JP3591180B2

JP3591180B2 - Endoscope lens device

Info

Publication number: JP3591180B2
Application number: JP34448996A
Authority: JP
Inventors: 治男秋庭; 尚武三森; 城治渡邉
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH10170793A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の対物光学系として用いられるレンズ装置に関するものであり、特に防曇機能を有するレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡は本体操作部に体腔内等に挿入される挿入部を連設してなるものであるが、体腔内等の観察・検査を行うために、照明機構及び観察機構を備えている。照明機構は、光学繊維束からなり、内視鏡が着脱可能に接続される光源装置の光源ランプからの照明光を伝送するライトガイドを有する。ライトガイドの出射端は、先端部本体に形成した照明機構装着部に臨ませて設け、また照明機構装着部にはライトガイドからの照明光を発散させる照明用レンズが装着されている。一方、観察機構は照明機構により照明された体腔内像情報を外部に取り出すためのものであって、この体腔内像は、イメージガイドによって光学像のまま本体操作部に連結して設けた接眼部にまで伝送して、術者がこの接眼部に接眼することにより体腔内像の観察を行う光学式内視鏡と、撮像手段を用いて、この撮像手段によって体腔内像に関する情報を電気信号に変換して取り出し、この電気信号に基づいて所定の信号処理を行った上で、モニタ装置に内視鏡映像を表示するようにした電子内視鏡とがある。
【０００３】
光学式内視鏡であれ、電子内視鏡であれ、挿入部の先端部本体には照明機構装着部に近接した位置に観察機構装着部が設けられており、この観察機構装着部には対物光学系が配置される。対物光学系は、通常は、複数枚のレンズから構成され、これらのレンズはレンズ鏡筒に装着される。対物光学系の結像位置には結像手段が設けられる。この結像手段は、光学式内視鏡であればイメージガイド、電子内視鏡の場合には固体撮像素子等の撮像手段であり、従って対物光学系の結像位置には、イメージガイドの入射端または撮像手段の受光面が配置される。対物光学系は複数のレンズから構成され、これらはレンズ鏡筒に装着される。結像手段における結像面は、レンズ鏡筒に装着した対物光学系に対してピントが合った位置に配置されていなければならない。このために、結像手段を保持筒に装着して、レンズ鏡筒を保持筒に挿嵌させることにより光軸が一致する状態に組み込み、かつレンズ鏡筒を保持筒に対して摺動変位可能とすることにより、組み込み状態でピント調整を行えるようにする。
【０００４】
対物光学系を装着したレンズ鏡筒と、結像手段が連結されている保持筒とを組み込んだ状態で挿入部の先端部本体に装着されるが、このために先端部本体には挿通孔が設けられており、保持筒をこの挿通孔に挿入して、先端部本体の先端面（または側面）にレンズ鏡筒に装着した最も被写体側に位置する第１レンズを臨ませる。ここで、この第１レンズは、通常、平凹レンズで構成され、外部に臨むのは平面であり、凹面はレンズ鏡筒内に位置するようになっている。
【０００５】
観察機構を構成する第１レンズは、その表面が挿入部の先端に露出していることから、体腔内での検査中に体液等の汚損物が付着することがあり、この汚損物の付着により観察視野が悪くなる。従って、挿入部には、第１レンズの表面から汚損物を洗い流すレンズ面洗浄機構が設けられている。このレンズ面洗浄機構は、第１レンズの外面に向けて洗浄用流体を噴出させるノズルを設けておき、このノズルから洗浄液、通常は洗浄水を噴射させて、汚損物を洗い流し、次いで加圧エアを吹き付けて、レンズ面に残存する洗浄水を除去する。
【０００６】
挿入部の先端、即ち第１レンズは、体腔内では体温とほぼ同じ程度の温度状態となっており、また電子内視鏡の場合には、固体撮像素子等の発熱体が存在することから、体温より高い温度状態になることもある。一方、洗浄水は格別加温されておらず、従って洗浄水温度はほぼ室温程度である。このために、洗浄水を第１レンズの外面に噴射させると、第１レンズが急速に冷却されることになる。レンズ鏡筒内の空気に湿気が含んでいると、第１レンズの内面側に曇り乃至結露を生じることになる。しかも、第１レンズの内面は凹曲面であり、その曲率は大きいことから、この第１レンズのうち、最も厚みの薄い中央部分乃至その近傍の温度低下が最も著しくなり、第１レンズの凹面における中央部分に集中的に曇り乃至結露する。この第１レンズの凹面の中央部分は結像に必要な光線が集中しており、この部位に僅かでも曇ると、得られる観察像の画質が急激に低下して、極めて見難いものとなる。
【０００７】
以上のことから、内視鏡の対物光学系として用いられるレンズ装置にあっては、レンズ鏡筒の第１レンズが曇ったり、結露したりするのを防止する防曇機能を持たせるために、レンズ鏡筒の内部を密閉して、外部から水分や湿気を含んだ空気が入り込まないようにしている。また、防曇機能をより完全に発揮させるために、レンズ鏡筒内おける空間部にドライエアや窒素ガス等、湿気を含まない気体を予め封入しておくようにしたものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
