像說(shuō)明圖。此外,對(duì)與圖24的(A)~圖24的(D)所示的構(gòu)件相同的構(gòu)件附加相同的附圖標(biāo)記,并省略重復(fù)的說(shuō)明。與第一例同樣地,XY方向是指圖1所示的左右上下方向,Z方向是指圖1所示的前后方向。
在內(nèi)窺鏡的制造方法的第二例中,使用帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具1290來(lái)將透鏡部件35的后端以由攝像元件33堵住的方式進(jìn)行固定。在帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具1290中包括用于從前方觀察攝像元件33的第一帶視頻攝像機(jī)的顯微鏡(以后稱(chēng)為“第一攝像機(jī)1310”)以及用于從后方觀察透鏡部件35的第二帶視頻攝像機(jī)的顯微鏡(以后稱(chēng)為“第二攝像機(jī)1330”)。
第一攝像機(jī)1310與第二攝像機(jī)1330一體地構(gòu)成并具有能夠同時(shí)拍攝左右(或者,上下、前后)的結(jié)構(gòu)。以后,將該一體結(jié)構(gòu)的攝像機(jī)稱(chēng)為“左右攝像機(jī)1350”。第一攝像機(jī)1310和第二攝像機(jī)1330在使各自的光軸極高精度地一致的狀態(tài)下,攝影方向相差180度。左右攝像機(jī)1350被安裝于第二XYZ臺(tái)1210,配置在帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具1290的傳感器支承部115與透鏡部件支承部119之間。傳感器支承部115被支承于第一XYZ臺(tái)117。第一XYZ臺(tái)117、第二XYZ臺(tái)1210、透鏡部件支承部119設(shè)置在平面臺(tái)1230。在平面臺(tái)1230安裝調(diào)試卡1250。
在帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具1290中,由第一XYZ臺(tái)117所支承的傳感器支承部115與透鏡部件支承部119的平行度預(yù)先被調(diào)整,來(lái)高精度地使其一致。此外,在安裝攝像元件33時(shí),攝像元件33的底面被暫時(shí)固定于傳感器支承部115。作為進(jìn)行暫時(shí)固定的方法,例如優(yōu)選在傳感器支承部115設(shè)置很多的微細(xì)孔,將該微細(xì)孔與真空泵連接來(lái)真空吸附攝像元件33。
前端部15的組裝使用上述的帶攝像機(jī)的位置調(diào)整工具1290,基本上作業(yè)者使用顯微鏡通過(guò)手動(dòng)作業(yè)來(lái)進(jìn)行。首先,預(yù)先在透鏡部件35和攝像元件33中的至少一方涂布粘接用樹(shù)脂37。
然后,如圖25的(A)所示那樣將具備光軸一致的第一攝像機(jī)1310和第二攝像機(jī)1330的左右攝像機(jī)1350配置在攝像元件33與透鏡部件35之間。接著,如圖25的(D)所示那樣,參照由第一攝像機(jī)1310拍攝到的影像來(lái)使攝像元件33的攝像面41的中心移動(dòng)到影像中心1270。然后,如圖25的(C)所示那樣,參照由第二攝像機(jī)1330拍攝到的影像來(lái)使透鏡部件35的中心移動(dòng)到影像中心1270。之后,在如圖25的(B)所示那樣使左右攝像機(jī)1350退避之后,如圖25的(E)所示那樣,參照由攝像元件33拍攝到的影像來(lái)調(diào)整透鏡部件35與攝像元件33的沿光軸的方向的距離。
在對(duì)位的工序中,通過(guò)參照由第二攝像機(jī)1330拍攝透鏡部件35的后端得到的影像來(lái)調(diào)整第二XYZ臺(tái)1210的位置,由此使左右攝像機(jī)1350(準(zhǔn)確地說(shuō)是左右攝像機(jī)1350的光軸)與透鏡部件35的中心(徑向的中央位置)一致。參照由第一攝像機(jī)1310拍攝到的影像來(lái)調(diào)節(jié)第一XYZ臺(tái)117的左右位置,使傳感器支承部115所支承的攝像元件33的攝像面41的中心移動(dòng)到畫(huà)面上的XY坐標(biāo)的中心、也就是透鏡部件35的中心位置。由此,即使攝像元件33的攝像面41的中心、即光軸LC根據(jù)固體的不同而產(chǎn)生偏差,也能夠以光軸LC為基準(zhǔn)使透鏡部件35與攝像元件33對(duì)位。
然后,使左右攝像機(jī)1350從傳感器支承部115與透鏡部件支承部119之間退避,調(diào)節(jié)第一XYZ臺(tái)117的前后位置,使傳感器支承部115所支承的攝像元件33抵接透鏡部件35的后端。
通過(guò)以上的作業(yè),在將攝像元件33對(duì)位到透鏡部件35的后端之后,與第一例同樣地對(duì)粘接用樹(shù)脂37露出的涂布部分進(jìn)行紫外線(xiàn)照射來(lái)使粘接用樹(shù)脂37固化,從而用粘接用樹(shù)脂37將透鏡部件35與攝像元件33暫時(shí)固定。通過(guò)這樣,攝像元件33在對(duì)位到透鏡部件35的后端之后被安裝在透鏡部件35的后端。
