JP2013198669A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ズームレンズ内蔵型の電子内視鏡装置で、内視鏡スコープの径を増大させることなく、モータ及び減速機構を内蔵させることを提供する。
【解決手段】撮像素子の前段に設けられた光学系の光軸に沿って移動するレンズに連結されたカム部材と、カム部材を介してレンズを光軸に沿う方向に移動させるカム軸１１１と、カム軸１１１の端部に一体に連結され回転駆動されることでカム軸１１１を回転させる歯車部１２５ｃと、カム軸１１１と同軸上に配置されたモータ５１と、モータ５１の出力軸５１ａと光軸との間に平行に併設されたギヤ支軸１２６と、モータ５１の出力軸５１ａとギヤ支軸１２６との間及びギヤ支軸１２６と歯車部１２５ｃとの間に配置された減速ギヤ機構５２とを設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は電子内視鏡装置に係り、特に、ズームレンズを先端部に内蔵した電子内視鏡装置に関する。

図８は、従来の、ズームレンズ内蔵型電子内視鏡装置の先端部における撮像系縦断面図である。 内視鏡スコープの先端面に設けられた観察窓２の奥には、体腔内の被観察部位の像光を取り込むための対物光学系３を保持する鏡筒４が配設される。

鏡筒４は、内視鏡スコープのうち患者の体腔内に挿入する部分の中心軸に対物光学系３の光軸が平行となるように取り付けられる。鏡筒４の後端には、対物光学系３を経由した被観察部位の像光を、略直角に曲げて撮像チップ５に向けて導光するプリズム６が配設されている。

撮像チップ５には、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の固体撮像素子と、この固体撮像素子の駆動及び信号の入出力を行う周辺回路とが形成されている。撮像チップ５は支持基板７上に実装され、撮像チップ５の撮像面（受光面）は、プリズム６の出射面に対向するように配置される。

対物光学系３はズームレンズを構成し、図示する例では、固定レンズ３ａ，３ｄの他に移動レンズ３ｂ，３ｃを備える。この移動レンズ３ｂ，３ｃを光軸に沿って移動させ相互間の距離や固定レンズ３ａ，３ｄからの距離を変えることで、被観察部位を所望の倍率で拡大した画像を撮像チップ５が撮像できるようになっている。

移動レンズ３ｂ，３ｃの夫々には、円筒状カム部材７ａ，７ｂが取り付けられている。円筒状カム部材７ａ，７ｂの夫々の中心孔の内周面には突起７ｃ，７ｄが設けられると共に、中心孔内にカム軸８が挿通されている。カム軸８の周面には、突起７ｃ，７ｄと夫々摺動自在に嵌合するカム溝８ａ，８ｂが刻設されている。

このカム軸８が軸周りに回転駆動されることにより、円筒状カム部材７ａ，７ｂがカム溝８ａ，８ｂに沿って軸方向に移動し、移動レンズ３ｂ，３ｃが対物光学系３の光軸に沿って移動する様になっている。

カム軸８の基端部には動力伝達用ワイヤ（フレキシブルシャフト）９が取り付けられている。この動力伝達用ワイヤ９は、内視鏡スコープの操作部（図示省略）まで挿通され、操作部に設けられたモータによって回転駆動される。

内視鏡操作者は、操作部に設けられたモータの拡大／縮小指示スイッチを操作することで、モータを回転／逆回転させて、撮像画像の拡大／縮小が行われる。

この様な、動力伝達用ワイヤ９でズームレンズの倍率調整を行う電子内視鏡装置は、動力伝達用ワイヤ９の長さが３ｍ前後と長い。しかも内視鏡スコープが湾曲されて患者の体腔内に挿入されるため、モータの動力がカム軸８に良好に伝達できる構造にしている。

しかるに、近年の内視鏡スコープは、患者の負担を軽減するために細径化の方向にあり、現状で９ｍｍ径であるが、更なる細径化が図られている。このため、動力伝達用ワイヤ９によるトルク伝達が困難になっている。そこで、下記の特許文献１に記載されている様に、モータ自体を内視鏡スコープ先端部に内蔵させることが有効になる。

しかしながら、発生させるトルクや回転速度等を電子内視鏡用に特化したモータは、特注品で製造する必要があり、電子内視鏡装置の製造コストを増大させてしまう。そこで、最近の部品小型化技術の進展により調達が容易になってきている汎用の小型モータを利用する方法が模索されている。

