專利名稱：內窺鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內窺鏡，具體涉及以插入部的前端部的結構為特征的內窺鏡。
背景技術：
以往，內窺鏡在醫(yī)療領域等中得到廣泛利用。內窺鏡通過把細長的插入部插入到體腔內，可觀察體腔內的臟器等，并可根據(jù)需要，使用插入在治療器具插通通道內的治療器具進行各種治療。在插入部的前端設置彎曲部，通過操作內窺鏡的操作部，可改變前端部的觀察窗的觀察方向。
以往的內窺鏡的視野例如是140度，手術醫(yī)生使用該視野的觀察圖像來觀察體腔內，而在體腔內的觀察中，當想要觀察視野范圍外的部位時，通過使彎曲部彎曲，可觀察視野范圍外的部位。在具有這種視野的內窺鏡中，在插入部的前端部設置2個照明窗，對于這種視野來說，2個照明窗的照明是足夠的。
另一方面，為了能觀察更廣的范圍，還提出了一種視野更廣的內窺鏡(例如，參照專利文獻1)。在該提案中，在插入部的前端部設置4個照明窗。
如果在插入部的前端部設置4個照明窗，則可進行覆蓋廣視野范圍的照明，結果在監(jiān)視器上顯示的觀察圖像，其光量不會在圖像的周邊部減弱。然而，由于照明窗增多，使得在插入部內插通的導光路的數(shù)量增多，因而存在著插入部直徑大，即插入部粗的問題。
并且，在使視野進一步放大的內窺鏡的提案中，還有一種在插入部的前端部配置3個照明窗的內窺鏡(例如，參照專利文獻2)。
特開2001-258823號(圖3) 特開平4-102432號(圖3)然而，該提案的具有3個照明窗的內窺鏡，在如何將來自3個照明窗的光進行均衡分布，改善觀察性的方面未作考慮。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種即使在內窺鏡具有廣視野的情況下，也能進行分布均衡的照明，且觀察性良好的內窺鏡。
本發(fā)明的內窺鏡具有插入部，并在以大致矩形的形狀顯示由攝像元件獲得的觀察圖像的內窺鏡裝置中使用，其特征在于，具有觀察窗，設置在所述插入部的前端部，用于把來自被攝物體的光導入所述攝像元件；以及第1、第2和第3照明窗，被設置在所述前端部的前端面上的所述觀察窗的周圍，用于對所述被攝物體進行照明；所述第1照明窗被配置在靠近構成所述觀察圖像的所述大致矩形的矩形框的第1邊位置；所述第2和所述第3照明窗被分別配置在靠近與所述第1邊對置的所述矩形框的第2邊的兩端的2個角位置。
通過對大致矩形的觀察圖像進行均衡的照明，提高內窺鏡的觀察性。


圖1是概略表示本發(fā)明實施方式的內窺鏡裝置的說明圖。
圖2是從圓筒狀的前端部的前端側觀察時的主視圖。
圖3是沿著圖2中P-P線的前端部的剖視圖。
圖4是用于對觀察窗和3個照明窗的位置關系進行說明的圖。
圖5是用于對觀察圖像和向該觀察圖像照射光的照明窗的位置關系進行說明的圖。
圖6是用于對觀察圖像和向該觀察圖像照射光的照明窗的位置關系進行說明的圖。
圖7是用于對觀察圖像和向該觀察圖像照射光的照明窗的位置關系的另一例進行說明的圖。
圖8是用于對包含設置在觀察圖像的對邊方向的照明窗的前端面的結構進行說明的局部剖視圖。
圖9是用于對包含設置在觀察圖像的對角線方向的照明窗的前端面的結構進行說明的局部剖視圖。
圖中1…內窺鏡；2…操作部；3…插入部；7…監(jiān)視器；10…前端部；11…攝像元件；22…觀察窗；23…照明窗；41…觀察圖像。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