之后,與第一例同樣地,通過(guò)熱處理來(lái)用粘接用樹(shù)脂37將透鏡部件35與攝像元件33真正固定。接著,與第一例同樣地進(jìn)行模制處理,完成內(nèi)窺鏡11的前端部15的組裝。
(第三實(shí)施方式)
接著,對(duì)于第三實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡121進(jìn)行說(shuō)明。
圖26是表示第三實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡121的前端部的一例的截面圖。此外,在第三實(shí)施方式中,對(duì)與第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式中所說(shuō)明的構(gòu)件相同的構(gòu)件附加相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說(shuō)明。
第三實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡121的特征在于不具備上述的罩管69的點(diǎn)。內(nèi)窺鏡121被形成為前端部15的最大外徑Dmax為1.8mm。關(guān)于模制部65,小徑延伸部71從大徑的模制主體123向前端凸緣部63的相反側(cè)延伸。
護(hù)套61具有可撓性,為了保護(hù)內(nèi)窺鏡121的前端部15,而覆蓋透鏡L1、L2、L3、攝像元件33、照明單元(例如光導(dǎo)件57)的一部分以及傳輸線(xiàn)纜31。護(hù)套61被形成為與前端凸緣部63相同的外徑(即,最大外徑Dmax)。另一方面,護(hù)套61的內(nèi)周在覆蓋小徑延伸部71的部分處為小徑,在覆蓋模制主體123的部分處為大徑。因而,護(hù)套61的覆蓋小徑延伸部71的部分為厚壁部125,護(hù)套61的覆蓋模制主體123的部分為薄壁部127。在護(hù)套61的內(nèi)周,在厚壁部125與薄壁部127之間形成臺(tái)階部129。在該臺(tái)階部129填充護(hù)套粘接劑131。
根據(jù)該內(nèi)窺鏡121,與第一實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡11同樣地能夠?qū)崿F(xiàn)前端部15的更細(xì)徑化。另外,內(nèi)窺鏡121由于不需要罩管69,因此能夠減少部件件數(shù)。并且,關(guān)于內(nèi)窺鏡121,與具有由不銹鋼(例如SUS316)等金屬形成的罩管69的內(nèi)窺鏡11相比,前端部15較柔軟,因此能夠吸收內(nèi)窺鏡121向體內(nèi)等插入時(shí)產(chǎn)生的沖擊。另外,與前端部15為金屬的情況相比,內(nèi)窺鏡121由于吸收沖擊,因此能夠更易于手術(shù)操作者進(jìn)行施術(shù)。也就是說(shuō),能夠提高操作性。
<第24結(jié)構(gòu)例>
圖27是表示使護(hù)套61的硬度呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡121的前端部的一例的截面圖。圖28是表示使護(hù)套的硬度呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡135的前端部的另一例的截面圖。
內(nèi)窺鏡121能夠使護(hù)套61的硬度按插入部21的位置而不同。即,內(nèi)窺鏡121的護(hù)套61在插入部21的前端側(cè)具有硬度低的前端低硬度部133,并且其以外的部位(也就是說(shuō),后端側(cè)的部分或除前端側(cè)以外的部位)的硬度相比于前端低硬度部133呈階梯式地高。該結(jié)構(gòu)能夠在最大外徑Dmax為1.8mm的圖27所示的內(nèi)窺鏡121和最大外徑Dmax為1.0mm的圖28所示的內(nèi)窺鏡135中同樣地應(yīng)用。
例如手術(shù)操作者在使用內(nèi)窺鏡121、135時(shí),將內(nèi)窺鏡121的前端部15插入到具有作為插入時(shí)的導(dǎo)向件的作用的導(dǎo)管的插入開(kāi)口(省略圖示)。此時(shí),手術(shù)操作者用手指捏住內(nèi)窺鏡121、135的比前端部15靠后規(guī)定長(zhǎng)度的后方來(lái)向插入開(kāi)口插入。前端部15被插入于插入開(kāi)口的內(nèi)窺鏡121、135在此之后被迅速地插入。此時(shí),關(guān)于特別細(xì)的細(xì)徑的血管用的內(nèi)窺鏡121、135,必須防止由于用力捏住而產(chǎn)生的破損。內(nèi)窺鏡121、135通過(guò)形成為從前端起的規(guī)定長(zhǎng)度為前端低硬度部133且其以外的部位(也就是說(shuō),后端側(cè)的部分或除前端側(cè)以外的部位)的硬度相比于前端低硬度部133呈階梯式地高,由此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的操作性以及破損防止。
該前端低硬度部133的長(zhǎng)度能夠設(shè)為例如50mm~300mm。前端低硬度部133如果為50mm以上,則能夠確保操作性,如果為300mm以下則能夠降低破損的風(fēng)險(xiǎn)。