ここで問題となるのは、汎用の小型モータは、大きさの点で問題ないが、回転速度が速すぎることである。つまり、カム軸８を回転駆動するのに十分なトルクを得ることができない。

この問題は、例えば下記の特許文献２，３に記載されている様に、減速機構をモータと一緒に内視鏡スコープ先端部に内蔵することで解決できる。しかし、まだ内視鏡スコープの径が大きかったときの特許文献２，３の技術は、細径化を図った内視鏡スコープ先端部にそのまま適用することが困難である。

例えば、特許文献２に記載の減速機構は、遊星歯車機構を用いているため減速機構の径が大径化し、細径化を図った内視鏡スコープの先端部に内蔵するのは難しい。

また、特許文献３に記載の減速機構は、モータを中心として、撮像系と反対側に設けざるを得ないため、内視鏡スコープが大径化してしまう。また、撮像系だけを先端部に内蔵する内視鏡スコープであれば良いが、照明光を通すライトガイドや鉗子チャネル、送気・送水チャネルを一緒に内蔵する内視鏡スコープの場合、モータ及び減速機構の細径化を図ったときの減速機構の組み付け性に問題が生じる。

特許第３５７３０２３号公報 特開２００１―１７４７１５号公報 特公昭６３―３３８５５号公報（図６）

本発明の目的は、細径化に適し、組み付け性の容易な、減速機構付きモータを先端部に内蔵したズームレンズ内蔵型の電子内視鏡装置を提供することにある。

本発明の電子内視鏡装置は、内視鏡スコープ先端部に内蔵される撮像素子と、該撮像素子の前段に設けられた対物光学系と、該対物光学系の光軸に沿って移動する移動レンズに連結されたカム部材と、前記光軸に沿う方向に併設され該光軸に沿う方向を回転軸とし回転することで前記カム部材を介して前記移動レンズを前記光軸に沿う方向に移動させるカム軸と、該カム軸の端部に一体に連結され回転駆動されることで前記カム軸を回転させる歯車部と、前記カム軸と同軸上に配置されたモータと、該モータの出力軸と前記光軸との間に平行に併設されたギヤ支軸と、前記モータの出力軸と前記ギヤ支軸との間および該ギヤ支軸と前記歯車部との間に配置された減速ギヤ機構とを備える。

本発明によれば、内視鏡スコープ先端部の径を拡大することなく、モータ及び減速機構を組み込むことができ、汎用の小型モータを使用可能になる。また、減速機構がモータ及び撮像系部材によって保護される位置に設けられるため、内視鏡スコープ先端部への各部材の組み付け性が向上する。

本発明の一実施形態に係る内視鏡システム（電子内視鏡装置）の全体システム構成図である。 図１に示す内視鏡スコープの先端面を示す正面図である。 図１に示す内視鏡システムの制御ブロック図である。 図１に示す内視鏡スコープ先端部の要部縦断面図である。 図４に示すモータ，減速機構及びズームレンズ倍率調整用のカム軸周りの分解斜視図である。 図４に示すモータ，減速機構の拡大図である。 図４の矢印Ａ方向から見た図である。 従来のフレキシブルシャフトを用いた内視鏡スコープ先端部の縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡装置のシステム構成図である。本実施形態の電子内視鏡装置（内視鏡システム）１０は、内視鏡スコープ１２と、本体装置を構成するプロセッサ装置１４及び光源装置１６とから構成される。

内視鏡スコープ１２は、患者（被検体）の体腔内に挿入される可撓性の挿入部２０と、挿入部２０の基端部分に連設された手元操作部２２と、プロセッサ装置１４及び光源装置１６に接続されるユニバーサルコード２４とを備えている。

挿入部２０の先端には先端部２６が連設され、先端部２６内に、体腔内撮影用の撮像チップ５４（図３参照）が内蔵される。

先端部２６の後方には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部２８が設けられている。湾曲部２８は、手元操作部２２に設けられたアングルノブ３０が操作されたとき、挿入部２０内に挿設されたワイヤが押し／引きされ、上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端部２６が体腔内で所望の方向に向けられる。

ユニバーサルコード２４の基端にはコネクタ３６が設けられている。コネクタ３６は、複合タイプのものであり、プロセッサ装置１４に接続される他、光源装置１６にも接続される。

プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２４内に挿通されたケーブルを介して内視鏡スコープ１２に給電を行い、撮像チップ５４の駆動を制御すると共に、撮像チップ５４からケーブルを介して伝送された撮像信号を受信し、受信した撮像信号に各種信号処理を施して画像データに変換する。

プロセッサ装置１４で変換された画像データは、プロセッサ装置１４にケーブル接続されたモニタ３８に内視鏡撮影画像（観察画像）として表示される。また、プロセッサ装置１４は、コネクタ３６を介して光源装置１６とも電気的に接続され、光源装置１６を含め内視鏡システム１０の動作を統括的に制御する。

図２は、内視鏡スコープ１２の先端部２６の先端面２６ａを示した正面図である。図２に示すように、先端部２６の先端面２６ａには、観察窓４０と、照明窓４２と、鉗子出口４４と、送気・送水用ノズル４６が設けられている。

観察窓４０は、先端面２６ａの中央且つ片側に偏心して配置されている。照明窓４２は、観察窓４０を中心に対称な位置に２個配され、体腔内の被観察部位に光源装置１６からの照明光を照射する。

鉗子出口４４は、挿入部２０内に配設された図示省略の鉗子チャンネルに接続され、操作部２２に設けられた鉗子口３４（図１参照）に連通している。鉗子口３４には、注射針や高周波メスなどが先端に配された各種処置具が挿通され、各種処置具の先端が鉗子出口４４から体腔内に出される。

送気・送水用ノズル４６は、手元操作部２２に設けられた送気・送水ボタン３２（図１参照）の操作に応じて、光源装置１６に内蔵された送気・送水装置から供給される洗浄水や空気を、観察窓４０や体腔内に向けて噴射する。

図３は、電子内視鏡装置１０の制御系を示したブロック図である。内視鏡スコープ１２の先端部２６には、撮像チップ５４が内蔵される。撮像チップ５４は、本実施形態では、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子５８と、その周辺回路で構成される。周辺回路は、アナログ信号処理回路（ＡＦＥ：アナログフロントエンド）７２と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）７８とを備える。

内視鏡スコープ１２の先端部２６には、撮像チップ５４の他に、固体撮像素子５８の撮像面に被写体光を観察窓４０を通して集光するズームレンズ型対物光学系５０と、対物光学系５０のズーム位置を調整するモータ５１及び減速機構５２と、ＣＰＵ８０とが設けられている。

モータ５１には、内視鏡スコープ１２内に挿通されたケーブルを介して電力が供給され、ＣＰＵ８０からの指示により、その拡大／縮小倍率の制御駆動信号が印加される。ＣＰＵ８０には、図１の手元操作部２２に設けられた拡大／縮小スイッチ（図示省略）からの手操作信号が入力される。

ＴＧ７８は、ＣＰＵ８０の制御に基づき、固体撮像素子５８の駆動パルス（垂直／水平走査パルス、リセットパルス等）とＡＦＥ７２用の同期パルスとを発生する。固体撮像素子５８は、ＴＧ７８から入力される駆動パルスにより駆動され、対物光学系５０を介して固体撮像素子５８の撮像面に結像された光学像を光電変換して撮像信号として出力する。

固体撮像素子５８の撮像面には、多数の画素（図示省略）がマトリクス状に配置されており、各画素にはそれぞれフォトセンサ（光電変換素子）が設けられている。固体撮像素子５８の撮像面に入射した光は各画素のフォトセンサに電荷として蓄積される。そして、垂直走査回路及び水平走査回路（いずれも図示省略）による垂直方向と水平方向の走査によって、各画素のフォトセンサに蓄積された信号電荷量は画素信号として順次読み出され、所定のフレームレートで出力される。

固体撮像素子５８は、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤ配列の原色カラーフィルタ）を備えた単板カラー撮像方式の固体撮像素子である。固体撮像素子５８の各フォトセンサの蓄積電荷を撮像信号として読み出す信号読出回路の構成は従来周知であり、例えば３トランジスタ構成や４トランジスタ構成などの一般的な構成を適用することが可能であり、ここでは説明を省略する。

ＡＦＥ７２は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路と、自動ゲイン回路（ＡＧＣ）と、Ａ／Ｄ変換器とにより構成されている。ＣＤＳ回路は、固体撮像素子５８から出力される撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、固体撮像素子５８で生じるリセット雑音及びアンプ雑音の除去を行う。