レンズ鏡筒の内部を密閉するには、まずレンズ鏡筒の先端部分の内周面と第１レンズの外周面との間にシール材が充填される。また、レンズ鏡筒には保持筒が嵌合されており、この保持筒には結像手段等が連結されていることから、この保持手段と結像手段との間の部位にもシール材を供給することにより密閉される。さらに、既に説明したように、レンズ鏡筒には保持筒が嵌合されており、レンズ鏡筒はピント調整を行うために摺動可能となっている。従って、レンズ鏡筒の外周面と保持筒の内周面との間もシールする必要がある。このために、ピント調整を行った後に、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位もシール材を用いてシールするようにしている。即ち、レンズ鏡筒は保持筒内に部分的に嵌合されており、従って保持筒の先端部はレンズ鏡筒の外周面上に位置することになる。そこで、保持筒の先端面とレンズ鏡筒の外周面との間にシール材を塗布するようにして、この間の部位をシールする構成としている。
【０００９】
ところで、内視鏡は体腔内等に挿入される関係から、挿入部に対する細径化の要請は極めて強く、先端部に設けられる観察機構もできるだけコンパクトに形成する必要がある。このために、レンズ鏡筒及び保持筒には必要以上の厚みを持たせるようなことはせず、従って必要最小限の肉厚となっている。従って、レンズ鏡筒の外周面と保持筒の端面との間に塗布されるシール材の量を多くすることができないことから、十分にシールを行えないことがある。内視鏡は使用の都度洗浄する必要があり、その洗浄は挿入部を含めて内視鏡全体を洗浄液に浸漬させることにより行われるようになっている等、水分と接触する機会が極めて多いものである。従って、長期間の間にはシール材に水分が吸収されるようになり、保持筒とレンズ鏡筒との間のように、十分な量のシール材を充填できない場合には、その間に水分が滲み込むおそれがある等の問題点があった。
【００１０】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシールの完全性を期することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、対物光学系を装着したレンズ鏡筒を、一端に結像手段を連結した保持筒に、光軸方向に移動可能に挿嵌させてなり、内視鏡の挿入部の先端部本体に形成した挿通孔に挿通される内視鏡のレンズ装置であって、保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部分であり、かつ挿通孔に挿嵌した部分の少なくとも一部を外径側が拡大した厚肉部となし、この厚肉部の内周面に円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリングを装着する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１２】
シール性を向上させるには、シールリングはレンズ鏡筒の外周面に圧接するように装着する必要があり、レンズ鏡筒はかなり肉厚の薄いものであるから、このレンズ鏡筒の保形性を維持させるためには、レンズ鏡筒の内部に装着したレンズ等の光学部品に対応する位置にシールリングを配置するのが好ましい。また、レンズ鏡筒を保持筒に組み込んだ状態で、先端部本体の周胴部からセットビスを螺挿して保持筒を固定するが、このセットビスの装着部を保持筒におけるシールリング装着部より先端側に位置させると、このセットビスの押圧力でシールリングを撓めることになるから、シールリングの圧接力がより強力になり、シール性が高められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の一形態について説明する。まず、図１に内視鏡の挿入部の先端部分の外観を示す。図中において、１は挿入部であって、この挿入部１の先端部分は硬質部材からなる先端硬質部１ａとなっており、この先端硬質部１ａには所定の長さにわたって所望の方向に湾曲操作可能なアングル部１ｂが連設され、さらに図示は省略するが、アングル部１ｂには軟性部が連設される。先端硬質部１ａの先端面（または側面）には照明窓２及び観察窓３が設けられると共に、鉗子その他の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネル４が開口すると共に、観察窓３が汚損された時に、この観察窓３に向けて洗浄用流体、例えば洗浄水と加圧エアとを噴射させるノズル５が設けられている。
【００１４】
図２に先端硬質部１ａの断面を示す。ここで、先端硬質部１ａは金属等の高い強度を持った部材からなる先端部本体６を有し、この先端部本体６は軸線方向に所定の長さを有する円柱状部６ａに円環状部６ｂを連設した形状となっている。そして、円環状部６ｂの外周面にはアングル部１ｂにおける最先端のアングルリング７が嵌合・固定されており、このアングルリング７にはネット及び外皮層からなる被覆体８により被覆されている。また、先端部本体６の先端面の部位には、絶縁キャップ９が嵌着・固定されて、金属からなる先端部本体６が外部に露出しないように保持されている。
【００１５】
