CN104076503A - 内窥镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够精度良好地进行焦距的变更且容易小型化的内窥镜装置。包括透过具有可动透镜的透镜组而拍摄被拍摄体的摄像元件的内窥镜装置具备伴随可动透镜的移动而在光轴方向上移动的可动透镜支承部和对可动透镜支承部沿光轴方向进行驱动的可动透镜驱动部。可动透镜驱动部设置在可动透镜的半径方向外侧，由以与透镜组的光轴平行的旋转轴为中心而旋转自如的螺纹部、及驱动螺纹部旋转的电动机构成。可动透镜支承部由沿着旋转轴配置且在旋转轴延伸的方向上长的支承构件和从支承构件的除了右端部之外的部分向可动透镜侧突出的支承构件构成。支承构件直接支承可动透镜，支承构件仅在右端部具有与螺纹部螺合的螺纹槽。

Description

内窥镜装置

技术领域

本发明涉及内窥镜装置。

背景技术

在内窥镜装置中，存在搭载有能够从近点到远点进行对焦的全焦点的摄像装置的内窥镜装置、搭载有能够变更焦距而取得靠近观察中的放大图像的摄像装置的内窥镜装置等。

能够变更焦距的内窥镜装置如图4中表示内窥镜装置的探头前端部的剖视图所示那样，广泛使用凸轮轴81来作为其驱动机构。根据该摄像装置，凸轮轴81被经由齿轮83、中间轴85等传递电动机M的旋转驱动力来驱动而旋转。对透镜87、89进行支承的透镜支承构件91、93轴支承于凸轮轴81，且具有向凸轮槽95、97插入的销99、101。

当凸轮轴81被驱动而旋转时，销99、101沿着凸轮槽95、97而在光轴方向上移动。通过上述的销99、101的移动，由透镜支承构件91、93支承的透镜87、89分别向光轴方向的所期望的位置移动。

这样，当使用凸轮轴81作为使透镜87、89移动的机构时，难以实现内窥镜装置的进一步的小型化。即，当使凸轮轴81小径化时，存在插入到凸轮槽95、97中的销99、101与凸轮槽95、97固接的情况。并且，当使凸轮轴81小径化时，无法充分确保凸轮槽95、97的深度。

因此，作为不使用凸轮轴而使透镜移动的另一例，考虑了利用将旋转运动转换为直线前进运动的进给丝杠的情况(参照专利文献1)。在专利文献1中公开有如下结构：在对透镜进行支承的透镜框的内周面上设置形成有螺纹槽的贯通孔，并使螺合构件与该螺纹槽螺合，通过螺合构件的旋转动作来使透镜框在光轴方向上移动自如。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-66222号公报

【发明的概要】

【发明要解决的課題】

在专利文献1记载的结构中，在直接对能够移动的透镜进行支承的支承构件上设有螺纹部。因此，需要将内置透镜的部分的粗细确保为一定程度，从而难以实现内窥镜装置的小型化。另外，在如内窥镜装置那样小型的装置中，在螺纹进给时容易在贯通孔与螺合构件之间产生螺纹的的松动，为了防止这样的松动的产生，需要将螺纹部的厚度或宽度确保为一定程度，从而内窥镜装置的小型化困难。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种内窥镜装置，其能够精度良好地进行用于实施焦距的变更或焦点位置调整的透镜移动，且容易小型化。

