JP2000089136A - 内視鏡の光学系駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】同じ材質の部品どうしが接触して動作する光学
系駆動機構であっても、繰り返し使用後の作動性が低下
せず、耐久性の優れた内視鏡の光学系駆動機構を提供す
ること。 【解決手段】内視鏡の観察光学系２１の状態を調整する
ための動作に伴って互いが接触した状態で相対的に移動
する部品と部品２７，２８，３４，３５，５０，５５，
６５，６６，６７を同じ材質で形成すると共に、その一
方の部品の相手部品との接触面に硬質の潤滑処理を施し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ズーミングやフ
ォーカシング等のように光学系の状態が可変な内視鏡の
光学系駆動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡においてズーミング（焦点距離調
整）又はフォーカシング（合焦距離調整）等を行うに
は、挿入部の先端に内蔵された対物光学系部分を遠隔操
作によって軸線方向に移動させるための機構を内視鏡の
挿入部先端に内蔵させる必要がある。

【０００３】しかし、そのような光学系駆動機構は一般
に筒体を何重にも配置する必要があるので、患者に苦痛
を与えないように極力細くする必要のある内視鏡の挿入
部が太くなってしまう。

【０００４】したがって、そのような光学系駆動機構を
構成する部品は肉厚をできる限り薄くする必要があり、
ほとんどの部品が高強度のステンレス鋼等によって形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ズーミングや
フォーカシング等を行うための動作に伴って互いが接触
した状態で相対的に回動又は摺動する二つの部品が同じ
材質で形成されていると、接触面の硬さが同じであるた
めに、接触面に引っ掛かりが発生し易い。

【０００６】そのため、従来の内視鏡のズーミング機構
の場合は２００〜３００回程度の使用で作動にざらつき
が発生して動きが悪くなり、最終的には１０００回程度
で作動不能になる場合が少なくなかった。

【０００７】そこで本発明は、同じ材質の部品どうしが
接触して動作する光学系駆動機構であっても、繰り返し
使用後の作動性が低下せず、耐久性の優れた内視鏡の光
学系駆動機構を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の内視鏡の光学系駆動機構は、内視鏡の観察
光学系の状態を調整するための動作に伴って互いが接触
した状態で相対的に移動する部品と部品を同じ材質で形
成すると共に、その一方の部品の相手部品との接触面に
硬質の潤滑処理を施したことを特徴とする。

【０００９】なお、上記一方の部品の相手部品との接触
面に硬質の潤滑処理が施されると共に、他方の部品の相
手部品との接触面に上記硬質の潤滑処理より軟らかい潤
滑処理が施されていてもよい。

【００１０】そして、上記硬質の潤滑処理が、金属メッ
キに潤滑材を含んだ潤滑メッキであってもよく、上記軟
らかい潤滑処理が、塗料に潤滑材を含んだ潤滑塗装であ
ってもよい。

【００１１】また、上記潤滑材がフッ素樹脂及びモリブ
デンの少なくとも一方を含んでいてもよく、上記各部品
がステンレス鋼によって形成されていてもよい。なお、
上記各部品が、内視鏡の対物光学系のズーミング又はフ
ォーカシングを行うために上記内視鏡の挿入部先端に内
蔵された機構の部品であってもよい。

【００１２】

【発明の実態の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図２は内視鏡の全体構成を示しており、
可撓管状の挿入部１の基端に操作部２が連結され、挿入
部１の先端部分に形成された湾曲部４は、操作部２に設
けられた湾曲操作ノブ３を回転操作することによって、
任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。

【００１３】湾曲部４の先端には、対物光学系等が内蔵
された先端部本体１０が連結されている。また、挿入部
１と操作部２との連結部付近には、挿入部１内に挿通配
置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入
口５が突出配置されている。６は、フォーカシング又は
ズーミング等の操作を行うための光学系操作レバーであ
る。

【００１４】操作部２の後部に連結された可撓性連結管
７の先端にはコネクタ８が連結されており、このコネク
タ８は、後述する照明用ライトガイドファイババンドル
に対する照明光の供給及び先端部本体１０に内蔵の固体
撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光
源装置兼ビデオプロセッサ（図示せず）に接続される。

【００１５】図３は先端部本体１０の正面図であり、１
１は、観察像を取り入れるための観察窓、１２は、被写
体を照明する照明光を射出するための照明窓、１３は処
置具挿通チャンネルの出口、１４及び１５は送気ノズル
及び送水ノズルである。

