JP3380141B2 - 内視鏡の対物駆動機構 - Google Patents

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、フォーカシング
又はズーミングの機能を有する内視鏡の対物駆動機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フォーカシングやズーミング等の機能を
有する内視鏡の対物駆動機構においては、先端部本体に
内蔵された対物光学系で結像された像を伝達する像伝達
手段の受像部と対物光学系の一方又は両方を、挿入部内
に挿通配置された操作ワイヤを介する遠隔操作によって
進退させるようになっている。

【０００３】そのような操作ワイヤを単に挿入部内に通
しただけでは、操作ワイヤを牽引したときに挿入部を構
成する可撓管が縮んだり操作ワイヤの弛みが小さくなる
ような現象が起きて、手元側の運動が先端側に正確に伝
わらない。そこで操作ワイヤは、可撓性があって縮まな
い密着巻きコイルパイプ等からなるワイヤガイドに通し
て挿入部内に配置されている。

【０００４】しかし、密着巻きコイルパイプは曲がった
時に外周側になる部分に隙間ができるので、可撓管内の
各部材に塗布された潤滑剤が内部に侵入し、それが操作
ワイヤを伝って対物光学系に達して観察の支障となるゴ
ミになる場合がある。

【０００５】そこで従来は、コイルパイプの内周面に沿
って薄い可撓管チューブを全長にわたって配置して、操
作ワイヤを光学ゴミの原因になる潤滑剤等からシールし
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成によ
り、操作ワイヤは全長にわたって可撓性チューブと接触
した状態になっているが、操作ワイヤと可撓性チューブ
との間においては摩擦抵抗が大きい。

【０００７】そのため、挿入部がループした状態のとき
や挿入部の先端に設けられた湾曲部が屈曲した状態のと
きには、操作ワイヤを軸線方向に進退操作するための操
作力量が大きくなって操作性が悪かった。

【０００８】そこで本発明は、光学ゴミの原因となる挿
入部内の潤滑剤等が操作ワイヤ部分に侵入せず、しかも
操作ワイヤを進退させるための操作力量が軽くて操作性
のよい内視鏡の対物駆動機構を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の内視鏡の対物駆動機構は、対物光学系と、
その対物光学系により結像された像を伝達する像伝達手
段の受像部とが挿入部の先端に内蔵され、上記対物光学
系と上記受像部の一方又は両方を遠隔操作によって進退
させるための操作ワイヤが上記挿入部内に挿通配置され
た内視鏡の対物駆動機構において、上記操作ワイヤを上
記挿入部内において挿通して案内するためのワイヤガイ
ドを密着巻きのコイルパイプで形成して、上記操作ワイ
ヤを上記コイルパイプ内に直接挿通すると共に、上記コ
イルパイプの隣り合う素線どうしが接触する部分の外面
に弾力性の大きな接着剤を塗布したことを特徴とする。

【００１０】なお、上記コイルパイプの素線の断面形状
が円形であり、その隣り合う素線間の外面側の谷部に上
記接着剤が充填されているとよく、上記接着剤がシリコ
ン系接着剤であってもよい。

【００１１】また、遠隔操作によって屈曲する湾曲部が
上記挿入部の先端部分に設けられていて、上記湾曲部内
に位置する部分においては上記接着剤の塗布に代えて上
記コイルパイプの外周に可撓性チューブが被覆されてい
てもよい。

【００１２】なお、上記対物光学系と上記受像部の一方
又は両方の進退によってフォーカシングとズーミングの
いずれか一方又は両方が行われるようにしてもよい。

【００１３】

【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。

【００１４】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
ズーミングの操作を行うための光学系操作レバーであ
る。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、そのレンズ筒３６が
対物枠３４に接合されている。ただし、レンズ筒３６を
対物枠３４にネジ固定してもよい。

【００２７】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。

【００２８】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る。そして、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レ
ーザーカットフィルター２２がカバーガラス２３の前端
面に接合されていて、対物光学系２０，２１によって結
像された内視鏡観察像が固体撮像素子２４によって撮像
される。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】操作ワイヤ２５は、湾曲部４内から挿入部
１内の全長にわたって、軸線方向に進退自在にワイヤガ
イド７０内に挿通されている。ワイヤガイド７０は、例
えば素線の断面形状が円形のステンレス鋼線を一定の径
に密着巻きしてパイプ状に形成したコイルパイプであ
り、可撓性を有しているが、軸線方向に圧縮することは
できない。

【００３９】そして、ワイヤガイド７０の前端は固定外
筒２７に半田付け固定された接続パイプ６１に半田付け
等によって固着されて、先端部本体１０に対して固定さ
れた状態になっている。図示されていないワイヤガイド
７０の基端は、操作部２内の不動部に固定されている。

【００４０】したがって、光学系操作レバー６の操作に
よって操作ワイヤ２５を操作部２側に牽引すると、ワイ
ヤガイド７０が全く圧縮されることなくその牽引力に対
抗するので、挿入部１が縮むことなく操作ワイヤ２５の
基端側の移動量が先端側の移動量として正確に伝達され
る。

【００４１】そして、操作ワイヤ２５は摩擦抵抗の小さ
なワイヤガイド７０内に直接挿通されているので操作力
量が軽く、挿入部１の可撓管をループさせたり湾曲部４
を屈曲させた状態でも円滑に作動させることができる。