【解决方案】

本发明的内窥镜装置包括透镜组和透过上述透镜组而拍摄被拍摄体的摄像元件，其中，上述透镜组包括在上述透镜组的光轴方向上移动自如的至少一个可动透镜，上述内窥镜装置具备：对上述可动透镜进行支承，伴随上述可动透镜的移动而在上述光轴方向上移动的可动透镜支承部；对上述可动透镜支承部沿上述光轴方向进行驱动的可动透镜驱动部，上述可动透镜驱动部设置在上述可动透镜的半径方向外侧，且由第一螺纹部和旋转驱动部构成，该第一螺纹部以与上述透镜组的光轴平行的旋转轴为中心而旋转自如，该旋转驱动部驱动上述第一螺纹部旋转，上述可动透镜支承部由沿着上述旋转轴配置且在上述旋转轴延伸的方向上长的第一支承构件和从上述第一支承构件向上述可动透镜侧突出的第二支承构件构成，上述第二支承构件直接支承上述可动透镜，上述第一支承构件仅在与上述被拍摄体侧相反的一侧的端部具有与第一螺纹部螺合的第二螺纹部，上述第二支承构件从上述第一支承构件中的比上述第二螺纹部靠上述被拍摄体侧的部分向上述可动透镜侧突出。

【发明效果】

根据本发明，能够提供一种内窥镜装置，其能够精度良好地进行用于实施焦距的变更或焦点位置调整的透镜移动，且容易小型化。

附图说明

图1是表示用于说明本发明的一实施方式的内窥镜装置的探头前端部的简要结构的剖视图。

图2是表示图1所示的内窥镜装置的探头前端部的变形例的图。

图3是表示图1所示的内窥镜装置的探头前端部的变形例的图。

图4是表示现有的内窥镜装置的探头前端部的剖视图。

符号说明：

11第一支承构件

11c螺纹槽(第二螺纹部)

12第二支承构件

13可动透镜支承部

14可动透镜驱动部

14A电动机

14B第一螺纹部

19物镜

20可动透镜

22摄像元件

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示用于说明本发明的一实施方式的内窥镜装置的探头前端部的简要结构的剖视图。

内窥镜装置具备：包含物镜19及可动透镜20的透镜组；透过该透镜组而拍摄被拍摄体的CCD(Charge Coupled Device)型或CMOS(Complementaly Metal Oxide Semiconductor)型的摄像元件22。

物镜19是透镜组的光轴J1延伸的方向(以下，称为光轴方向)上的位置固定的透镜。物镜19至少由一个透镜构成。物镜19由固定于框体10的支承构件18支承。

可动透镜20是切换对焦范围的透镜，且是在光轴方向上移动自如的透镜。可动透镜20至少由一个透镜构成。可动透镜20由在光轴方向上移动自如的可动透镜支承部13支承。

在可动透镜20的后方设有棱镜21。棱镜21使通过物镜19进而通过可动透镜20而入射到棱镜21中的光变更90度方向，然后向摄像元件22入射。

在棱镜21的后方设有与摄像元件22连接的电路基板或内置有其他的电子部件的电子部件装配部23。在本说明书中，[“○○”的后方]是指光轴方向上的位置位于比“○○”靠被拍摄体侧的相反侧的情况。另外，[“○○”的前方]是指光轴方向上的位置位于比“○○”靠被拍摄体侧的情况。

需要说明的是，也可以形成为省略棱镜21而在可动透镜20的后方的光轴J1上配置摄像元件22的结构。

在从被拍摄体侧观察探头前端部时的透镜组的半径方向外侧设有对可动透镜支承部13沿光轴方向进行驱动的可动透镜驱动部14。

可动透镜驱动部14由第一螺纹部14B(在图1的例子中，为外螺纹部)和电动机14A构成，该第一螺纹部14B以与透镜组的光轴平行的旋转轴J2为旋转中心而进行旋转，该电动机14A作为驱动该第一螺纹部14B旋转的旋转驱动部。第一螺纹部14B固定于电动机14A的旋转轴。另外，电动机14A固定于框体10。

可动透镜支承部13由沿着旋转轴J2配置且在旋转轴J2延伸的方向上长的第一支承构件11和与该第一支承构件11嵌合的第二支承构件12构成。

第一支承构件11在框体10内沿着旋转轴J2而在光轴方向上移动自如，且从可动透镜20的前方延伸到摄像元件22的后方。第一支承构件11例如由圆柱状的构件构成。

第一支承构件11包括：与光轴方向正交的方向的厚度粗的部分11A；与光轴方向正交的方向的厚度比部分11A细的部分11B。并且，第一支承构件11将部分11B朝向被拍摄体侧配置。