ＡＧＣは、ＣＤＳ回路によりノイズ除去が行われた撮像信号を、ＣＰＵ８０から指定されたゲイン（増幅率）で増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣにより増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換して出力する。ＡＦＥ７２でデジタル化されて出力された撮像信号（デジタル撮像信号）は、ケーブルを通してプロセッサ装置１４に入力される。

プロセッサ装置１４は、ＣＰＵ８２と、ＲＯＭ８４と、ＲＡＭ８５と、画像処理回路（ＤＳＰ）８６と、表示制御回路８８とを備えて構成される。

ＣＰＵ８２は、プロセッサ装置１４内の各部を制御するとともに、内視鏡スコープ１２内のＣＰＵ８０や、後述する光源装置１６内のＣＰＵ１０４と通信を行い、電子内視鏡装置１０の全体を統括的に制御する。ＲＯＭ８４には、プロセッサ装置１４の動作を制御するための各種プログラムや制御用データ等が予め格納されている。また、ＲＡＭ８５には、ＣＰＵ８２により実行されるプログラムやデータなどが一時記憶される。

ＤＳＰ８６は、ＣＰＵ８２の制御に基づき、ＡＦＥ７２から入力された撮像信号に対し、色補間，色分離，色バランス調整，ガンマ補正，画像強調処理等を施し、画像データを生成する。

ＤＳＰ８６から出力された画像データは表示制御回路８８に入力され、表示制御回路８８は、ＤＳＰ８６から入力された画像データを、モニタ３８に対応した信号形式に変換しモニタ３８の画面に表示させる。

プロセッサ装置１４の操作部９０は、固体撮像素子５８の動作モードを選択し又は切り替えるためのモード切替ボタンや、その他ユーザの指示入力を受け付ける各種ボタンが設けられている。

光源装置１６は、主光源１００と、主光源駆動回路１０１と、特殊光光源１０２と、特殊光源駆動回路１０３と、ＣＰＵ１０４と、合波部１０５とを備えて構成される。ＣＰＵ１０４は、プロセッサ装置１４のＣＰＵ８２と通信を行い、主光源駆動回路１０１，特殊光源駆動回路１０３の制御を行う。

主光源１００は白色光を発光し、特殊光光源１０２は、例えば４２０ｎｍを中心とする狭帯域の特殊光を発光する。白色光または特殊光は、合波部１０５を通ってライトガイド１２０の入射端１２０ｂに出射される。

上記のように構成された電子内視鏡装置１０で体腔内を観察する際には、内視鏡スコープ１２と、プロセッサ装置１４と、光源装置１６と、モニタ３８の電源をオンにして、内視鏡スコープ１２の挿入部２０を体腔内に挿入し、光源装置１６からの照明光で体腔内を照明しながら、固体撮像素子５８により撮像される体腔内の動画像をモニタ３８で観察することになる。

内視鏡操作者が、モニタ３８の観察画像を観て、拡大画像を観たいときは、手元操作部２２に設けられた拡大／縮小指示スイッチを手操作する。

このスイッチ信号はＣＰＵ８０に取り込まれ、ＣＰＵ８０はモータ５１に駆動制御信号を出力し、該当倍率となる様に対物光学系５０の倍率制御を行う。なお、拡大／縮小指示スイッチは、プロセッサ装置１４の操作部９０に設けても良い。

図４は、内視鏡スコープ１２の先端部２６に内蔵されるズーム倍率調整部１１０の縦断面図である。このズーム倍率調整部１１０は、撮像系収納部１５０に併設されている。

円筒形状筐体内に纏められた撮像系収納部１５０には、ズームレンズ型の対物光学系５０の他、図３で説明した撮像チップ５４等が収納される。そして、対物光学系５０を構成する各種レンズのうち移動レンズ５０ａ，５０ｂの位置を、ズーム倍率調整部１１０が移動させる構成になっている。

ズーム倍率調整部１１０は、カム軸１１１と、カム軸１１１に摺動自在に外嵌された２つの円筒状カム部材１１２，１１３とを備える。円筒状カム部材１１２に移動レンズ５０ａが取り付けられ、円筒状カム部材１１３に、移動レンズ５０ｂが取り付けられている。

図５は、ズーム倍率調整部１１０の分解斜視図である。以下、図４及び図５を用いて説明する。

カム軸１１１の外周面にはカム溝１１４，１１５が刻設されている。円筒状カム部材１１２の外殻部にはネジ部材１１６がねじ込まれると共に、ネジ部材１１６の先端部１１６ａがカム溝１１４内に突出して設けられている。円筒状カム部材１１３の外殻部にもネジ部材１１７がねじ込まれる共に、ネジ部材１１７の先端部１１７ａがカム溝１１５内に突出して設けられる。

