WO2019077755A1 - 内視鏡先端部、内視鏡および内視鏡先端部の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an endoscope tip, an endoscope, and a method of manufacturing the endoscope tip.
- an endoscope acquires an in-vivo image of an inside of a subject by inserting a flexible insertion portion having an elongated shape in which an imaging device is provided at a tip end into a subject such as a patient.
- a first unit having a treatment tool channel having a substantially semi-cylindrical cross-sectional shape in a substantially cylindrical tip cylinder for the purpose of reducing the diameter of the tip portion.
- an endoscope having a second unit having an object image observation means see Patent Document 1.
- the first unit having the treatment instrument channel, the second unit comprising the imaging device, and the first unit and the second unit
- the first unit When designed to contact the inner wall of the tip cylinder (the sum of the outer diameters of the first unit and the second unit is substantially equal to the inner diameter of the tip cylinder), It becomes difficult to insert.
- the light guide is arranged in a semi-cylindrical shape around the treatment instrument channel, but it is also troublesome to arrange the light guide in a semi-cylindrical shape around the treatment instrument channel It takes
- the tip portion becomes larger in diameter and the treatment tool channel, light guide and imaging device Alignment is difficult.
- the present invention has been made in view of the above, and aims to reduce the diameter of the distal end portion of the endoscope, and is excellent in the positioning accuracy of the built-in items such as imaging devices accommodated in the distal end portion. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a distal end, an endoscope and an endoscopic tip.
- an endoscope tip portion includes a bowl-shaped channel into which a treatment tool is inserted and a light guide for guiding illumination light emitted from a light source. And an imaging device for capturing an image of an observation site illuminated by illumination light from the light guide, and a fixing made of a cylindrical outer shape made of resin for sealing the periphery of the channel, the light guide, and the imaging device. A member, and the channel and the imaging device, and the light guide and the channel and / or the imaging device are in contact with each other at contact surfaces.
- a groove is formed on the contact surface of the channel with the imaging device or the contact surface of the imaging device with the channel. It features.
- a groove or a protrusion is formed on the contact surface of the channel with the light guide or the contact surface of the imaging device with the light guide It is characterized by
- the endoscope tip portion has a resin covering portion covering the outer periphery of the channel or the imaging device, and the contact of the covering portion on the channel with the imaging device A groove is formed on the surface or the contact surface of the cover on the imaging device with the channel, and the contact surface of the cover on the channel with the light guide or the coating on the imaging device A groove or a projection is formed in the contact portion of the portion with the channel.
- the tip end is on the outer periphery of the covering portion on the channel or the channel and the outer periphery of the covering portion on the imaging device or the imaging device It is characterized in that at least three positioning projections made of resin which are exposed on the outer periphery of the fixing member are formed.
- the channel integrated in the inside, the imaging device, and the light guide are housed, and the bottom portion has a hole for fitting the channel. It has a bowl-like outermost frame portion formed of a transparent material, and the fixing member is disposed between the outermost frame portion and the integrated channel, the imaging device, and the light guide. It is characterized in that it is formed by filling a resin.
- An endoscope according to the present invention is characterized by including the endoscope tip portion described in any one of the above.
- a method of manufacturing an endoscope tip portion according to the present invention is the method of manufacturing an endoscope tip portion according to any one of the above, comprising: a channel and an imaging device; Alternatively, an integral process of integrating the imaging devices in contact with each other at a contact surface, and a mold having the channel integrated with the channels, the imaging device, and the fitting protrusion for fitting the light guide to the channel
- the method is characterized by including an arranging step of inserting and arranging the fitting projection in the channel, and a forming step of filling a resin in the form and forming a fixing member.
- a method of manufacturing an endoscope tip portion according to the present invention is the method of manufacturing an endoscope tip portion described above, which comprises a channel and an imaging device, and a light guide and the channel and / or the imaging device.
- the present invention it is possible to reduce the diameter of the distal end portion of the endoscope and to improve the positional accuracy of the built-in component accommodated in the distal end portion.
- FIG. 1 is a view schematically showing an entire configuration of an endoscope system according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the distal end portion of the endoscope according to the first embodiment of the present invention in the vertical plane including the optical axis.
- FIG. 3 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion of the endoscope according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a front view of the channel of FIG.
- FIG. 5 is a view for explaining the method of manufacturing the distal end portion of the endoscope according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion of the endoscope according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion of the endoscope according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a front view of a channel according to Variation 3 of Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 9 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion of the endoscope according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a view for explaining the method for manufacturing the distal end portion of the endoscope according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a view for explaining the method for manufacturing the
- an endoscope system provided with an endoscope tip portion will be described as a mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as "embodiment"). Further, the present invention is not limited by the embodiment. Furthermore, the drawings referred to in the following description merely schematically show the shapes, sizes, and positional relationships to the extent that the contents of the present invention can be understood. That is, the present invention is not limited to only the shapes, sizes, and positional relationships illustrated in the respective drawings. Furthermore, also between the drawings, there are included parts that differ in size and proportion from one another.
- FIG. 1 is a view schematically showing an entire configuration of an endoscope system 1 according to a first embodiment of the present invention.
- an endoscope system 1 according to the present embodiment is an endoscope 2 introduced into a subject, imaging an inside of the subject to generate an image signal of the inside of the subject,
- An information processing apparatus 3 for performing predetermined image processing on an image signal captured by the endoscope 2 and controlling each part of the endoscope system 1, a light source apparatus 4 for generating illumination light of the endoscope 2, and information processing
- a display device 5 for displaying an image of an image signal after image processing by the device 3.
- the endoscope 2 includes an insertion portion 6 inserted into a subject, an operation portion 7 on the proximal end side of the insertion portion 6 that the operator holds, and a flexible universal that extends from the operation portion 7. And a code 8.
- the insertion portion 6 is realized by using a light guide made of an illumination fiber, an electric cable, an optical fiber, or the like.