【００１６】図４は、観察窓１１と照明窓１２の各中心
線を通る断面における挿入部１の先端部分の側面断面
図、図５はそのＶ−Ｖ断面図であり、４及び１０は、前
出の湾曲部及び先端部本体である。

【００１７】照明窓１２には照明光の配光角を広げる凹
レンズ１７が嵌め込まれていて、その内側にライトガイ
ドファイババンドル１８の射出端が配置されている。ま
た観察窓１１には、対物光学系の第１レンズであるカバ
ーレンズ２０が嵌め込まれており、その内側に、対物レ
ンズ群２１と固体撮像素子２４等が配置されている。２
２はＹＡＧレーザーカットフィルター、２３はカバーガ
ラスである。

【００１８】湾曲部４の骨組みは、複数の節輪をリベッ
トで回動自在に連結して構成されており、その最先端の
節輪４ａが、先端部本体１０の後端部外周面に被嵌され
て固定ネジ４ｂによって連結固定されている。

【００１９】４ｃは、固定ネジ４ｂを螺合させるために
先端部本体１０に形成された凹み内に配置されたネジ
駒、４ｄは湾曲操作ワイヤ、４ｅは、伸縮自在なゴム製
の外装チューブである。

【００２０】図１は、通常観察状態における対物光学系
２０，２１と固体撮像素子２４の周辺の構成を拡大して
示し、図６及び図８は、VI−VI断面及びVIII−VIII断面
を示している。

【００２１】先端部本体１０に軸線方向に形成された孔
に嵌挿固定された固定外筒２７に対して、固定内筒２８
（固定筒）が後側では図６にも示されるように直接嵌合
して固定ネジ２９で固定され、前側においては両者２
７，２８の間にスペース環３０が介挿固着されていて、
両者２７，２８の間には両端部を除く全長にわたって一
定の隙間が確保されている。

【００２２】カバーレンズ２０は固定内筒２８の先端に
水密的にカシメ固定されていて、カバーレンズ２０の側
面と先端部本体１０との間を塞ぐように前蓋３１がスペ
ース環３０に接合されている。

【００２３】前蓋３１とカバーレンズ２０の側面との間
の隙間には脱泡したエポキシ系接着剤が充填されてお
り、前蓋３１と先端部本体１０との嵌合面にはシール用
のＯリング３２が装着されている。

【００２４】固定内筒２８内には、対物レンズ群２１が
取り付けられた対物枠３４と、観察像を撮像するための
固体撮像素子２４が取り付けられた受像部枠３５とが、
互いに独立して軸線方向に進退自在に嵌挿されている。
３３はＯリングである。

【００２５】対物レンズ群２１はレンズ筒３６内に組み
付けられてカシメ固定されており、そのレンズ枠３６が
対物枠３４に接合されている。ただし、レンズ枠３６を
対物枠３４にネジ固定してもよい。

【００２６】３７は、不要周辺光をカットするための遮
光マスクである。明るさ絞りは対物レンズ群２１の前端
面に配置されている。対物枠３４と受像部枠３５との間
には、両者３４，３５を遠ざける方向に付勢する第１の
圧縮コイルバネ４７が介装されていて、ガタつきが防止
されている。

【００２７】固体撮像素子２４は、例えばＴＡＢ（テー
プオートメイティングボンディング）基板等の可撓性基
板４４の先端に固着されていて、カバーガラス２３が固
体撮像素子２４の前端面に接合され、ＹＡＧカットフィ
ルター２２がカバーガラス２３の前端面に接合されてい
る。

【００２８】可撓性基板４４内には、固体撮像素子２４
の駆動回路等を構成する電子部品が搭載されたバッファ
基板４３が配置されていて、その後方に信号ケーブル４
５が引き出されている。

【００２９】カバーガラス２３と固体撮像素子２４と可
撓性基板４４の外周面には、電気絶縁性の薄い絶縁テー
プ３８が連続的に巻かれていて、導電性の筒状体からな
るシールド筒４０がその外側に被嵌されている。シール
ド筒４０には信号ケーブル４５のシールド線が接続され
ている。

【００３０】シールド筒４０の先端は固体撮像素子２４
の側面の途中の位置にあるので、そこからカバーガラス
２３の先端位置まで、絶縁テープ３８の外面部分には脱
泡した電気絶縁性のエポキシ系接着剤４１が充填されて
いる。