先端硬質部１ａにおける先端部本体６の円環状部６ｂからアングルリング７までの部位は、空間となっておりまた円柱状部６ａには照明窓２にライトガイドの入射端を臨ませるために、照明機構装着部を構成する挿通孔（図示せず）等が穿設されており、また観察窓３の部位には観察機構装着部を構成する挿通孔１０が穿設されており、この挿通孔１０内に観察機構を構成する撮像ユニット１１が挿嵌されている。また、絶縁キャップ９の撮像ユニット１１が装着される部位にも透孔９ａが設けられている。ここで、撮像ユニット１１は対物光学系と撮像手段とから構成され、対物光学系はレンズ鏡筒１２内に装着されており、このレンズ鏡筒１２には保持筒１３が嵌合されている。保持筒１３にはフィルタ１４及び対物光学系からの光路を９０°曲げるためのプリズム１５が設けられると共に、このプリズム１５には基板１６ａに搭載させた固体撮像素子１６がプリズム１５に接合されるようにして装着されている。さらに、プリズム１５には基板１６ａに装着した撮像手段としての固体撮像素子１６が接合されている。なお、プリズムを設けず、固体撮像素子を直接保持筒に連結する等の構成としても良い。
【００１６】
レンズ鏡筒１２に設けられる対物光学系のレンズ構成としては、例えば４枚のレンズＬ_１，Ｌ_２，Ｌ_３及びＬ_４から構成される。これら各レンズＬ_１〜Ｌ_４のうち、最も被写体側に位置する第１レンズＬ_１は被写体側が平面で、結像側が凹面となった平凹レンズであり、その平面側は観察窓３に露出している。また、第１レンズＬ_１より被写体側に位置する第２レンズＬ_２は凸面を結像側に向けた平凸レンズである。さらに第３レンズＬ_３と第４レンズＬ_４とは接合レンズで構成される。そして、第１レンズＬ_１と第２レンズＬ_２との間は外周側の部分に円環状の遮光板１７が設けられており、この遮光板１７により有害光をカットするようにしている。また、第２レンズＬ_２と第３レンズＬ_３との間にはレンズ鏡筒１２の内面に設けた突条からなるスペーサ１２ａが装着され、かつこのスペーサ１２ａと第３レンズＬ_３との間には絞り１８が介装されている。そして、第４レンズＬ_４の結像側の位置にはストッパリング１９が設けられている。
【００１７】
以上の対物光学系を装着したレンズ鏡筒１２は保持筒１３に摺動可能に挿嵌されており、このレンズ鏡筒１２を光軸方向に移動させて、レンズＬ_１〜Ｌ_４からなる対物光学系と固体撮像素子１６の受光面との間の間隔を調整することにより、ピント調整を行えるようにしている。そして、ピント調整が行われた後に、レンズ鏡筒１２と保持筒１３とを固定して、先端部本体６に設けた挿通孔１０に挿通することにより組み込まれる。ここで、レンズ鏡筒１２は保持筒１３に部分的に挿嵌されており、その先端側におけるある長さ分は保持筒１３から突出している。ここで、レンズ鏡筒１２の保持筒１３への嵌合長は、ピント調整により多少の前後はあるものの、少なくともこのレンズ鏡筒１２の重心位置は保持筒１３内に挿嵌されており、これによってレンズ鏡筒１２が安定的に保持される。また、挿通孔１０の内壁に当接しているのは保持筒１３の一部分であり、この保持筒１３の挿通孔１０内壁への当接部分は、撮像ユニット１１全体の重心位置を含む所定の長さ分である。
【００１８】
ここで、レンズ鏡筒１２の内部に装着したレンズＬ_１〜Ｌ_４、特にその最先端に位置する第１レンズＬ_１の凹面に曇りや結露等が発生するのを防止する、防曇機能を発揮させるために、第１レンズＬ_１をレンズ鏡筒１２の端面より突出させて設けて、第１レンズＬ_１の外周面と、絶縁キャップ９の透孔９ａの内周面と、レンズ鏡筒１２の先端面との間の円環状隙間にシール材２０が充填されている。また、保持筒１３の基端部におけるプリズム１５の接合面からプリズム１５全体を含み、さらに固体撮像素子１６の全面、さらに基板１６ａの一部に及ぶように１シール材２１が充填されている。これによって、レンズ鏡筒１２の内部を密閉するようにしている。然るに、ピント調整を行うために、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間が摺動可能になっており、従ってこの部位は完全な気密を保てない。シール材２０によるレンズ鏡筒１２の先端部分における気密が完全に取れておればともかく、このシール材２０の充填部の容積は少ないことから、僅かでも湿気を含んだ空気が浸入すると、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間を介してレンズ鏡筒１２内に水分が浸入するのを防止できない。そこで、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間にもシール機能を持たせるように構成している。ただし、この部位のシールはシール材を用いるのではなく、シールリング２２を用いてシールを行っている。
【００１９】
図２に示したように、先端部本体６の円環状部６ａから最先端のアングルリング７の部位にかけての空間には、プリズム１５及び基板１６ａに搭載された固体撮像素子１６が配設されている関係から、充填率は非常に高くなっている。これに対して、先端部本体６の円柱状部６ａに挿通されるのは保持筒１３である。撮像ユニット１１の光軸方向における断面形状のうち、基板１６ａが位置している部位、即ち図２のＸ−Ｘの部位が最も大きく、保持筒１３の部位Ｙ−Ｙはそれより断面形状はＸ−Ｘの部位と比較するとかなり小さい。
【００２０】
以上のように、挿入部１における最も充填率の高いのは、Ｘ−Ｘの位置であり、従って挿入部１の外径寸法はこの部位を基準として設定され、保持筒１３の外径を多少大きくしたとしても、挿入部１が太径化することはない。また、先端部本体６には、観察窓３だけでなく照明窓２も設けられており、照明窓２と観察窓３とはある程度離間させなければ、照明窓２からの照明光が直接観察窓３に入る等の不都合があるために、照明窓２と観察窓３とはある程度離す必要はあるものの、観察窓３に臨むのはレンズ鏡筒１２である。そこで、保持筒１３における先端側の部位の外径を大きくして、厚肉部１３ａとなし、かつ先端部本体６における円柱上部６ａに穿設した挿通孔１０の孔径をこの厚肉部１３ａを挿嵌させるのに適した寸法としている。