- the insertion portion 6 has a distal end portion 6a incorporating an imaging device described later, a bendable bending portion 6b formed of a plurality of bending pieces, and flexibility provided on the proximal end side of the bending portion 6b. And a flexible tube portion 6c.
- the distal end portion 6a includes an illumination unit that illuminates the inside of the subject via an illumination lens, an observation unit that images the inside of the subject, an opening that communicates the treatment tool channel, and an air supply / water supply nozzle (not shown) Is provided.
- the operation unit 7 includes a bending knob 7a that bends the bending unit 6b in the vertical and horizontal directions, a treatment tool insertion unit 7b in which a treatment tool such as a forceps or a laser knife is inserted into a body cavity of a subject, and an information processing apparatus 3.
- a plurality of switch units 7c for operating peripheral devices such as a light source device 4, an air supply device, a water supply device, and a gas supply device.
- the treatment tool inserted from the treatment tool insertion portion 7 b is exposed from the opening at the tip of the insertion portion 6 through the treatment tool channel provided inside.
- the universal cord 8 is configured using a light guide made of an illumination fiber, a cable or the like.
- the universal cord 8 is branched at the proximal end, and one branched end is the connector 8 a and the other proximal end is the connector 8 b.
- the connector 8 a is detachably attached to the connector of the information processing device 3.
- the connector 8 b is detachable from the light source device 4.
- the universal cord 8 propagates the illumination light emitted from the light source device 4 to the tip 6 a via the connector 8 b and the light guide made of the illumination fiber. Also, the universal cord 8 transmits an image signal captured by an imaging device described later to the information processing device 3 via the cable and the connector 8a.
- the information processing device 3 performs predetermined image processing on the image signal output from the connector 8 a and controls the entire endoscope system 1.
- the light source device 4 is configured using a light source that emits light, a condenser lens, and the like.
- the light source device 4 emits light from the light source under the control of the information processing device 3 and transmits an object, which is a subject, to the endoscope 2 connected via the light guide composed of the connector 8 b and the illumination fiber of the universal cord 8. Supply as illumination light to the inside of the sample.
- the display device 5 is configured using a display or the like using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence).
- the display device 5 displays various information including an image subjected to predetermined image processing by the information processing device 3 through the video cable 5a. Thereby, the operator can determine the observation and the symptom of the desired position in the subject by operating the endoscope 2 while looking at the image (in-vivo image) displayed by the display device 5.
- FIG. 2 is a cross-sectional view in the vertical plane including the optical axis of the distal end portion 6a of the endoscope 2 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion 6 a of the endoscope 2 according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a front view of the channel 70 of FIG.
- the distal end portion 6 a has a bowl-shaped channel 70 into which a treatment tool is inserted, a light guide 80 for guiding illumination light emitted from the light source device 4, and an observation portion illuminated by illumination light from the light guide 80.
- An imaging device 40 for capturing an image, and a channel 70, a light guide 80, and a cylindrical fixing member 60 for sealing the periphery of the imaging device 40 and made of resin are provided.
- the imaging device 40 includes a lens unit 10, an imaging unit 20 disposed on the base end side of the lens unit 10, and a collective cable 50 in which a plurality of signal cables 51 are twisted.
- the lens unit 10 has a plurality of objective lenses 10a, 10b, and 10c, and a lens holder 10d for holding a cover glass 22 described later.
- the imaging unit 20 includes a solid-state imaging device 21 such as a CCD or a CMOS having a light receiving unit for receiving light, a cover glass 22 adhered to the solid imaging device 21 in a state of covering the light receiving unit of the solid-state imaging device 21, And a circuit board 24 electrically and mechanically connected to a plurality of contact pins 23 (one shown) protruding from the back surface side of the imaging device 21.
- the electronic component 25 is mounted on the circuit board 24, and the core wire 52 of the plurality of signal cables 51 for supplying power to the solid-state imaging device 21 or inputting or outputting a signal to the solid-state imaging device 21 on the base end side. Is connected.
- the imaging unit 20 is held by the lens holder 10 d via a cover glass 22 bonded to the solid-state imaging device 21.
- a heat shrinkable tube 26 covers the distal end side of the collective cable 50 from the proximal end side of the lens holder 10 d.
- the space surrounded by the lens holder 10 d and the heat shrinkable tube 26 is filled with an insulating filler 41.
- the channel 70 is composed of a tube made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and having a circular cross-sectional inner diameter shape, and a treatment instrument such as forceps is inserted into the channel 70. It is preferable that the PTFE channel 70 be surface-treated on the outer periphery in order to improve the adhesion with the fixing member 60. As shown in FIG. 4, grooves 72a, 72b, and 72c are formed on the outer periphery on the tip end side of the channel 70 and in contact with the imaging device 40 and the light guide 80. The grooves 72 a and 72 c have an arc shape along the outer periphery of the light guide 80, and the groove 72 b has a shape along the outer periphery of the imaging device 40.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the fixing member 60 is made of resin and seals around the integrated channel 70, the light guide 80 and the imaging device 40.
- FIG. 5 is a view for explaining the method of manufacturing the distal end portion 6 a of the endoscope 2 according to the first embodiment of the present invention.
- the channel 70, the light guide 80, and the imaging device 40 are integrated in a state of being in contact with each other at the contact surface.
- grooves 72a, 72b, 72c are formed on the contact surfaces of the channel 70 in contact with the imaging device 40 and the light guide 80, and the imaging device 40 and the light guide 80 are formed in the grooves 72a, 72b, 72c. Integrate in the state of fitting. The integration may be simply performed by fitting the imaging device 40 and the light guide 80 in the grooves 72a, 72b and 72c of the channel 70 and fixing the proximal ends of the channel 70, the imaging device 40 and the light guide 80 with a jig or the like.
