JP2000010023A - 内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】挿入部が曲がったりしてもピントがずれるよう
なことがなく、倍率の変更等を操作性良く行うことがで
きる内視鏡を提供する。 【解決手段】 挿入部６の先端部に設けた対物光学系ユ
ニット３３には移動レンズ枠５２にズームレンズ４１を
設け、操作部７内のモータ８４の回転をフレキシブルな
ワイヤ５９で伝達し、その先端の連結子６０を先端部で
回転自在に支持し、連結子６０に設けた雄ネジ部を移動
レンズ枠５２の突起部分のネジ孔に螺合させてズームス
イッチ１５の操作でモータ８４を回転させ、ワイヤ５９
等を介して移動レンズ枠５２をズームレンズ４１の光軸
方向に移動させて所望の倍率等に容易に設定できるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動レンズを移動し
て対物光学系の倍率を可変する機構を備えた内視鏡に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来は例えば特開平７−２９４８２６号
公報に示すように、移動レンズを有するズーム式の内視
鏡は、手元側の操作部に設けられたズームスイッチによ
り挿入部内に埋設されたワイヤを手動時に押し引きする
ことにより、レンズを移動させるものが提案されてい
る。

【０００３】ところが、ワイヤを繰り返し使用すること
によって劣化して伸びてしまい、所望の倍率が得られな
くなるだけでなく、最高倍率も得られなくなっていた。
また、手動で操作するため、所望の倍率に調整すること
が難しく、例えば挿入部がループを形成しているときな
どは、操作力量が重くなり、更に所望の倍率に調整する
ことが難しかった。そこで、先端側に小型のモータを配
置することにより、操作性が良好となる内視鏡が提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、挿入性
向上のため細径化を目指す内視鏡に用いるモータは、非
常に小型にする必要があり、パワー、耐強度、耐繰り返
し不足などに問題があった。また、正確な位置出し、同
軸度が要求されるため、枠構造が複雑になったり、組み
立て性が悪いといった問題があった。更には、観察中に
挿入部が曲がったり、ループになったりした場合、ピン
トがズレてしまうなどの不具合があった。（発明の目
的）本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、
挿入部が曲がったりしてもピントがずれるようなことが
なく、倍率の変更等を操作性良く行うことができる内視
鏡を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、挿入部の先端
部に設けられ、少なくとも一部のレンズが光軸方向に対
して前後に移動する移動光学系を有する対物光学系と、
前記移動光学系を前記光軸方向に沿って前後に移動させ
る光学系駆動手段とを備えた内視鏡において、前記光学
系駆動手段は、手元側に配置されるモータと、前記モー
タの回転駆動力を前記移動光学系に伝達するフレキシブ
ルシャフトと、前記移動光学系のレンズ枠の突出部に設
けた雌ネジ部と、前記フレキシブルシャフトの先端の係
止部材を回転自在に支持する回転支持部材と、前記係止
部材に設けられ、前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部とを
具備した構成にすることにより、手元側でのモータによ
りフレキシブルシャフトを回転することにより、その先
端の係止部材の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を回転で移
動させて移動光学系が設けられたレンズ枠をその光軸方
向に移動できる。

【０００６】つまり、フレキシブルシャフトを押し引き
するのでなく、モータによる回転を伝達して、その先端
の係止部材の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を移動させて
移動光学系が設けられたレンズ枠をその光軸方向に移動
するので、挿入部が湾曲された場合にもその湾曲等に殆
ど左右されることなく、移動光学系を移動でき、安定し
た倍率の変更等を操作性良く行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図３は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内
視鏡システムの構成を示し、図２は第１の実施の形態の
電子内視鏡の先端部の構造を示し、図３はズームレンズ
を取り付けた移動レンズ枠の移動制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【０００８】図１に示すように内視鏡システム１は本発
明の第１の実施の形態の電子内視鏡２と、この電子内視
鏡２に照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２の
撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサ４
と、このビデオプロセッサ４から出力される映像信号を
表示するモニタ５とから構成され、ビデオプロセッサ４
には図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ、ビデオ
ディスク、画像ファイル装置等を接続できるようにして
いる。

【０００９】電子内視鏡２は、細長で可撓性を有する挿
入部６と、この挿入部６の後端に形成された太幅の操作
部７と、この操作部７の側部から延出されたユニバーサ
ルコード８とから構成され、このユニバーサルコード８
の端部にはコネクタ部９が設けてある。

【００１０】挿入部６は、その先端に設けられ、後述す
る撮像手段を内蔵した先端部１１と、この先端部１１の
後端に隣接して設けられ、所望の角度に湾曲可能な湾曲
部１２と、可撓性を有する可撓管部１３とが連設されて
構成されている。

【００１１】操作部７には、観察画像のフリーズ、レリ
ーズ等の指示を出すリモートスイッチ１４と、後述する
ズーム指示するズームスイッチ１５、送気・送水操作を
行う送気・送水ボタン１６、吸引操作を行う吸引ボタン
１７、湾曲部１２の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ１８が
設けられている。

【００１２】コネクタ部９には、光源装置３に着脱自在
に接続されるライトガイド端部１９が先端面より突設さ
れていると共に、側部には電気コネクタ受け２１９が設
けられ、ビデオプロセッサ４に接続される接続コード２
２の電気コネクタ２３が着脱自在に装着されるようにな
っている。

【００１３】また、コネクタ部９には加圧管２４、送水
管２５、吸引口金２６が設けられ、図示しない流体制御
装置や吸引装置に接続されるようになっている。また、
操作部７の前端付近には鉗子挿入口２７が設けてあり、
この鉗子挿入口２７から生検鉗子等を挿入することによ
り、内部の鉗子チャンネルを経て先端部１１のチャンネ
ル開口２８（図２参照）からその先端側を突出すること
ができる。