首先根據(jù)圖1，對本實施方式的內窺鏡裝置的結構進行說明。圖1是概略表示本發(fā)明實施方式的內窺鏡裝置的說明圖。如圖1所示，內窺鏡1具有操作部2，進行彎曲操作和管路系統(tǒng)控制；插入部3，其基端側與操作部2連接，用于插入體腔內；以及通用軟線3a，從操作部2延伸，并在前端具有連接器部4。連接器部4通過規(guī)定的連接器與光源裝置5和視頻處理器6連接。視頻處理器6與監(jiān)視器7連接。插入部3設有具有柔性管8，設置在該管8的前端側的彎曲部9，以及設置在該彎曲部9前端側的前端部10。前端部10內裝有用于對體腔內的部位進行攝像的攝像元件11。
由設置在前端部10內的攝像元件11攝像的體腔內的部位的圖像信號通過通用軟線3a被傳送到視頻處理器6。視頻處理器6具有對所傳送的圖像信號進行處理的信號處理電路(未圖示)，并根據(jù)所處理的信號把所攝像的部位的觀察圖像顯示在與視頻處理器6連接的作為顯示裝置的監(jiān)視器7的顯示畫面7a上。
在操作部2配置用于遙控彎曲部9的操作旋鈕。通過操作該操作旋鈕，使在插入部3內插通的操作配線(未圖示)產(chǎn)生拉伸作用和松弛作用，結果，彎曲部9可向4方向彎曲。
圖2是從圓筒狀的前端部10的前端側觀察時的主視圖。即，在前端部10的前端面21配置有觀察窗22、3個照明窗23a、23b、23c，治療器具等開口部24、進行滴水的送水噴嘴25以及清洗被檢者等的患部的血液、粘液等的前方送水噴嘴26。因此，在前端部10的前端面21設置觀察窗22、3個照明窗23a、23b、23c(以下將3個統(tǒng)稱為23)、治療器具等開口部24、送水噴嘴25以及前方送水噴嘴26部用的多個開口部。
如圖2所示，在前端部10的前端面21上，在觀察窗22的光軸中心周圍，在與光軸正交的平面內相對于光軸，以觀察窗22為中心，按照規(guī)定的角度間隔配置3個照明窗23。而且，在各個照明窗之間，在觀察窗22的光軸周圍，配置治療器具等開口部24、送水噴嘴25和前方送水噴嘴26。具體地說，在照明窗23a和23b之間配置治療器具等開口部24，在照明窗23b和23c之間配置送水噴嘴25，在照明窗23b和23c之間配置前方送水噴嘴26。即，在3個照明窗23之間，3個窗分別交互配置。關于3個照明窗23和觀察窗22的位置關系，將在下面進一步詳述。
圖3是沿著圖2中P-P線的前端部10的剖視圖。并且，在前端部10中設置前端硬質部31，該前端硬質部31具有可把與觀察窗22對應的攝像單元32、與3個照明窗23對應的導光路等配置在前端部10的內部的空間。將帽31a罩上，以覆蓋前端硬質部31的前端側。為使設置在攝像單元32的前端的觀察窗用透鏡32a配置在前端部10的觀察窗22上，把攝像單元32插入固定在前端硬質部31內。攝像單元32具有觀察窗用透鏡32a、設置在觀察窗用透鏡32a的基端側的由多個透鏡組成的觀察光學系統(tǒng)32b、設置在該觀察光學系統(tǒng)32b的基端側的護罩玻璃32c以及設置在該護罩玻璃32c的基端側的作為CCD等的固態(tài)攝像裝置的攝像元件32d。攝像單元32還具有與攝像元件32d連接的具有各種電路的基板32e。而且，基板32e與信號電纜32f連接。該信號電纜32f在插入部3內插通并與視頻處理器6連接。攝像單元32在前端硬質部31內的固定使用未圖示的填充材料等進行。