【００２１】
そして、保持筒１３における厚肉部１３ａの内面に円環状の凹溝２３を形成して、この凹溝２３内にシールリング２１を装着して、このシールリング２２により保持筒１３の内面とレンズ鏡筒１２の外面との間をシールする構成としている。ところで、シールリング２２によるシール機能を十分に発揮させるには、シールリング２２が凹溝２３とレンズ鏡筒１２の外周面との間に圧接されて、ある程度撓むようになっていなければならない。既に説明したように、挿入部の細径化の要請から、レンズ鏡筒１２の肉厚はかなり薄いものであり、シールリング２２を圧接させると、レンズ鏡筒１２が押圧されて変形するおそれがある。
【００２２】
しかしながら、レンズ鏡筒１２内には複数のレンズＬ_１〜Ｌ_４が装着されており、例えば第３レンズＬ_３は平凹のレンズであり、外周面は所定の幅を有するものである。従って、レンズ鏡筒１２のこの部位は第３レンズＬ_３により保形性が極めて良好であるから、保持筒１３におけるシールリング２２の装着部を、レンズ鏡筒１２の第３レンズＬ_３が装着されている部位の外周側に位置させることによって、シールリング２２が十分シール機能を発揮する状態に装着できるようになる。ここで、対物光学系のピント調整を行うために、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間で相対的に摺動させるが、第３レンズＬ_３の外周面の軸線方向の長さはかなり長いものであり、またピント調整を行うための動き量は０．４ｍｍ程度というように、極めて微小な動きであるから、ピント調整を行った時に、シールリング２２が第３レンズＬ_３の位置からずれるおそれはない。また、シールリング２２を確実に光学部品の位置に配置するには、第３レンズＬ_３と第２レンズＬ_２との間に平行平面板を介在させる等の構成とすれば良い。
【００２３】
さらに、レンズ鏡筒１２を組み込んだ保持筒１３は、先端硬質部１ａの所定の位置に固定的に保持する必要があり、このために先端硬質部１ａの周胴部にねじ孔２４が設けられ、このねじ孔２４にセットビス２５を螺挿させて、このセットビス２５の先端を保持筒１３の外周面に圧接させることによって、保持筒１３がみだりに動かないように固定される。そこで、保持筒１３におけるこのセットビス２５の当接部をシールリング２２の装着部より先端側に位置させる。これによって、セットビス２５が当る部位は、保持筒１３のうち強度の高い厚肉部１３ａとなるから、セットビス２５を強く締め付けても、保持筒１３及びその内部に挿嵌されているレンズ鏡筒１２が変形するおそれはない。しかも、セットビス２５による押圧力を受けるのは、シールリング２２より先端側になるから、このセットビス２５の押圧力によりシールリング２２がさらに撓められる方向に力が作用することになるので、この部位のシール性がより向上する。
【００２４】
レンズ鏡筒１２と第１レンズＬ_１の外周面との間、及び保持筒１３のプリズム１５及び基板１５上の固体撮像素子１６の部位を覆うように、それぞれシール材２０，２１が設けられており、これらシール材２０，２１と、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間に介装したシールリング２２とによって、レンズ鏡筒１２内が完全に気密状態に保たれる。従って、レンズ鏡筒１２の内部に窒素ガス等、湿気を含まない気体を封入しておく。これにより観察窓３に洗浄液を供給する等、観察窓３に臨む第１レンズＬ_１の温度が急激に低下したとしても、この第１レンズＬ_１のレンズ鏡筒１２の内部側の面、即ち凹面が曇ったり、結露したりするおそれはない。しかも、レンズ鏡筒１２の内部の気密性は極めて高くなるから、長期間にわたって湿気を含まない気体が外部に漏れ出すようなことがなく、極めて長期間にわたり、安定した防曇機能を発揮することになる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように、保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部を厚肉部として、この厚肉部の内面側に円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリングを装着する構成としたので、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシールの完全性が図られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】内視鏡の挿入部における先端部分を示す外観図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示す挿入部における先端部の構成説明図である。
【符号の説明】
１挿入部
１ａ先端部
３観察窓
１０挿通孔
１１撮像ユニット
１２レンズ鏡筒
１３保持筒
１３ａ厚肉部
２０，２１シール材
２２シールリング
２３凹溝
２４ねじ孔
２５セットビス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens device used as an objective optical system of an endoscope, and particularly to a lens device having an anti-fog function.