【００１４】図２に示すように先端部１１は、金属製の
例えばステンレス等からなる略円柱上の先端部本体３１
を備えており、この先端部本体３１の先端側外周には樹
脂などの部材からなる先端カバー３２が装着されてい
る。また、先端部本体３１には、対物光学系ユニット３
３と図示しないライトガイドの先端部および照明レンズ
と、鉗子チャンネル３４を形成するチューブの先端が固
定される口金３５が組み付けられている。

【００１５】また、先端部本体３１の後端部には、湾曲
部１２の主要構成部材である複数の金属の筒状部材を回
動自在に連結さして湾曲自在となった湾曲駒３６の先端
が接続固定されており、この湾曲駒３６の外周には金属
の網管などからなるブレード３７、金属粉末などを含有
するゴムからなる湾曲ゴムチューブ３８が被覆され、先
端部本体３１より外周は熱伝導性の高い部材で構成され
ている。前記湾曲ゴムチューブ３８の先端側が糸巻き部
３９により固定されている。

【００１６】この先端部本体３１には段付きの貫通孔４
０が設けられ、この貫通孔４０には後述するズームレン
ズ４１を設けた対物光学系ユニット３３が配置される。
この対物光学系ユニット３３は、第１レンズ枠４２には
カバーガラス４３とレーザカットフィルタ４４、赤外線
カットフィルタ４５とが装着されている。この第１レン
ズ枠４２の後端部には前群レンズ枠４６が挿入され、こ
の前群レンズ枠４６には前群レンズ４７が装着されてい
る。

【００１７】この前群レンズ枠４６の後端部は先端部本
体３１より後方へ延出しており、この延出部の内側には
後群レンズ枠４８が挿入されている。そして、前記第１
レンズ枠４２、前群レンズ枠４６及び後群レンズ枠４８
は同軸的に設けられ、この後群レンズ枠４８には後群レ
ンズ４９が装着されている。

【００１８】さらに、この後群レンズ枠４８の前方周壁
は小径に形成されていて、前記前群レンズ枠４６の内周
面との間に隙間部５０を形成しているとともに、この隙
間部５０と対向する前群レンズ枠４６の一部には光軸方
向に沿って切欠部５１が設けられている。

【００１９】また、前記前群レンズ枠４６と後群レンズ
枠４８との間には光軸方向に移動可能な移動レンズ枠５
２が介装されている。この移動レンズ枠５２の前端部に
は移動するレンズとしてのズームレンズ４１が装着さ
れ、後端部は前記前群レンズ枠４６と後群レンズ枠４８
との間の隙間部５０内に介装され、光軸方向に沿って前
後に摺動するようになっている。

【００２０】なお、このズームレンズ４１は光軸方向に
沿って移動した場合に対物光学系の焦点距離が移動しな
いで倍率が変化する通常のズームレンズと異なり、移動
と共に焦点距離が変化し且つ倍率も変化する変倍レンズ
である。また、倍率の変化と共に、被写界深度も変化す
る。

【００２１】また、前記第１レンズ枠４２、移動レンズ
枠５２及び後群レンズ枠４８の内側にはフレア、ゴース
ト防止のための複数のフレア絞り５３が設けられ、前群
レンズ枠４６内側には明るさ絞り５４が設けられてい
る。

【００２２】また、移動レンズ枠５２にはズームレンズ
４１の周囲に空気孔３０が設けてあり、移動レンズ枠５
２を前群レンズ枠４６に嵌合して移動させた場合に、移
動レンズ枠５２で仕切られた前後の空間部分の空気がこ
の空気孔３０によって容易に出入りできるようにして、
移動の妨げとなるのを解消している。

【００２３】このように構成された前群レンズ枠４６及
び後群レンズ枠４８には、光軸方向に離間して互いに対
向する突出部５５、５６が設けられている。そして、前
群レンズ枠４６に設けた突出部５５は前記切欠部５１の
前端部に位置しており、先端部本体３１に設けた貫通孔
４０内に収納され、後群レンズ枠４８に設けた突出部５
６は前記切欠部５１の後端部に位置している。

【００２４】つまり、切欠部５１の前端部と後端部に突
出部５５、５６が配置され、これらの間には前記移動レ
ンズ枠５２から一体に突出する突起５７が配置されてい
る。すなわち、突起５７は移動レンズ枠５２の周壁部に
設けられ、前記切欠部５１を貫通して前群レンズ枠４６
および後群レンズ枠４８の外方に突出している。

【００２５】突起５７にはネジ孔、つまり雌ネジ部５８
が貫通して設けられている。この雌ネジ部５８には、こ
の雌ネジ部５８に螺合する雄ネジ部６０ａが設けられ、
かつ回転力を伝達するフレキシブルシャフトとしてのワ
イヤ５９の先端との連結とを兼ね備えた連結子６０が係
合している。

【００２６】この連結子６０は、前記突出部５５、５６
にそれぞれ設けられた貫通孔６１、６２によって回動自
在に保持されている。そして、ワイヤ５９の基端が接続
されたモータ８４（図３参照）を回転することにより、
このワイヤ５９の先端に取り付けた係止部材としての連
結子６０を回転させ、この連結子６０の雄ネジ部６０ａ
に螺合する雌ネジ部５８を設けた突起５７と共にこの突
起５７を設けた移動レンズ枠５２を光軸方向に移動して
変倍できるようにしている。