導光路單元33由照明用透鏡33a和作為導光路的光纖束33b組成。光纖束33b的前端部使用接合劑等固定在金屬管33c內。光纖束33b的前端部和照明用透鏡33a被插入固定在框33d內。導光路單元33使用固定螺釘34固定在前端硬質部31內。金屬管33c的一部分和光纖束33b由外皮管33e覆蓋。外皮管33e使用繞線33f固定在金屬管33c上。金屬管33c在途中的規(guī)定的位置P1彎曲，結果，光纖束33b也沿著金屬管33c的彎曲形狀而彎曲。因此，使照明光射出的照明用透鏡33a的光軸33LA不與攝像單元32的光軸32LA平行。特別是，相對于光軸32LA，光軸33LA向光軸33LA的前端方向從攝像單元32的光軸32LA的觀察方向的前點分離的方向傾斜。對應其他照明窗23b、23c的導光路單元的光軸也向其光軸的前端方向從攝像單元32的光軸32LA的觀察方向的前點分離的方向，相對于光軸32LA傾斜。
在送水噴嘴25的前端部設置開口部25a。把開口部25a設置成，使從送水噴嘴25噴出的水向與攝像單元32的光軸大致正交的平面平行的方向，而且向通過觀察窗22上的觀察窗用透鏡32a的表面和照明窗23上的照明用透鏡33a的表面的方向噴出。送水噴嘴25的基端側呈管狀，并通過連結管25b與送水管25c連接。因此，連結管25b和送水管25c形成送水管路。送水管25c使用繞線25d固定在連結管25b上。
前端硬質部31的基端部被固定在彎曲前端墊片35的一部分上。前端硬質部31的基端側和彎曲前端墊片35由外皮管36覆蓋。外皮管36使用繞線37固定在前端硬質部31上。
下面，對前端部10中的觀察窗22和3個照明窗23的位置關系進行說明。如圖2所示，在與觀察光學系統(tǒng)的光軸32LA正交的方向的前端部10的截面形狀是圓形。在前端部10的前端面上配置觀察窗22，并使觀察窗22的中心位置偏離該圓的中心位置。在觀察窗22的周圍，隔開規(guī)定的距離，把3個照明窗23分別配置在前端部10的前端面上。圖4是用于對觀察窗22和3個照明窗23的位置關系進行說明的圖。如圖4所示，關于從觀察窗22的中心22CX到各照明窗23的距離，到照明窗23a和23c的距離相同，分別為距離L1，到照明窗23b的距離為距離L2，距離L1比距離L2短。
將一個照明窗遠離設置的理由是，對于具有不是廣角視野的內窺鏡，2個照明窗是足夠的，而如上所述，在具有廣角視野的內窺鏡的情況下，由于必須給大的范圍照明，因而需要設置3個以上的照明窗。然而，設置3個以上的照明窗，會產(chǎn)生在把各種內裝物裝入到細的前端部內的工序中，增加1個導光路，使工序復雜化的問題。
因此，如圖4所示，照明窗23中的一個，例如23b比其他照明窗23相比，遠離觀察窗22設置。這樣，在把其他照明窗23的導光路單元等的內裝物裝入到前端部10內時，在最后可容易地組裝與該照明窗23對應的導光路單元33。具體地說，在攝像單元32、與2個照明窗(23a，23c)對應的導光路單元33、送水噴嘴25以及前方送水噴嘴26用的管路被密集插入后，在最后把與照明窗23b對應的導光路單元插入到窄空間內時，由于照明窗23b與其他照明窗23a、23c相比，位于遠離觀察窗22的位置(L2＞L1)，因而容易插入，便于前端部10的組裝。
并且，在插入部3內，除了攝像單元32以外，還插通有與3個照明窗23對應的作為光纖束的導光路、與治療器具等開口部24、送水噴嘴25和前方送水噴嘴26對應的作為內裝物的治療器具用通道等。由于除了攝像單元32以外，在前端部10內還設置6個內裝物，因而插入部3的直徑不能大。因此，如圖2所示，在3個照明窗23之間，通過把作為3個內裝物的前端的治療器具等開口部24、送水噴嘴25和前方送水噴嘴26分別交互配置，能夠使具有廣視野的內窺鏡實現(xiàn)均衡的照明光的照射，并不增加插入部3的直徑。