これにより、カム軸１１１が回転すると、カム溝１１４，１１５が回転し、カム溝１１４，１１５に摺動自在に係合するネジ部材１１６，１１７の先端部１１６ａ，１１７ａは、カム軸１１１の軸方向に移動する。

この結果、移動レンズ５０ａ，５０ｂは、夫々、カム溝１１４，１１５のカム軸周面の形状に応じて軸方向に移動し、対物光学系５０の倍率調整が行われる。

カム軸１１１は、ズーム倍率調整部１１０の筐体１２０内に収納されている。筐体１２０は、円筒状内部空間が基端側（内視鏡スコープ１２の手元側）で絞られた小径部１２０ａを備える。そして、筐体１２０の円筒状内部空間内に収納されるカム軸１１１が、軸周りに回転可能、且つ軸方向に移動不能となるように、カム軸１１１の外周に一体に突設されたフランジ１１１ａが小径部１２０ａの側壁面に摺接自在に当接する構造になっている。

カム軸１１１の、フランジ１１１ａが設けられた側の端部中心には雌ねじ穴が軸方向に螺刻されている。この雌ねじ穴に、第５ギヤ１２５（第１〜第４ギヤについては後述する。）の先端雄ネジ部１２５ａが螺入固定されている。これにより、第５ギヤ１２５は、カム軸１１１と一体回転する。

第５ギヤ１２５の中間部外周にはフランジ１２５ｂが突設されている。先端雄ネジ部１２５ａがカム軸１１１に螺入固定されたとき、フランジ１２５ｂと、カム軸１１１のフランジ１１１ａとが、筐体１２０の小径部１２０ａの側壁面を摺接自在に挟む構成となっている。

筐体１２０の小径部１２０ａは、カム軸１１１の軸受けとして機能し、これにより、第５ギヤ１２５及びカム軸１１１は一体回転可能且つ軸方向への移動不可となる。なお、筐体１２０の先端側にも小径部を設け、カム軸１１１の先端側軸受けとしても良い。

第５ギヤ１２５の後端部側には、歯車部１２５ｃが刻設されている。この歯車部１２５ｃに、モータ５１の回転力が、第１ギヤ１２１、第２ギヤ１２２、第３ギヤ１２３、第４ギヤ１２４を通して減速され、伝達される構成となっている。

以下、第１ギヤ１２１〜第５ギヤ１２５で構成される減速機構５２について、図６の拡大図を用いて説明する。

モータ５１の出力軸５１ａの先端部には、第１ギヤ１２１が外嵌固着されている。モータ５１と撮像系収納部１５０との間には、出力軸５１ａと平行なギヤ支軸１２６が配置されている。

ギヤ支軸１２６の後端部１２６ａは第１軸受け１２７によって支持されている。また、この第１軸受け１２７は、モータ５１の後端部側を固定支持するモータホルダの役も果たしている。このモータホルダは、内視鏡スコープ１２の本体構造物に固定設置される。なお、支軸１２６は、固定された軸（回転しない軸）としても良い。

カム軸１１１を収納する筐体１２０の後端部には、第３軸受け１２８が嵌合固定されており、この第３軸受け１２８に設けた軸受け孔１２８ａ（図５参照）に、ギヤ支軸１２６の先端部１２６ｂが挿入支持されている。

第３軸受け１２８の中心には大径の孔１２８ｂ（図５参照）が穿設されており、この孔１２８ｂ内に、第５ギヤ１２５の歯車部１２５ｃが収納される。

モータ５１の出力軸５１ａの先端部に外嵌固着される第１ギヤ１２１は、大径歯車部１２１ａと小径歯車部１２１ｂとが一体成型された２段ギヤで構成される。

第１ギヤ１２１の大径歯車部１２１ａは使用しないため、小径歯車部１２１ｂだけで良い。しかし、第２ギヤ１２２，第３ギヤ１２３と共通部品を使用してコスト削減を図る関係で、第１ギヤ１２１にも大径歯車部１２１ａが存在する。

第２ギヤ１２２も、大径歯車部１２２ａと小径歯車部１２２ｂとが一体成形された２段ギヤで構成され、ギヤ支軸１２６に回転自在に外嵌される。この大径歯車部１２２ａが、第１ギヤ１２１の小径歯車部１２１ｂに噛合する。