【００２７】ここでワイヤ５９は、その先端側が連結子
６０の貫通孔に通してその出口部分で例えば半田などで
固定されている。なお、本実施の形態では半田である
が、エポキシ系の接着剤でも良い。また、連結子６０の
中間にその軸方向に垂直な透孔を開け、この部分を半田
付けすることにより、より強固に固定するようにしても
良い。

【００２８】また、本実施の形態では、モータ８４の回
転を伝達するフレキシブルシャフトとして単にワイヤ５
９と説明したが、このワイヤ５９はステンレス線を単純
に束ねたものでも、数本を束ねそれを複数本束ねたもの
でもフレキシブルな特性を備えたシャフトであれば良
い。また、二重巻きにして内側と外側の巻き方向を逆に
したものでも良く、ステンレス平板を巻装したタイプの
ものでも良い。

【００２９】貫通孔６１の前端側にはネジがきってあ
り、固定ネジ６３によって、連結子６０の前端が回動自
在に固定されている。固定ネジ６３の後面には凹部が設
けられており、ワイヤ５９と連結子６０の半田などによ
る凸部にあたらないようになっている。凹部でなく貫通
孔にしても良い。

【００３０】突出部５６の後端側には、パイプ６４が半
田などが固定されており、ワイヤ５９をガイドするため
にこのワイヤ５９を覆うように設けられて例えばＰＴＦ
Ｅ等のガイドチューブ６５の先端が固着されている。な
お、ＰＴＦＥ等としたが、ステンレス製のコイルでも良
い。また、ＰＴＦＥの外周にステンレス製のコイルを巻
装したものでも良い。

【００３１】連結子６０には、移動レンズ枠５２が後方
に移動したときに係止できるように、連結子６０に設け
た雄ネジ部６０ａに環状のストッパ６６を螺合で取り付
けている。このストッパ６６はピント調整、ズーム調整
後に例えばエポキシ系の接着剤などで固着される。ま
た、このストッパ６６にその中ほどに軸方向に垂直に透
孔をあけ、この透孔にも接着剤を流し込むことにより、
より強固に固着させるようにしても良い。連結子６０に
設けた雄ネジ部６０ａは、突起５７の移動量とストッパ
６６が嵌合できるように十分な長さを設定してある。

【００３２】前群レンズ枠４６の突出部５５と後群レン
ズ枠４８の突出部５６との間には前記切欠部５１ととも
に突起５７を被嵌するように遮断部材としての防塵カバ
ー６７が設けられている。これは金属板を突出部５５、
５６を包容するように折り曲げて装着されている。した
がって、対物光学系ユニット３３の内部空間と内視鏡内
部空間とは突出部５５、突出部５６および防塵カバー６
７によって遮蔽されている。

【００３３】対物光学系ユニット３３は、一体的に構成
されており、先端部本体３１の後方から貫通孔４０に挿
入することによって取り付けられる。すなわち、第１レ
ンズ枠４２の外周面には断面Ｖ字状の固定溝６８が設け
られ、対向する先端部本体３１には径方向に固定ネジ６
９をねじ込み固定溝６８に当接させることによって先端
部本体３１と対物光学系ユニット３３とを一体的に結合
し固定されている。

【００３４】対物光学系ユニット３３の後端側には素子
枠７３により固体撮像素子７０が取り付けられている。
つまり、対物光学系ユニット３３の後端側には固体撮像
素子７０が配置され、この固体撮像素子７０と保護レン
ズ７２とが接着固定された素子枠７３は、この素子枠７
３の外周面に外嵌する後群レンズ枠４８との位置関係を
ピント調整を行った後、接着剤を用いて双方が嵌合固定
されている。

【００３５】後群レンズ枠４８の基端側外周には筒状に
形成されて外周が絶縁カバー７４にて覆われたシールド
枠７５の先端部が固定されている。このシールド枠７５
の基端側は更に後方へ延出されており、この延出された
部位内にセラミック製の回路基板７１が対物光学系ユニ
ット３３の光軸と略平行に保護されていて、この回路基
板７１と固体撮像素子７０の裏面側に突出する外部リー
ド７６とが半田等で電気的に接続されている。

【００３６】この回路基板７１の先端側には固体撮像素
子７０の外部リード７６と電気接続するための外部リー
ド用ランドが形成され、基端側には複数の同軸線７７及
び単純線７８により構成される信号ケーブル７９が接続
される信号線接地用ランドが形成されている。この信号
ケーブル７９は固体撮像素子７０の外部リード７６に直
接半田などで接続固定されて、例えば固体撮像素子７０
へ駆動信号が伝達される。また、この信号ケーブル７９
の一部の同軸線７７及び単純線７８は、回路基板７１上
に設けられている信号接地用ランドに接続されている。

【００３７】回路基板７１上には、封止樹脂により封止
されているＩＣ８０が電気的に接続配線され、電気的に
接続され固体撮像素子７０、回路基板７１、信号ケーブ
ル７９間で信号処理回路が形成されている。そして、固
体撮像素子７０の入出力信号である固体撮像素子駆動信
号、固体撮像素子出力信号及び固体撮像素子駆動電源な
どが全て回路基板７１上に経由する。

【００３８】一方、シールド枠７５の内部には例えば非
導電性の充填剤８１が充填されており固体撮像素子７
０、回路基板７１、ＩＣ８０、信号ケーブル７９を封止
している。同様に絶縁カバー７４の後端部にも非導電性
の接着剤８２が充填されており、単純線７８をより強固
に固定している。そして、シールド枠７５より基端側に
はみ出すように形成した絶縁カバー７４の後端部では、
信号ケーブル７９の外皮を覆うケーブル保護部材８３が
保持・固定されている。このケーブル保護部材８３は、
内視鏡内に配設される他の内蔵物からダメージを受けた
り、他の内蔵物にダメージを与えたりするのを軽減する
ものである。

