JP2980285B2 - 電子内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、生体内や機械内奥部等に挿入しその内部
や奥部を観察する電子内視鏡に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、挿入部を患者の体腔内に挿入してその体腔
内にある患部等を観察したり或いは処置したり、ジェッ
トエンジン等のような狭くて複雑な奥の深い機械内部等
を観察するのに用いられる内視鏡が知られている。そし
て、このような内視鏡の中には、体外や機械外部に位置
する手元操作部に設けられた焦点調節用の操作ノブを操
作することによって、体腔内や機械奥部に挿入された挿
入部の先端部に配設される対物レンズ系から患部や機械
部品等の観察部位までの距離に応じて焦点調節が行える
ようにした焦点調節装置付のものが知られている。第４
図はそのような従来の焦点調節装置を設けた内視鏡の一
例を示している。この内視鏡100は、４群５枚のレンズ
からなる対物レンズ系101と，この対物レンズ系101を支
持する、円筒形状に形成されたレンズ枠102と、このレ
ンズ枠102が摺動自在に嵌合する、円筒形状からなる案
内枠103と，レンズ枠102を移動させるためそのレンズ枠
102の側方側に設けた取付部102aに先端側が固着した作
動ワイヤ104とから構成されている。なお、図中符号105
は光学繊維束を示している。そして、このように構成さ
れた内視鏡100は、手元操作部に設けられた接眼部（図
略）を覗き込みながら、焦点調節用の操作ノブ（図略）
により作動ワイヤ104を操作して、このワイヤ104の一端
が固着されたレンズ枠102を光軸方向に沿って進退さ
せ、イメージガイド用の光学繊維束105の前端面上に患
部や機械部品の画像を結像させることにより、焦点調節
が行えるようになっている。ところが、このような内視
鏡にあっては、多数の人が同様に被観察部を観察した
り、後で何度でも見直すことができずに不便であった。

そこで、内視鏡として例えば観察像を対物レンズ系を
介して電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子に結像さ
せると共にその画像をVTR等に記録させることができる
タイプのものが知られており、このようなタイプの内視
鏡（以下電子内視鏡とよぶ）においても焦点調節装置を
取付けたものがある。即ち、このような電子内視鏡とし
ては、先のものと同様に、通常対物レンズ系の側方側に
ワイヤを取付け、このワイヤによって対物レンズ系を移
動させて焦点調節を行うようになっている。

〔解決しようとする課題〕

ところで、通常このような構成の焦点調節装置を備え
た電子内視鏡にあっては、対物レンズ系を移動させるた
めのワイヤがこの側方側にはみ出して取付けられた状態
となっており、その分挿入部の外径寸法が増大してい
る。このため、特にその挿入・通過させようとする通過
部位が狭いような生体や機械等の被観察体については、
その使用が困難な場合がある。

また、さらにこのような構成の焦点調節装置を備えた
電子内視鏡にあっては、例えば対物レンズ系の側方を１
本のワイヤで引張りこれによって対物レンズ系を移動さ
せようとすると、その引張力が対物レンズ系側や固体撮
像素子側の移動体に均等に作用せず、その結果ガタつい
てスムーズな移動動作を与えない虞れもある。

そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、挿
入部の外径寸法を極力小さく抑えることができると共
に、焦点調節操作を円滑に行うことができ、しかも低コ
ストで良好な画質のものが得られる電子内視鏡を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明は、挿入部先端側に取付けた対物レン
ズ系と、この対物レンズ系近傍後方の挿入部内先端側に
移動可能に取付けた固定撮像素子とを備え、前記対物レ
ンズ系の焦点を調節するように構成した電子内視鏡であ
って、前記固定撮像素子の対物レンズ系と対向する先端
面とは反対の裏面の中央部側に、手元操作部からの操作
によってその固体撮像素子を移動させるワイヤ等の操作
部材を接続するとともに、夫々剛体で形成され、前記操
作部材の外周に一体的に接続された摺動体及びこの摺動
体の外側から嵌合し挿入部内の所定位置に固着された外
管からなり、前記摺動体の外周面と前記外管の内周面と
が摺動する位置出し機構を有し、前記固体撮像素子の光
軸方向への移動の際に位置出しを行うように構成したも
のである。

〔作用〕

この発明の電子内視鏡は、焦点調節を行うワイヤなど
の操作部材を固体撮像素子の裏面側に取付け、そのワイ
ヤ等の操作部によって固体撮像素子の中央部分で引張す
るようになっている。換言すれば操作部材が対物レンズ
系や固体撮像素子側の位置から側方にはみ出さずその内
側に配置するようになっており、それだけ挿入部の外径
寸法は狭めることができると共に、ワイヤ等の操作部材
の引張力を固体撮像素子に対して均一に作用させスムー
ズな移動動作が行える。

