JP2005250283A - 内視鏡用対物レンズ系及び内視鏡用対物レンズ系の収容構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のレンズの光軸のずれを抑えることができる内視鏡用対物レンズ系を提供する。
【解決手段】 最大外径が同一である複数のレンズと、複数のレンズを収容する枠部と、を備え、枠部は、複数のレンズの最大外径と同一の内径を備える本体部と、本体部より内径の小さな小径端部とを有し、複数のレンズは、枠部内において、小径端部で抜け止められた状態で積み重ねる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内視鏡の照明光学系から照射され、観察対象物によって反射された光が入射する内視鏡用対物レンズ系、及び内視鏡用対物レンズ系の収容構造に関する。

内視鏡においては観察対象物からの反射光を観察光学系の撮像素子に結像させるべく、複数のレンズからなる対物レンズ系が備えられている。この対物レンズ系は、従来、特開平１１−１４９０２号公報や 特開２０００−２６７００２号公報に示されるように、外径の異なる複数のレンズから構成され、全体として所望の光学性能を発揮できるように、枠部内に所定の位置関係に基づいて配置されている。
特開平１１−１４９０２号公報 特開２０００−２６７００２号公報

上述のような従来の対物レンズ系においては、複数のレンズの外径に応じて、これらが収容される枠部に段差形状を設ける必要があった。しかし、枠部の加工状態によっては、段差の前後に配置されるレンズの光軸がずれてしまうおそれがあった。内視鏡の対物レンズ系に用いる複数のレンズはいずれも外径が小さな微細なものであるため、わずかな光軸のずれが対物レンズ系としての光学性能を低下させることにつながっていた。

上記課題を解決するために、本発明の内視鏡用対物レンズ系においては、最大外径が同一である複数のレンズと、複数のレンズを収容する枠部と、を備え、枠部は、複数のレンズの最大外径と同一の内径を備える本体部と、本体部より内径の小さな小径端部とを有し、複数のレンズは、枠部内において、小径端部で抜け止められた状態で積み重ねられることを特徴としている。

本発明の内視鏡用対物レンズ系の収容構造は、最大外径が同一である複数のレンズを内部に積み重ねる枠部を備え、枠部は、複数のレンズの最大外径と同一の内径を備える本体部と、本体部より内径の小さな小径端部とを有することを特徴としている。

上記小径端部は、本体部の中心軸方向端部を内方へかしめることにより形成することもできる。

上記複数のレンズのうちの少なくとも２以上のレンズを、枠部内に挿入する前にあらかじめ互いに接着して一体化してあるとよい。

本発明によると、対物レンズ系を構成する複数のレンズの最大外径を同一とし、これらのレンズを最大外径と同一の最小内径を備える円筒状の枠部に挿入するため、複数のレンズの光軸のずれを抑えることができる。また、複数のレンズを一体化して枠部に挿入できるため、取り扱いが容易になる。

以下、本発明にかかる実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかる内視鏡用対物レンズ系１０は、図１に示すように、円筒状の枠部２０と、６枚のレンズ３１〜３６からなるレンズ群３０と、を有する。レンズ３１〜３６それぞれの最も外径が大きい部分の外径（最大外径）ｂは同一であって、この最大外径ｂは、枠部２０の本体部２１の内径（最小内径）ａと同一である。レンズ群３０を構成するレンズは、最大外径ｂが同一であれば、対物レンズ系１０の仕様に応じて任意の種類、枚数、組み合わせとすることができる。枠部２０は、例えばＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）やＰＣ（ポリカーボネート）で形成すると低コストで作製できるが、例えば高強度を要する場合は金属材料を利用することもできる。枠部２０の端部には、段部２２を介して、本体部２１よりも小径の凸部（小径端部）２３が設けられている。

このようなレンズ群３０を、その中心軸３０ａが枠部２０の中心軸２０ａと一致するように、枠部２０内へ挿入すると、レンズ群３０の外周３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂは枠部２０の内壁２１ｂに接しつつ枠部２０内に収容され、先端に位置するレンズ３１は凸部２３により抜け止められる。

図２に示すように、対物レンズ系１０は、内視鏡４０の円筒状の挿入部４１の先端４２において、挿入部４１の中心軸４１ａの方向にレンズ群３０の中心軸３０ａが向くように配置される。挿入部４１の先端４２には、観察対象物（例えば患者体内の病変部）５０に対して観察光を照射する照明光学系４３、４４が中心軸４１ａに対して等角度角度に配置されている。さらに、挿入部４１内には、対物レンズ系１０の中心軸４１ａ方向後方（挿入部４１の内方）に撮像素子４５（例えばＣＣＤ）が配置されている。

このような構成の内視鏡４０においては、挿入部４１の前方に位置する観察対象物５０に対して照明光学系４３、４４から観察光を照射すると、観察対象物５０からの反射光が対物レンズ系１０に入射し、撮像素子４５に結像される。撮像素子４５に結像された画像は、順次電気信号に変換されて内視鏡４０に接続されたモニタ（不図示）に表示される。