第３ギヤ１２３も、大径歯車部１２３ａと小径歯車部１２３ｂとが一体成形された２段ギヤで構成され、短い支軸１３１に回転自在に外嵌されている。この支軸１３１の先端部は、第３軸受け１２８に後端部に外嵌固定された第２軸受け１２９に設けられた軸受け孔１２９ａ（図５参照）に支持されている。支軸１３１の後端部外周には、第３ギヤ１２３の脱落防止リング１３２が取り付けられている。

この第３ギヤ１２３の大径歯車部１２３ａが、第２ギヤ１２２の小径歯車部１２２ｂに噛合する。第３ギヤ１２３の小径歯車部１２３ｂに噛合する第４ギヤ１２４は、ギヤ支軸１２６に回転自在に外嵌して設けられている。ギヤ支軸１２６に回転自在に外嵌される第２ギヤ１２２と第４ギヤ１２４との間には、スペーサ１３３が設けられている。

第４ギヤ１２４も、第３ギヤ１２３の小径歯車部１２３ｂに噛合する大径歯車部１２４ａと、これに一体に連設される小径歯車部１２４ｂの２段ギヤとなっている。この小径歯車部１２４ｂは、第１，第２，第３ギヤ１２１〜１２３の小径歯車部１２１ａ〜１２３ａより長手に形成されている。

そして、第２軸受け１２９に端壁に穿設された大径の貫通孔１２９ｂ（図５参照）に遊びを持って小径歯車部１２４が挿入され、その先端部が第５ギヤ１２５の歯車部１２５ｃに噛合される。なお、歯車部１２５ｃは、第１ギヤ〜第４ギヤの各々を構成する２段ギヤの大径歯車部と同じ大きさとなっている。

第２軸受け１２９と、第３軸受け１２８と、カム軸１１１の筐体１２０とが、相互に回動しないように、第２軸受け１２９と第３軸受け１２８を貫通する孔に回転位置決めピン１３４が挿入され、ピン１３４の先端部が筐体１２０に設けられた有底孔に嵌入されている。

以上の構成により、拡大／縮小指示スイッチが操作されると、モータ５１の端子５１ｂ，５１ｃに電力が供給されて出力軸５１ａが高速に正回転駆動される。これにより、第１ギヤ１２１が高速回転する。

この第１ギヤ１２１の回転は、第２ギヤ１２２に伝達されるとき減速され、第３ギヤ１２３に伝達されると更に減速される。第３ギヤ１２３の回転は、第４ギヤ１２４に伝達されるとき更に減速され、第５ギヤ１２５に伝達されるとき更に減速され、カム軸１１１を回転するのに必要なトルクが得られる。

拡大／縮小指示スイッチの操作によりモータ５１が逆回転を始めると、上記と同様の伝達経路１３５でトルクが伝達され、カム軸１１１が逆回転することになる。

図７は、図４の矢印Ａ方向からズーム倍率調整部１１０と撮像系収納部１５０を見た矢視図である。即ち、図７は、ズーム倍率調整部１１０と撮像系収納部１５０を後方側から見た図を示し、モータ５１の出力軸５１ａと、減速機構５２のギヤ軸１２６と、撮像系収納部１５０の光軸１５０ａとの位置関係を示している。

本実施形態では、減速機構５２のギヤ支軸１２６を、ほぼ、モータ出力軸５１ａと光軸１５０ａとを結ぶ線上に設けている。即ち、本実施形態の減速機構５２は、モータ５１と撮像系収納部１５０とにより挟まれた、隠れた位置に配置されるため、両者によって保護される。

これにより、内視鏡スコープ先端部に他の部材、例えば鉗子チャネルや送気・送水チャネル，ライトガイド等を組み付けるとき、減速機構５２はこれらの部材との干渉，衝突から保護される。このため、減速機構５２を収納する筐体が不要となり、内視鏡スコープの低コスト化や更なる細径化を図ることができる。

カム軸１１１や円筒状カム部材１１２，１１３の大きさ，対物光学系のレンズの大きさは、細径化を図った内視鏡スコープであれば、あまり変わらない。このため、図８のフレキシブルシャフト９と撮像系の光軸との間の距離は、図７のモータ５１と光軸１５０ａとの間の距離はほぼ同じとなる。