[0002]
[Prior art]
The endoscope is configured such that an insertion portion to be inserted into a body cavity or the like is connected to a main body operation unit, and includes an illumination mechanism and an observation mechanism for performing observation / examination inside the body cavity or the like. The illumination mechanism has a light guide that is made of an optical fiber bundle and transmits illumination light from a light source lamp of a light source device to which an endoscope is detachably connected. An emission end of the light guide is provided facing an illumination mechanism mounting portion formed on the distal end body, and an illumination lens for diverging illumination light from the light guide is mounted on the illumination mechanism mounting portion. On the other hand, the observation mechanism is for taking out the in-vivo image information illuminated by the illumination mechanism to the outside, and this in-vivo image is provided as an optical image by an image guide and connected to an eyepiece provided with the main body operation unit. The optical endoscope transmits the image data to the intraocular part and observes the image in the body cavity by the operator's eye contact with the eyepiece. There is an electronic endoscope that converts the signal into a signal, extracts the signal, performs predetermined signal processing based on the electric signal, and displays an endoscope image on a monitor device.
[0003]
Whether an optical endoscope or an electronic endoscope, an observation mechanism mounting section is provided at a position close to the illumination mechanism mounting section at the distal end main body of the insertion section, and the observation mechanism mounting section has an objective. An optical system is arranged. The objective optical system usually includes a plurality of lenses, and these lenses are mounted on a lens barrel. An imaging unit is provided at an imaging position of the objective optical system. This imaging means is an image guide in the case of an optical endoscope, and an imaging means such as a solid-state image pickup device in the case of an electronic endoscope. The end or the light receiving surface of the imaging means is arranged. The objective optical system is composed of a plurality of lenses, which are mounted on a lens barrel. The imaging plane in the imaging means must be arranged at a position where the objective optical system mounted on the lens barrel is in focus. For this purpose, the imaging means is mounted on the holding tube, and the lens barrel is inserted into the holding tube so that the optical axes are aligned with each other, and the lens barrel can be slid and displaced with respect to the holding tube. By doing so, the focus adjustment can be performed in an assembled state.
[0004]
The lens barrel equipped with the objective optical system and the holding barrel to which the imaging means are connected are attached to the distal end main body of the insertion section in a state where they are assembled. The holding cylinder is inserted into the insertion hole, and the first lens mounted on the lens barrel, which is located closest to the subject, faces the distal end surface (or side surface) of the distal end body. Here, the first lens is usually constituted by a plano-concave lens, and a plane facing the outside is a plane, and the concave surface is located in the lens barrel.
[0005]
Since the surface of the first lens constituting the observation mechanism is exposed at the tip of the insertion portion, contaminants such as bodily fluids may adhere during the examination in the body cavity. Observation field of view deteriorates. Therefore, the insertion portion is provided with a lens surface cleaning mechanism for cleaning contaminants from the surface of the first lens. This lens surface cleaning mechanism is provided with a nozzle for jetting a cleaning fluid toward the outer surface of the first lens, and jets a cleaning liquid, usually cleaning water, from this nozzle to wash away contaminants and then pressurized air. To remove cleaning water remaining on the lens surface.
[0006]
The distal end of the insertion portion, that is, the first lens is in a temperature state that is approximately the same as the body temperature in the body cavity, and in the case of an electronic endoscope, since a heating element such as a solid-state imaging device is present, The temperature may be higher than the body temperature. On the other hand, the washing water is not particularly heated, so that the washing water temperature is about room temperature. Therefore, when the cleaning water is sprayed on the outer surface of the first lens, the first lens is rapidly cooled. If the air in the lens barrel contains moisture, fogging or condensation occurs on the inner surface side of the first lens. In addition, since the inner surface of the first lens is a concave curved surface and its curvature is large, the temperature drop in the central portion where the thickness is thinnest or in the vicinity thereof becomes the most remarkable, and the concave surface of the first lens has Cloudy or dew intensively in the central part. Light rays necessary for image formation are concentrated in the central portion of the concave surface of the first lens, and even if the light is slightly fogged in this portion, the image quality of the obtained observation image is sharply reduced and becomes extremely difficult to see.
[0007]
From the above, in the lens device used as the objective optical system of the endoscope, the first lens of the lens barrel is clouded, in order to have an anti-fog function to prevent dew condensation, The inside of the lens barrel is sealed so that air containing moisture and moisture does not enter from the outside. In some cases, a gas that does not contain moisture, such as dry air or nitrogen gas, is sealed in advance in the space inside the lens barrel in order to more fully exert the anti-fog function.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In order to seal the inside of the lens barrel, first, a sealing material is filled between the inner peripheral surface of the distal end portion of the lens barrel and the outer peripheral surface of the first lens. Further, since a holding tube is fitted to the lens barrel, and imaging means and the like are connected to the holding tube, a sealing material is also provided at a portion between the holding means and the imaging means. It is sealed by supplying. Further, as described above, the holding barrel is fitted to the lens barrel, and the lens barrel is slidable for performing focus adjustment. Therefore, it is necessary to seal between the outer peripheral surface of the lens barrel and the inner peripheral surface of the holding cylinder. For this reason, after the focus adjustment is performed, the portion between the lens barrel and the holding barrel is also sealed using a sealing material. That is, the lens barrel is partially fitted into the holding barrel, so that the tip of the holding barrel is located on the outer peripheral surface of the lens barrel. Therefore, a sealing material is applied between the distal end surface of the holding cylinder and the outer peripheral surface of the lens barrel to seal the area therebetween.