次に、枠部２０内へのレンズ群３０の収容について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、枠部２０内の先端側へ配置するレンズ３１を内壁２１ｂの内径より小さな外径の小さな円筒状のレンズ受け台６０上に配置する。レンズ受け台６０は、不図示の基台上において鉛直方向に延びるように固定されている。レンズ３１は、その中心軸３１ａがレンズ受け台６０の中心軸６０ａの方向に沿うように配置されている。

このレンズ受け台６０の鉛直方向上方に、中心軸３１ａの方向に中心軸２０ａが一致するように、かつ、凸部２３が上方にくるように枠部２０を配置する。この枠部２０を、本体部２１の内壁２１ｂにレンズ３１の外周３１ｂを接触させつつ、鉛直方向に下降させて枠部２０内にレンズ３１を挿入していく。段部２２にレンズ３１の外周に設けられた段部３１ｂ１が当接したところで、枠部２０の下降動作を終了する。このように、枠部２０に本体部２１よりも内径の小さな凸部２３を形成したことにより、最初に挿入するレンズ３１の位置が決まり、抜け止め効果が発揮される。なお、枠部２０に最初に挿入するレンズは、最大外径が本体部２１の内径と同一であればよく、このような形状であれば、レンズ３１の段部３１ｂ１のような段差を設けなくても段部２２において抜け止められる。

つづいて、図４（ａ）に示すように、レンズ３１が鉛直方向下方に来るように枠部２０を配置した状態で、枠部２０内にレンズ３２、３３、３４、３５、３６をこの順序で挿入して積み重ねていく。このときレンズ３１は段部２２において抜け止められており、レンズ３２〜３６は、その外周３２ｂ〜３６ｂを内壁２１ｂに接触させつつ枠部２０内へ落とし込んでいくことにより容易に挿入できる。こうして、図４（ｂ）に示すように、枠部２０内にレンズ３１〜３６が互いに接触するように挿入される。

図５に示すように、以上のようにして完成された対物レンズ系１０は、内部に撮像素子４５が固定された筒状部４６内に撮像素子４５と所定間隔をおいて挿入され、接着固定されて観察光学系４７が構成される。この観察光学系４７は、挿入部４１内に先端４２から挿入され、先端４２とレンズ３１の先端面３１ｃが略同一平面を形成するように配置される（図２）。

＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の対物レンズ系１１０においては、第１実施形態の枠部２０に代えて枠部１２０を用いている。この枠部１２０は金属材料で構成することが好ましく、図６に示すように内径ａが一定の円筒状をなしている。

枠部１２０内へのレンズ群３０の収容について説明する。
まず、図７（ａ）に示すように、枠部１２０内の先端側へ配置するレンズ３１を、内壁１２０ｂの内径より外径の小さな円筒状のレンズ受け台１６０上に配置し、枠部１２０を下降させて枠部１２０内にレンズ３１を挿入する。レンズ受け台１６０は、基台１７０上において、鉛直方向に延びるように固定されている。枠部１２０は、ネジ１７１を締めることにより基台１７０に締め付け固定される。この基台１７０は回転可能であって、枠部１２０をその中心軸１２０ａを中心に回転させることができる。レンズ３１を枠部１２０内に挿入してレンズ３１が枠部１２０の端部に至ったところで、枠部１２０を回転させつつ、たがね１７２を枠部１２０の端部１２０ｄに外側から当てて押圧する。これにより、端部１２０ｄがレンズ３１の形状に沿うように、枠部１２０をかしめる。このように枠部１２０の端部をかしめる（かしめ部１２１）ことにより、枠部１２０に対してレンズ３１を固定する。

以上の説明ではレンズ３１を挿入してから枠部１２０の端部をかしめたが、レンズ３１を挿入する前にあらかじめ枠部１２０の端部をかしめておくこともできる。こうすることにより、枠部１２０にレンズ３１を挿入したときにかしめ部（小径端部）１２１にレンズ３１が当接するため、レンズ３１の位置決めができ、抜け止め効果を発揮できる。また、この構成では、枠部１２０に最初に挿入するレンズは、最大外径が枠部１２０の内径と同一であればよく、このような形状であれば、レンズ３１の段部３１ｂ１のような段差を設けなくても抜け止められる。

つづいて、図７（ｂ）に示すように、レンズ３１が鉛直方向下方に来るように枠部１２０を基台１７０に固定した状態で、枠部１２０内にレンズ３２、３３、３４、３５、３６をこの順序で挿入していく。レンズ３１は枠部１２０のかしめ部１２１によりその位置が決められるため、レンズ３２〜３６は、その外周３２ｂ〜３６ｂを内壁１２０ｂに接触させつつ枠部１２０内へ落とし込んでいくことにより容易に挿入できる。