而且，如圖2所示，在插入部3的前端部10的前端面，在觀察窗22的兩側，把位于送水管路的前端部的送水噴嘴25和照明窗23a配置在p-p所示的點化線上。這是因為，即使在插入部3的前端部10的前端面附著污物等，也可以使用從送水噴嘴25的開口部25a流出的水，連同觀察窗22一起將至少1個照明窗23a的污物去除。這樣，在使用內窺鏡的觀察中，由于不會發(fā)生因附著在前端部10的前端面的污物等而使照明光完全不能照到被攝物體，使得觀察圖像變暗，完全不能進行觀察的情況，因而可提高觀察性。特別是，如圖2所示，送水噴嘴25的中心和照明窗23的中心相對于觀察窗22的中心，位于點對稱的位置。
下面，對攝像元件32d獲得的觀察圖像和照明窗23的位置關系進行說明。攝像元件11依靠通過觀察窗22入射的光，把圖像信號傳送到視頻處理器6，而視頻處理器6針對所收到的圖像信號進行圖像處理，如圖4所示，生成大致矩形形狀的觀察圖像41。大致矩形的觀察圖像41，在圖1和圖4中，矩形的四角被削去，即形成所謂的電子蒙板，作為8角形的觀察圖像，顯示在監(jiān)視器7上。
而且，對該生成的觀察圖像41和照明窗23的位置關系進行說明。圖5和圖6是用于對觀察圖像41和向該觀察圖像41照射光的照明窗的位置關系進行說明的圖。另外，在圖4中，照明窗23中的僅一個與其他2個照明窗23相比，位于遠離觀察窗22的位置，而在圖6和圖6中，為使便于說明，3個照明窗23圖示成與觀察窗22等距離。
在圖5中，矩形的觀察圖像41a具有4個邊和4個角。具體地說，在圖5中，4個邊是指觀察圖像41a的矩形框的邊42a、42b、42c、42d，4個角是指位于該矩形框的四角的角43a、43b、43c、43d。
在前端部10的前端面上配置照明窗23a，使照明窗23a位于靠近所生成的觀察圖像41a的一個邊42a的位置。另外，在本說明書中，照明窗靠近矩形框的邊是指，從照明窗到邊的中點的距離比從照明窗到該邊的兩端的角的距離短。在圖5至圖7中，照明窗位于最靠近該邊的中點42aC、44aC、46aC、46bC的位置。
因此，如圖5所示，在所生成的觀察圖像41a中，從照明窗23a射出的光向位于觀察圖像41a的左側的邊42a的中點42aC的右側的觀察圖像41a的中心照射。
并且，在前端部10的前端面配置照明窗23b、23c，使其余的2個照明窗23b、23c位于靠近所生成的觀察圖像41a的與邊42a對置的邊42c的兩端的角43b、43c的位置。另外，在本說明書中，照明窗靠近矩形框的角是指，從照明窗到該角的距離比從照明窗到該角的兩側的邊的中點的距離短。在圖5至圖7中，照明窗位于最靠近該角的43b、43c、45b、45c、47c的位置。
因此，如圖5所示，在所生成的觀察圖像41a中，從照明窗23b、23c射出的光從觀察圖像41a的右側的2個角43b、43c向觀察圖像41a的中心照射。
并且，在圖5中，觀察圖像雖然是矩形形狀，但如圖6所示，即使是對置的其中一對邊是直線、對置的另一對邊是曲線的形狀，也屬于本說明書中所述的大致矩形的形狀。在圖6中，矩形的觀察圖像41b具有4個邊和4個角。具體地說，在圖6中，4個邊是指觀察圖像41b的矩形框的邊44a、44b、44c、44d，4個角是指該矩形框的角45a、45b、45c、45d。
在前端部10的前端面上配置照明窗23a，使一個照明窗23a位于靠近所生成的觀察圖像41b的一個邊44a的位置。并且，在前端部10的前端面上配置照明窗23b、23c，使其余的2個照明窗23b、23c位于靠近所生成的觀察圖像41b的與邊44a對置的邊44c的兩端的角45b、45c的位置。
并且，對所生成的觀察圖像41和照明窗23的位置關系的另一例進行說明。圖7是用于對觀察圖像41和向該觀察圖像41照射光的照明窗的位置關系的另一例進行說明的圖。另外，與圖5和圖6相同，為了簡化說明，把3個照明窗23圖示成與觀察窗23等距離。
在圖7中，矩形的觀察圖像41c具有4個邊和4個角。具體地說，在圖7中，4個邊是指邊46a、46b、46c、46d，4個角是指角47a、47b、47c、47d。
