JP3406807B2 - 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
又はズーミング等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】内視鏡においてフォーカシング又はズー
ミング等を行うためには、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
必要がある。

【０００３】そこで従来は、対物光学系が取り付けられ
た対物枠を挿入部の先端内に固定的に配置された固定筒
内に軸線方向にスライド自在に嵌挿し、遠隔操作によっ
て軸線方向に移動する操作ワイヤの先端を対物枠に連結
して、操作ワイヤを介して対物枠を軸線方向にスライド
させることによりフォーカシング又はズーミングを行っ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内視鏡の挿入部は細長
くて各種の内蔵物が通されているので、フォーカシング
やズーミング等の遠隔操作は操作ワイヤを介して行わざ
るを得ない。

【０００５】しかし、上述のように対物枠に操作ワイヤ
の先端を直接連結して操作ワイヤを進退させると、操作
ワイヤの引っ張り力が対物枠に直接作用するので、対物
枠が固定筒とのガタ分だけ傾いて観察画像が部分的にピ
ンぼけになってしまう不具合が発生していた。

【０００６】そこで本発明は、操作ワイヤを介する遠隔
操作によって対物枠を傾けることなく軸線方向に移動さ
せて、ピンぼけの発生なくフォーカシングやズーミング
を行うことができる内視鏡の対物駆動機構を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【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、遠隔操作によっ
て軸線方向に移動する操作ワイヤの先端が連結されて挿
入部の先端内に軸線方向にスライド自在に配置されたス
ライド筒と、対物光学系が取り付けられた対物枠と像伝
達手段の受像部が取り付けられた受像部枠の少なくとも
一方が軸線方向にスライド自在に嵌挿されて上記挿入部
の先端内に固定的に配置された固定筒と、軸線回りに回
転自在に上記固定筒に嵌合して配置されて、上記スライ
ド筒のスライド動作によって軸線回りに回転駆動される
ことにより、上記対物枠と上記受像部枠のうち上記固定
筒内にスライド自在に嵌挿された枠を軸線方向に駆動す
るカム筒とを設けたことを特徴とする。

【０００８】なお、上記対物枠と上記受像部枠のうち上
記固定筒内にスライド自在に嵌挿された枠と上記スライ
ド筒の各々から上記カム筒に向けてピンが突設されてい
て、上記各ピンが別々に係合する複数のカム溝が上記カ
ム筒に形成されていてもよい。

【０００９】そして、上記スライド筒を先側に向けて付
勢する付勢手段が設けられていてもよく、上記対物枠と
上記受像部枠とを引き離す方向に軸線方向に付勢する付
勢手段が設けられていてもよい。

【００１０】なお、上記対物枠と上記受像部枠の少なく
とも一方の移動によって、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とよい。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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
されている。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、遠隔操作によって操作
ワイヤを牽引すると、軸線方向にスライドするスライド
筒によってカム筒が軸線回りに回転駆動され、それによ
って対物枠と受像部枠の一方又は両方が軸線方向に駆動
されてフォーカシングやズーミングが行われるので、対
物枠を傾けることなく良好なピント状態でフォーカシン
グやズーミングを行って鮮明な観察像を得ることができ
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】

１ 挿入部 ６ 光学系操作レバー ２１ 対物レンズ群 ２４ 固体撮像素子 ２５ 操作ワイヤ ２８ 固定内筒（固定筒） 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 (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】遠隔操作によって軸線方向に移動する操作
   ワイヤの先端が後方から連結されて挿入部の先端内に軸
   線方向にスライド自在に配置されたスライド筒と、 対物光学系が取り付けられた対物枠と像伝達手段の受像
   部が取り付けられた受像部枠の少なくとも一方の枠が軸
   線方向にスライド自在に嵌挿されて上記挿入部の先端内
   に固定的に配置された固定筒と、 軸線回りに回転自在に上記固定筒に嵌合して配置され
   て、上記スライド筒のスライド動作によって軸線回りに
   回転駆動されることにより、上記対物枠と上記受像部枠
   のうち上記固定筒内にスライド自在に嵌挿された枠を軸
   線方向に駆動するカム筒とを、 共通の軸線周りに、外側から上記スライド筒、上記カム
   筒、上記固定筒、上記少なくとも一方の枠の順に配置す
   ると共に、 上記対物枠と上記受像部枠との間に挟まれて上記対物枠
   と上記受像部枠とを相対的に遠ざける方向に付勢する第
   １の圧縮コイルバネと、上記スライド筒を前方に付勢す
   る第２の圧縮コイルバネとを設け、 上記第２の圧縮コイルバネの付勢力を上記第１の圧縮コ
   イルバネの付勢力より大きく設定した ことを特徴とする
   内視鏡の対物駆動機構。
2. 【請求項２】上記対物枠と上記受像部枠のうち上記固定
   筒内にスライド自在に嵌挿された枠と上記スライド筒の
   各々から上記カム筒に向けてピンが突設されていて、上
   記各ピンが別々に係合する複数のカム溝が上記カム筒に
   形成されている請求項１記載の内視鏡の対物駆動機構。
3. 【請求項３】上記対物枠と上記受像部枠の少なくとも一
   方の移動によって、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請求項１又は２記載の内視
   鏡の対物駆動機構。