内窥镜装置的制造方法_2

文档序号:8908243阅读:来源:国知局
方观察窗(第I观察窗:圆筒凹面透镜23[第I透镜])23a、在与插入方向交叉的方向(侧方)观察规定的视野区域的侧方观察窗(第2观察窗:圆锥台透镜24 [第2透镜])24a、以及将由圆锥台透镜24会聚的观察像的光像引导到未图示的摄像元件的透镜组34构成。此外,在本实施方式中,圆筒凹面透镜23的表面是前方观察窗23a,圆锥台透镜24的前端变细的锥形的圆锥面(或者侧面)是侧方观察窗24a。在透镜单元21的后方配置有用于对侧方整个周围进行照明的2个侧方照明窗(第2照明窗)25。
[0040]另外,基座26是具有与前方观察窗23a相同的面高度(向前方突出的高度)的前端结构物。而且,在基座26的正面侧配置有配置于前方观察窗23a的附近的清洗喷嘴28、和照射前方观察用的照明光的前方观察窗(第I照明窗)27。而且,在基座26的两侧面配置有清洗侧方观察窗24a的2个清洗喷嘴29。基座13在其内部设置有连接于清洗喷嘴28、29的未图示的送液路和送气路,在配管中途设置有切换阀。另外,在前端面上在透镜单元21的附近形成有供未图示的钳子等贯穿插入的钳子孔的开口部30。
[0041]另外,在突出部内与透镜单元21邻接地从插入部基端贯穿插入的光导(导光部)31被配置到配置于基座26的前端面的前方照明窗27,对照明光(光束)进行导光。将引导来的照明光向前方照射以照明前方观察窗23a的观察视野。如上所述,光导31和前方照明窗27在照明时成为发热源。此外,在本实施方式中采用使用了光导31的结构,但在将发光二极管等发光元件设置于插入部前端侧的结构等、光导31以外的光源或者热源(例如加热器等)产生的发热中也同样能够应用。
[0042]对透镜单元21详细地进行说明。
[0043]如图3所示,配置于正面的圆筒凹面透镜23呈圆筒形状,在前方露出的表面侧(入射侧)是平坦面,在与圆锥台透镜24抵接的背面侧(射出侧)的中央形成有半球形状的凹曲面。
[0044]圆锥台透镜24的顶面(小径侧的面)的周围被切成环状,形成有直径与圆筒凹面透镜23相同的阶梯部24b。圆筒凹面透镜23抵接在圆锥台透镜24的顶面上且它们的光轴被配置为重合,由镜框22a —体地支撑。
[0045]而且,圆锥台透镜24的底面(大径侧的面)侧在中央形成有半球状的凹面,在该凹面周围形成有突出成环状形状的热影响缓和部24c。该热影响缓和部24c的至少与作为圆锥面的侧方观察窗24a连接的外周面是垂直的周侧面。即,使圆锥台透镜24的底面侧以光轴为中心以均匀的厚度突出成环状,将以往的锐角形状变更为钝角形状。而且,使用热影响缓和部24c的周侧面,除了与基座26抵接的部分都嵌入到镜框22b内。另外,圆锥台透镜24 (热影响缓和部24c)的底面被嵌装在支撑透镜组34的框部件33,以抵接或者紧密贴合的方式被固定。
[0046]圆锥台透镜24与圆筒凹面透镜23之间的抵接面24d形成圆锥台透镜24上的反射面。圆锥台透镜24在基座13内被框部件33支撑。
[0047]框部件33在中央配置有作为光路的筒部,在前端形成有凸缘状的突出部33a,与圆锥台透镜24的底面紧密贴合。由多个成像透镜构成的透镜组34以在光轴上排列的方式被嵌装在筒部内。
[0048]对这种由透镜单元21和光导31产生的热量之间的关系进行说明。
[0049]如上所述,透镜单元21的圆锥台透镜24与光导31接近地配置。因此,如图3所示,由光导31产生的热量被传导到最近的圆锥台透镜24的热影响缓和部24c的部分24e。另一方面,半径方向的相反侧的部分与周围的温度大致相同,开始在圆锥台透镜24内产生温度差。
[0050]在此,对因热量导致的在圆锥台透镜24内产生温度差的具体的一例进行说明。在圆锥台透镜24内未形成有热影响缓和部24c的情况下,热量容易滞留于与透镜下侧的底面(基端面)连接的锐角的角部分,温度上升到接近于因照明光而上升的光导的温度。作为一例,假定接近的角部附近的温度上升到光导温度的80°C左右。圆锥台透镜24的温度随着远离该角部而下降,相反侧的部分的温度接近周围空气温度(20°C左右)。
[0051]S卩,在同一透镜内产生80°C和20°C的温度差。当使该温度差乘以通常的玻璃热线膨胀系数(例如,7X10_6/°C )时,能够得到0.42μπι。即,在同一透镜内会产生0.42 μπι的较大误差分布。该值相对于透镜的光学面形状误差(要求精度)为较大的误差,会引起像差等图像劣化。