部分11A的外周面与框体10接触，由此，来防止第一支承构件11的向与光轴方向正交的方向的位置错动。

在第一支承构件11中的与被拍摄体侧相反的一侧的端部，沿着旋转轴J2而设有孔部11a。在该孔部11a的内周面11b设有螺纹槽11c，在该螺纹槽11c螺合有可动透镜驱动部14的第一螺纹部14B。通过该螺纹槽11c来构成与第一螺纹部14B螺合的第二螺纹部。设有螺纹槽11c的部分的光轴方向上的宽度成为与可动透镜20的最大移动量对应的宽度，远小于部分11A的光轴方向的宽度。

在第一支承构件11的部分11B的前方空出空间17而设有向框体10嵌入的帽部15。帽部15为中空状的构件，在其中空部分插入有第一支承构件11中的部分11B的一部分。通过该帽部15和框体10，构成收容可动透镜支承部13的收容部。

在第一支承构件11的部分11B中的未向帽部15的中空部分插入的部分上嵌合在与光轴方向正交的方向上长的第二支承构件12，从而将第一支承构件11和第二支承构件12固定。在第二支承构件12的一端例如设有贯通孔，在部分11B插入到该贯通孔内的状态下，将第一支承构件11和第二支承构件12固定。

第二支承构件12是从与第一支承构件11嵌合的嵌合部分向可动透镜20侧突出的结构，直接支承可动透镜20。第一支承构件11经由第二支承构件12而间接地支承可动透镜20。

第二支承构件12的与光轴方向正交的方向上的上端面的位置等于或低于第一支承构件11的部分11A的上端面的位置。由此，在图1中，能够使框体10的从上端面到下端面的距离成为必要最小限度的长度。

在第二支承构件12的前方设有仅能够使第二支承构件12移动的空间24。

在第一支承构件11的部分11B中，在除了未向帽部15的中空部分插入的部分和与第二支承构件12嵌合的部分之外的部分的周围卷绕有弹簧16。弹簧16的一端与帽部15接触，且弹簧16的另一端与第二支承构件12接触。

弹簧16作为通过其弹力将由第一支承构件11及第二支承构件12构成的可动透镜支承部13向第一螺纹部14B侧施力的施力部而发挥功能。

在以上那样构成的内窥镜装置中，当通过未图示的操作部的操作来指示焦距的变更时，电动机14A的旋转轴进行旋转，且伴随该旋转而第一螺纹部14B进行旋转。当第一螺纹部14B旋转时，伴随该旋转而第一支承构件11及第二支承构件12一起在光轴方向上移动。由此，可动透镜20的位置在光轴方向上移动来变更焦距。

如以上那样，根据该内窥镜装置，第一支承构件11在旋转轴J2延伸的方向上长，并且，在比与第二支承构件12嵌合的部分靠被拍摄体侧的相反侧具有螺纹槽11c，因此容易确保加工精度、强度。其结果是，能够使第一支承构件11的移动稳定进行，且能够高精度地控制可动透镜20的位置。

专利文献1的结构相当于如下结构，即，在图1中，在第一支承构件11和第二支承构件12的嵌合部分上分别设置相互螺合的螺纹槽，并使第一支承构件11以旋转轴J2为中心进行旋转，由此使第二支承构件12移动。在该结构中，为了提高可动透镜20的位置控制的精度，需要增加第二支承构件12的光轴方向的宽度，但配置有透镜组的空间附近在空间上没有富余，因此难以进行这样的对应。