<第25結(jié)構(gòu)例>
圖29是表示使護(hù)套61的硬度分三個(gè)梯級(jí)呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡121的前端部的一例的截面圖。圖30是表示使護(hù)套的硬度分三個(gè)梯級(jí)呈階梯式地不同的內(nèi)窺鏡135的前端部的另一例的截面圖。內(nèi)窺鏡121也可以使護(hù)套61的硬度分三個(gè)梯級(jí)而不同。在該情況下,內(nèi)窺鏡121的護(hù)套61在插入部21的前端側(cè)具有硬度低的前端低硬度部133,前端低硬度部133與連接中硬度部137連接,該連接中硬度部137的硬度相比于前端低硬度部133呈階梯式地高。在連接中硬度部137的與前端低硬度部133相反的一側(cè)連接高硬度部139,該高硬度部139的硬度相比于連接中硬度部137呈階梯式地高。該結(jié)構(gòu)能夠在最大外徑Dmax為1.8mm的圖29所示的內(nèi)窺鏡121和最大外徑Dmax為1.0mm的圖30所示的內(nèi)窺鏡135中同樣地應(yīng)用。
圖31是示出表示插入部的各位置的硬度的數(shù)值例的表。使護(hù)套61的硬度分三個(gè)梯級(jí)而不同的內(nèi)窺鏡121、135優(yōu)選的是將前端低硬度部133、連接中硬度部137以及高硬度部139的硬度設(shè)定為圖31所示的范圍的值。即,前端低硬度部133的肖氏D硬度優(yōu)選設(shè)為25~55。連接中硬度部137的肖氏D硬度優(yōu)選設(shè)為40~65。高硬度部139的肖氏D硬度優(yōu)選設(shè)為60~75。前端低硬度部133如果比肖氏D硬度25柔軟,則破損風(fēng)險(xiǎn)高。另外,高硬度部139如果比肖氏D硬度75更硬,則破損風(fēng)險(xiǎn)高。
護(hù)套61如果硬度不同則熔點(diǎn)不同。在該情況下,為了將兩者接合而在熔點(diǎn)高的溫度下進(jìn)行接合。這樣,熔點(diǎn)低的樹(shù)脂材料會(huì)被加熱而大幅地超過(guò)熔點(diǎn)。如果是樹(shù)脂材料,則由于這樣的過(guò)加熱,容易產(chǎn)生縮痕、空穴,接合面變得不穩(wěn)定而接合強(qiáng)度下降。因此,在內(nèi)窺鏡121、135中,使連接中硬度部137介于前端低硬度部133與高硬度部139之間。連接中硬度部137能夠減小其熔點(diǎn)的差。由此,根據(jù)使護(hù)套61的硬度分三個(gè)梯級(jí)而不同的內(nèi)窺鏡121、135,能夠抑制在連接時(shí)樹(shù)脂材料的過(guò)加熱。
因而,內(nèi)窺鏡121、135通過(guò)前端具有所需要的柔軟度且把手具有所需要的硬度,并使連接中硬度部137介于兩者之間,由此能夠解決上述的制造方面的問(wèn)題(也就是說(shuō),接合面的接合強(qiáng)度的下降)。
<第26結(jié)構(gòu)例>
內(nèi)窺鏡121的模制主體123具有圖26所示的小徑延伸部71。因而,護(hù)套61具有厚壁部125和薄壁部127。在此,內(nèi)窺鏡121將小徑延伸部71的延伸端面141配置在護(hù)套61的厚壁部125。在護(hù)套61的內(nèi)側(cè),以延伸端面141為邊界,與模制主體123相反的一側(cè)成為空洞143。
圖32是在模制部65未形成小徑延伸部71的結(jié)構(gòu)的截面圖。內(nèi)窺鏡在未設(shè)置例如延伸端面141的情況下,當(dāng)護(hù)套61彎曲時(shí),如圖32所示,通過(guò)護(hù)套61的彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力集中在模制主體123的主體后端部145。也就是說(shuō),應(yīng)力集中在薄壁部127。對(duì)于此,如果是如圖26所示的內(nèi)窺鏡121那樣設(shè)置了延伸端面141的結(jié)構(gòu),則由于延伸端面141配置在厚壁部125,因此在護(hù)套61彎曲時(shí),通過(guò)護(hù)套61的彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力集中在護(hù)套61的厚壁部125。由此,內(nèi)窺鏡121能夠通過(guò)避免應(yīng)力集中于薄壁部127而使護(hù)套61不容易破損。該情形對(duì)于特別細(xì)徑且多使用薄構(gòu)件的內(nèi)窺鏡的主要部分具有有益的效果。