つまり、本実施形態の減速機構５２は、図８の従来のカム軸基端部（フレキシブルシャフト９のカム軸側接続部）と撮像系との間のデッドスペースに設けたことになり、内視鏡スコープを大径化しなくても設置可能となる。即ち、本実施形態の減速機構５２、即ち、モータ軸５１ａ及びこれと同軸の支軸１３１と、これらに平行なギヤ支軸１２６の２軸構成の減速機構５２は、内視鏡スコープの細径化に有利となる。

また、図６に示すモータ軸５１ａ及び支軸１３１と、第５ギヤ１２５及びカム軸１１１の中心軸とは同軸上に配置され、ギヤ支軸１２６は、モータ出力軸５１ａに平行に配置される。ズーム倍率調整部１１０の筐体１２０に、ピン１３４をもって軸受け１２８，１２９を位置合わせして組み付けることで、支軸１３１を第５ギヤ１２５に対し同軸に組み付けることが容易となる。また、支軸１３１に平行にギヤ支軸１２６を組み付けることが容易となる。

モータホルダとなる第１軸受け１２７のモータ用取り付け孔に、モータ５１の後部１／３位を挿入して取り付けると共に、モータ５１に隣接して配置するギヤ支軸１２６の端部１２６ａを支軸取り付け孔に挿入する。

これにより、モータ出力軸５１ａと、ギヤ支軸１２６との平行性は保証される。この状態で、ギヤ支軸１２６の先端部１２６ｂを、図５の孔１２９ｂ，１２８ａに挿入することで、モータ出力軸５１ａとギヤ支軸１２６の平行性を保ったまま、ギヤ間の噛合性が良好な高精度の組み付けが容易となる。

なお、上述した実施形態では、減速機構５２を、第１〜第５ギヤの５ギヤ構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３ギヤ構成でも７ギヤ以上の構成としても良いことはいうまでもない。

以上述べた様に、本実施形態の電子内視鏡装置は、内視鏡スコープ先端部に内蔵される撮像素子と、該撮像素子の前段に設けられた対物光学系と、該対物光学系の光軸に沿って移動する移動レンズに連結されたカム部材と、前記光軸に沿う方向に併設され該光軸に沿う方向を回転軸とし回転することで前記カム部材を介して前記移動レンズを前記光軸に沿う方向に移動させるカム軸と、該カム軸の端部に一体に連結され回転駆動されることで前記カム軸を回転させる歯車部と、前記カム軸と同軸上に配置されたモータと、該モータの出力軸と前記光軸との間に平行に併設されたギヤ支軸と、前記モータの出力軸と前記ギヤ支軸との間および該ギヤ支軸と前記歯車部との間に配置された減速ギヤ機構とを備える。

また、実施形態の電子内視鏡装置は、前記ギヤ支軸の一端を支持する軸受けが前記モータのモータホルダを兼用し該モータホルダが前記モータの出力軸と前記ギヤ支軸とを平行に保持する。

また、実施形態の電子内視鏡装置の前記減速ギヤ機構は、大径歯車部と小径歯車部が一体成型された２段ギヤを複数個組み合わせて構成される。

また、実施形態の電子内視鏡装置の前記減速ギヤ機構は、前記出力軸に固設された第１ギヤと、前記ギヤ支軸に回転自在に取り付けられ大径歯車部が前記第１ギヤに噛合する前記２段ギヤでなる第２ギヤと、前記出力軸と離間し且つ前記カム軸と同軸上の支軸に回転自在に保持され大径歯車部が前記第２ギヤの小径歯車部と噛合する前記２段ギヤでなる第３ギヤと、前記ギヤ支軸に回転自在に取り付けられ前記第３ギヤの小径歯車部に大径歯車部が噛合し小径歯車部が前記カム軸の前記歯車部に噛合する第４ギヤとを備える。

また、実施形態の電子内視鏡装置は、前記カム軸及び該カム軸の前記歯車部を収納する筐体に前記ギヤ支軸の一端部を軸支する軸受け部が取り付けられ、該軸受け部に、前記第３ギヤの前記支軸を軸支する軸受け部が取り付けられ、該２つの軸受け部が前記筐体に対して位置決め部材で位置決めされる。

