JP5133786B2 - 対物レンズユニット、内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、第１の対物レンズを保持する第１の対物レンズ枠と、変倍レンズを移動自在に保持する移動レンズ枠と、内周面に移動レンズ枠が摺動する被摺動面が形成された第２の対物レンズを保持する第２の対物レンズ枠を具備する対物レンズユニット、内視鏡に関する。

近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野において広く利用されている。内視鏡は、細長い挿入部を管路内に挿入することによって、管路内を観察することができる。

また、内視鏡、例えば電子内視鏡の挿入部における挿入方向先端側の先端部内には、管路内を観察するための対物光学系や、該対物光学系を保持する対物レンズ枠等から構成された対物レンズユニットや、ＣＣＤ等の固体撮像素子を具備する撮像ユニット等が設けられているのが一般的であり、電子内視鏡は、固体撮像素子により、対物光学系によって結像された管路内の観察部位の像が撮像される構成になっている。

さらに、対物光学系における複数の対物レンズ群の内、少なくとも１つのレンズを、対物光学系の光軸方向に対して移動自在な移動レンズとすることにより、移動レンズを光軸方向に移動させて、対物光学系の観察部位に対する焦点深度や、結像倍率、視野角等の光学特性を可変できる、例えば１倍〜１００倍までの観察部位の表面に対する通常観察〜拡大観察までが可能な構成を具備するズーム内視鏡も周知であり、例えば特許文献１に開示されている。ズーム内視鏡を用いて観察を行えば、例えば医療用の内視鏡であれば、体腔内の観察部位における粘膜や毛細血管の構造等の観察を行うことができる。

図４は、従来の対物レンズユニットを具備する内視鏡における挿入部の先端部の内部の構成を概略的に示す部分断面図である。

具体的には、特許文献１には、図４に示すように、内視鏡の挿入部の挿入方向Ｓの先端側の先端部２１０内に、対物光学系を構成する複数の対物レンズの内、挿入方向Ｓの先端側に位置する前側レンズ群２２０を内周面に保持する第１の対物レンズ枠２２１が設けられている。

また、第１の対物レンズ枠２２１の外周面における挿入方向Ｓの中途位置には、階段状の段差部２２１ｄが形成されており、段差部２２１ｄの外周には、該段差部２２１ｄに形成された前側レンズ群２２０の径方向Ｒに沿った面２２１ｄｍに、先端面２２２ｓが当接するように、第２の対物レンズ枠２２２の挿入方向Ｓの先端側が嵌合されている。

第２の対物レンズ枠２２２は、前側レンズ群２２０よりも挿入方向Ｓの後方において、対物光学系を構成する複数の対物レンズの内、挿入方向Ｓの後端側に位置する後側レンズ群２２３を内周面に保持している。

さらに、第２の対物レンズ枠２２２は、後側レンズ群２２３よりも挿入方向Ｓの前方であって、前側レンズ群２２０よりも挿入方向Ｓの後方の領域における内周面に、対物光学系を構成する複数の対物レンズの内、移動レンズ２２４を内周面に保持する移動レンズ枠２２５が、挿入方向Ｓに対して前後に摺動移動自在に嵌入されている。尚、移動レンズ枠２２５は、図示しないワイヤやアクチュエータ等によって、挿入方向Ｓに対して前後に移動自在となっている。

また、第２の対物レンズ枠２２２の挿入方向Ｓの先端側の外周には、位置規制部材２９０が嵌合している。位置規制部材２９０は、第２の対物レンズ枠２２２とともに、移動レンズ枠２２５の挿入方向先端側の移動位置を規定している。

また、前側レンズ群２２０を保持する第１の対物レンズ枠２２１、後側レンズ群２２３を保持する第２の対物レンズ枠２２２、移動レンズ２２４を保持する移動レンズ枠２２５、位置規制部材２９０により、対物レンズユニット２００は構成されている。

このような対物レンズユニット２００の構成によれば、移動レンズ枠２２５が、第２の対物レンズ枠２２２の内周面における後側レンズ群２２３よりも挿入方向Ｓの前方であって前側レンズ群２２０よりも挿入方向Ｓの後方の領域において、図示しないワイヤやアクチュエータ等によって、挿入方向Ｓに対して前後に移動されることにより、対物光学系の観察部位に対する焦点深度や、結像倍率、視野角等の光学特性を可変することができる。
特開２００６−１８７５５４号公報

ところで、上述した図４に示したように、移動レンズ枠２２５は、第２の対物レンズ枠２２２の内周面において摺動移動自在に嵌合しているが、第２の対物レンズ枠２２２に対して移動レンズ枠２２５を組み付けた際、両枠間でガタ付きが発生してしまうと、第２の対物レンズ枠２２２の内周面に対して移動レンズ枠２２５が傾いてしまい、第２の対物レンズ枠２２２の内周面に対する移動レンズ枠２２５の摺動不良が生じてしまうといった問題があった。

尚、移動レンズ枠２２５の摺動不良は、通常、移動レンズ枠２２５、第２の対物レンズ枠２２２の強度を確保するため、それぞれステンレス等の金属で形成されていることから、両部材にガタ付きが生じていると余計に発生しやすい。