【００３９】次に図３を参照して、移動レンズ枠５２の
移動制御手段の構成を説明する。操作部７内にはモータ
８４が内蔵されており、操作部７内の図示しないフレー
ムに固定されている。

【００４０】ガイドチューブ６５は同様に操作部７内の
図示しないフレームに設けられた固定部材に固着されて
おり、固定部材に設けられた貫通孔を介して、ワイヤ５
９とモータ８４の回転軸が直結している。また、モータ
８４にギヤヘッドを係合し、より大きなトルクが得られ
るようにしても良い。モータ８４は例えば正逆回転の切
り替え及び回転速度の切り替えが可能な小型のステッピ
ングモータや、超音波モータ、ＤＣモータでも良い。

【００４１】操作部７には、Ｗｉｄｅ側とＴｅｌｅ側に
切り替えることができるズームスイッチ１５が設けられ
ている。ズームスイッチ１５は、リモートスイッチ１４
の一部を流用して使用しても、別体に設けても良い。ま
た、例えばＷｉｄｅ側とＴｅｌｅ側に切り替えることが
できるシーソータイプのスイッチでも良い。また、ＯＮ
／ＯＦＦタイプでも、アナログ式でも２段クリックタイ
プにしてズーム速度可変、あるいは正逆可変式にしても
良い。

【００４２】本実施の形態におけるビデオプロセッサ４
は固体撮像素子７０に対する信号処理を行う固体撮像素
子用ビデオプロセッサ部８５Ａと、モータ制御部８５Ｂ
とをからなる。

【００４３】固体撮像素子用ビデオプロセッサ部８５Ａ
は固体撮像素子７０に対する信号処理を行う信号処理回
路８６と、この信号処理回路８６から出力される映像信
号をスーパインポーズ回路８７を介してモニタ５に出力
する。

【００４４】また、モータ制御部８５Ｂは、ズームスイ
ッチ１５の信号を受けモータ８４を駆動するモータドラ
イブ回路８８と、モータドライブ回路８８からの例えば
電流値などの信号により移動レンズ枠５２の移動に伴う
倍率を演算する倍率計算回路８９とを有し、倍率計算回
路８９の演算により算出された倍率情報はスーパインポ
ーズ回路８７に出力され、映像信号にスーパインポーズ
されてモニタ５の表示画面に内視鏡画像の表示と共に、
倍率表示部９０で３０倍等の倍率の表示が行われるよう
になっている。

【００４５】なお、固体撮像素子用ビデオプロセッサ部
８５Ａはビデオプロセッサ４に内蔵されたタイプに限ら
ず、別体にしたタイプでも良い。スーパインポーズする
倍率情報は、モニタ５に映し出される物体の大きさを示
すものが一般的であるが、概略の倍率を表示するように
しても良い。

【００４６】モータ制御部８５Ｂは、ズームスイッチ１
５を押している時間だけモータドライブ回路８８に信号
を送り、モータ８４を回転させることにより、移動レン
ズ枠５２を移動させるように制御している。

【００４７】ここでモータドライブ回路８８は、モータ
８４にかかる電流を常に検知しており、予め設定してい
る電流値、例えば連結子６０がストッパ６６に当たり更
にストッパ６６を押すように回転するが、壊れない範囲
の安全率を見込んだ電流値に設定しておき、この設定値
以上の電流が流れると、モータ８４の回転を制止、ある
いは設定した電流値になるまで逆回転するように制御し
ている。

【００４８】次に本実施の形態の作用を説明する。所望
の倍率を得ようとズームスイッチ１５を押すと、押して
いる時間だけモータドライブ回路８８に信号が送られ、
モータ８４を回転させる。モータ８４が回転するとワイ
ヤ５９を介してその先端に係止された連結子６０を回転
させる。

【００４９】連結子６０の雄ネジ部６０ａと突起５７の
雌ネジ部５８が係合しているため、連結子６０が回転す
るとズームレンズ４１を取り付けた移動レンズ枠５２が
前後に進退する。移動レンズ枠５２が前後に進退するこ
とにより、拡大率が変わり所望の倍率を得ることができ
る。

【００５０】ここで、移動レンズ枠５２が先端側（図２
の左手方向）に移動すると前群レンズ枠４６に移動レン
ズ枠５２が突き当たり、停止する。逆に後端側に移動す
るとストッパ６６に移動レンズ枠５２に突起５７が突き
当たり、停止する。モータドライブ回路８８は、モータ
８４にかかる電流を常に検知しているため、例えばスト
ッパ６６と突起５７が突き当たった状態で、更にズーム
スイッチ１５を押しつづけると設定以上の電流が流れる
ため、モータ８４を逆回転させることによりズーム機構
が壊れないように制御している。

【００５１】本実施の形態によれば以下の効果がある。
ワイヤ５９を回転させて使用するため、ワイヤ５９の伸
びが少なくてすみ、延命効果があり、たとえワイヤ５９
が繰り返しの使用により伸びたとしても、移動レンズ枠
５２が前群レンズ枠４６に突き当たるか、移動レンズ枠
５２の突起５７がストッパ６６に突き当たらない限りは
モータ８４は回転しつづけるので、確実にＷｉｄｅ時の
倍率とＴｅｌｅ時の倍率を得ることができる。