また、この発明の電子内視鏡は、固体撮像素子を移動
させる操作部材を引張する際に、挿入部の所定位置に正
しく取付けられた位置出し機構によってその操作部材が
正しく案内・規制され、これによって固体撮像素子が正
しく位置決めされて移動できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について添付図面を参照し
ながら説明する。

第１図はこの発明に係る電子内視鏡を示すものであ
り、この電子内視鏡は、挿入部１の先端側内方に、ライ
トガイド用の光学繊維束２と，対物レンズ系３と，固体
撮像素子４と，この固体撮像素子４の基端側中央部に取
付けたワイヤ５と，位置出し機構６とを備えている。

対物レンズ系３は、複数枚のレンズ及びそれを組み付
けたレンズ筒からなるものが用いられており、光学繊維
束２を介して光源側から送られた照明光により照明され
た被観察体の像を固体撮像素子４の受光面に結像させる
ようになっている。そして、この対物レンズ系３は、被
写体のうち遠方にある物を撮像するときと近傍にある物
を撮像するときとに応じてレンズ交換を行うため、先端
側部位にあるレンズ3aを取付たレンズ筒7aが、その後方
にありレンズ3bを取付けた状態で挿入部１に固着された
レンズ筒7bに対して着脱自在となっている。

固体撮像素子４は、従来のものと同様に電荷結合素子
（CCD）が使用されており、第２図に示すように挿入部
１の内周面側のレンズ筒7bに穿設されている案内溝7cに
係合し、後に説明する固定板12に固設した位置決めピン
８に案内されながら、その案内溝7cに沿って一定距離Ｌ
の範囲内でスムーズに所定のスライド動作が行えるよう
になっている。そして、そのレンズ筒7bには、ライトガ
イド用の光学繊維束２が挿通する挿通孔7dが形成されて
いると共に、中央部側には固体撮像素子４がスライド動
作するためのスライド孔7eが形成されている。なおこの
固体撮像素子４には、第２図に示すようにその受光面で
ある結像面4aと表裏関係にある裏面4b上に、その固体撮
像素子４とこれを駆動する駆動信号線及び画像信号線９
とを接続させるためのピン端子10が突設されている。

操作部材であるワイヤ５は、図示外の手元操作部から
の操作によって固体撮像素子４を移動させ、これによっ
て対物レンズ系３の結像位置の調節を行うものであり、
固体撮像素子４の裏面4b側に取付けるため第３図に示す
ような絶縁部材、即ち取付板11と固体板12とが使用され
ている。なお、このワイヤ５の外周側であって次に説明
する内管14側と挿入部１の仕切壁1a側との間の挿入部１
内には、固体撮像素子４に対しその先端側に向けて弾性
力を付勢するためのスプリング13が介装されている。な
お、この仕切壁1aには、中央部分を正しく位置出しさせ
て挿通孔1bが形成されている。取付板11は、セラミック
ス等の絶縁材によって略円柱形状に形成されており、裏
面11a側中央部に双方の軸芯を一致させてワイヤ５の先
端側が固着されている。固定板12は、同様にセラミック
ス等の絶縁材より形成されていると共に、取付板11を嵌
合する取付穴12aとワイヤ５及び内管14を挿通させる挿
通孔12bとが中央部分側に同軸的に形成され、かつ外周
縁部側近傍に固体撮像素子４のピン端子10を挿通するピ
ン孔12cが形成されている。そして、この固定板12は、
取付穴12aに取付板11を嵌合すると共に、ワイヤ５を挿
通孔12bに挿通し、かつピン端子10をピン孔12cに挿通さ
せた状態で固定撮像素子４の裏面4b側に軸芯が一致する
ようにして固着されている。なお、この固定板12は固体
撮像素子４から発生する熱を吸収し、その固体撮像素子
４の放熱を促す作用も行うようになっている。

位置出し機構６は、被写体の位置に応じて固体撮像素
子４を移動させるため操作部材５であるワイヤを引張す
る際に、その操作部材５の位置決めを図り固体撮像素子
４の光軸方向での軸出し精度を高めるためのものであ
り、ステンレス等の剛性を有する材質を用いて引き抜き
加工等により高精度に加工形成された摺動体である内管
14及び外管15から構成されている。内管14は、操作部材
５であるワイヤ先端部側においてその外周面側を被包す
るように嵌合されており、先端側が取付板11の裏面11a
にその取付板11と軸芯を一致させた状態で固着されてい
る。また、この内管14の外周面側所定位置にはスプリン
グ13を係止させるためのフランジ体16が固着されてい
る。外管15は、内管14に外側から嵌合するような状態
で、つまり２重スリーブ構造に配管されて先端部が挿入
部１の仕切壁1aに形成した挿通孔1bに正しく位置出しさ
れた状態で固着されている。なお、これら内管14及び外
管15は、夫々接触・摺動する内管14側の外周面及び外管
15側の内周面が極力滑らかな状態に加工処理されてい
る。