【００３１】そして、その部分からシールド筒４０の外
周にわたってさらに絶縁テープ３９が連続的に巻かれて
いて、シールド筒４０と受像部枠３５との間の電気絶縁
性が確保されている。４６は、受像部枠３５内にゴミが
侵入するのを防止するために後端側に充填されたシリコ
ン系接着剤である。

【００３２】このようにして固体撮像素子２４と電子回
路とが収容されたシールド筒４０は、受像部枠３５にね
じ込まれた固定ネジ４２により押圧固定されている。こ
の固定ネジ４２は、通常観察状態でピント出し調整を行
う際に一旦緩めて、さらに後述する近接拡大観察状態に
切り換えてピントの確認を行い、良い状態ならば締め付
けてシールド筒４０を受像部枠３５に固定する。

【００３３】ただし、その固定ネジ４２の先端面とシー
ルド筒４０の外周面との間には絶縁テープ３９が介在し
ているので、受像部枠３５とシールド筒４０との間の電
気絶縁性が確保されている。

【００３４】固定内筒２８の外周面には、第１、第２及
び第３のカム溝５１，５２，５３が形成された円筒形の
カム筒５０が、軸線回りに回転自在に被嵌されており、
そのカム筒５０を囲む位置に、操作ワイヤ２５によって
駆動されて軸線方向にスライドするスライド筒５５が配
置されている。

【００３５】スライド筒５５に穿設された孔に操作ワイ
ヤ２５の先端が通されていて、その先端に抜け止め環５
７が固着されている。スライド筒５５は、光学系操作レ
バー６を操作して操作ワイヤ２５を操作部２側から牽引
する動作によって、図１において右方にスライド駆動さ
れる。

【００３６】そして、操作ワイヤ２５を逆方向（即ち、
前方）に移動させると固定内筒２８の外周を囲んで配置
された第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力により、図１
において左方にスライド筒５５がスライド駆動される。
なお、第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力は、通常観察
状態において第１の圧縮コイルバネ４７の付勢力より強
く設定されている。

【００３７】６２と６３は、挿入部１内において操作ワ
イヤ２５を案内する二重構造の案内管であり、内側が可
撓性チューブ６２、外側が断面形状が矩形の密着巻きコ
イルパイプ６３からなり、固定外筒２７に半田付け固定
された接続パイプ６１に接着固定されている。可撓性チ
ューブ６２は、挿入部１内の各種内蔵物に塗布された潤
滑剤が侵入するのを防止する機能を有する。

【００３８】スライド筒５５には、カム筒５０に形成さ
れた第１のカム溝５１に先端がガタ無く移動自在に係合
する第１のピン６５が、内方に向けて突出する状態にね
じ込み固定されている。

【００３９】また対物枠３４には、第２のカム溝５２に
頭部が係合する第２のピン６６が外方に向けて突出する
状態にねじ込み固定されており、受像部枠３５には、第
３のカム溝５３に頭部が係合する第３のピン６７が外方
に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。

【００４０】なお、固定内筒２８には、第２のピン６６
と第３のピン６７が通過する直進溝６８，６９が軸線と
平行方向に形成されている。また、第２のピン６６と第
３のピン６７は、頭部が第２のカム溝５２と第３のカム
溝５３に係合するので、図９にも示されるように、組み
立て時にドライバーの先を係合させるスリ割り溝６６
ａ，６７ａが、側面に露出しない半月状の窪みにより形
成されている。

【００４１】図７は、第１ないし第３のカム溝５１，５
２，５３と第１ないし第３のピン６５，６６，６７との
係合状態を示す展開図であり、各ピン６５，６６，６７
は図１及び図８等に示される通常観察状態の位置にあ
る。

【００４２】なお、第１のカム溝５１がカム筒５０の軸
線方向（即ち、光軸方向）となす角度θは、軽い操作力
量で円滑な動作を行わせるために１０°〜４５°の範囲
にあることが望ましい。この実施の形態ではθ≒３０°
に設定されている。

【００４３】この通常観察状態から操作部２の光学系操
作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を牽引すると、図
１０に示されるように、スライド筒５５が第２のコイル
バネ５８の付勢力に抗して後方（図１０において右方）
にスライドし、それと共に移動する第１のピン６５と第
１のカム溝５１との係合によって、カム筒５０が軸線回
りに回転駆動される。その回転角度は最大で９０°であ
る。

【００４４】カム筒５０が軸線回りに回転すると、カム
筒５０に形成された第２及び第３のカム溝５２，５３と
係合する第２及び第３のピン６６，６７が軸線方向に移
動させられ、対物枠３４が前方（図１０において左方）
にスライドすると共に受像部枠３５が後方（図１０にお
いて右方）にスライドする。