【００５２】また、手元側のズームスイッチ１５は軽い
力量で押すことができ、良好な操作性でズーム操作がで
きる。また、挿入部６が曲がったり、ループになったり
した場合でもワイヤ５９の屈曲の程度には殆ど依存しな
いで回転力を伝達でき、所望の倍率を容易に得ることが
できる。観察中に挿入部６が曲がったり、ループになっ
たりした場合でも、ピントがズレないので、安定してそ
のピント状態を維持でき、観察がしやすい。

【００５３】また、移動レンズ枠５２には空気孔３０が
設けてあるので、空気孔３０が設けてない場合には移動
レンズ枠５２により仕切られた両空間の空気が移動レン
ズ枠５２を移動を妨げる抵抗となるが、空気孔３０が設
けてあるのでこれを解消でき、（無駄に電力消費をしな
いで）容易に移動レンズ枠５２を移動できる。

【００５４】モータ８４が超小型である方が望ましい
が、モータ８４を操作部７に内蔵させるため、市販の小
型モータを使用することができ、パワー、耐強度、耐繰
り返し性の面で有利であり、また、安価ですむ。また、
構造的に簡単であり、モータ８４の軸とフレキシブルシ
ャフトを接続するだけなので、あまり正確な同軸度がい
らない利点もある。

【００５５】本実施の形態ではモータ８４を操作部７に
内蔵したタイプとしたが、コネクタ部９に内蔵したもの
でも良い。本実施の形態は電子内視鏡２の場合で説明し
たが、これに限られたものではなく、光学内視鏡に用い
てもよい。

【００５６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図４及び図５を参照して説明する。図４は
本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造
を示し、図５は移動制御系の全体構成を示す。説明を簡
単にするため、主に第１の実施の形態と異なる部分のみ
説明する。

【００５７】図４に示すように対物光学系ユニット３３
に設けている突出部５５、ストッパ６６には突起５７が
接触したことを認識できるように、それぞれ圧力センサ
９１、９２が突起５７と対向する位置に設けられてい
る。

【００５８】図５に示すように圧力センサ９１、９２は
信号線によってビデオプロセッサ４のモータ制御部８５
Ｂ内に設けた接触抵抗検知回路９３に接続されるように
なっている。

【００５９】また、突出部５６には突起５７と対向する
位置に、正確な倍率を演算処理できるようにするため
に、光学式の距離センサ９４が埋設されており、信号線
９５によって、倍率計算回路８９内に接続されるように
なっている。

【００６０】ビデオプロセッサ４のモータ制御部８５Ｂ
内には、突出部５５、ストッパ６６に突起５７が接触し
たことを圧力センサ９１、９２を介して認識する接触抵
抗検知回路９３が内蔵され、この出力でモータドライブ
回路８８を介してモータ８４の回転動作を制御を行う。
その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、そ
の説明を省略する。

【００６１】次に本実施の形態の作用を説明する。距離
センサ９４は常に突起５７までの距離を検知しており、
検知された信号は信号線９５を介して、倍率計算回路８
９に入力される。倍率計算回路８９で正確な倍率を計算
し、スーパインポーズ回路８７を介してモニタ５の表示
画面に倍率表示をする。

【００６２】一方、突起５７が移動し、例えば圧力セン
サ９１に接触すると、その情報が接触抵抗検知回路９３
に入力される。接触抵抗検知回路９３では接触状態であ
ることをモータドライブ回路８８に制止信号として送
り、モータ８４の回転を止める。

【００６３】さらに接触抵抗が増すと、接触抵抗検知回
路９３ではそのままの状態にしておくと、故障等が発生
する可能性がある状態と判断して、モータドライブ回路
８８に逆回転信号として送り、モータ８４を静止状態の
接触抵抗値になるまでモータ８４を逆回転させるように
なっている。突起５７が移動し圧力センサ９２に接触し
た場合も同様である。

【００６４】本実施の形態によれば、突起５７の位置を
検知しているため光学的理論計算より、より正確な倍率
を得ることができる。また、圧力センサ９１、９２によ
り突起５７の移動範囲を制御しているので、壊れること
を少なくできる。その他、第１の実施の形態と同様の効
果を有する。なお、距離センサ９４だけで倍率、モータ
８４の回転動作の制御を行うようにしたものでも良い。
以上述べたように第１及び第２の実施の形態によれば以
下の効果がある。フレキシブルシャフト、具体的にはワ
イヤ５９を回転させて使用するため、伸びが少なく延命
効果があり、たとえワイヤ５９が繰り返しの使用により
伸びたとしても、移動レンズ枠５２が突き当たらない限
りはモータ８４が回転しつづけるので、確実にＷｉｄｅ
時の倍率とＴｅｌｅ時の倍率を得ることができる。

【００６５】また、手元のズームスイッチ１５は軽い力
量で押すことができ、挿入部６が曲がったり、ループに
なったりした場合でも所望の倍率を容易に得ることがで
きる。観察中に挿入部が曲がったり、ループになったり
した場合でも、その場合におけるワイヤ５９の屈曲の程
度に依存しないのでピントがズレないで、安定した倍率
とかフォーカス状態を維持でき観察がしやすい。

【００６６】モータ８４が超小型である方が望ましい
が、モータ８４を操作部７、もしくはコネクタ部９に内
蔵させるため、市販の小型モータを使用することがで
き、パワー、耐強度、耐繰り返し性の面で有利であり、
また、安価ですむ。また、構造的に簡単であり、モータ
８４の軸とフレキシブルシャフトを接続するだけなの
で、それほど正確な同軸度がいらない。

【００６７】なお、移動される光学系は移動により、倍
率及び焦点距離が変化する変倍レンズ或いは焦点距離が
変化しないで倍率が変化するズームレンズの場合に限定
されるものでなく、任意の観察距離に設定した場合にフ
ォーカス状態に設定するフォーカスレンズでも良い。