枠部１２０内にレンズ３１〜３６が互いに接触するように挿入され、レンズ３６が端部１２０ｄとは反対側の枠部１２０の端部１２０ｅに配置されたところで、この端部１２０ｅをたがね１７２によりかしめる。するとレンズ３６が枠部１２０に対して固定される。これにより、レンズ３１〜３６の位置が固定される。

図８に示すように、このようにして完成された対物レンズ系１１０は、内部に撮像素子４５が固定された筒状部４６内に撮像素子４５と所定間隔をおいて挿入され、接着固定されて観察光学系１４７が構成される。
なお、その他の作用、効果は第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、第１実施形態の枠部２０内に挿入する前に、レンズ群３０のうちの任意の２以上のレンズの組を互いに接着して一体化しておく点が第１実施形態と異なる。

例えばレンズ３１、レンズ３２及びレンズ３３を接着する場合は、これらを枠部２０内に挿入する前に、図９に示すように、レンズ３１〜３３の最大外径ｂと同一の一定の内径ｃを備える有底の筒状部材２６０内にこれらを挿入する。筒状部材２６０への挿入の前に、レンズ３１の対向面３１ｄとレンズ３２の対向面３２ｃの両方または一方に接着剤を塗布しておくことにより、筒状部材２６０内でレンズ３１とレンズ３２とを中心軸が一致した状態で接着することができる。同様に、レンズ３２の対向面３２ｄとレンズ３３の対向面３３ｃの両方または一方にあらかじめ接着剤を塗布しておくことにより、筒状部材２６０内でレンズ３２とレンズ３３とを中心軸が一致した状態で接着することができる。なお、ほかのレンズの組み合わせの場合も同様に接着することができ、互いに接着するレンズの数は任意である。

このように、枠部２０への挿入前に、隣接させるレンズを互いに接着しておくことにより、単独では微細であって取り扱いが難しいレンズの取り扱いが容易となる。さらに、接着されたレンズ群の中心軸方向の長さが長くなるため、枠部２０内へ挿入したときに枠部２０内で回転することが少なくなりスムーズに収容させることができる。
なお、その他の作用、効果は第１実施形態又は第２実施形態と同様である。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係る対物レンズ系の構成を分解して示す枠部の中心線を通る面に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る対物レンズ系が収容された内視鏡挿入部の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った一部断面図である。 本発明の第１実施形態に係る枠部と最初に挿入されるレンズとの関係を示す図であり、（ａ）は挿入前の状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図、（ｂ）は挿入後の状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態に係る枠部と挿入されるレンズとの関係を示す図であり、（ａ）は挿入前の状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図、（ｂ）は挿入後の状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図である。 本発明の第１実施形態に係る観察光学系の構成を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係る対物レンズ系の構成を分解して示す枠部の中心線を通る面に沿った断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る枠部に最初のレンズが挿入された状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図であり、（ｂ）は枠部にレンズが挿入された状態を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係る観察光学系の構成を示す枠部の中心軸を通る面に沿った断面図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係るレンズを筒状部材に挿入した状態を示す断面図であり、（ｂ）は接着されたレンズを示す側面図である。

符号の説明

１０ 対物レンズ系
２０ 枠部
２１ 本体部
２２ 段部
２３ 凸部（小径端部）
３０ レンズ群（複数のレンズ）
３１〜３６ レンズ
４０ 内視鏡
４７ 観察光学系
１１０ 対物レンズ系
１２０ 枠部
１２１ かしめ部（小径端部）
１４７ 観察光学系
ａ 最小内径
ｂ 最大外径

Claims (6)

1. 最大外径が同一である複数のレンズと、
   前記複数のレンズを収容する枠部と、を備え、
   前記枠部は、前記複数のレンズの最大外径と同一の内径を備える本体部と、前記本体部より内径の小さな小径端部とを有し
   前記複数のレンズは、前記枠部内において、前記小径端部で抜け止められた状態で積み重ねられることを特徴とする内視鏡用対物レンズ系。
2. 前記小径端部は、前記本体部の中心軸方向端部を内方へかしめることにより形成する請求項１記載の内視鏡用対物レンズ系。
3. 前記複数のレンズのうちの少なくとも２以上のレンズは、前記枠部内に挿入する前にあらかじめ互いに接着して一体化してある請求項１又は請求項２記載の内視鏡用対物レンズ系。
4. 最大外径が同一である複数のレンズを内部に積み重ねる枠部を備え、
   前記枠部は、前記複数のレンズの最大外径と同一の内径を備える本体部と、前記本体部より内径の小さな小径端部とを有することを特徴とする内視鏡用対物レンズ系の収容構造。
5. 前記小径端部は、前記本体部の中心軸方向端部を内方へかしめることにより形成する請求項４記載の内視鏡用対物レンズ系の収容構造。
6. 前記複数のレンズのうちの少なくとも２以上のレンズは、前記枠部内に挿入する前にあらかじめ互いに接着して一体化してある請求項４又は請求項５記載の内視鏡用対物レンズ系の収容構造。

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