JP4172845B2 - ズーム内視鏡 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、焦点距離可変の対物光学系を有するズーム内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
内視鏡によって粘膜面の顕微鏡的拡大観察を行うためには、対物光学系の焦点距離を長くする必要があるが、内視鏡の誘導操作のためには広角視野の方がよいので、ズーム内視鏡が用いられる。
【0003】
そのようなズーム内視鏡は、一般に、手元側操作部からの操作によって軸線方向に進退操作される操作ワイヤによって、挿入部の先端に内蔵された焦点距離可変の対物光学系を動作させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光学系の焦点距離が長くなると、焦点深度が浅くなってベストフォーカスの距離から少しずれただけで被写体がピンぼけになってしまう。
【0005】
そこで、粘膜面の顕微鏡的拡大観察を行う際には、被写体との距離を適切に保つために先端フードが用いられる場合が少なくない。
しかし、そのような近接拡大観察の際の距離確保に適した先端フードを挿入部先端に取り付けると、広角視野に切り換えたときに視野範囲の周辺部分が先端フードで遮られて、観察に支障が生じる不都合がある。
【0006】
そこで本発明は、近接拡大観察時には先端フードで被写体との距離を適切に保つことができ、かつ広角視野観察時には視野が遮られないズーム内視鏡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、本発明のズーム内視鏡は、挿入部の先端面に配置された観察窓内に焦点距離可変の対物光学系を内蔵したズーム内視鏡において、上記挿入部の先端部分を筒状に囲んで前方に突出する先端フードを軸線方向に進退可能に配設し、上記対物光学系の焦点距離の変化に連動して上記先端フードを進退させるようにしたことを特徴とする。
【0008】
なお、上記先端フードは、上記対物光学系の焦点距離が長くなるのにつれて上記先端部本体の先端面から前方に突出するようにするとよく、上記先端フードが上記先端部本体から前方に最も突出した状態の時、上記先端フードの先端面が上記対物光学系のベストフォーカス位置と一致するようにしてもよい。
【0009】
【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5はズーム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。
【0010】
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、ズーミング操作を行うためのズーム操作レバーである。
【0011】
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。
【0012】
図1と図2は挿入部1の先端部分を示しており、図1は近接拡大観察状態、図2は広角視野が得られる通常観察状態である。図中の12は、先端部本体10の先端面に開口する処置具挿通チャンネルである。
【0013】
観察窓11は先端部本体10の先端面に配置されていて、そこに対物光学系の第1レンズであるカバーレンズ20が嵌め込まれている。図示されていない照明窓は観察窓11と並んで配置されている。
【0014】
カバーレンズ20の内側には、対物レンズ群21と固体撮像素子24等が配置されていて、先端部本体10の前方の被写体像が固体撮像素子24の撮像面に結像される。
【0015】
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が後端部で直接嵌合して固定ネジ29で固定され、前側においては両筒27,28の間にスペース環30が介挿固着されていて、両筒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。
【0016】
カバーレンズ20は固定内筒28の先端に水密的に固定されていて、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。
【0017】
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。両枠34,35の間には第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。
【0018】
対物レンズ群21はレンズ筒36内に組み付け固定されており、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に対してネジ固定してもよい。
【0019】
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。
【0020】
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が配置されていて、その後方に信号ケーブル45が引き出されている。
【0021】
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、軸線周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。
【0022】
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57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2に示されるように後方(図において右方)にスライド駆動される。
【0023】
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に示されるようにスライド筒55が左方に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。
【0024】
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に先端がガタつき無く係合する第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。
【0025】
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。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。