在本实施方式的内窥镜装置中，不使第一支承构件11旋转，而使第一支承构件11在光轴方向上移动。

根据该结构，对可动透镜20的位置控制的精度主要作出贡献的是第一支承构件11的向光轴方向的移动的精度，因此第二支承构件12可以将光轴方向的长度设为必要最小限度。因此，能够在不妨碍内窥镜装置的小型化的情况下高精度地进行可动透镜20的位置控制。

另一方面，在第一支承构件11和第二支承构件12的嵌合部分上分别设置相互螺合的螺纹槽的结构中，为了确保可动透镜20的位置控制的精度、或为了确保对螺纹槽进行加工的厚度，而需要增大第一支承构件11和第二支承构件12的嵌合部分的与光轴方向正交的方向的厚度。相对于此，根据本实施方式的内窥镜装置，通过在第一支承构件11的比较粗的部分11A上加工螺纹，由此能够比较容易确保厚度，例如，能够形成为M1或M0.8等通用的螺纹所要求的厚度程度。另外，对应于螺纹彼此的螺合，在大致圆柱形状的支承构件11和框体10的大致圆柱孔彼此上进行嵌合加工，由此能够得到容易进行与光轴垂直的方向的松动抑制的加工适应性。因此，能够实现探头前端部的细径化，并同时能够高精度地控制可动透镜20的位置。

另外，根据本实施方式的内窥镜装置，由于通过弹簧16将可动透镜支承部13向第一螺纹部14B侧施力，因此能够抑制可动透镜支承部13移动时的螺纹部上的光轴方向的松动的产生，能够高精度地进行可动透镜20的位置控制。

如上所述，对可动透镜20的位置控制的精度作出贡献的是第一支承构件11的稳定性。为了得到该稳定性，第一支承构件11的部分11A的光轴方向的宽度越长越优选。为了得到良好的稳定性，优选使包含螺纹槽11c的部分11A的宽度成为部分11A的光轴方向的厚度以上，更优选以使部分11A的设有螺纹槽11c的区域比可动透镜20更靠后方的方式预先决定部分11A的宽度。

在以上的说明中，示出了在第一支承构件11的部分11B的周围卷绕有弹簧的例子，但也可以在部分11B与帽部15之间的空间17中配置弹簧，来将可动透镜支承部13向第一螺纹部14B侧施力。

另外，在以上的说明中，使用弹簧16来作为将可动透镜支承部13向第一螺纹部14B侧施力的施力部，但也可以取代弹簧16而使用磁铁。

图2是表示图1所示的内窥镜装置的变形例的图。图2所示的内窥镜装置除了省略弹簧16、将第二支承构件12变更为第二支承构件12A、并追加磁铁25的点之外，与图1所示的结构相同。

第二支承构件12A由磁性体构成，与图1相比，在与部分11B的更宽的区域嵌合的点上与第二支承构件12不同。

磁铁25在第二支承构件12A的后方，固定在与第二支承构件12A对置的位置。

在图2所示的内窥镜装置中，通过在磁铁25与第二支承构件12A之间起作用的引力，而将可动透镜支承部13向第一螺纹部14B侧施力。因此，能够与使用弹簧16时同样地抑制可动透镜支承部13的移动时的光轴方向的松动的产生。

根据图2的结构，与使用弹簧16的情况相比，能够使第一支承构件11与第二支承构件12A的嵌合部分的光轴方向的宽度变宽，因此能够使可动透镜支承部13更稳定地移动，能够提高可动透镜20的位置控制的精度。

至此，说明了将第一支承构件11和第二支承构件(12、12A)形成为分体的例子，但第一支承构件11和第二支承构件(12、12A)也可以一体形成。通过形成为分体，与形成为一体的情况相比，能够使可动透镜支承部13的制造变得容易，能够削减制造成本。

图3是将图1中的第一支承构件11和第二支承构件12变更为将它们一体成形的支承构件11C的图。在图3中，在支承构件11C中，比虚线26靠上侧的部分作为第一支承构件而发挥功能，比虚线26靠下侧的部分作为第二支承构件而发挥功能。虚线26的位置是与图1的部分11A的正交于光轴方向的方向上的下端面相同的位置。