- the imaging device 40 and the light guide 80 in order to fix the fitting state of the imaging device 40 and the light guide 80 to the grooves 72a, 72b and 72c, they may be fixed by an adhesive or the like. preferable.
- the fixing member 60 is formed using the molds 90A and 90B.
- the mold 90A has a fitting projection 91 fitted to the channel 70, and the fitting projection 91 is integrated in the channel 70 with the integrated channel 70, the imaging device 40 and the light guide 80. As fitted, they are placed in the molds 90A and 90B.
- the resin is injected from the openings of the molds 90A and 90B into the mold, and the resin is cured and fixed.
- the member 60 is molded to manufacture the tip 6a.
- the molds 90A and 90B having the fitting projections 91 for molding the fixing member 60, the channel 70, the imaging device 40, and the light guide 80 can be accurately disposed in the tip portion 6a.
- the channel 70 having the largest outer diameter and the imaging device 40 having the second largest diameter are fitted in the groove 72b formed on the contact surface of the channel 70. Because they are integrated in the state, it is possible to reduce the diameter of the tip 6a. Furthermore, since the distal end portion 6a of the first embodiment seals the periphery of the channel 70, the imaging device 40, and the light guide 80, which are the built-in members, by the fixing member 60, it can be used as it is in the endoscope 2. , And the time and effort for insertion into the tip frame etc. can be omitted.
- the grooves 72 a, 72 b and 72 c are formed in the channel 70, but the grooves may be formed in the outer periphery of the imaging device 40.
- the groove 72b is formed in the channel 70, and the diameter of the tip 6a is reduced by fitting the imaging device 40 in the groove 72b.
- the channel 70, the imaging device 40, and the light guide If 80 and the channel 70 and / or the imaging device 40 are integrated in contact with each other at the contact surface, and the fixing member 60 seals the periphery of the channel 70, the imaging device 40 and the light guide 80, the tip 6a Can be reduced in diameter.
- FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion 16B of the endoscope according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
- the grooves 72a, 72b and 72c are not formed on the outer periphery of the channel 70B, and the protrusions 74a, 74b, 74c and 74d are provided.
- the light guide 80 is disposed between the projection 74a and the projection 74b and between the projection 74c and the projection 74d, and the imaging device 40 is disposed between the projection 74b and the projection 74c.
- Ru Since the light guide 80 and the imaging device 40 are disposed between the protrusions 74a, 74b, 74c and 74d formed at predetermined positions on the outer periphery of the channel 70B, the imaging device 40 and the light guide 80 can be accurately disposed. it can.
- the channel 70B and the imaging device 40, and the channel 70B and the light guide 80 are integrated in contact with each other and sealed and fixed by the fixing member 60B, there is no need to use a tip frame or the like, and the tip portion 16B Can be reduced in diameter.
- FIG. 7 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion 16A of the endoscope according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
- a groove 72b is formed on the outer periphery of the channel 70A, in which the imaging device 40A is fitted. Further, on the outer periphery of the imaging device 40A, a protrusion 43 which defines the arrangement position of the light guide 80 is formed.
- the light guide 80 is disposed between the projection 43 formed at a predetermined position and the channel 70A, and the imaging device 40A is disposed in engagement with the groove 72b of the channel 70A. Since the imaging device 40A is positioned by the groove 72b formed on the outer periphery of the channel 70A, and the light guide 80 is disposed between the outer periphery of the channel 70A and the projection 43 of the imaging device 40A, the imaging device 40A and the light guide 80 are It can be arranged accurately.
- the channel 70A and the imaging device 40A, and the light guide 80 and the channel 70A and the imaging device 40A are integrated in contact with each other and sealed and fixed by the fixing member 60A, there is no need to use a tip frame or the like.
- the tip portion 16A can be reduced in diameter.
- FIG. 8 is a front view of a channel 70F according to Variation 3 of Embodiment 1 of the present invention.
- the channel 70F according to the third modification has a resin covering portion 73 that covers the outer periphery.
- Grooves 73a, 73b and 73c are formed on the contact surfaces of the covering portion 73 in contact with the imaging device and the light guide, and the imaging device and the light guide are fitted and integrated in the grooves 73a, 73b and 73c.
- the imaging device and the light guide are positioned by the grooves 73a, 73b and 73c, the imaging device and the light guide can be arranged with high accuracy.
- the grooves 73a, 73b, and 73c are formed, but instead of the grooves 73a and 73c, the projections for positioning the light guide on the covering portion 73 or on the imaging device You may provide.
- a covering portion is formed on the imaging device, and a groove portion is formed on the contact surface with the channel of the covering portion covering the imaging device and the light guide. Also, it is possible to reduce the diameter of the tip and to improve the positional accuracy of the built-in parts.
- FIG. 9 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion 16D of the endoscope according to the second embodiment of the present invention.
- a positioning projection 61 made of resin whose distal end is exposed to the outer periphery of the fixing member 60D is formed.
- FIG. 10 is a diagram for explaining a method of manufacturing the tip 16D according to the second embodiment of the present invention.
- the imaging device 40D and the light guide 80 are fitted in the grooves 72a, 72b and 72c formed in the contact surface of the channel 70D, and the channel 70D, the imaging device 40D and the light guide 80. Unify. This process is the same as that of the first embodiment.
- Positioning protrusions 61 made of resin are formed at three locations in total, one location on the outer periphery of 40D.
- FIG. 10C when the positioning projection 61 arranges the integrated channel 70D, the imaging device 40D and the light guide 80 in the molds 90A-1 and 90B for molding the fixing member 60D. , And the size that can contact the inner circumference of the molds 90A-1 and 90B.
- the resin is injected into the mold from the openings of the molds 90A-1 and 90B, and the resin is The resin is cured to form the fixing member 60D, and the tip 16D is manufactured.
- the tip of the positioning protrusion 61 is exposed to the outer periphery of the fixing member 60D.