以上參照附圖說(shuō)明了各種實(shí)施方式,但是本發(fā)明當(dāng)然不限定于所述的例子。只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員,顯然能夠在權(quán)利要求書(shū)所記載的范疇內(nèi)想到各種變更例或修正例,應(yīng)理解的是這些各種變更例或修正例當(dāng)然也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外,也可以在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi),將上述實(shí)施方式中的各結(jié)構(gòu)要素任意地組合。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:?jiǎn)瓮哥R,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述單透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述單透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃固定;傳輸線(xiàn)纜,其具有與設(shè)置于所述攝像元件的4個(gè)導(dǎo)體連接部分別連接的4條電線(xiàn);以及多個(gè)照明單元,該多個(gè)照明單元沿著所述光軸設(shè)置,并且沿著所述單透鏡的外周均等地配置,其中,4個(gè)所述導(dǎo)體連接部被設(shè)置為容納在所述攝像元件的與所述攝像面相反側(cè)的面,包括所述單透鏡和所述照明單元的前端部的最大外徑為1.0mm。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述導(dǎo)體連接部配置在所述攝像元件的四角。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述單透鏡的中央部在攝像側(cè)具有構(gòu)成凸面的透鏡面的、隆起為大致球面狀的凸曲面,所述單透鏡的周緣部的端面為平面,且所述單透鏡的周緣部在所述端面的整個(gè)區(qū)域具有與所述元件護(hù)罩玻璃粘接的粘接面。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述單透鏡的至少一部分、所述攝像元件、所述傳輸線(xiàn)纜的一部分以及所述照明單元的一部分被模制樹(shù)脂覆蓋并固定。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:至少一個(gè)透鏡,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為圓形;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度與所述透鏡的直徑的長(zhǎng)度相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該元件護(hù)罩玻璃的一條邊的長(zhǎng)度與所述攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃固定;傳輸線(xiàn)纜,其與所述攝像元件連接;照明單元,其沿著所述透鏡和所述傳輸線(xiàn)纜設(shè)置;管狀的護(hù)套,其覆蓋所述照明單元的一部分和所述傳輸線(xiàn)纜;以及罩管,其覆蓋所述透鏡、所述攝像元件以及所述照明單元的一部分,以與所述護(hù)套同軸且外周面在同一水平面上相連的方式與所述護(hù)套連接,來(lái)構(gòu)成前端部,其中,所述罩管的厚度小于所述護(hù)套的厚度,包括所述透鏡、所述照明單元以及所述罩管的所述前端部的最大外徑為1.8mm。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:?jiǎn)瓮哥R,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述單透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述單透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃固定;傳輸線(xiàn)纜,其與所述攝像元件連接;照明單元,其沿著所述單透鏡和所述傳輸線(xiàn)纜設(shè)置;管狀的護(hù)套,其覆蓋所述照明單元的一部分和所述傳輸線(xiàn)纜;以及模制部,其將所述單透鏡、所述攝像元件以及所述照明單元的一部分覆蓋并固定,并且構(gòu)成前端部,其中,所述模制部與所述護(hù)套以同軸相連的方式連接,包括所述單透鏡、所述照明單元以及所述模制部的所述前端部的最大外徑為1.0mm。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述護(hù)套的厚度在0.1mm~0.3mm的范圍。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,其中,沿著所述透鏡和所述傳輸線(xiàn)纜設(shè)置有多個(gè)所述照明單元,多個(gè)所述照明單元中的各個(gè)照明單元等間隔地配置。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:?jiǎn)瓮哥R,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀與所述單透鏡的外形形狀相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述單透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述單透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃固定,其中,所述攝像元件的對(duì)角尺寸的長(zhǎng)度為0.7mm左右,在所述單透鏡與所述元件護(hù)罩玻璃之間設(shè)置空氣層,所述單透鏡的中央部在攝像側(cè)具有構(gòu)成凸面的透鏡面的、隆起為大致球面狀的凸曲面,所述單透鏡的周緣部的端面為平面,且所述單透鏡的周緣部在所述端面的整個(gè)區(qū)域具有與所述元件護(hù)罩玻璃粘接的粘接面。