為使二個照明窗23d、23e針對所生成的觀察圖像41c的相鄰的二個邊46a、46b，位于靠近該邊46a、46b的各方的位置，把二個照明窗23d、23e配置在前端部10的前端面。
因此，在所生成的觀察圖像41c中，從二個照明窗23d、23e射出的光向觀察圖像41c的與邊46a、46b對置的2個邊46c、46d照射。
并且，在前端部10的前端面上配置照明窗23f，使其余的照明窗23f位于靠近所生成的觀察圖像41c的與成為相鄰的二個邊46a、46b的交點的一個角47a對置的角47c的位置。
因此，在所生成的觀察圖像41c中，從照明窗23f射出的光從觀察圖像41c的與成為相鄰的二個邊46a、46b的交點的一個角47a對置的角47c向其對角47a照射。
另外，也可以使與圖5和圖6中靠近邊配置的照明窗23a以及圖7中靠近邊配置的照明窗23d、23e連接的各導光路的粗細，即直徑比與靠近角配置的其他照明窗23b、23c、23f連接的導光路的粗細粗，即直徑大。這是因為，靠近邊配置的各照明窗需要對附近的2個角部照明。2個角部在圖5中是指角43d和43a，在圖6中是指角45d和45a，在圖7中是指角47d和47a以及47a和47b。增大導光路的直徑是指增加光纖的根數(shù)。
通過增加與靠近邊配置的照明窗連接的導光路的光纖的根數(shù)，向2個角部照射的光量增多，因而可對2個角部進行更明亮照明。
如上所述，通過使所生成的觀察圖像和照明窗的位置關系成為上述關系，在具有廣視野的內窺鏡中，可使來自3個照明窗的射出光的均衡良好，并可最有效地對被攝物體進行照明。
另外，在配置于插入部3的前端部10的照明窗23的表面，如圖3所示，被配置成和與攝像單元32的光軸32LA正交的平面不平行。這是因為，如上所述，在前端部10的前端面，照明窗23的光軸33LA相對于觀察窗22的光軸32LA傾斜，因而照明窗23的表面和觀察窗22的表面不平行。
而且，在大致矩形的觀察圖像的對角線方向的視場角比對邊方向的視場角大。因此，包含設置在所生成的觀察圖像的對角線方向的照明窗23的表面的表面和觀察窗22的表面形成的角度(以下稱為對角照明窗傾斜角)比包含設置在所生成的觀察圖像的對邊方向的照明窗23的表面的表面和觀察窗22的表面形成的角度(以下稱為對邊照明窗傾斜角)廣。這樣，由于來自具有更廣視場角的方向，即對角線方向的照明窗23的光難以入射到觀察窗22，因而觀察圖像不容易產(chǎn)生反射光斑。
結合附圖進行具體說明。圖8和圖9是用于對插入部3的前端部10的前端面的局部配置進行說明的局部剖視圖。另外，在圖8和圖9中，為了簡化說明，僅表示說明所必要的結構要素。
圖8是用于對包含設置在所生成的觀察圖像的對邊方向的照明窗23的前端面的結構進行說明的局部剖視圖。圖9是用于對包含設置在所生成的觀察圖像的對角線方向的照明窗23的前端面的結構進行說明的局部剖視圖。
在圖8中，33aA是配置在設置于所生成的觀察圖像的對邊方向的照明窗23上的照明用透鏡。因此，在圖8中，在插入部3的前端部10的前端面，包含觀察窗用透鏡32a的表面32aS的面51和包含照明用透鏡33aA的表面33aS的面52形成的對邊照明窗傾斜角由θ1表示。
在圖9中，33aB是配置在設置于所生成的觀察圖像的對角方向的照明窗23上的照明用透鏡。因此，在圖9中，在插入部3的前端部10的前端面，包含觀察窗用透鏡32a的表面32aS的面51和包含照明用透鏡33aB的表面33aS的面53形成的對角照明窗傾斜角由θ2表示。