- the tip end portion 16D according to the second embodiment has the positioning projection portion 61, the tip end portion 16D having excellent positional accuracy of the built-in is manufactured even when using the molds 90A-1 and 90B without the fitting projection 91. can do.
- grooves 72a, 72b and 72c are formed on the contact surfaces of the channel 70D in contact with the imaging device 40D and the light guide 80.
- the imaging device 40D is formed in the grooves 72a, 72b and 72c.
- FIG. 11 is a cross-sectional view orthogonal to the optical axis of the distal end portion 16E of the endoscope according to Embodiment 3 of the present invention.
- the bottom portion 92 made of a transparent material in which the channel 70, the imaging device 40, and the light guide 80 are accommodated and the hole 93 for fitting the channel 70 is formed.
- an outermost frame portion 90 having a bowl shape.
- FIG. 12 is a diagram for explaining a method of manufacturing the tip end 16E according to the third embodiment of the present invention.
- the integrated channel 70, the imaging device 40, and the tip of the light guide 80 are flush with each other, but in the third embodiment, as shown in FIG.
- the front end of the light source projects by r1 from the front ends of the imaging device 40 and the light guide 80.
- the channel 70 is fitted in the hole 93 of a diameter slightly larger than the outer diameter of the channel 70, and the tip of the channel 70 is aligned with the tip S of the bottom portion 92.
- the protrusion r1 of the channel 70 is preferably substantially the same as the thickness r2 of the bottom surface 92.
- the resin is injected into the mold from the opening of the outermost frame portion 90, and the resin is cured and fixed
- the member 60E is molded to manufacture the tip 16E.
- the outermost frame portion 90 is also used as a mold, the thickness of the fixing member 60E can be reduced, and the diameter reduction of the tip end portion 16E becomes possible. Further, since the channel 70 is fitted in the hole 93, the positional accuracy of the built-in object in the outermost frame 90 can be improved.
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Abstract
内視鏡の先端部の細径化を図るとともに、先端部に収容される撮像装置等の内蔵物の位置合わせ精度に優れる内視鏡先端部、内視鏡および内視鏡先端部の製造方法を提供する。処置具が挿入される菅状のチャンネル70と、光源から照射された照明光を導光するライトガイド80と、ライトガイド80からの照明光により照明された観察部位の画像を撮像する撮像装置40と、チャンネル70、ライトガイド80および撮像装置40の周囲を封止する樹脂製の外形が円柱状をなす固定部材60と、を備え、チャンネル70と撮像装置40、ならびにライトガイド80とチャンネル70および/または撮像装置40は、それぞれ接触面で接していることを特徴とする。
Description
本発明は、内視鏡先端部、内視鏡および内視鏡先端部の製造方法に関する。
従来、内視鏡は、先端に撮像装置が設けられた細長形状をなす可撓性の挿入部を患者等の被検体内に挿入することによって、被検体内の体内画像を取得する。このような内視鏡において、先端部の細径化を目的として、略円筒状に形成された先端筒内に、断面形状が略半円筒形状の処置具チャンネルを有してなる第1のユニットと、被写体像の観察手段を有してなる第2のユニットと、を具備する内視鏡が提案されている(特許文献1を参照)。
上述した特許文献1では、先端部の細径化のために、処置具チャンネルを有する第1のユニットと、撮像装置からなる第2のユニットとを、第1のユニットと第2のユニットとが先端筒の内壁に接するように設計した場合(第1のユニットと第2のユニットの外径の和が先端筒の内径と略等しい)、第1のユニットおよび第2のユニットの先端筒への挿入がしにくくなる。また、第1のユニットでは、ライトガイドが処置具チャンネルの周囲に半円筒状をなすように配設されているが、ライトガイドを処置具チャンネルの周囲に半円筒形状に配設するのも手間がかかる。