【００６８】また、電気的駆動手段でフォーカス調整を
行うものに限定されるものでなく、撮像された信号の輝
度信号の高周波成分を抽出して１フレーム或いは１フィ
ールドの積算値が最大となるように移動レンズを移動調
整するいわゆる山登り方式で自動的にフォーカス状態に
なるようにモータ８４の回転を制御するオートフォーカ
ス機構を構成しても良い。

【００６９】次に移動される光学素子の保持枠に孔を設
けた他の内視鏡装置を図６ないし図１０を参照して説明
する。図６は本実施の形態の内視鏡装置１００全体の概
略構成を示すものである。この内視鏡装置１００には直
視型の内視鏡１０１と、この内視鏡１０１の照明光を発
生する光源１０２と、カメラコントロールユニット（以
下ＣＣＵ）１０３と、モニタ１０４とが設けられてい
る。

【００７０】また、内視鏡１０１には体内に挿入される
挿入部１０５と、この挿入部１０５の基端部に連結され
た手元側の操作部１０６と、この操作部１０６の外周面
に基端部が連結されたユニバーサルコード１０７と、こ
のユニバーサルコード１０７の端部に連結されたコネク
タ１０８とから形成されている。さらに、内視鏡１０１
の挿入部１０５には細長い長尺の可撓管部１０９が設け
られている。この可撓管部１０９の先端部には湾曲部１
１０を介して先端構成部１１１が連結されている。

【００７１】また、内視鏡１０１の先端構成部１１１に
は図８に示すように硬質の先端構成部本体１１２が設け
られている。この先端構成部本体１１２の内部には対物
光学系１１３と、この対物光学系１１３を通して入射さ
れる被写体の観察像を撮像する撮像素子、例えば固体撮
像素子、さらに好ましくは電荷結合素子（以下ＣＣＤ）
１１４とが配設されている。この対物光学系１１３は複
数のレンズ（光学素子）１１５等で構成されている。

【００７２】具体的には、対物光学系１１３の複数のレ
ンズは、複数の固定レンズ１１５ａ，１１５ｃと、対物
光学系１１３の光軸方向に移動可能なフォーカシングレ
ンズ（ズームレンズでも良い）１１５ｂとが設けられて
いる。ここで、複数の固定レンズ１１５ａは先端構成部
本体１１２に固定された固定鏡筒１１６に固定されてい
る。

【００７３】さらに、フォーカシングレンズ１１５ｂは
固定鏡筒１１６に対して対物光学系１１３の光軸方向に
移動可能に支持された可動鏡筒１１７に固定されてい
る。なお、可動鏡筒１１７は図１０に示すように空気孔
１１７ｂ，１１７ｂ，１１７ｂ，１１７ｂが設けられて
いる。

【００７４】また、ＣＣＤ１１４にはＣＣＤケーブル１
１８の一端部が接続されている。このＣＣＤケーブル１
１８の他端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作
部１０６内およびユニバーサルコード１０７内を経てユ
ニバーサルコード１０７のコネクタ１０８側に延出され
ている。

【００７５】さらに、先端構成部本体１１２の内部には
フォーカシングレンズ１１５ｂを対物光学系１１３の光
軸方向に移動操作するアクチュエータ１１９の収容部１
２０が設けられている。そして、このアクチュエータ収
容部１２０の内底面と固定鏡筒１１６との間にアクチュ
エータ１１９が配設されている。

【００７６】ここで、固定鏡筒１１６には図９に示すよ
うに対物光学系１１３の光軸方向に延出されたスリット
状のガイド溝１２１が形成されている。さらに、フォー
カシングレンズ１１５ｂを支持する可動鏡筒１１７には
固定鏡筒１１６のガイド溝１２１を通してアクチュエー
タ収容部１２０側に延出される連結腕１１７ａが突設さ
れている。

【００７７】また、アクチュエータ１１９は圧電アクチ
ュエータによって形成されている。このアクチュエータ
１１９には連結腕１１７ａに連結部材１２２を介して連
結された移動体１２３と、この移動体１２３に固定され
た衝撃力発生部としての圧電素子（又は電歪素子）１２
４とが設けられている。

【００７８】ここで、圧電素子１２４は例えばチタン酸
バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、磁器等のセラミック
スに電極を形成し、この電極に直流電流を加えることに
より機械的な伸び変形を生じるものである。なお、圧電
素子は逆電圧効果により電界強度に比例した歪が生ずる
素子である。さらに、電歪素子は駆動電圧の２乗に比例
した歪が生じる素子である。

【００７９】また、移動体１２３の外周部位には後方側
に向けて延出された梁部１２３ａ，１２３ａが突設され
ている。この梁部１２３ａ，１２３ａの延出端部１２３
ｂ，１２３ｂは先端構成部本体１１２のアクチュエータ
収容部１２０の内底面との接触面および固定鏡筒１１６
との接触面にそれぞれ摩擦係合されている。

【００８０】さらに、圧電素子１２４にはリード線１２
５の一端部が接続されている。このリード線１２５の他
端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作部１０６
内およびユニバーサルコード１０７内を経てユニバーサ
ルコード１０７のコネクタ１０８側に延出されている。

【００８１】また、図６に示すように内視鏡１０１の操
作部１０６にはアクチュエータ操作用スイッチ１２６が
設けられている。このスイッチ１２６は対物光学系１１
３のフォーカシングレンズ１１５ｂを対物光学系１１３
の光軸方向に移動させることにより対物光学系１１３の
フォーカシング調整や、ズーム調整を行うためのもので
ある。