而且，由于來自靠近具有更廣視場角的方向的角的照明窗23的光難以入射到觀察窗22，因而把前端部10的前端面構成為使對角照明窗傾斜角θ2比對邊照明窗傾斜角θ1大的形狀。
靠近具有更廣視場角的方向的角的照明窗23在上述圖4至圖6中是照明窗23b、23c，在上述圖7中是照明窗23f?？拷叺恼彰鞔?3在上述圖4至圖6中是照明窗23a，在上述圖7中是照明窗23d，23e。特別是，如圖2所示，在從送水噴嘴25的開口部25a噴出水的方向的照明窗23a的表面與其他照明窗23b、23c相比，相對于觀察窗22的表面，傾斜角小，因而使用從送水噴嘴25噴出的水，相對于其他照明窗23b、23c，更容易對照明窗23a的表面進行清洗。
綜上所述，根據(jù)本實施方式，即使是具有3個照明窗的內窺鏡，也能實現(xiàn)將來自3個照明窗的光均衡良好地分布且觀察性良好的內窺鏡。
權利要求
1.一種內窺鏡，具有插入部，并在以大致矩形的形狀顯示由攝像元件獲得的觀察圖像的內窺鏡裝置中使用，其特征在于，具有觀察窗，設置在所述插入部的前端部，用于把來自被攝物體的光導入所述攝像元件；以及第1、第2和第3照明窗，被設置在所述前端部的前端面上的所述觀察窗的周圍，用于對所述被攝物體進行照明；所述第1照明窗被配置在靠近構成所述觀察圖像的所述大致矩形的矩形框的第1邊位置；所述第2和所述第3照明窗被分別配置在靠近與所述第1邊對置的所述矩形框的第2邊的兩端的2個角位置。
2.一種內窺鏡，具有插入部，并在以大致矩形的形狀顯示由攝像元件獲得的觀察圖像的內窺鏡裝置中使用，其特征在于，具有觀察窗，設置在所述插入部的前端部，用于把來自被攝物體的光導入所述攝像元件；以及第1、第2和第3照明窗，被設置在所述前端部的前端面上的所述觀察窗的周圍，用于對所述被攝物體進行照明；所述第1和所述第2照明窗分別被配置在靠近構成所述觀察圖像的所述大致矩形的矩形框的相鄰的第1和第2邊的位置；所述第3照明窗被配置在靠近與成為所述第1和所述第2邊的交點的第1角對置的所述矩形框的第2角的位置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內窺鏡，其特征在于，在所述插入部內插通有與所述第1、所述第2和所述第3的3個所述照明窗對應的3個導光路和3個內裝物，在所述前端部的所述前端面上，把所述3個內裝物的前端部與所述3個所述照明窗分別交互配置。
4.根據(jù)權利要求1至權利要求3中任意一項所述的內窺鏡，其特征在于，所述3個內裝物之1是送水管，在所述前端部的所述前端面上，在所述觀察窗的兩側，把所述送水管的前端部的噴嘴和靠近所述第1邊配置的所述第1照明窗配置在大致一條直線上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內窺鏡。其具有插入部，并在以大致矩形的形狀顯示由攝像元件獲得的觀察圖像的內窺鏡裝置中使用，具有觀察窗，設置在所述插入部的前端部，用于把來自被攝物體的光導入所述攝像元件；以及第1、第2和第3照明窗，被設置在所述前端部的前端面上的所述觀察窗的周圍，用于對所述被攝物體進行照明；所述第1照明窗被配置在靠近構成所述觀察圖像的所述大致矩形的矩形框的第1邊位置；所述第2和所述第3照明窗被分別配置在靠近與所述第1邊對置的所述矩形框的第2邊的兩端的2個角位置。從而，即使在內窺鏡具有廣視野的情況下，也能進行均衡的照明且保持良好的觀察性。
文檔編號A61B1/06GK1615791SQ20041007423
公開日2005年5月18日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權日2003年11月12日
發(fā)明者宮城正明, 森山宏樹, 高瀨精介 申請人:奧林巴斯株式會社