[0009]
By the way, since the endoscope is inserted into a body cavity or the like, there is an extremely strong demand for the insertion portion to have a small diameter, and the observation mechanism provided at the distal end portion needs to be formed as compact as possible. For this reason, the lens barrel and the holding barrel are not made to have an unnecessarily thick thickness, and thus have a minimum necessary thickness. Therefore, since the amount of the sealing material applied between the outer peripheral surface of the lens barrel and the end surface of the holding cylinder cannot be increased, sufficient sealing may not be performed. The endoscope must be cleaned each time it is used, and the cleaning is performed by immersing the entire endoscope, including the insertion section, in a cleaning solution. It is. Therefore, moisture is absorbed by the sealing material over a long period of time, and when a sufficient amount of sealing material cannot be filled, such as between the holding barrel and the lens barrel, moisture is absorbed during that time. There were problems such as the possibility of seepage.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to ensure the integrity of a seal between a lens barrel and a holding barrel.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention is configured such that a lens barrel equipped with an objective optical system is movably inserted in an optical axis direction into a holding barrel connected to an imaging means at one end. A lens device for an endoscope that is inserted into an insertion hole formed in a distal end main body of an insertion portion of an endoscope, wherein the holding tube is a fitting portion of the holding tube to the lens barrel, and a portion that is fitted to the insertion hole. At least a part of the thick part is formed with the outer diameter side enlarged, and an annular concave groove is formed on the inner peripheral surface of the thick part, and a seal ring is attached to the concave groove. It is a feature.
[0012]
In order to improve the sealing performance, the seal ring must be mounted so as to be pressed against the outer peripheral surface of the lens barrel. Since the lens barrel is quite thin, the shape retention of this lens barrel In order to maintain the above condition, it is preferable to dispose a seal ring at a position corresponding to an optical component such as a lens mounted inside the lens barrel. Also, with the lens barrel incorporated in the holding barrel, a set screw is screwed in from the peripheral body of the distal end body to fix the holding barrel, but the mounting part of this set screw is on the tip side of the seal ring mounting part in the holding barrel. In this case, the seal ring is bent by the pressing force of the set screw, so that the pressure contact force of the seal ring becomes stronger and the sealing performance is improved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an appearance of a distal end portion of an insertion portion of an endoscope. In the drawing, reference numeral 1 denotes an insertion portion, and a distal end portion of the insertion portion 1 is a distal end hard portion 1a made of a hard member. The distal end hard portion 1a is bent in a desired direction over a predetermined length. An operable angle portion 1b is continuously provided, and although not shown, a flexible portion is continuously provided on the angle portion 1b. An illumination window 2 and an observation window 3 are provided on the distal end surface (or side surface) of the distal end hard portion 1a, a treatment instrument insertion channel 4 through which forceps and other treatment instruments are inserted is opened, and the observation window 3 is soiled. At times, a nozzle 5 for jetting a cleaning fluid, for example, cleaning water and pressurized air, toward the observation window 3 is provided.
[0014]
FIG. 2 shows a cross section of the distal end hard portion 1a. Here, the distal end hard portion 1a has a distal end main body 6 made of a member having high strength such as metal, and the distal end main body 6 is formed into a cylindrical portion 6a having a predetermined length in the axial direction by an annular portion. 6b. A leading edge ring 7 of the angle portion 1b is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the annular portion 6b, and the angle ring 7 is covered with a cover 8 composed of a net and a skin layer. . Further, an insulating cap 9 is fitted and fixed to a portion of the distal end surface of the distal end main body 6, so that the distal end main body 6 made of metal is held so as not to be exposed to the outside.
[0015]
The portion of the distal end rigid body 1a from the annular portion 6b of the distal end portion main body 6 to the angle ring 7 is a space, and the columnar portion 6a has the illumination window 2 facing the incident end of the light guide. An insertion hole (not shown) or the like forming the illumination mechanism mounting portion is formed, and an insertion hole 10 forming the observation mechanism mounting portion is formed at the site of the observation window 3. An image pickup unit 11 constituting an observation mechanism is inserted into 10. Also, a through hole 9a is provided in a portion of the insulating cap 9 where the imaging unit 11 is mounted. Here, the imaging unit 11 is composed of an objective optical system and imaging means. The objective optical system is mounted in a lens barrel 12, and a holding barrel 13 is fitted to the lens barrel 12. The holding cylinder 13 is provided with a filter 14 and a prism 15 for bending the optical path from the objective optical system by 90 °, and a solid-state imaging device 16 mounted on a substrate 16 a is joined to the prism 15. It is attached to. Further, a solid-state imaging device 16 as imaging means mounted on a substrate 16a is joined to the prism 15. Note that a configuration may be employed in which the solid-state imaging device is directly connected to the holding cylinder without providing a prism.