【００８２】このスイッチ１２６には信号線１２７（図
７参照）の一端部が接続されている。この信号線１２７
の他端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作部１
０６内およびユニバーサルコード１０７内を経てユニバ
ーサルコード１０７のコネクタ１０８側に延出されてい
る。

【００８３】また、ユニバーサルコード１０７のコネク
タ１０８の先端部には光源１０２に着脱自在に接続され
る光源接続部１２８が形成されている。この光源接続部
１２８には図８に示すように内視鏡１０１に内蔵される
ライトガイドファイバ１２９の入射端部および送気管路
１３０、送水管路１３１に連結された管路連結部がそれ
ぞれ設けられている。

【００８４】そして、ユニバーサルコード１０７のコネ
クタ１０８の光源接続部１２８が光源１０２のコネクタ
部１０２ａに接続された状態で、ライトガイドファイバ
１２９の入射端部からライトガイドファイバ１２９に照
射光が入射されるとともに、送気管路１３０、送水管路
１３１の管路連結部から送気管路１３０、送水管路１３
１に空気、水が供給されるようになっている。さらに、
コネクタ１０８の外周面にはコード接続部１３２が形成
されている。

【００８５】また、ユニバーサルコード１０７のコネク
タ１０８とＣＣＵ１０３との間は接続コード１３３を介
して接続されている。ここで、接続コード１３３の一端
部には第１のコネクト部１３３ａ、他端部には第２のコ
ネクト部１３３ｂがそれぞれ設けられている。

【００８６】そして、接続コード１３３の第１のコネク
ト部１３３ａはコネクタ１０８のコード接続部１３２に
着脱可能に固定されている。さらに、接続コード１３３
の第２のコネクト部１３３ｂはＣＣＵ１０３のコード接
続部１３４に着脱可能に固定されている。

【００８７】また、接続コード１３３の内部には図７に
示すように内視鏡１０１内のＣＣＤケーブル１１８、リ
ード線１２５および信号線１２７にそれぞれ接続される
ＣＣＤケーブル１３５、リード線１３６および信号線１
３７が設けられている。

【００８８】さらに、ＣＣＵ１０３の内部にはＣＣＤ１
１４を駆動し、このＣＣＤ１１４からの出力信号を映像
信号に変換する信号処理回路１３８およびアクチュエー
タ１１９の圧電素子１２４に駆動電力を供給する駆動回
路１３９がそれぞれ設けられている。

【００８９】ここで、信号処理回路１３８にはＣＣＤケ
ーブル１４０および出力ケーブル１４１の各一端部が接
続されている。そして、ＣＣＤケーブル１４０の他端部
は接続コード１３３内のＣＣＤケーブル１３５に接続さ
れ、出力ケーブル１４１の他端部はモニタ１０４との接
続ケーブル１４２に接続されている。

【００９０】これにより、ＣＣＤ１１４の撮像信号はＣ
ＣＤケーブル１１８、１３５、１４０を介してＣＣＵ１
０３内の信号処理回路１３８に入力されるとともに、Ｃ
ＣＵ１０３の信号処理回路１３８からの出力画像はモニ
タ１０４に表示されるようになっている。

【００９１】また、駆動回路１３９にはリード線１４３
および信号線１４４の各一端部が接続されている。これ
らのリード線１４３および信号線１４４の各他端部は接
続コード１３３内のリード線１３６および信号線１３７
にそれぞれ接続されている。そして、スイッチ１２６の
操作信号は信号線１２７、１３７、１４４を介して駆動
回路１３９に入力され、このとき駆動回路１３９からア
クチュエータ駆動電力がリード線１４３、１３６、１２
５を介してアクチュエータ１１９の圧電素子１２４に供
給されるようになっている。

【００９２】また、アクチュエータ１１９は圧電素子１
２４に電圧を印加することでこの圧電素子１２４が伸縮
動作をし、この伸縮動作によって移動体１２３に衝撃力
を与え、対物光学系１１３の光軸方向に可動鏡筒１１７
を移動するようになっている。このとき、可動鏡筒１１
７とともにフォーカシングレンズ１１５ｂも対物光学系
１１３の光軸方向に移動するようになっている。

【００９３】なお、接続コード１３３の第１のコネクト
部１３３ａにはアクチュエータ１１９を内蔵しないタイ
プの内視鏡（図示せず）も動作可能に接続されるように
なっている。

【００９４】次に、上記構成による空気孔１１７ｂの作
用について説明する。可動鏡筒１１７が移動する際、空
気孔１１７ｂを通して、空気がスムーズに流れるので、
軽い力量で可動鏡筒１１７が移動可能である。

【００９５】なお、図１０に示すように空気孔１１７ｂ
は移動される光学素子としてのフォーカシングレンズ１
１５ｂが取り付けられた可動鏡筒１１７に設けたが、フ
ォーカシングレンズ１１５ｂ自体に設けても良い。この
場合には、光線が当たらない部分（撮像素子に結像する
部分の外側等）に設けると良い。

【００９６】［付記］ １．挿入部の先端部に設けられ、少なくとも一部のレン
ズが光軸方向に対して前後に移動する移動光学系を有す
る対物光学系と、前記移動光学系を前記光軸方向に沿っ
て前後に移動させる光学系駆動手段とを備えた内視鏡に
おいて、前記光学系駆動手段は、手元側の操作部に配置
されるモータと、前記モータの回転駆動力を前記移動光
学系に伝達するフレキシブルシャフトと、前記移動光学
系のレンズ枠の一部に設けた突出部と、前記突出部に設
けた雌ネジ部と、前記フレキシブルシャフトの係止部材
と、前記係止部材に雄ネジ部を設けたことを特徴とする
内視鏡。