一方、第1のユニットと第2のユニットの先端筒への挿入の容易さの観点から、先端筒の内径を大きくすると、先端部が太径化するとともに、処置具チャンネル、ライトガイトおよび撮像装置の位置合わせが困難となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内視鏡の先端部の細径化を図るとともに、先端部に収容される撮像装置等の内蔵物の位置合わせ精度に優れる内視鏡先端部、内視鏡および内視鏡先端部の製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る内視鏡先端部は、処置具が挿入される菅状のチャンネルと、光源から照射された照明光を導光するライトガイドと、前記ライトガイドからの照明光により照明された観察部位の画像を撮像する撮像装置と、前記チャンネル、前記ライトガイドおよび前記撮像装置の周囲を封止する樹脂製の外形が円柱状をなす固定部材と、を備え、前記チャンネルと前記撮像装置、ならびに前記ライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置は、それぞれ接触面で接していることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部は、上記発明において、前記チャンネルの前記撮像装置との接触面、または前記撮像装置の前記チャンネルとの接触面には、溝が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部は、上記発明において、前記チャンネルの前記ライトガイドとの接触面、または前記撮像装置の前記ライトガイドとの接触面には、溝または突起が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部は、上記発明において、前記チャンネルまたは前記撮像装置の外周を覆う樹脂製の被覆部を有し、前記チャンネル上の前記被覆部の前記撮像装置との接触面、または前記撮像装置上の前記被覆部の前記チャンネルとの接触面には、溝が形成され、前記チャンネル上の前記被覆部の前記ライトガイドとの接触面、または前記撮像装置上の前記被覆部の前記チャンネルとの接触部には、溝または突起が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部は、上記発明において、前記チャンネルまたは前記チャンネル上の前記被覆部の外周、および前記撮像装置または前記撮像装置上の前記被覆部の外周には、先端が前記固定部材の外周に露出する少なくとも3つの樹脂製の位置決め用突起部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部は、上記発明において、内部に一体化された前記チャンネル、前記撮像装置、および前記ライトガイドを収納し、底面部は前記チャンネルを嵌合する孔部が形成された透明な材料からなる菅状の最外枠部を有し、前記固定部材は、前記最外枠部と、一体化された前記チャンネル、前記撮像装置、および前記ライトガイドとの間に樹脂を充填することにより形成されることを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡は、上記のいずれか一つに記載の内視鏡先端部を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部の製造方法は、上記のいずれか一つに記載の内視鏡先端部の製造方法であって、チャンネルと撮像装置、ならびにライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置を、それぞれ接触面で接した状態で一体化する一体化工程と、一体化した前記チャンネル、前記撮像装置および前記ライトガイドを、前記チャンネルに嵌合する嵌合突起を有する型枠内に、前記チャンネル内に前記嵌合突起をはめ込んで配置する配置工程と、前記型枠内に樹脂を充填して固定部材を成形する成形工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る内視鏡先端部の製造方法は、上記に記載の内視鏡先端部の製造方法であって、チャンネルと撮像装置、ならびにライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置を、それぞれ接触面で接した状態で一体化する一体化工程と、底面部は前記チャンネルを嵌合する孔部が形成された透明な材料からなる菅状の最外枠部内に、一体化した前記チャンネル、前記撮像装置および前記ライトガイドを、前記孔部に前記チャンネルを嵌合して配置する配置工程と、前記最外枠内に樹脂を充填して固定部材を成形する成形工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、内視鏡の先端部を細径化できるとともに、先端部に収容される内蔵物の位置精度を向上することができるという効果を奏する。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)として、内視鏡先端部を備えた内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。さらに、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は、各図で例示された形状、大きさおよび位置関係のみに限定されるものではない。さらにまた、図面の相互間においても、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれている。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システム1の全体構成を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム1は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡2と、内視鏡2が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム1の各部を制御する情報処理装置3と、内視鏡2の照明光を生成する光源装置4と、情報処理装置3による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置5と、を備える。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内視鏡システム1の全体構成を模式的に示す図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる内視鏡システム1は、被検体内に導入され、被検体の体内を撮像して被検体内の画像信号を生成する内視鏡2と、内視鏡2が撮像した画像信号に所定の画像処理を施すとともに内視鏡システム1の各部を制御する情報処理装置3と、内視鏡2の照明光を生成する光源装置4と、情報処理装置3による画像処理後の画像信号を画像表示する表示装置5と、を備える。
内視鏡2は、被検体内に挿入される挿入部6と、挿入部6の基端部側であって術者が把持する操作部7と、操作部7より延伸する可撓性のユニバーサルコード8と、を備える。
挿入部6は、照明ファイバからなるライトガイド、電気ケーブルもしくは光ファイバ等を用いて実現される。挿入部6は、後述する撮像装置を内蔵した先端部6aと、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部6bと、湾曲部6bの基端部側に設けられた可撓性を有する可撓管部6cと、を有する。先端部6aには、照明レンズを介して被検体内を照明する照明部、被検体内を撮像する観察部、処置具用チャンネルを連通する開口部および送気・送水用ノズル(図示せず)が設けられている。
