内窥镜装置的制造方法_2

文档序号:8531096阅读:来源:国知局
明窗除了基座13上的照明窗18之外,还可以配置于插入部4的前端面,也可以在侧视观察窗15的附近设置对管孔内的周围面进行照明的照明窗。
[0032]基座13在其内部设置有连接于清洗喷嘴16、17的送液路和送气路,还配设有光纤以使向配置于正面的照明窗18引导照明光。基座13假定为大致三角形状,假想的作为底边的部分成为与前端部9的圆周面相同的圆弧面,作为斜边的部分成为从底边的两端朝向直视观察窗14的中央侧的2个侧面。实质上,成为与摄像单元11 一体化的大致扇形形状。
[0033]在基座13的2个侧面分别设置有清洗喷嘴17。从清洗喷嘴17喷出的清洗液沿着侧视观察窗15的侧面以接触的方式流动,进一步流动以绕到侧视观察窗15的顶部。利用这样的液流清洗侧视观察窗15。在清洗时,通过开关操作从送气/送液的供给管路送出的清洗液或者气体从朝向观察窗14、15开口的喷嘴口喷出,喷向各观察窗。
[0034]摄像单元11由摄像光学系统21和摄像部28构成,其中摄像光学系统21由使用了多个作为光学元件的一种的透镜的透镜组24构成,摄像部28例如由CCD或COMS传感器等摄像元件构成。此外,摄像光学系统21还包含反射镜等反射部件、以及缩小光像的光圈部件等作为其他的光学元件。透镜也不限于玻璃制的,也可以由包含树脂材料在内的其他的透明材料形成。
[0035]如图3所示,摄像光学系统21通过组合多个透镜(光学元件)而构成,这些透镜以所有的透镜的光轴一致、即成为同一光轴的方式被排列支撑在镜框23内。
[0036]具体地说,具有:凹面透镜20 (第I光学元件),其在形成直视观察窗14的基端侧具有凹面20a,该直视观察窗14配置于入射侧前端;以及圆筒形状(在本实施方式中是圆锥台形状)的圆筒透镜(第2光学元件)22,其在形成侧视观察窗15的基端侧具有凹面22a,该侧视观察窗15配置于凹面透镜20的光轴方向后方。
[0037]圆筒透镜22被嵌装在形成于基座13的内部的槽部13a中而被固定。此外,圆筒透镜22的基端侧的凹面22a形成对从侧视观察窗15入射的光像进行反射的环状的反射镜涂层部件,或者形成为对从侧视观察窗15入射的光像进行全反射。在圆筒透镜22的前端的平面上形成有对光像进行再次反射的环状的反射镜涂层部件22b。反射镜涂层部件22b的内孔具有使通过凹面透镜20的光像缩小的功能。凹面透镜20隔着反射镜涂层部件22b紧密贴合在圆筒透镜22上,利用镜框部件(第I支撑部件)而被固定。此时,以使得凹面透镜20和圆筒透镜22各自的光轴一致的方式进行固定。
[0038]在与基座13接触的以外的暴露的镜框23上以水密的方式设置有外装部件
12(12a、12b)。由凹面透镜20形成的直视观察窗14的视野角与以往的设置于内窥镜装置的插入部的直视观察窗的视野角相同。此外,侧视观察窗15的内侧的视野角不与直视观察窗的视野角重合,优选尽量接近。这些视野角是设计事项,可以根据观察对象进行适当设定。
[0039]此外,当希望在图4A所示的前方观察像与侧方观察像的边界显示区分线的情况下,只要在反射镜涂层部件22b的环状内部的边缘形成线状的不反射的镶边就只有该镶边部分使观察光像通过而不反射,所以能够将边界作为区分线显示。
[0040]而且,圆筒透镜22的基端侧与镜框23的前端部(第I支撑部件)粘合,在镜框23内在光轴方向上配置有多个凹透镜和凸透镜。在镜框23的基端侧嵌入对摄像部28进行保持的摄像保持框25并通过粘合剂26等进行固定。摄像保持框25对摄像部28的周围进行保持,在摄像部28的受光面28a上设置有遮挡部件27,该遮挡部件27具有对摄像范围进行规定的孔径的功能。
[0041]参照图3对摄像光学系统21中的直视观察窗14和侧视观察窗15所产生的前方观察像和侧方观察像的成像进行说明。此外,将直到成像为止的观察像称为光像。