【００９７】２．付記１の内視鏡において、前記フレキ
シブルシャフトの係止部材の位置確認手段を前記先端部
に設けたことを特徴とする内視鏡。 ３．付記１の内視鏡において、前記移動光学系の移動に
より前記対物光学系の倍率を算出し、算出した倍率を表
示する手段を設けたことを特徴とする内視鏡。

【００９８】４．挿入部の先端部に配設された対物光学
系を通して入射される被写体を撮像すする撮像素子が内
蔵され、上記対物光学系の少なくとも１部の光学素子又
はこの光学素子を保持する光学素子保持枠を移動させる
移動手段を有する内視鏡において、上記光学素子及び／
又は光学素子保持枠に孔を設けたことを特徴とする内視
鏡。

【００９９】５．付記４において、移動手段は内視鏡挿
入部先端に設けられた圧電アクチュエータである。 ６．付記４において、移動手段はフレキシブルシャフト
である。 ７．付記４において、上記孔は、光線の当たらない位置
に設けた。

【０１００】（付記４〜７の背景） （付記４〜７に対する従来技術）特開平９−７０３８３
号公報の図３に示すようにフォーカシングレンズ１５ｂ
が移動しても光軸がずれないように、フォーカシングレ
ンズ１５ｂの可動鏡筒１７の外径はそのレンズ枠をガイ
ドする固定鏡枠１６内径とほぼ等しく製作されており、
シリンダ／ピストンのような関係となっており、フォー
カシングレンズ１５ｂ移動時に抵抗となっていた。

【０１０１】（付記４〜７の目的）軽い力量でフォーカ
シングレンズ等の光学素子を移動することを目的として
付記４〜７の構成にした。

【０１０２】（付記４〜７の作用効果）軽い力量でフォ
ーカシングレンズ等の光学素子を移動することができ、
軽い力量で駆動できるので、電気駆動系の場合には無駄
な電力消費を低減できるし、駆動系を構成する部材等に
大きな負荷がかかることを解消でき、長寿命化できる。
また、マニュアルで駆動する場合にも軽い力量で駆動で
きる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、挿
入部の先端部に設けられ、少なくとも一部のレンズが光
軸方向に対して前後に移動する移動光学系を有する対物
光学系と、前記移動光学系を前記光軸方向に沿って前後
に移動させる光学系駆動手段とを備えた内視鏡におい
て、前記光学系駆動手段は、手元側に配置されるモータ
と、前記モータの回転駆動力を前記移動光学系に伝達す
るフレキシブルシャフトと、前記移動光学系のレンズ枠
の突出部に設けた雌ネジ部と、前記フレキシブルシャフ
トの先端の係止部材を回転自在に支持する回転支持部材
と、前記係止部材に設けられ、前記雌ネジ部に螺合する
雄ネジ部とを具備しているので、手元側でのモータによ
りフレキシブルシャフトを回転することにより、その先
端の係止部材の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を回転で移
動させて移動光学系が設けられたレンズ枠をその光軸方
向に移動できる。従って、フレキシブルシャフトを押し
引きするのでなく、モータによる回転を伝達して、その
先端の係止部材の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を移動さ
せて移動光学系が設けられたレンズ枠をその光軸方向に
移動するので、挿入部が湾曲された場合にもその湾曲等
に殆ど左右されることなく、移動光学系を移動でき、安
定した倍率の変更等を操作性良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡シス
テムの構成図。

【図２】第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造
を示す断面図。

【図３】移動制御系の構成を示すブロック図。

【図４】本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の先端
部の構造を示す断面図。

【図５】移動制御系の構成を示すブロック図。

【図６】内視鏡装置の全体構成図。

【図７】図６における電気系の構成を示すブロック図。

【図８】図６の内視鏡の先端部の構造を示す断面図。

【図９】図８におけるアクチュエータの構造を示す断面
図。

【図１０】空気孔が設けられた可動鏡筒を示す正面図。

【符号の説明】

１…内視鏡システム ２…電子内視鏡 ３…光源装置 ４…ビデオプロセッサ ５…モニタ ６…挿入部 ７…操作部 ８…ユニバーサルコード １１…先端部 １５…ズームスイッチ ３１…先端部本体 ３２…先端カバー ３３…対物光学系ユニット ４０…貫通孔 ４１…ズームレンズ ４６…前群レンズ枠 ４８…後群レンズ枠 ５２…移動レンズ枠 ５５、５６…突出部 ５７…突起 ５８…雌ネジ部 ５９…ワイヤ ６０…連結子 ６０ａ…雄ネジ部 ７０…固体撮像素子 ８４…モータ ８８…モータドライブ回路 ８９…倍率計算回路 ９０…倍率表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 幸治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 矢部 久雄 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 海谷 晴彦 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA03 CA22 DA17 DA42 4C061 AA00 BB02 CC06 DD03 FF40 LL02 NN01 PP12 RR06 RR17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部の先端部に設けられ、少なくとも
   一部のレンズが光軸方向に対して前後に移動する移動光
   学系を有する対物光学系と、前記移動光学系を前記光軸
   方向に沿って前後に移動させる光学系駆動手段とを備え
   た内視鏡において、 前記光学系駆動手段は、手元側に配置されるモータと、
   前記モータの回転駆動力を前記移動光学系に伝達するフ
   レキシブルシャフトと、前記移動光学系のレンズ枠の突
   出部に設けた雌ネジ部と、前記フレキシブルシャフトの
   先端の係止部材を回転自在に支持する回転支持部材と、
   前記係止部材に設けられ、前記雌ネジ部に螺合する雄ネ
   ジ部とを具備したことを特徴とする内視鏡。