[0052]圆锥台透镜24使从光导31传送来的热量在透镜内扩散,且通过框部件33和镜框22a进行散热。在本实施方式中,在热量被传导最多的圆锥台透镜24的下侧部分形成有热影响缓和部24c而成为钝角形状,从而缓和热量的集中,减少透镜内的热量的差,从而能够防止因热量导致的变形(畸变)或破裂损伤。另外,通过抑制因透镜内的局部的温度差而产生的畸变,从而观察像能够通过所设计的光路,能够防止摄像图像的画质降低。
[0053][第I实施方式的变形例]
[0054]下面参照图4对第I实施方式的变形例进行说明。
[0055]图4是示出与第I实施方式同样地沿图2A的A-A线的包含透镜单元的插入部前端的剖面结构的图。在本变形例中,透镜单元21的圆锥台透镜24的固定方法不同,除此之外的结构部包括内窥镜系统在内都是相同的,标注相同的参照标号并省略其说明。
[0056]圆筒凹面透镜23被配置为与圆锥台透镜24对准光轴地连接。圆锥台透镜24的下表面侧在中央形成有半球状的凹面,在该凹面周围形成有突出成环状形状的热影响缓和部24c。该热影响缓和部24c的至少外周面形成为垂直面,使用粘合剂将热影响缓和部24c的底面固定于框部件33的凸缘状的突出部33a。在粘合剂例如使用环氧树脂系的粘合材料的情况下,产生因热量导致的粘合剂的硬化收缩,使透镜的面收缩。
[0057]与此相对,在本变形例中,通过在圆锥台透镜24的下侧设置有热影响缓和部24c,将受热量的影响最大的底面(粘合面)与光学功能面(侧方观察窗24a)分离,而不会受到因粘合剂的收缩造成的影响,能够得到良好的图像。
[0058][第2实施方式]
[0059]对第2实施方式的热影响缓和部进行说明。
[0060]图5A是示出第2实施方式的内窥镜装置的插入部的前端部的剖面结构的图,图5B是示出沿图5A所示的B-B线的透镜单元21的剖面结构的图。即,采用在第I实施方式中说明的沿图2A的A-A线的前端部的剖面结构。此外,在本实施方式的结构部位中,对与上述的第I实施方式的结构部位相同的结构部位标注相同的参考标号,并省略其详细的说明。
[0061]本实施方式的透镜单元21采用如下的结构:使作为热影响缓和部的热传导部件(凝胶状物质或者油灰状物质、片状物质)35与侧方观察窗24a的圆锥台透镜24的底面抵接或者紧密贴合,从而提高圆锥台透镜24的散热效果,其中,所述热影响缓和部呈环状设置于凸缘状的突出部33a内,该突出部33a设置于框部件33的前端。
[0062]如图5A、5B所示,在突出部33a中在圆锥台透镜24的底面被固定的位置形成有环状槽33b。利用热传导部36填满环状槽33b内,利用粘合剂37粘合固定圆锥台透镜24的槽以外的底面部分,并进行密封以使热传导部36不会漏出。此时,需要热传导部件35与圆锥台透镜24的底面抵接或者紧密贴合。此外,热传导部件不限于凝胶状等,可以形成为片状,也可以嵌入槽内。
[0063]热传导部36具有较高的热传导率,例如公知有将有机硅作为主要原料的物质。通过使粘合剂37采用后述的热传导性粘合剂,而能够通过圆锥台透镜24的底面和突出部33a之间的粘合面将热量释放到透镜、框部件22或镜框22。
[0064]这样构成的透镜单元21的圆锥台透镜24将从光导31传导来的热量从透镜的底面释放到环形状的热传导部36,有效地通过框部件33或镜框22进行散热。
[0065]因此,根据本实施方式,通过热传导部36将热量传导到圆锥台透镜24中的接近室温的位置即接近光导31侧的相反侧,而能够将接近侧的热量扩散到相反侧,对累积的热量进行散热,从而缓和圆锥台透镜24的局部的温度差,使透镜整体上温度上升。由此,通过抑制因透镜内的温度差产生的畸变而能够防止摄影图像的画质降低。
[0066][第2实施方式的变形例]
[0067]对第2实施方式的变形例进行说明。
[0068]图6A是示出第2实施方式的变形例的内窥镜装置的插入部的前端部的剖面结构的图,图6B是示出沿图6A所示的B-B线的透镜单元21的剖面结构的图。此外,在本实施方式的结构部位中,对与上述的第I实施方式的结构部位相同的结构部位标注相同的参考标号,并省略其详细的说明。
[0069]本变形例采用如下的结构:在上述的第2实施方式中的突出部33a的光导31的附近的位置形成有圆弧
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