[0016]
The lens configuration of the objective optical system provided in the lens barrel 12 includes, for example, four lenses L ₁ , L ₂ , L ₃ and L ₄ . Among these lenses L _{1 to} L ₄ , the first lens L ₁ closest to the subject is a plano-concave lens having a flat surface on the object side and a concave surface on the image forming side. ing. The second lens L ₂ is located from the first lens L ₁ on the object side is a plano-convex lens having a convex surface facing the image side. Further the third lens _{L 3} and the fourth lens _{L 4} consists of a cemented lens. The first lens L ₁ and is provided with the light shielding plate 17 of the annular to the portion of the outer periphery side between the second lens L _2, and so as to keep unwanted light by the light shielding plate 17. The spacer 12a made of protrusions provided on the inner surface of the lens barrel 12 between the second lens L ₂ and third lens L ₃ is mounted, and between the spacers 12a and the third lens L ₃ Is provided with an aperture 18. The stopper ring 19 is provided at a position of the imaging side of the fourth lens L _4.
[0017]
Above the lens barrel 12 equipped with objective optics of being slidably inserted into the holding cylinder 13 to move the lens barrel 12 in the optical axis direction, the objective comprising a lens L ₁ ~L ₄ By adjusting the distance between the optical system and the light receiving surface of the solid-state imaging device 16, focus adjustment can be performed. After the focus adjustment is performed, the lens barrel 12 and the holding barrel 13 are fixed, and the lens barrel 12 and the holding barrel 13 are inserted into the insertion hole 10 provided in the distal end body 6 to be incorporated. Here, the lens barrel 12 is partially inserted into the holding cylinder 13, and a certain length on the tip side protrudes from the holding cylinder 13. Here, although the fitting length of the lens barrel 12 to the holding barrel 13 is slightly before and after due to focus adjustment, at least the center of gravity of the lens barrel 12 is inserted into the holding barrel 13. Thereby, the lens barrel 12 is stably held. A part of the holding cylinder 13 that is in contact with the inner wall of the insertion hole 10 is a part of the holding cylinder 13 that contacts the inner wall of the insertion hole 10 with a predetermined length including the position of the center of gravity of the entire imaging unit 11. That's it.
[0018]
Here, the lens L _{1 to} L ₄ mounted inside the lens barrel 12, particularly, an anti-fog function for preventing the occurrence of fogging or dew condensation on the concave surface of the first lens L ₁ located at the forefront thereof. in order to exert, provided by the first lens L ₁ is protruded from the end surface of the lens barrel 12, and the outer peripheral surface of the first lens L _1, and the inner surface of the through hole 9a of the insulating cap 9, a lens barrel The seal material 20 is filled in an annular gap between the tip end surface of the seal member 12 and the tip end surface of the seal member 20. Further, one sealing material 21 is filled so as to cover the entire surface of the solid-state imaging device 16 from the joint surface of the prism 15 at the base end portion of the holding cylinder 13, and further to cover a part of the substrate 16 a. Thus, the inside of the lens barrel 12 is sealed. However, in order to perform focus adjustment, the lens barrel 12 and the holding barrel 13 are slidable, so that this part cannot maintain perfect airtightness. It is not necessary that the airtightness at the tip of the lens barrel 12 be completely removed by the sealing material 20, but since the volume of the filling portion of the sealing material 20 is small, if air containing even a little moisture enters, the lens barrel 12 Water cannot enter the lens barrel 12 through the space between the lens barrel 12 and the holding barrel 13. In view of this, the seal function is provided between the lens barrel 12 and the holding barrel 13. However, the sealing at this portion is performed using a seal ring 22 instead of using a sealing material.
[0019]
As shown in FIG. 2, a prism 15 and a solid-state imaging device 16 mounted on a substrate 16a are arranged in a space from the annular portion 6a of the distal end portion main body 6 to a site of the angle ring 7 at the forefront. The fill factor is very high. On the other hand, the holding cylinder 13 is inserted through the cylindrical portion 6a of the distal end main body 6. Of the cross-sectional shapes in the optical axis direction of the imaging unit 11, the portion where the substrate 16a is located, that is, the portion XX of FIG. 2 is the largest, and the portion YY of the holding cylinder 13 has a cross-sectional shape of X It is considerably smaller than the site of -X.
[0020]
As described above, the highest filling rate in the insertion section 1 is at the position of X-X. Therefore, the outer diameter of the insertion section 1 is set based on this portion, and the outer diameter of the holding cylinder 13 is slightly increased. Even if it is increased, the diameter of the insertion portion 1 does not increase. In addition, the distal end main body 6 is provided with not only the observation window 3 but also the illumination window 2. If the illumination window 2 and the observation window 3 are not separated from each other to some extent, the illumination light from the illumination window 2 is directly transmitted to the observation window. Although the illumination window 2 and the observation window 3 need to be separated to some extent due to inconvenience such as entering the observation window 3, the lens barrel 12 faces the observation window 3. Therefore, the outer diameter of the portion on the distal end side of the holding cylinder 13 is increased to form a thick portion 13a, and the hole diameter of the insertion hole 10 formed in the cylindrical upper portion 6a of the distal end main body 6 is set to the thickness 13a. The dimensions are suitable for insertion.