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述單透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃均是沿著光軸的方向的厚度被形成在0.1mm~0.5mm的范圍。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,還具備:模制部,其將所述單透鏡的外周面和所述攝像元件通過(guò)模制樹(shù)脂覆蓋并固定,形成包括所述單透鏡在內(nèi)的前端部的外殼且露出于外部;以及管狀的護(hù)套,其被形成為與所述前端部相同的外徑,覆蓋并連接所述模制部的至少一部分。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述護(hù)套的厚度為0.1mm~0.3mm的范圍。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:透鏡部件,其將在與光軸垂直的方向上的外形形狀為圓形的前組透鏡和后組透鏡收容于透鏡支承構(gòu)件,在所述前組透鏡與所述后組透鏡之間配置光圈;攝像元件,其在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度與所述前組透鏡和后組透鏡的直徑的長(zhǎng)度相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該元件護(hù)罩玻璃的一條邊的長(zhǎng)度與所述攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度相同;粘接用樹(shù)脂,其用于將已使所述前組透鏡和后組透鏡各自的光軸與所述攝像面的中心一致的所述透鏡部件和所述元件護(hù)罩玻璃固定;以及粗糙面部,其形成在所述后組透鏡的外周面,對(duì)經(jīng)所述后組透鏡傳輸?shù)墓庠谒鐾庵苊娴娜瓷溥M(jìn)行抑制,其中,所述攝像元件的對(duì)角尺寸的長(zhǎng)度為1.4mm左右。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述粗糙面部的表面粗糙度為0.1μm~10μm的范圍。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述粗糙面部形成在所述后組透鏡的攝像側(cè)最終面中的包圍攝像光射出有效面的端面。
另外,本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡,具備:至少一個(gè)透鏡;攝像元件,其在與光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度與所述透鏡的直徑的長(zhǎng)度相同;元件護(hù)罩玻璃,其覆蓋所述攝像元件的攝像面,在與所述光軸垂直的方向上的外形形狀為正方形,該元件護(hù)罩玻璃的一條邊的長(zhǎng)度與所述攝像元件的一條邊的長(zhǎng)度相同;傳輸線(xiàn)纜,其與所述攝像元件連接;照明單元,其沿著所述透鏡和所述傳輸線(xiàn)纜設(shè)置;以及管狀的護(hù)套,其具有可撓性,覆蓋所述透鏡、所述攝像元件、所述照明單元的一部分以及所述傳輸線(xiàn)纜,其中,已使所述透鏡的光軸與所述攝像面的中心一致的所述透鏡和所述元件護(hù)罩玻璃通過(guò)粘接用樹(shù)脂來(lái)被固定。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述護(hù)套在插入部的前端側(cè)具有硬度低的前端低硬度部,所述插入部的前端側(cè)以外的部位的硬度高于所述前端低硬度部的硬度。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,所述前端低硬度部與硬度比所述前端低硬度部高的連接中硬度部連接,在所述連接中硬度部的與所述前端低硬度部相反的一側(cè)連接硬度比所述連接中硬度部高的高硬度部。
另外,本發(fā)明還提供一種內(nèi)窺鏡,其中,具備模制部,該模制部將所述透鏡、所述攝像元件以及所述照明單元的一部分覆蓋并固定,并且構(gòu)成前端部,在所述模制部形成從模制主體延伸的小徑延伸部,所述護(hù)套在內(nèi)周,在覆蓋所述模制主體的薄壁部與覆蓋所述小徑延伸部的厚壁部之間具有臺(tái)階部,所述小徑延伸部的延伸端面配置在所述護(hù)套的所述厚壁部。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明具有對(duì)于內(nèi)窺鏡能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、成本降低的效果,作為在例如醫(yī)療手術(shù)等中使用的細(xì)徑的內(nèi)窺鏡等是有用的。