【0026】
図3は、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、各ピン65,66,67は図1に示される近接拡大状態(長焦点距離)の位置にある。
【0027】
この近接拡大状態から操作部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2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。
【0028】
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が後方にスライドすると共に受像部枠35が前方にスライドして、カバーレンズ20を含めた対物レンズ群21の焦点距離が短くなる。
【0029】
このように、操作ワイヤ25を進退操作することによりズーミングとフォーカシングとが同時に行われて、例えば通常観察時には視野角が120°で観察距離が5〜100mm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。
【0030】
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。
【0031】
なお、第1のカム溝51の長さはカム筒50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。
【0032】
先端部本体10の先端部分を筒状に囲んで先端フード70が配置されている。この先端フード70は、先端部本体10の外周面に対して軸線方向にスライド自在に嵌合している。
【0033】
先端フード70は、先端部本体10に嵌合する金属製の内筒71と、その外面に嵌合する電気絶縁性のプラスチックからなる外筒72とを一体的に螺合結合して形成されている。なお、内筒71をセラミック等によって形成してもよい。
【0034】
そして、先端フード70とスライド筒55とが、連結ピン77によって連結されていて、スライド筒55が軸線方向に移動するとそれと共に先端フード70が移動するように構成されている。
【0035】
即ち、連結ピン77は、図4に拡大図示されるように、第1のピン65が螺合するネジ孔の上半部分にねじ込まれてスライド筒55と結合され、先端部本体10に軸線と平行方向に形成された長孔78内を通って、連結ピン77の頭部は内筒71に形成された孔にガタつきなく嵌合している。
【0036】
したがって、操作部2から操作ワイヤ25を進退操作して対物光学系の焦点距離を変化させると、それと共に先端フード70が軸線方向に移動し、図2に示される通常観察状態においては先端フード70の先端面Aの位置が先端部本体10の先端面と一致する。
【0037】
そして先端フード70は、対物光学系の焦点距離が長くなるにつれて先端部本体10の先端面から前方に突出し、先端フード70が先端部本体10から最も突出した状態の時には、先端フード70の先端面Aが、最も近接拡大の状態になっている対物光学系のベストフォーカス位置と一致するようになっている。
【0038】
したがって、通常観察時には先端フード70が引っ込んでいて広角視野を遮られることなく観察することができ、近接拡大時には、先端フード70の先端面Aを粘膜に軽く押し付ける状態にするだけで、非常に良くピントのあった良好な近接拡大観察を行うことができる。
【0039】
なお、連結ピン77と長孔78の部分に外部から水が侵入しないように、内筒71と外筒72との嵌合面及び先端部本体10と内筒71との嵌合面には、連結ピン77と長孔78の前後の位置に、各々シール用のOリング73,74,75,76が装着されている。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、挿入部の先端部分を筒状に囲んで前方に突出する先端フードを軸線方向に進退可能に配設し、対物光学系の焦点距離の変化に連動してフードを進退させるようにしたことにより、広角視野の通常観察時には視野が遮られないように先端フードを引っ込め、近接拡大観察時には先端フードを突出させて被写体との距離を適切に保つことができ、先端フードが先端部本体から最も突出した状態の時に先端フードの先端面が対物光学系のベストフォーカス位置と一致するようにすれば、先端フードの先端面を粘膜に軽く押し付ける状態にするだけで、非常に良くピントのあった良好な近接拡大観察を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の挿入部の先端部分の近接拡大観察状態の側面断面図である。
【図2】本発明の実施の形態の挿入部の先端部分の通常観察状態の側面断面図である。
【図3】本発明の実施の形態のカム溝の形状を示す展開図である。
【図4】図1におけるIV−IV断面図である。
【図5】本発明の実施の形態のズーム内視鏡の全体構成を示す外観図である。
【符号の説明】
1 挿入部
10 先端部本体
11 観察窓
20 カバーレンズ
21 対物レンズ群
24 固体撮像素子
25 操作ワイヤ
50 カム筒
55 スライド筒
70 先端フード
77 連結ピン
78 長孔
Claims (1)
- 挿入部の先端部本体の先端面に配置された観察窓内に焦点距離可変の対物光学系を内蔵すると共に、上記先端部本体の先端部分を筒状に囲んで前方に突出する先端フードを軸線方向に進退可能に配設して、上記対物光学系の焦点距離の変化に連動して上記先端フードを進退させるようにしたズーム内視鏡において、
上記先端フードが、上記先端部本体の外周面に嵌合する金属製の内筒と、その内筒の外面に嵌合する電気絶縁性のプラスチックからなる外筒とを一体的に結合して形成されていて、上記内筒には、上記先端フードを軸線方向に進退駆動するための駆動力が上記先端部本体内から伝達され、上記外筒は少なくとも上記内筒の外周面全体と先端面全体とを覆っていて、上記外筒の先端面が上記先端フードの先端面を形成し、
上記対物光学系の焦点距離が短い通常観察状態においては上記先端フードの先端面の位置が上記先端部本体の先端面と同面になり、上記対物光学系の焦点距離が長くなるのにつれて上記先端フードが上記先端部本体の先端面から前方に突出して、上記先端フードが上記先端部本体から前方に最も突出した状態の時、上記先端フードの先端面が上記対物光学系の拡大観察状態のベストフォーカス位置と一致するようにしたことを特徴とするズーム内視鏡。
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