至此，使第一螺纹部14B为外螺纹，且使第二螺纹部为内螺纹，但也可以是使第一螺纹部14B为内螺纹且使第二螺纹部为外螺纹的结构。

如以上说明的那样，在本说明书中公开了以下的事项。

公开的内窥镜装置包括透镜组、透过上述透镜组而拍摄被拍摄体的摄像元件，其中，上述透镜组包括在上述透镜组的光轴方向上移动自如的至少一个可动透镜，所述内窥镜装置具备对上述可动透镜进行支承且伴随上述可动透镜的移动而在上述光轴方向上移动的可动透镜支承部、对上述可动透镜支承部沿上述光轴方向进行驱动的可动透镜驱动部，上述可动透镜驱动部设置在上述可动透镜的半径方向外侧，且由第一螺纹部和旋转驱动部构成，该第一螺纹部以与上述透镜组的光轴平行的旋转轴为中心而旋转自如，该旋转驱动部驱动上述第一螺纹部旋转，上述可动透镜支承部由沿着上述旋转轴配置且在上述旋转轴延伸的方向上长的第一支承构和从上述第一支承构件向上述可动透镜侧突出的第二支承构件构成，上述第二支承构件直接支承上述可动透镜，上述第一支承构件仅在与上述被拍摄体侧相反的一侧的端部具有与第一螺纹部螺合的第二螺纹部，上述第二支承构件从上述第一支承构件中的比上述第二螺纹部靠上述被拍摄体侧的部分向上述可动透镜侧突出。

根据该结构，在旋转轴的方向上长的第一支承构件通过第一螺纹部与第二螺纹部的螺合动作而在光轴方向上移动，由此从该第一支承构件突出的第二支承构件进行移动，其结果是，可动透镜进行移动。第一支承构件在旋转轴方向上长，并且，仅在与被拍摄体侧相反的一侧的端部具有第一螺纹部，因此容易确保加工精度、强度。其结果是，能够稳定地进行可动透镜支承部的移动，能够高精度地控制可动透镜的位置。

公开的内窥镜装置中，上述第二螺纹部的上述光轴方向的宽度比上述第一支承构件的上述光轴方向的宽度小。

通过该结构，能够增加第一支承构件的旋转轴方向的长度，因此能够进一步提高第一支承构件的加工精度、强度、移动时的稳定性，能够更高精度地控制可动透镜的位置。

公开的内窥镜装置中，设置在上述第一支承构件上的上述第二螺纹部在上述光轴方向上，配置在比上述可动透镜靠上述被拍摄体侧的相反侧的位置。

通过该结构，能够增加第一支承构件的旋转轴方向的长度，因此能够进一步提高第一支承构件的加工精度、强度、移动时的稳定性，能够更高精度地控制可动透镜的位置。

公开的内窥镜装置中，设置在上述第一支承构件上的上述第二螺纹部在上述光轴方向上，配置在比上述摄像元件靠上述被拍摄体侧的相反侧的位置。

通过该结构，能够增加第一支承构件的旋转轴方向的长度，因此能够进一步提高加工精度、强度、移动时的稳定性，能够更高精度地控制可动透镜的位置。

公开的内窥镜装置中，上述第一支承构件和上述第二支承构件分体构成，上述第一支承构件具有与上述光轴方向正交的方向上的厚度比设有上述第二螺纹部的部分细的部分，上述第二支承构件与上述第一支承构件的上述细的部分嵌合。

通过该结构，能够使可动透镜支承部的整体的厚度最大成为设有第二螺纹部的部分的厚度，从而能够实现内窥镜装置的细径化。

公开的内窥镜装置具备将上述第一支承构件朝向上述第一螺纹部侧施力的施力部和收容上述第一支承构件的收容部，上述施力部由弹簧构成，该弹簧与上述第一支承构件的上述被拍摄体侧的端部附近的上述收容部和上述第二支承构件接触，且在该收容部与该第二支承构件之间卷绕在上述第一支承构件的周围。