操作部7は、湾曲部6bを上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ7aと、被検体の体腔内に生体鉗子、レーザメス等の処置具が挿入される処置具挿入部7bと、情報処理装置3、光源装置4、送気装置、送水装置および送ガス装置等の周辺機器の操作を行う複数のスイッチ部7cと、を有する。処置具挿入部7bから挿入された処置具は、内部に設けられた処置具用チャンネルを経て挿入部6先端の開口部から表出する。
ユニバーサルコード8は、照明ファイバからなるライトガイド、ケーブル等を用いて構成される。ユニバーサルコード8は、基端で分岐しており、分岐した一方の端部がコネクタ8aであり、他方の基端がコネクタ8bである。コネクタ8aは、情報処理装置3のコネクタに対して着脱自在である。コネクタ8bは、光源装置4に対して着脱自在である。ユニバーサルコード8は、光源装置4から出射された照明光を、コネクタ8b、および照明ファイバからなるライトガイドを介して先端部6aに伝播する。また、ユニバーサルコード8は、後述する撮像装置が撮像した画像信号を、ケーブルおよびコネクタ8aを介して情報処理装置3に伝送する。
情報処理装置3は、コネクタ8aから出力される画像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム1全体を制御する。
光源装置4は、光を発する光源や、集光レンズ等を用いて構成される。光源装置4は、情報処理装置3の制御のもと、光源から光を発し、コネクタ8bおよびユニバーサルコード8の照明ファイバからなるライトガイドを介して接続された内視鏡2へ、被写体である被検体内に対する照明光として供給する。
表示装置5は、液晶または有機EL(Electro Luminescence)を用いた表示ディスプレイ等を用いて構成される。表示装置5は、映像ケーブル5aを介して情報処理装置3によって所定の画像処理が施された画像を含む各種情報を表示する。これにより、術者は、表示装置5が表示する画像(体内画像)を見ながら内視鏡2を操作することにより、被検体内の所望の位置の観察および症状を判定することができる。
次に、内視鏡2の先端部6aについて詳細に説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡2の先端部6aの光軸を含む鉛直面での断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡2の先端部6aの光軸と直交する断面図である。図4は、図3のチャンネル70の正面図である。
先端部6aは、処置具が挿入される菅状のチャンネル70と、光源装置4から照射された照明光を導光するライトガイド80と、ライトガイド80からの照明光により照明された観察部位の画像を撮像する撮像装置40と、チャンネル70、ライトガイド80および撮像装置40の周囲を封止する樹脂製の円柱状をなす固定部材60と、を備える。
撮像装置40は、レンズユニット10と、レンズユニット10の基端側に配置する撮像ユニット20と、複数の信号ケーブル51を撚り合せた集合ケーブル50と、を有する。
レンズユニット10は、複数の対物レンズ10a、10b、および10cと、後述するカバーガラス22を保持するレンズホルダ10dを有する。
撮像ユニット20は、光を受光する受光部を有したCCDまたはCMOSなどの固体撮像素子21と、固体撮像素子21の受光部を覆った状態で固体撮像素子21に接着するカバーガラス22と、固体撮像素子21の裏面側に突設された複数の接点ピン23(図示は1つ)に電気的および機械的に接続された回路基板24と、を有する。回路基板24上には、電子部品25が実装されるとともに、基端側に、固体撮像素子21に電源を供給、あるいは固体撮像素子21へ信号を入力または出力する複数の信号ケーブル51の芯線52が接続されている。撮像ユニット20は、固体撮像素子21に接着されたカバーガラス22を介してレンズホルダ10dで保持されている。
レンズホルダ10dの基端側から集合ケーブル50の先端側は、熱収縮チューブ26で覆われている。レンズホルダ10dおよび熱収縮チューブ26で囲繞された空間には、絶縁性の充填剤41が充填されている。
チャンネル70は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の断面内径形状が円形のチューブから構成され、鉗子等の処置具がチャンネル70内に挿入される。PTFE製のチャンネル70は、固定部材60との接着性を向上するために、外周を表面処理したものであることが好ましい。図4に示すように、チャンネル70の先端側の外周であって、撮像装置40およびライトガイド80と接する接触面には、溝72a、72b、72cが形成されている。溝72a、72cは、ライトガイド80の外周に沿うような円弧状をなし、溝72bは、撮像装置40の外周に沿う形状をなしている。
固定部材60は、樹脂からなり、一体化されたチャンネル70、ライトガイド80および撮像装置40の周囲を封止する。
図5は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡2の先端部6aの製造方法を説明する図である。
実施の形態1に係る先端部6aを製造するには、まず、チャンネル70、ライトガイド80および撮像装置40を接触面で接触した状態で一体化する。実施の形態1では、チャンネル70の撮像装置40およびライトガイド80と接する接触面には、溝72a、72b、72cが形成されており、この溝72a、72b、72cに撮像装置40およびライトガイド80を嵌め合せた状態で一体化する。一体化は、チャンネル70の溝72a、72b、72cに撮像装置40およびライトガイド80を嵌め合せて、チャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80の基端部を治具等により固定するだけでもよいが、撮像装置40およびライトガイド80の位置精度の観点からは、溝72a、72b、72cへの撮像装置40およびライトガイド80の嵌合状態を固定するために、接着剤等により固定することが好ましい。
チャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80を一体化した後、型枠90A、90Bを用いて固定部材60を形成する。
型枠90Aは、図5に示すように、チャンネル70に嵌合する嵌合突起91を有し、一体化したチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80を、チャンネル70内に嵌合突起91をはめ込むようにして、型枠90Aおよび90B内に配置する。
型枠90Aおよび90B内に、一体化したチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80を配置した後、型枠90Aおよび90Bの開口部から樹脂を型枠内に注入し、樹脂を硬化させて固定部材60を成形し、先端部6aを製造する。
固定部材60の成形に、嵌合突起91を有する型枠90Aおよび90Bを使用することにより、先端部6a内にチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80を精度よく配置することができる。
また、実施の形態1の先端部6aは、外径が一番大きいチャンネル70と二番目に大きい撮像装置40とを、チャンネル70の接触面に形成された溝72bに撮像装置40を嵌め合せた状態で一体化しているため、先端部6aを細径化することが可能となる。さらに、実施の形態1の先端部6aは、固定部材60で内蔵物であるチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80の周囲を封止しているため、そのまま内視鏡2で使用可能であり、先端枠等への挿入の手間を省くことができる。実施の形態1では、チャンネル70に溝72a、72b、72cを形成しているが、撮像装置40の外周に溝を形成してもよい。