【００４５】なお、第１のカム溝５１の長さはカム筒５
０の回転角にしてちょうど９０°であるが、第２と第３
のカム溝５２，５３はカム筒５０を９０°回転させたと
きの両端部分が共に第１のカム溝５１より長く形成され
ている。その結果、第１のカム溝５１とそれに係合する
第１のピン６５が、カム筒５０の回転角度を規制するス
トッパになっている。

【００４６】図１１は、カム筒５０が９０°回転した状
態の第１ないし第３のカム溝５１，５２，５３と第１な
いし第３のピン６５，６６，６７との係合状態を示す展
開図であり、図１２はXII−XII断面を示している。

【００４７】この図１０ないし図１２に示される状態に
おいては、カバーレンズ２０は移動することなく対物レ
ンズ群２１が前方に移動して、固体撮像素子２４が後方
に移動する。

【００４８】その結果、ズーミングが行われて、例えば
通常観察時には視野角が１２０°で観察距離が５〜１０
０ｍｍの範囲だったものが、視野角が４０°で観察距離
が２〜４ｍｍの範囲になって、顕微鏡的な近接拡大観察
状態になる。

【００４９】そして、光学系操作レバー６を中間の任意
の位置で止めれば、操作ワイヤ２５とスライド筒５５を
介して駆動される対物枠３４と受像部枠３５とが移動範
囲の中間位置で止まって、通常観察状態と近接拡大観察
状態との間の任意の倍率で観察することができる。

【００５０】再び図１を参照して、上述のように構成さ
れた装置において、ズーミングを行うために先端部本体
１０に内蔵された金属部品のほとんどは、できるだけ肉
厚を薄くするためにステンレス鋼によって形成されてい
る。特に、隣の部品と摺接するために強度を要する部品
（下記の表面処理の対象となっている部品）は全てステ
ンレス鋼によって形成されている。

【００５１】そして、ズーミング動作に伴って摺接する
二つの部品のうち一方の部品には硬質の潤滑処理が施さ
れ、その相手方の部品には硬質の潤滑処理より軟らかい
潤滑処理が施されるか、潤滑処理が行われずに例えば金
属地肌のままになっている。

【００５２】具体的には、各動作部品を支える支持体で
ある固定内筒２８には軟らかい潤滑処理が施されてい
る。軟らかい潤滑処理とは、例えば、塗料に潤滑材を含
んだ潤滑塗装（ドライルーブ処理）であり、潤滑材とし
ては例えばフッ素樹脂及びモリブデンの一方又は双方を
用いることができる。その膜厚は、例えば５〜１０μｍ
程度である。

【００５３】その固定内筒２８の内周面に摺接する対物
枠３４と受像部枠３５には、硬質の潤滑処理が施されて
いる。硬質の潤滑処理とは、例えば、金属メッキに潤滑
材を含んだ潤滑メッキであり、潤滑材としては例えばフ
ッ素樹脂及びモリブデンの一方又は双方を用いることが
できる。メッキ厚は、例えば１〜１０μｍ程度である。

【００５４】そして、固定内筒２８の外周面に摺接する
カム筒５０には硬質の潤滑処理が施されており、カム筒
５０に形成された三つのカム溝５１，５２，５３と係合
する三つのピン６５，６６，６７は、表面処理を施すこ
となく、ステンレス鋼の地肌のまま配置されている。

【００５５】また、この機構のハウジング的部品である
固定外筒２７には上述の硬質の潤滑処理が施され、その
固定外筒２７とカム筒５０との間で摺動するスライド筒
５５には、上述の軟らかい潤滑塗装が施されている。

【００５６】なお、図８及び図１２に示されるように、
スライド筒５５と固定外筒２７とはスライド筒５５の突
出部の両側面部Ａにおいてのみ嵌合し、その他の部分に
は両部品間にクリアランスが設けられている。

【００５７】このような構成により、ズーミングを行う
ための動作に伴って摺接しあう部品が同じ材質で形成さ
れていても、両部品間で摺接面の硬さが相違し、しかも
滑り性がよいので、ズーミング動作が繰り返されても摺
接面に引っ掛かりが発生しない。

【００５８】実験によれば、２００〜３００回程度の使
用で作動にざらつきが発生して動きが悪くなり、最終的
には１０００回程度で作動不能になっていた従来の機構
が、２０００回以上全く問題なく使用することができ
た。