したがって、この実施例の内視鏡によれば、例えば観
察部位を観察移動中にその観察部位と対物レンズ系３と
の距離が変化し結像面が変動しても、その変動に合わせ
て固体撮像素子４を進退移動できるので、焦点の合った
画像を得ることができる。つまり、結像面の変動に合わ
せて手元操作部を操作することによってワイヤを押し引
き操作し、これによって固体撮像素子４をレンズ筒7bの
孔7eに沿って前進後退させると、常にベストピントの状
態で撮像ができる。

しかも、この実施例の内視鏡によれば、例えば曲りく
ねった部位内に挿入部１を挿通してその奥部に挿入させ
た状態等のときに、挿入部１内で固体撮像素子４をスラ
イド動作させたとしても、操作部材５であるワイヤが位
置出し機構６の内管14及び外管15に精度よく位置決めさ
れた状態でて引張されるため、固体撮像素子４が対物レ
ンズ系３に対して位置的変動をおこさずに、一層ピント
の合った撮像が行える。

また、この実施例の内視鏡によれば、ステンレスで形
成した各内管14及び外管15の各摺動接触面を極めて滑ら
かな面状態に加工させてあるため、操作部材５であるワ
イヤの引張動作時に極めてスムーズな移動動作を行うこ
とができる。

なお、この実施例において、内管14及び外管15の嵌合
部分の長さ寸法をできるだけ増大させた構成とすること
により、一層固体撮像素子４の軸出し精度が高められ
る。

〔効果〕

以上説明してきたように、この発明に係る電子内視鏡
を用いると、焦点距離の調節操作のための操作部材が固
体撮像素子に対しその中央部側に設けられており、その
操作部材が固体撮像素子等の側方からはみ出さず内方側
に位置しているため、挿入部の外径寸法を狭めた細径の
ものが容易に形成でき、その結果被観察体において隙間
の狭い部分を通過した奥部側等にも簡単に挿入できるよ
うになり、極めて実用的である。

また、この発明に係る電子内視鏡を用いると、ワイヤ
等の操作部材の引張力は固体撮像素子側に均一に作用す
るため、その固体撮像素子がスムーズに移動でき、換言
すば円滑に焦点距離の調節操作が行える。

しかも、この発明に係る電子内視鏡によれば、挿入部
を曲りくねった機械内部や体腔内部に挿入した状態でそ
の奥部の被観察部位を撮像する場合であって、かつその
被観察部位の深度に合わせて固体撮像素子をスライド動
作させる場合であっても、剛性を有する内管及び外管か
らなる２重スリーブ構造の位置出し機構によって操作部
材が精度高く位置決めされた状態で引張されるため、固
体撮像素子が対物レンズ系に対して位置的変動をおこさ
ず、一層ピントの合った良好な撮像が低コストで行える
と共に、その位置出し機構が挿入部の中心部側に配置さ
れるために外部にはみ出すことがなく挿入部の細径化を
図るのに好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電子内視鏡の要部を示す概略断
面図、第２図は第１図に示す電子内視鏡の拡大断面図、
第３図はこの発明に係る電子内視鏡において焦点距離調
節のための固体撮像素子同様に用いる固定板・取付板及
びワイヤ等の接続状態を示すための分解斜視図、第４図
は従来の内視鏡に取付けられた焦点距離調節装置を示す
断面図である。 １……挿入部、３……対物レンズ系、 ４……固体撮像素子、4b……裏面 ５……（ワイヤ）操作部材、６……位置出し機構、 14……内管（摺動体）、15……外管。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部（１）先端側に取付けた対物レンズ
   系（３）と、この対物レンズ系（３）近傍後方の挿入部
   （１）内先端側に移動可能に取付けた固定撮像素子
   （４）とを備え、前記対物レンズ系（３）の焦点を調節
   するように構成した電子内視鏡であって、 前記固定撮像素子（４）の対物レンズ系（３）と対向す
   る先端面とは反対の裏面（4b）の中央部側に、手元操作
   部からの操作によってその固体撮像素子（４）を移動さ
   せるワイヤ等の操作部材（５）を接続するとともに、 夫々剛体で形成され、前記操作部材（５）の外周に一体
   的に接続された摺動体（14）及びこの摺動体（14）の外
   側から嵌合し挿入部（１）内の所定位置に固着された外
   管（15）からなり、前記摺動体（14）の外周面と前記外
   管（15）の内周面とが摺動する位置出し機構（６）を有
   し、 前記固体撮像素子（４）の光軸方向への移動の際に位置
   出しを行うように構成したことを特徴とする電子内視
   鏡。