なお、実施の形態1では、チャンネル70に溝72bを形成し、溝72bに撮像装置40を嵌合することで先端部6aを細径化しているが、チャンネル70と撮像装置40、ならびにライトガイド80とチャンネル70および/または撮像装置40を、それぞれ接触面で接した状態で一体化し、固定部材60でチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80の周囲を封止していれば、先端部6aを細径化することができる。図6は、本発明の実施の形態1の変形例1に係る内視鏡の先端部16Bの光軸と直交する断面図である。
変形例1の先端部16Bにおいて、チャンネル70Bの外周には、溝72a、72b、72cは形成されておらず、突起74a、74b、74c、74dが設けられている。
変形例1の先端部16Bでは、ライトガイド80は、突起74aと突起74bの間、および突起74cと突起74dの間に配置され、撮像装置40は、突起74bと突起74cとの間に配置される。ライトガイド80および撮像装置40は、チャンネル70Bの外周の所定位置に形成された突起74a、74b、74c、74dの間に配置されるため、撮像装置40およびライトガイド80を精度よく配置することができる。
また、チャンネル70Bと撮像装置40、ならびにチャンネル70Bとライトガイド80とを、それぞれ接触した状態で一体化し、固定部材60Bで封止固定するため、先端枠等を使用する必要がなく、先端部16Bを細径化することができる。
さらに、先端部の細径化および内蔵物の位置精度の向上が可能であれば、溝と突起を併用してもよい。図7は、本発明の実施の形態1の変形例2に係る内視鏡の先端部16Aの光軸と直交する断面図である。
変形例2の先端部16Aにおいて、チャンネル70Aの外周には、撮像装置40Aを嵌め合せる溝72bが形成されている。また、撮像装置40Aの外周には、ライトガイド80の配置位置を規定する突起43が形成されている。
変形例2の先端部16Aでは、ライトガイド80は、所定位置に形成された突起43とチャンネル70Aとの間に配置され、撮像装置40Aは、チャンネル70Aの溝72bに嵌め合せて配置される。撮像装置40Aは、チャンネル70Aの外周に形成された溝72bで位置決めされ、ライトガイト80はチャンネル70Aの外周と撮像装置40Aの突起43の間に配置されるため、撮像装置40Aおよびライトガイド80を精度よく配置することができる。
また、チャンネル70Aと撮像装置40A、ならびにライトガイド80とチャンネル70Aおよび撮像装置40Aを、それぞれ接触した状態で一体化し、固定部材60Aで封止固定するため、先端枠等を使用する必要がなく、先端部16Aを細径化することができる。
さらに、実施の形態1では、チャンネル70を直接加工して溝72a等を形成しているが、チャンネル70の外周を覆う被覆部を設け、被覆部に溝を形成してもよい。図8は、本発明の実施の形態1の変形例3に係るチャンネル70Fの正面図である。変形例3に係るチャンネル70Fは、外周を被覆する樹脂製の被覆部73を有する。
被覆部73の撮像装置およびライトガイドと接する接触面には、溝73a、73b、73cが形成されており、この溝73a、73b、73cに撮像装置およびライトガイドを嵌め合せて一体化する。チャンネル70Fを被覆する被覆部73の、溝73a、73b、73cに撮像装置およびライトガイドを嵌め合せて固定部材で封止固定することにより、先端枠を使用する必要がなく、先端部を細径化することができる。また、撮像装置およびライトガイドは、溝73a、73b、73cで位置決めされるため、撮像装置およびライトガイドを精度よく配置することができる。
なお、変形例3に係るチャンネル70Fは、溝73a、73b、73cが形成されているが、溝73a、73cに代えて、被覆部73上または撮像装置上に、ライトガイドの位置決め用の突起を設けてもよい。
さらにまた、チャンネル70F上に被覆部73を形成するのに変えて、撮像装置上に被覆部を形成し、撮像装置を覆う被覆部のチャンネルおよびライトガイドとの接触面に溝部を形成することにより、先端部の細径化および内蔵物の位置精度の向上を図ることもできる。
(実施の形態2)
図9は、本発明の実施の形態2に係る内視鏡の先端部16Dの光軸と直交する断面図である。実施の形態2に係る先端部16Dでは、チャンネル70Dの外周、および撮像装置40Dの外周に、先端が固定部材60Dの外周に露出する樹脂製の位置決め用突起部61が形成されている。
図9は、本発明の実施の形態2に係る内視鏡の先端部16Dの光軸と直交する断面図である。実施の形態2に係る先端部16Dでは、チャンネル70Dの外周、および撮像装置40Dの外周に、先端が固定部材60Dの外周に露出する樹脂製の位置決め用突起部61が形成されている。
図10は、本発明の実施の形態2に係る先端部16Dの製造方法を説明する図である。図10(a)に示すように、チャンネル70Dの接触面に形成されている溝72a、72b、72cに、撮像装置40Dおよびライトガイド80を嵌め合せて、チャンネル70D、撮像装置40Dおよびライトガイド80を一体化する。この工程は、実施の形態1と同様である。
その後、一体化したチャンネル70D、撮像装置40Dおよびライトガイド80の外周部分の少なくとも3ケ所、実施の形態2では、図10(b)に示すように、チャンネル70Dの外周に2ケ所と、撮像装置40Dの外周に1ケ所と、合計3ケ所に樹脂製の位置決め用突起部61を形成している。位置決め用突起部61は、固定部材60Dを成形する型枠90A-1、90B内に、一体化したチャンネル70D、撮像装置40Dおよびライトガイド80を配置する際、図10(C)に示すように、型枠90A-1、90Bの内周に接することができる大きさである。
型枠90A-1および90B内に、一体化したチャンネル70D、撮像装置40Dおよびライトガイド80を配置した後、型枠90A-1および90Bの開口部から樹脂を型枠内に注入し、樹脂を硬化させて固定部材60Dを成形し、先端部16Dを製造する。位置決め用突起部61を型枠90A-1、90Bの内周に接する大きさとすることにより、位置決め用突起部61の先端が、固定部材60Dの外周に露出する。
実施の形態2に係る先端部16Dは位置決め用突起部61を有するため、嵌合突起91のない型枠90A-1、90Bを使用しても、内蔵物の位置精度に優れる先端部16Dを製造することができる。
また、実施の形態2に係る先端部16Dは、チャンネル70Dの撮像装置40Dおよびライトガイド80と接する接触面に、溝72a、72b、72cが形成され、この溝72a、72b、72cに撮像装置40Dおよびライトガイド80を嵌め合せた後、固定部材60Dで封止固定するため、先端枠等を使用する必要がなく、先端部16Dを細径化することができる。
(実施の形態3)
図11は、本発明の実施の形態3に係る内視鏡の先端部16Eの光軸と直交する断面図である。実施の形態3に係る先端部16Eでは、内部にチャンネル70、撮像装置40、およびライトガイド80を収納し、チャンネル70を嵌合する孔部93が形成された透明な材料からなる底面部92を有し、菅状をなす最外枠部90を備える。