【００５９】なお、ズーミング機構に係わる各部品の少
なくとも観察光路に露出する部分は反射防止のために黒
色の潤滑処理又は黒色の潤滑処理とすべきことは当然で
ある。また、観察光路に露出しない部分は、透明、黒色
その他どのような色の処理であっても差し支えない。

【００６０】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば潤滑処理及び潤滑塗装は部品全
体に施す必要はなく、少なくとも相手部品との摺接面に
施されていればよい。

【００６１】また、本発明の対象となる内視鏡の光学系
駆動機構は、例えばフォーカシングが行われる機構、フ
ォーカシングとズーミングの両方が行われる機構、或い
は、内視鏡の接眼部に配置された機構や接眼部に着脱自
在に取り付けられる光学アダプター（例えばズームアダ
プター等）であってもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、内視鏡の観察光学系の
状態を調整するための動作に伴って互いが接触した状態
で相対的に移動する二つの部品のうち一方の部品の相手
部品との接触面に硬質の潤滑処理を施したことにより、
摺接しあう部品が同じ材質で形成されていても、両部品
間で摺接面の硬さが相違し、しかも滑り性がよいので、
繰り返し使用後の作動性が低下せず優れた耐久性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の通常観察状態の対物光学
系部分の拡大側面断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の内視鏡の全体構成を示す
側面図である。

【図３】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の正
面図である。

【図４】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の側
面断面図である。

【図５】本発明の実施の形態の図４におけるＶ−Ｖ断面
図である。

【図６】本発明の実施の形態の図１におけるVI−VI断面
図である。

【図７】本発明の実施の形態の通常観察状態のカム溝と
ピンとの係合状態を示す展開図である。

【図８】本発明の実施の形態の図１におけるVIII−VIII
断面図である。

【図９】本発明の実施の形態のピンの斜視図である。

【図１０】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態の対
物光学系部分の拡大側面断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態のカ
ム溝とピンとの係合状態を示す展開図である。

【図１２】本発明の実施の形態の図１０におけるXII−X
II断面図である。

【符号の説明】

２１ 対物レンズ群 ２７ 固定外筒 ２８ 固定内筒 ３４ 対物枠 ３５ 受像部枠 ５０ カム筒 ５１，５２，５３ カム溝 ５５ スライド筒 ６５，６６，６７ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 隆一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA00 BA03 BA05 CA22 DA03 DA12 DA17 DA18 DA19 GA02 2H044 AA10 BD06 BD20 BF03 DA01 DA02 DB01 DD07 EF03 EF07 2H087 KA10 LA03 MA13 PA03 PA18 PB04 QA01 QA07 QA18 QA21 QA26 QA34 QA42 QA45 SA04 SA07 SA09 SA63 SA72 SB02 SB14 4C061 AA00 BB02 CC06 DD03 FF40 JJ01 LL02 NN01 PP08 PP12 PP13 RR06 RR17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡の観察光学系の状態を調整するため
   の動作に伴って互いが接触した状態で相対的に移動する
   部品と部品を同じ材質で形成すると共に、その一方の部
   品の相手部品との接触面に硬質の潤滑処理を施したこと
   を特徴とする内視鏡の光学系駆動機構。
2. 【請求項２】上記一方の部品の相手部品との接触面に硬
   質の潤滑処理が施されると共に、他方の部品の相手部品
   との接触面に上記硬質の潤滑処理より軟らかい潤滑処理
   が施されている請求項１記載の内視鏡の光学系駆動機
   構。
3. 【請求項３】上記硬質の潤滑処理が、金属メッキに潤滑
   材を含んだ潤滑メッキである請求項１又は２記載の内視
   鏡の光学系駆動機構。
4. 【請求項４】上記軟らかい潤滑処理が、塗料に潤滑材を
   含んだ潤滑塗装である請求項２又は３記載の内視鏡の光
   学系駆動機構。
5. 【請求項５】上記潤滑材がフッ素樹脂及びモリブデンの
   少なくとも一方を含んでいる請求項１、２、３又は４記
   載の内視鏡の光学系駆動機構。
6. 【請求項６】上記各部品がステンレス鋼によって形成さ
   れている請求項１ないし５のいずれかの項に記載の内視
   鏡の光学系駆動機構。
7. 【請求項７】上記各部品が、内視鏡の対物光学系のズー
   ミング又はフォーカシングを行うために上記内視鏡の挿
   入部先端に内蔵された機構の部品である請求項１ないし
   ６のいずれかの項に記載の内視鏡の光学系駆動機構。