通过该结构，能够抑制可动透镜支承部的移动时的松动的产生，能够高精度地进行可动透镜的位置控制。

公开的内窥镜装置具备将上述第一支承构件朝向上述第一螺纹部侧施力的施力部。

通过该结构，能够抑制可动透镜支承部的移动时的松动的产生，能够高精度地进行可动透镜的位置控制。

公开的内窥镜装置中，上述第二支承构件由磁性体构成，上述施力部由在上述光轴方向上配置在与上述第二支承构件对置的位置上的磁铁构成。

通过该结构，能够抑制可动透镜支承部的移动时的松动的产生，能够高精度地进行可动透镜的位置控制。

Claims (8)

1.一种内窥镜装置，包括透镜组和透过所述透镜组而拍摄被拍摄体的摄像元件，其中，

所述透镜组包括在所述透镜组的光轴方向上移动自如的至少一个可动透镜，

所述内窥镜装置具备：

对所述可动透镜进行支承，伴随所述可动透镜的移动而在所述光轴方向上移动的可动透镜支承部；

对所述可动透镜支承部沿所述光轴方向进行驱动的可动透镜驱动部，

所述可动透镜驱动部设置在所述可动透镜的半径方向外侧，且由第一螺纹部和旋转驱动部构成，该第一螺纹部以与所述透镜组的光轴平行的旋转轴为中心而旋转自如，该旋转驱动部驱动所述第一螺纹部旋转，

所述可动透镜支承部由沿着所述旋转轴配置且在所述旋转轴延伸的方向上长的第一支承构件和从所述第一支承构件向所述可动透镜侧突出的第二支承构件构成，所述第二支承构件直接支承所述可动透镜，

所述第一支承构件仅在与所述被拍摄体侧相反的一侧的端部具有与第一螺纹部螺合的第二螺纹部，

所述第二支承构件从所述第一支承构件中的比所述第二螺纹部靠所述被拍摄体侧的部分向所述可动透镜侧突出。

2.根据权利要求1所述的内窥镜装置，其中，

所述第二螺纹部的所述光轴方向的宽度比所述第一支承构件的所述光轴方向的宽度小。

3.根据权利要求1或2所述的内窥镜装置，其中，

设置在所述第一支承构件上的所述第二螺纹部在所述光轴方向上，配置在比所述可动透镜靠所述被拍摄体侧的相反侧的位置。

4.根据权利要求1或2所述的内窥镜装置，其中，

设置在所述第一支承构件上的所述第二螺纹部在所述光轴方向上，配置在比所述摄像元件靠所述被拍摄体侧的相反侧的位置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的内窥镜装置，其中，

所述第一支承构件和所述第二支承构件分体构成，

所述第一支承构件具有与所述光轴方向正交的方向上的厚度比设有所述第二螺纹部的部分细的部分，

所述第二支承构件与所述第一支承构件的所述细的部分嵌合。

6.根据权利要求5所述的内窥镜装置，其中，

所述内窥镜装置具备：

将所述第一支承构件朝向所述第一螺纹部侧施力的施力部；

收容所述第一支承构件的收容部，

所述施力部由弹簧构成，该弹簧与所述第一支承构件的所述被拍摄体侧的端部附近的所述收容部和所述第二支承构件接触，且在该收容部与该第二支承构件之间卷绕在所述第一支承构件的周围。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的内窥镜装置，其中，

所述内窥镜装置具备将所述第一支承构件朝向所述第一螺纹部侧施力的施力部。

8.根据权利要求7所述的内窥镜装置，其中，

所述第二支承构件由磁性体构成，

所述施力部由在所述光轴方向上配置在与所述第二支承构件对置的位置上的磁铁构成。