JP4135822B2 - 内視鏡の観察像投影部 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学的像伝達手段によって伝達された内視鏡観察像を、投影レンズによって固体撮像素子の撮像面に投影して電気信号に変換するようにした内視鏡の観察像投影部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば眼科用の内視鏡等は、グレーデッド形光ファイバ（商品名：セルフォック形光ファイバ）によって手元側に伝達された内視鏡観察像を、投影レンズによって固体撮像素子の撮像面に投影して電気信号に変換し、テレビモニタに表示するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのような観察像投影部においては、レンズや機械部品の寸法のばらつき等によって固体撮像素子の撮像画面に投影される投影像の倍率が変動し、テレビモニタに表示される内視鏡観察画像の大きさが、同一機種の製品間でばらついてしまう不都合が生じる。
【０００４】
そこで本発明は、同一機種の製品間においてテレビモニタに表示される内視鏡観察画像の大きさのばらつきが小さく、安定した品質を得ることができる内視鏡の観察像投影部を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡の観察像投影部は、光学的像伝達手段によって伝達された内視鏡観察像を、投影レンズによって固体撮像素子の撮像面に投影して電気信号に変換するようにした内視鏡の観察像投影部において、上記光学的像伝達手段と上記投影レンズとの間の距離と、上記投影レンズと上記固体撮像素子の撮像面との間の距離のうち、投影倍率に与える影響の大きい方の距離を決定する部材の固定部には光学調整を行うための調整手段を設け、投影倍率に与える影響の小さい方の距離を決定する部材の固定部には調整手段を設けないことを特徴とする。
【０００６】
なお、上記光学調整が、上記投影レンズによって上記固体撮像素子の撮像面に投影される上記光学的像伝達手段の像射出端面の投影像のピント調整であってもよい。
【０００７】
そして、上記光学調整が、上記投影レンズによって上記固体撮像素子の撮像面に投影される上記光学的像伝達手段の像射出端面の投影像の光軸調整であってもよい。
【０００８】
また、上記投影レンズと上記固体撮像素子との間には光学的調整を行うための部材が設けられておらず、上記光学的像伝達手段と上記投影レンズとの間には光学的調整を行うための部材が設けられていてもよく、その場合、上記投影レンズと上記固体撮像素子との間に、電気絶縁部材が固定されていてもよい。
【０００９】
なお、上記光学的像伝達手段がグレーデッド形光ファイバであってもよく、或いはイメージガイドファイババンドルであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２は、眼科用内視鏡の全体構成を示しており、眼球部分に挿入される細くて短い針状の挿入部１の手元側に、操作者が把持するための把持部２が連結されている。
【００１１】
被写体の像は、挿入部１の先端に内蔵された対物光学系によって結像され、挿入部１内に挿通配置されたグレーデッド形光ファイバによって把持部２に伝達されてから、把持部２に内蔵された固体撮像素子によって電気信号に変換される。
【００１２】
把持部２は、可撓性ケーブル３によってコネクタ４と連結されており、内視鏡観察画像の撮像信号が、可撓性ケーブル３内に挿通された信号線によってコネクタ４に伝達され、信号コネクタ部５を介して、図示されていないビデオプロセッサに伝達されてテレビモニタに観察像が表示される。
【００１３】
６は、照明用ライトガイドファイバの入射端部を光源装置に接続するためのライトガイドコネクタ部であり、ライトガイドファイバはコネクタ内から可撓性ケーブル及び把持部２内を通って、射出端部が挿入部１の先端に配置されて被写体を照明するようになっている。
【００１４】
図１は把持部２を示している。挿入部１を外装するシース１５の基端部分が固着された把持部２の第１フレーム１６には、グレーデッド形光ファイバ１２の基端部分が固着されたファイバ受け１７が接合固着されている。
【００１５】
また、筒状の第２フレーム１８が第１フレーム１６にビス止めされて一体的に連結されている。挿入部１内においてグレーデッド形光ファイバ１２を囲んで配置された照明用ライトガイドファイババンドル２０は、ファイバ受け１７と第２フレーム１８とに形成された切り欠き部分を通って、把持部２内から可撓性ケーブル３内に引き通されている。
【００１６】
固体撮像素子１４は、管状部材からなる支持枠２２に、駆動回路等の電子部品２３と共に固定されている。支持枠２２の後端には、可撓性ケーブル３内に通された信号ケーブル２４が接続されている。
【００１７】
対物レンズ群１３を保持するレンズ枠２５は、筒状に形成された電気絶縁性の部材（絶縁部材）２６の先側の部分に嵌め込み接合されている。絶縁部材２６の後端部分は、端面を固体撮像素子１４のカバーガラス１４ａの表面に当接させた状態で支持枠２２に嵌合接着されている。したがって、固体撮像素子１４の撮像面と対物レンズ群１３（正確には対物レンズ群１３の主面）との位置関係は、絶縁部材２６の寸法によって決定される。
【００１８】
絶縁部材２６は、前方に伸び出すように配置された金属製のスリーブ２７に嵌合接着されている。スリーブ２７は、光学調整筒３０に後方から嵌挿されて、光学調整筒３０にねじ込まれた固定ネジ３３によって側方から押圧固定されている。
【００１９】
この光学調整筒３０は太径部と細径部とを有していて、第２フレーム１８内に緩く差し込まれた細径部の外径と第２フレーム１８の内径との間には例えば０．３ｍｍ程度の隙間が設けられている。
【００２０】
そして、第２フレーム１８に側方から例えば１２０°程度の間隔でねじ込まれた３個の尖り先ネジ３２の先端が、光学調整筒３０の細径部の外周面に形成されたＶ溝３１に係合している。
【００２１】
その結果、尖り先ネジ３２を締め込むことによって、光学調整筒３０の細径部と太径部との段差面が第２フレーム１８の後端面に押し付けられ、３個の尖り先ネジ３２の締め込み具合を調整することによって、第２フレーム１８に対する光学調整筒３０の軸線位置が移動し、グレーデッド形光ファイバ１２の像射出端面１２ａに対する対物レンズ群１３と固体撮像素子１４の光軸調整を行うことができる。
【００２２】
また、固定ネジ３３を緩めてスリーブ２７を軸線方向に移動させることによって、グレーデッド形光ファイバ１２の像射出端面１２ａに対して対物レンズ群１３と固体撮像素子１４が光軸方向に移動するので、固体撮像素子１４の撮像面におけるピント調整を行うことができる。
【００２３】
このように構成された把持部２の内部機構の周囲は、互いに螺合する前側ケース３４と後側ケース３５とによって外装されていて、内部に水等が入らないように嵌合部にはシール用のＯリング３６，３７が装着されている。
【００２４】
図３は、この実施の形態の光学系を略示しており、挿入部１の先端に内蔵された対物レンズ１１で結像された被写体の像がグレーデッド形光ファイバ１２により伝達され、対物レンズ群１３によって拡大されて固体撮像素子１４の撮像面に投影される。
【００２５】
このとき、グレーデッド形光ファイバ１２の像射出端面１２ａと対物レンズ群１３の前側主面との間の距離をａ、対物レンズ群１３の後側主面と固体撮像素子１４の撮像面との間の距離をｂ、対物レンズ群１３の焦点距離をｆとすると、
（１／ａ）＋（１／ｂ）＝（１／ｆ）
であり、投影倍率Ａは
Ａ＝（ｂ／ａ）
である。
【００２６】
ここでａ＜ｂなので、ａの誤差とｂの誤差とでは、ａの誤差の方が投影倍率Ａに与える影響が大きく、ａの僅かな誤差が固体撮像素子１４の撮像面においては大きなずれとなって現れる。
【００２７】
そこで、本発明においては、固体撮像素子１４への投影倍率Ａに与える影響が小さいｂは、調整をすることなく絶縁部材２６の部品精度にまかせ、投影倍率Ａに与える影響が大きいａ側において、ピント調整と光軸調整を行うようにしている。したがって、簡単な調整作業で精度の高い光学調整を行うことができる。
【００２８】
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、例えばグレーデッド形光ファイバ１２に代えてイメージガイドファイババンドルが用いられた内視鏡等に本発明を適用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、光学的像伝達手段と投影レンズとの間の距離と、投影レンズと固体撮像素子の撮像面との間の距離のうち、投影倍率に与える影響の大きい方の距離を決定する部材の固定部に光学調整を行うための調整手段を設けたので、同一機種の製品間においてテレビモニタに表示される内視鏡観察画像の大きさのばらつきが小さくて安定した品質を得ることができ、投影倍率に与える影響の小さい方の距離を決定する部材の固定部には調整手段を設けないので、光学調整は簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の内視鏡の把持部の側面断面図である。
【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光学系の略示図である。
【符号の説明】
１２ グレーデッド形光ファイバ
１３ 対物レンズ群
１４ 固体撮像素子
２６ 絶縁部材
３０ 光学調整筒
３２ 尖り先ネジ
３３ 固定ネジ