図11は、本発明の実施の形態3に係る内視鏡の先端部16Eの光軸と直交する断面図である。実施の形態3に係る先端部16Eでは、内部にチャンネル70、撮像装置40、およびライトガイド80を収納し、チャンネル70を嵌合する孔部93が形成された透明な材料からなる底面部92を有し、菅状をなす最外枠部90を備える。
図12は、本発明の実施の形態3に係る先端部16Eの製造方法を説明する図である。実施の形態1および2では、一体化されたチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80の先端部は面一としているが、実施の形態3では、図12(a)に示すように、チャンネル70の先端を、撮像装置40およびライトガイド80の先端よりr1だけ突出させている。
チャンネル70の先端を、撮像装置40およびライトガイド80より突出させて一体化したチャンネル70、撮像装置40およびライドガイド80を、図12(b)に示すように、型枠としても機能する最外枠部90内に配置する。配置の際、チャンネル70の外径よりわずかに大きな径の孔部93内にチャンネル70を嵌合し、チャンネル70の先端を底面部92の先端Sに位置合わせする。チャンネル70の先端と底面部92の先端Sとを面一とするために、チャンネル70の突出量r1は、底面部92の厚さr2と略同一とすることが好ましい。
最外枠部90内に、一体化したチャンネル70、撮像装置40およびライトガイド80を配置した後、最外枠部90の開口部から樹脂を型枠内に注入し、樹脂を硬化させて固定部材60Eを成形し、先端部16Eを製造する。実施の形態3では、最外枠部90を型枠としても使用するため、固定部材60Eの厚さを薄くすることができ、先端部16Eの細径化が可能となる。また、チャンネル70を孔部93内に嵌合するため、最外枠部90内での内蔵物の位置精度を向上することができる。
1 内視鏡システム
2 内視鏡
3 情報処理装置
4 光源装置
5 表示装置
6 挿入部
6a 先端部
6b 湾曲部
6c 可撓管部
7 操作部
7a 湾曲ノブ
7b 処置具挿入部
7c スイッチ部
8 ユニバーサルコード
8a、8b コネクタ
10 レンズユニット
10a、10b、10c 対物レンズ
10d レンズホルダ
20 撮像ユニット
21 固体撮像素子
22 カバーガラス
23 接点ピン
24 回路基板
25 電子部品
26 熱収縮チューブ
40 撮像装置
41 充填剤
50 集合ケーブル
51 信号ケーブル
52 芯線
60 固定部材
70 チャンネル
72a、72b、72c 溝
73 被覆部
80 ライトガイド
90 最外枠部
90A、90A-1、90B 型枠
91 嵌合突起
92 底面部
93 孔部
2 内視鏡
3 情報処理装置
4 光源装置
5 表示装置
6 挿入部
6a 先端部
6b 湾曲部
6c 可撓管部
7 操作部
7a 湾曲ノブ
7b 処置具挿入部
7c スイッチ部
8 ユニバーサルコード
8a、8b コネクタ
10 レンズユニット
10a、10b、10c 対物レンズ
10d レンズホルダ
20 撮像ユニット
21 固体撮像素子
22 カバーガラス
23 接点ピン
24 回路基板
25 電子部品
26 熱収縮チューブ
40 撮像装置
41 充填剤
50 集合ケーブル
51 信号ケーブル
52 芯線
60 固定部材
70 チャンネル
72a、72b、72c 溝
73 被覆部
80 ライトガイド
90 最外枠部
90A、90A-1、90B 型枠
91 嵌合突起
92 底面部
93 孔部
Claims (9)
- 処置具が挿入される菅状のチャンネルと、
光源から照射された照明光を導光するライトガイドと、
前記ライトガイドからの照明光により照明された観察部位の画像を撮像する撮像装置と、
前記チャンネル、前記ライトガイドおよび前記撮像装置の周囲を封止する樹脂製の外形が円柱状をなす固定部材と、
を備え、
前記チャンネルと前記撮像装置、ならびに前記ライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置は、それぞれ接触面で接していることを特徴とする内視鏡先端部。 - 前記チャンネルの前記撮像装置との接触面、または前記撮像装置の前記チャンネルとの接触面には、溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡先端部。
- 前記チャンネルの前記ライトガイドとの接触面、または前記撮像装置の前記ライトガイドとの接触面には、溝または突起が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の内視鏡先端部。
- 前記チャンネルまたは前記撮像装置の外周を覆う樹脂製の被覆部を有し、
前記チャンネル上の前記被覆部の前記撮像装置との接触面、または前記撮像装置上の前記被覆部の前記チャンネルとの接触面には、溝が形成され、
前記チャンネル上の前記被覆部の前記ライトガイドとの接触面、または前記撮像装置上の前記被覆部の前記チャンネルとの接触部には、溝または突起が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の内視鏡先端部。 - 前記チャンネルまたは前記チャンネル上の前記被覆部の外周、および前記撮像装置または前記撮像装置上の前記被覆部の外周には、先端が前記固定部材の外周に露出する少なくとも3つの樹脂製の位置決め用突起部が形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の内視鏡先端部。
- 内部に一体化された前記チャンネル、前記撮像装置、および前記ライトガイドを収納し、底面部は前記チャンネルを嵌合する孔部が形成された透明な材料からなる菅状の最外枠部を有し、
前記固定部材は、前記最外枠部と、一体化された前記チャンネル、前記撮像装置、および前記ライトガイドとの間に樹脂を充填することにより形成されることを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の内視鏡先端部。 - 請求項1~6のいずれか一つに記載の内視鏡先端部を備えたことを特徴とする内視鏡。
- 請求項1~5のいずれか一つに記載の内視鏡先端部の製造方法であって、
チャンネルと撮像装置、ならびにライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置を、それぞれ接触面で接した状態で一体化する一体化工程と、
一体化した前記チャンネル、前記撮像装置および前記ライトガイドを、前記チャンネルに嵌合する嵌合突起を有する型枠内に、前記チャンネル内に前記嵌合突起をはめ込んで配置する配置工程と、
前記型枠内に樹脂を充填して固定部材を成形する成形工程と、
を含むことを特徴とする内視鏡先端部の製造方法。 - 請求項6に記載の内視鏡先端部の製造方法であって、
チャンネルと撮像装置、ならびにライトガイドと前記チャンネルおよび/または前記撮像装置を、それぞれ接触面で接した状態で一体化する一体化工程と、
底面部は前記チャンネルを嵌合する孔部が形成された透明な材料からなる菅状の最外枠部内に、一体化した前記チャンネル、前記撮像装置および前記ライトガイドを、前記孔部に前記チャンネルを嵌合して配置する配置工程と、
前記最外枠内に樹脂を充填して固定部材を成形する成形工程と、
を含むことを特徴とする内視鏡先端部の製造方法。
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