[0042]入射到直视观察窗14的凹面透镜20的光像被透镜涂层部件22b缩小,并入射到圆筒透镜22而被收敛,经由空间入射到被镜框23支撑的透镜组24。此时,光像在位于透镜组24的前端的透镜附近对焦并在光轴上交叉,光像的朝向反转(上下左右),成为反转光像。此后,反转光像通过透镜组24,在摄像部28的受光面28a的中央的圆形区域作为前方观察像而成像。
[0043]另一方面,从侧视观察窗15的圆筒透镜22的侧面入射的光像在凹面22a进行内面反射,并向反射镜涂层部件22b的反射面前行。在该反射面反射的光像通过凹面22a,并经过空间以收敛的方式入射到被镜框23支撑的镜头组24。此时,光像在与前方观察像相同的位置对焦并在光轴上交叉,光像的朝向反转(上下左右),成为反转光像。此后,反转光像通过透镜组24,在摄像部28的受光面28a以将前方观察像的中央区域包围成环状的方式作为侧方观察像成像。
[0044]此外,摄像光学系统21与摄像部28的配置关系一般来说是在摄像光学系统21的光轴G上以与摄像部28的受光面的中心位置L重合的方式配置。在该配置中,由摄像部拍摄的受光面41上的前方观察像42与侧方观察像43的合成图像如图4B所示,在受光面内显示前方观察像42与侧方观察像43的整体。此外,在侧方观察像43中,基座13与摄像单元11接触设置。因此,基座13的一部分成为遮光部分51,使在侧视观察窗15中生成非成像区域44。非成像区域44成为非观察视野。
[0045]如图3所示,在本实施方式中,将摄像部28偏移配置在基座13侧使得在作为摄像光学系统21的光像通路的中心的光轴G、与摄像部28的受光面的中心位置L之间生成偏移距离K的位置偏差。摄像部28的偏移距离K因摄像光学系统的倍率与摄像元件的受光面积不同而不同,例如是Imm以下左右的距离。
[0046]因此,在图3中,成像于受光面28a上的观察对象像32相对于受光面28a的中心位置L向上方偏移。S卩,如图4A所示,显示的观察对象像32向下方偏移并在受光面41上欠缺非成像区域44。该非成像区域44因为未被取入观察像,所以无需对操作者进行监视器显示,即使是有意使之缺失也完全没有障碍。
[0047]因此,在本实施方式中,如上所述,使摄像部28移动,从而使受光面的中心位置L相对于光轴G偏移,而且调整摄像光学系统的倍率,扩大显示前方观察像42与侧方观察像43的合成图像,使非成像区域44超出显示画面外,如图4A所示,扩大调整摄像光学系统直到侧方观察像的视野范围(显示范围)到达受光面41的上下的边界位置。该扩大调整通过改变/调整摄像光学系统21的透镜倍率来进行,侧方观察像43的与非成像区域44的边境部分43a设定在不欠缺的范围。此外,当单纯扩大显示图4B所示的当前的前方观察像与侧方观察像的合成图像时,虽然前方观察像被扩大,但是侧方观察像超出显示画面,侧方观察像的一部分(尤其是上下侧的图像)不被显示,成为欠缺,对观察产生障碍。
[0048]此外,在本实施方式中,作为使摄像部的受光面相对于光轴进行移动的结构进行了说明,当然也可以相反地,使摄像光学系统相对于摄像元件的中心进行移动,使光轴产生偏移。
[0049]在设摄像元件的受光面的高度为α、偏移距离为K、相对于非成像区域44的上下方向(垂线)的扩张角度为Θ的情况下,此时的侧方观察像43的视野全部不欠缺的位置的偏移距离K为
[0050]K= a/2 X (I — cos Θ ) / (1+cos Θ )…(I)。
[0051]此外,在上述条件下,在设前方观察像42与侧方观察像43的合成图像的高度为R的情况下,则
[0052]R = a / (1+cos Θ )...⑵。
[0053]如上所述
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