Claims (6)

1. 光学的像伝達手段によって伝達された内視鏡観察像を、投影レンズによって固体撮像素子の撮像面に等倍より大きな投影倍率で投影して電気信号に変換するようにした内視鏡の観察像投影部において、
   上記投影レンズが固定された電気絶縁部材から上記投影レンズの光軸方向に伸び出すように配置されたスリーブと、軸線位置が移動可能に配置されて上記スリーブが軸線方向に移動可能に嵌挿された光学調整筒と、上記光学調整筒に対する上記スリーブの軸線方向の位置及び上記光学調整筒の軸線の位置を各々固定するためのネジ手段とを備えることにより、上記光学的像伝達手段と上記投影レンズとの間の距離を決定する部材には光学調整を行うための調整手段が係合して設けられ、上記投影レンズと上記固体撮像素子との間の距離を決定する部材には調整手段が設けられずに、上記投影レンズと上記固体撮像素子とが同じ電気絶縁部材に対し共に動かせない状態に固定されていることを特徴とする内視鏡の観察像投影部。
2. 上記光学調整が、上記投影レンズによって上記固体撮像素子の撮像面に投影される上記光学的像伝達手段の像射出端面の投影像のピント調整である請求項１記載の内視鏡の観察像投影部。
3. 上記光学調整が、上記投影レンズによって上記固体撮像素子の撮像面に投影される上記光学的像伝達手段の像射出端面の投影像の光軸調整である請求項１又は２記載の内視鏡の観察像投影部。
4. 上記光学的像伝達手段がグレーデッド形光ファイバである請求項１、２又は３記載の内視鏡の観察像投影部。
5. 上記光学的像伝達手段がイメージガイドファイババンドルである請求項１、２又は３記載の内視鏡の観察像投影部。
6. 上記光学調整が、上記電気絶縁部材を上記光学的像伝達手段に対し移動させることにより行われる請求項１ないし５のいずれかの項に記載の内視鏡の観察像投影部。

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