[0021]
An annular concave groove 23 is formed on the inner surface of the thick portion 13 a of the holding cylinder 13, a seal ring 21 is mounted in the concave groove 23, and the inner surface of the holding cylinder 13 is The space between the lens barrel 12 and the outer surface is sealed. By the way, in order to sufficiently exert the sealing function of the seal ring 22, the seal ring 22 must be pressed against the concave groove 23 and the outer peripheral surface of the lens barrel 12 and bend to some extent. As described above, the thickness of the lens barrel 12 is considerably thin due to a demand for a reduction in the diameter of the insertion portion. When the seal ring 22 is pressed against the lens barrel 12, the lens barrel 12 may be pressed and deformed. is there.
[0022]
However, the lens barrel 12 has a plurality of lenses L ₁ ~L ₄ is mounted, for example, the third lens L ₃ is a lens of plano-concave, the outer peripheral surface and has a predetermined width. Therefore, since the third lens L ₃ has a very good shape-retaining property at this portion of the lens barrel 12, the mounting portion of the seal ring 22 in the holding barrel 13 is mounted by the third lens L ₃ of the lens barrel 12. By locating the seal ring 22 on the outer peripheral side of the part where the seal ring 22 is formed, the seal ring 22 can be mounted in a state where the seal ring 22 sufficiently exhibits a sealing function. Here, in order to perform the focus adjustment of the objective optical system, but is relatively slid in between the lens barrel 12 and the holding cylinder 13, the axial length of the outer peripheral surface of the third lens L ₃ is considerably and a long, also the movement amount for performing the focus adjustment and so about 0.4 mm, since it is very small movements, when performing the focus adjustment, the seal ring 22 is displaced from the position of the third lens L ₃ There is no fear. Also, placing the seal ring 22 to the position of reliably optical component may be configured such an intervening parallel plate between the third lens L ₃ and the second lens L _2.
[0023]
Further, the holding tube 13 incorporating the lens barrel 12 needs to be fixedly held at a predetermined position of the distal end hard portion 1a. For this purpose, a screw hole 24 is provided in the peripheral body of the distal end hard portion 1a. The holding screw 13 is fixed so that it does not move unintentionally by screwing a set screw 25 into the screw hole 24 and pressing the tip of the set screw 25 against the outer peripheral surface of the holding screw 13. Therefore, the contact portion of the holding screw 13 with the set screw 25 is located on the distal end side from the mounting portion of the seal ring 22. As a result, the portion to which the set screw 25 comes into contact becomes the thick portion 13a of the holding cylinder 13 having high strength. Therefore, even if the set screw 25 is strongly tightened, the holding mirror 13 and the lens mirror inserted into the holding cylinder 13 are fitted. There is no possibility that the cylinder 12 is deformed. Moreover, since the pressing force of the set screw 25 is received on the distal end side of the seal ring 22, a force acts in a direction in which the seal ring 22 is further bent by the pressing force of the set screw 25. The sealing property of this portion is further improved.
[0024]
Between the lens barrel 12 and the outer peripheral surface of the first lens L _1, and to cover a portion of the prism 15 and the solid-state imaging device 16 on the substrate 15 of the holding tube 13, and the sealing material 20, 21 respectively provided In addition, the inside of the lens barrel 12 is kept completely airtight by the seal members 20 and 21 and the seal ring 22 interposed between the lens barrel 12 and the holding barrel 13. Therefore, a gas that does not contain moisture, such as nitrogen gas, is sealed inside the lens barrel 12. Thus for supplying a cleaning liquid to the observation window 3, as the temperature of the first lens L ₁ facing the observation window 3 is rapidly lowered, the inner side surface of the lens barrel 12 of the first lens L _1, i.e. There is no danger of fogging or condensation on the concave surface. In addition, since the airtightness inside the lens barrel 12 is extremely high, gas containing no moisture does not leak out for a long period of time, and a stable anti-fog function can be exhibited for a very long period of time. become.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the fitting portion of the holding barrel to the lens barrel is a thick portion, an annular concave groove is formed on the inner surface side of the thick portion, and a seal ring is formed in the concave groove. Since the mounting structure is adopted, there is an effect that the sealing of the portion between the lens barrel and the holding barrel is completed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a distal end portion of an insertion section of an endoscope.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a distal end portion of an insertion portion according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insertion part 1a Tip part 3 Observation window 10 Insertion hole 11 Imaging unit 12 Lens barrel 13 Holding cylinder 13a Thick parts 20, 21 Sealing material 22 Seal ring 23 Groove 24 Screw hole 25 Set screw

Claims

A lens barrel equipped with an objective optical system is movably inserted in the optical axis direction into a holding barrel connected to an imaging means at one end, and is inserted into the end body of the insertion portion of the endoscope. In a lens device of an endoscope that is inserted into the hole, a thick portion in which an outer diameter side is at least a part of a portion fitted to the lens barrel of the holding cylinder, and at least a part of the portion inserted into the insertion hole is enlarged. A lens device for an endoscope, wherein an annular concave groove is formed in the inner peripheral surface of the thick portion, and a seal ring is mounted in the concave groove.

2. The lens device for an endoscope according to claim 1, wherein a concave groove on which the seal ring is mounted is arranged at a position on the outer periphery of a portion where the optical component is mounted in the lens barrel.

2. The endoscope according to claim 1, wherein a set screw is screwed into the distal end body of the holding cylinder, and the set screw is positioned at a distal end side of the seal ring mounting portion of the holding cylinder. 3. Mirror lens device.