また、実施形態の電子内視鏡装置は、前記第１ギヤを前記２段ギヤの小径歯車部で構成し、該第１ギヤと前記第２ギヤと前記第３ギヤを共通部品で形成する電子内視鏡装置。

また、実施形態の電子内視鏡装置は、前記カム軸の前記歯車部を、前記２段ギヤの大径歯車部と同じ大きさとし、減速機構の減速比の算出を容易にした。

以上述べた実施形態の電子内視鏡装置によれば、内視鏡スコープ先端部の径を拡大することなく、モータ及び減速機構を組み込むことができ、汎用の小型モータを使用可能になる。また、減速機構がモータ及び撮像系によって保護される位置に設けられるため、内視鏡スコープ先端部への各部材の組み付け性が向上する。

本発明に係る電子内視鏡装置は、汎用のモータを用いてズームレンズの倍率調整を行うことができるため、内視鏡スコープの低コスト化及び細径化を図ることが可能となり、ズームレンズ内蔵型の電子内視鏡装置に適用すると有用である。

１０ 電子内視鏡装置（内視鏡システム）
１２ 内視鏡スコープ
２６ 内視鏡スコープ先端部
４０ 観察窓
５０ 対物光学系
５０ａ，５０ｂ 移動レンズ
５１ モータ
５１ａ モータ出力軸
５２ 減速機構
５４ 撮像チップ
５８ 固体撮像素子
１１０ ズーム倍率調整部
１１０ 筐体
１１１ カム軸
１１２，１１３ 円筒状カム部材
１１４，１１５ カム溝
１２１ 第１ギヤ
１２２ 第２ギヤ
１２３ 第３ギヤ
１２４ 第４ギヤ
１２５ 第５ギヤ
１２６，１３１ ギヤ支軸
１２７ モータホルダ兼用の第１軸受け
１２８ 第３軸受け
１２９ 第２軸受け
１３４ 回転位置決めピン（位置決め部材）
１３５ 動力伝達経路
１５０ 撮像系収納部

Claims (6)

1. 内視鏡スコープ先端部に内蔵される撮像素子と、
   該撮像素子の前段に設けられた対物光学系と、
   該対物光学系の光軸に沿って移動する移動レンズに連結されたカム部材と、
   前記光軸に沿う方向に併設され該光軸に沿う方向を回転軸とし回転することで前記カム部材を介して前記移動レンズを前記光軸に沿う方向に移動させるカム軸と、
   該カム軸の端部に一体に連結され回転駆動されることで前記カム軸を回転させる歯車部と、
   前記カム軸と同軸上に配置されたモータと、
   該モータの出力軸と前記光軸との間に平行に併設されたギヤ支軸と、
   前記モータの出力軸と前記ギヤ支軸との間および該ギヤ支軸と前記歯車部との間に配置された減速ギヤ機構とを備える電子内視鏡装置。
2. 請求項１に記載の電子内視鏡装置であって、
   前記ギヤ支軸の一端を支持する軸受けが前記モータのモータホルダを兼用し該モータホルダが前記モータの出力軸と前記ギヤ支軸とを平行に保持する電子内視鏡装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子内視鏡装置であって、
   前記減速ギヤ機構は、大径歯車部と小径歯車部が一体成型された２段ギヤを複数個組み合わせて構成される電子内視鏡装置。
4. 請求項３に記載の電子内視鏡装置であって、
   前記減速ギヤ機構は、前記出力軸に固設された第１ギヤと、前記ギヤ支軸に回転自在に取り付けられ大径歯車部が前記第１ギヤに噛合する前記２段ギヤでなる第２ギヤと、前記出力軸と離間し且つ前記カム軸と同軸上の支軸に回転自在に保持され大径歯車部が前記第２ギヤの小径歯車部と噛合する前記２段ギヤでなる第３ギヤと、前記ギヤ支軸に回転自在に取り付けられ前記第３ギヤの小径歯車部に大径歯車部が噛合し小径歯車部が前記カム軸の前記歯車部に噛合する第４ギヤとを備える電子内視鏡装置。
5. 請求項４に記載の電子内視鏡装置であって、
   前記カム軸及び該カム軸の前記歯車部を収納する筐体に前記ギヤ支軸の一端部を軸支する軸受け部が取り付けられ、該軸受け部に、前記第３ギヤの前記支軸を軸支する軸受け部が取り付けられ、該２つの軸受け部が前記筐体に対して位置決め部材で位置決めされる電子内視鏡装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電子内視鏡装置であって、
   前記第１ギヤを前記２段ギヤの小径歯車部で構成し、該第１ギヤと前記第２ギヤと前記第３ギヤを共通部品で形成する電子内視鏡装置。

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