【００４２】ワイヤガイド７０の隣り合う素線どうしが
接触する谷部の外面には、図１３に拡大して示されるよ
うに、例えばシリコン系接着剤のような弾力性の大きな
接着剤７１が、ワイヤガイド７０の表面より出っ張らな
い状態で切れ目なく塗布されている。

【００４３】湾曲部４を含む挿入部１の内周面や、その
内部に挿通されているライトガイドファイババンドル１
８、信号ケーブル４５及び各種チューブ類等のようない
わゆる内蔵物の表面には、二硫化モリブデン微粉末等の
ような潤滑剤が全長にわたって塗布されている。

【００４４】しかし、ワイヤガイド７０を形成するコイ
ルパイプの隣り合う素線間の谷部に接着剤７１が塗布さ
れていることにより、操作ワイヤ２５が挿通されている
ワイヤガイド７０内には潤滑剤が侵入しない。したがっ
て、挿入部１内の潤滑剤が操作ワイヤ２５を伝わって光
学ゴミになるような不都合が発生しない。

【００４５】また、接着剤７１が大きな弾力性を有して
いることにより、挿入部１をループさせたり湾曲部４を
屈曲させて、図１４に示されるようにワイヤガイド７０
が小さな曲率半径で曲げられた状態になっても、ワイヤ
ガイド７０の隣り合う素線の間で接着剤７１が伸縮する
ので、ワイヤガイド７０には内側に通じる隙間が発生し
ない。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】図１５は、本発明の第２の実施の形態のワ
イヤガイド７０を示しており、湾曲部４内に位置する部
分では、ワイヤガイド７０の外周面に例えば四フッ化エ
チレン樹脂製の可撓性チューブ７２を被覆したものであ
る。

【００５９】ワイヤガイド７０のその他の部分は、第１
の実施の形態と同様に、ワイヤガイド７０の隣り合う素
線どうしが接触する部分の外面に、弾力性の大きな接着
剤７１がワイヤガイド７０の表面より出っ張らないよう
に切れ目なく塗布されている。

【００６０】湾曲部４は特に小さな曲率半径で屈曲され
るので、このようにワイヤガイド７０の外周に可撓性チ
ューブ７２を被覆することにより、ワイヤガイド７０内
への潤滑剤の侵入をより確実に阻止することができる。

【００６１】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、例えばフォーカシングだけが行われる
ものでもよく、フォーカシングとズーミングの両方が行
われるものでもよい。また、操作ワイヤ２５の牽引によ
って移動するのが対物レンズ群２１と固体撮像素子２４
のいずれか一方でもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、対物光学系と受像部の
一方又は両方を遠隔操作によって進退させるための操作
ワイヤを挿通して案内するためのワイヤガイドを密着巻
きのコイルパイプで形成して、そこに操作ワイヤを直接
挿通したことにより、操作ワイヤを進退操作する際の摩
擦抵抗が小さいので、軽い操作力量で円滑に操作するこ
とができ、さらにコイルパイプの隣り合う素線どうしが
接触する谷部の外面に弾力性の大きな接着剤を塗布した
ことにより、光学ゴミの原因となる挿入部内の潤滑剤等
が操作ワイヤ部分に侵入しないので、初期の鮮明な観察
像を長期間にわたって維持することができる。

【００６３】また、湾曲部内に位置する部分だけコイル
パイプの外周に可撓性チューブを被覆することにより、
操作ワイヤ部への潤滑剤の侵入をより確実にを阻止する
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。

【図１３】本発明の実施の形態のワイヤガイドの部分拡
大側面断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態の屈曲状態のワイヤガイ
ドの部分拡大側面断面図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態のワイヤガイド部
分の側面断面図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 ４ 湾曲部 ２１ 対物レンズ群 ２４ 固体撮像素子 ２５ 操作ワイヤ ３４ 対物枠 ３５ 受像部枠 ５０ カム筒 ７０ ワイヤガイド（コイルパイプ） ７１ 弾力性の大きな接着剤 ７２ 可撓性チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−81011（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−143959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−195538（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−281478（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−21224（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−46308（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−130306（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−184809（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32 G02B 23/24 - 23/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物光学系と、その対物光学系により結像
   された像を伝達する像伝達手段の受像部とが挿入部の先
   端に内蔵され、上記対物光学系と上記受像部の一方又は
   両方を遠隔操作によって進退させるための操作ワイヤが
   上記挿入部内に挿通配置された内視鏡の対物駆動機構に
   おいて、 上記操作ワイヤを上記挿入部内において挿通して案内す
   るためのワイヤガイドを密着巻きのコイルパイプで形成
   して、上記操作ワイヤを上記コイルパイプ内に直接挿通
   すると共に、上記コイルパイプの隣り合う素線どうしが
   接触する部分の外面に弾力性の大きな接着剤を塗布した
   ことを特徴とする内視鏡の対物駆動機構。
2. 【請求項２】上記コイルパイプの素線の断面形状が円形
   であり、その隣り合う素線間の外面側の谷部に上記接着
   剤が充填されている請求項１記載の内視鏡の対物駆動機
   構。
3. 【請求項３】上記接着剤がシリコン系接着剤である請求
   項１又は２記載の内視鏡の対物駆動機構。