このような問題に鑑み、移動レンズ枠２２５の摺動性を向上させるため、移動レンズ枠２２５と第２の対物レンズ枠２２２との間に潤滑剤を注入する構成も考えられるが、内視鏡の挿入部が体腔内に挿入されると、体腔内は体外よりも温度が高いことから、潤滑剤によって、移動レンズ２２４等が曇ってしまう場合があるため、使用し難いといった問題があった。

ここで、潤滑剤を用いずに、第２の対物レンズ枠２２２に対する移動レンズ枠２２５の摺動性を向上させる構成としては、第２の対物レンズ枠２２２に対する移動レンズ枠２２５の嵌合長を長くすることが考えらえる。両枠間の嵌合長が長くなれば、両枠間のガタ付きを最小限に抑えることができるためである。

しかしながら、特許文献１に開示された構成においては、図４に示すように、第２の対物レンズ枠２２２は、挿入方向Ｓの先端側が、第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの外周面において、先端面２２２ｓが面２２１ｄｍに当接するよう嵌合されている。このことから、段差部２２１ｄの挿入方向Ｓに対する厚みＰ分、移動レンズ枠２２５は、第２の対物レンズ枠２２２の内周面に嵌合することができず、前側レンズ群２２０に対する後側レンズ群２２３の挿入方向Ｓにおける位置も規定されていることから、これ以上、第２の対物レンズ枠２２２に対する移動レンズ枠２２５の嵌合長を増やすことが構造上できないといった問題があった。

さらに、特許文献１に開示された構成においては、図４に示すように、第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの面２２１ｄｍに対する第２の対物レンズ枠２２２の先端面２２２ｓの当接によって、前側レンズ群２２０に対する後側レンズ群２２３の挿入方向Ｓに対する位置が規定されている。

しかしながら、面２２１ｄｍと先端面２２２ｓとの接触面積が小さいため、面２２１ｄｍと先端面２２２ｓとが、径方向Ｒにおいて平面精度が悪く形成されていると、面２２１ｄｍに対して先端面２２２ｓが少しでも傾いて当接してしまうと、両レンズ２２０、２２３間の挿入方向Ｓにおける位置がずれてしまうといった問題があった。即ち、面２２１ｄｍと先端面２２２ｓとの接触面積が小さいため、前側レンズ群２２０に対する後側レンズ群２２３の位置出し制御がし難いといった問題があった。

本発明の目的は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の対物レンズの内、第１のレンズ枠が保持する前側レンズ群に対する第２のレンズ枠が保持する後側レンズ群の位置精度を正確に確保できるとともに、第２のレンズ枠に対する移動レンズ枠のガタ付きを軽減させて、移動レンズ枠の摺動性を向上させることのできる構成を具備する対物レンズユニット、内視鏡を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の一態様による対物レンズユニットは、第１の対物レンズ群を保持するとともに、該第１の対物レンズ群の径方向に沿った突き当て面が形成された第１の対物レンズ枠と、前記第１の対物レンズ群と第２の対物レンズ群との間で光軸方向に沿って前後に移動させる移動レンズ枠と、内周面に前記移動レンズ枠が摺動する被摺動面を形成し、前記移動レンズ枠よりも後方に前記第２の対物レンズ群を保持する第２の対物レンズ枠と、前記第１の対物レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の外周に嵌合され、先端に前記移動レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の先端部を覆うように前記第１の対物レンズ群側に前記径方向に沿って折れ曲がった屈曲部が形成されるとともに、前記屈曲部の後端面に前記第２の対物レンズ枠の先端面が当接され、さらに前記屈曲部の前記突き当て面に平行な先端面が前記突き当て面に突き当てられた位置制御部材と、を具備し、前記屈曲部は、前記径方向において、前記位置制御部材の前記第２の対物レンズ枠と嵌合する部位の前記径方向の第１の肉厚に、前記第２の対物レンズ枠の前記位置制御部材と嵌合する部位の前記径方向の第２の肉厚を足した第４の肉厚よりも厚い第３の肉厚に形成されている。

また、本発明の一態様による内視鏡は、第１の対物レンズ群を保持するとともに、該第１の対物レンズ群の径方向に沿った突き当て面が形成された第１の対物レンズ枠と、前記第１の対物レンズ群と第２の対物レンズ群との間で光軸方向に沿って前後に移動させる移動レンズ枠と、内周面に前記移動レンズ枠が摺動する被摺動面を形成し、前記移動レンズ枠よりも後方に前記第２の対物レンズ群を保持する第２の対物レンズ枠と、前記第１の対物レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の外周に嵌合され、先端に前記移動レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の先端部を覆うように前記第１の対物レンズ群側に前記径方向に沿って折れ曲がった屈曲部が形成されるとともに、前記屈曲部の後端面に前記第２の対物レンズ枠の先端面が当接され、さらに前記屈曲部の前記突き当て面に平行な先端面が前記突き当て面に突き当てられた位置制御部材と、を具備し、前記屈曲部は、前記径方向において、前記位置制御部材の前記第２の対物レンズ枠と嵌合する部位の前記径方向の第１の肉厚に、前記第２の対物レンズ枠の前記位置制御部材と嵌合する部位の前記径方向の第２の肉厚を足した第４の肉厚よりも厚い第３の肉厚に形成されている対物レンズユニットを、細長な挿入部の挿入方向の先端側の内部に具備する。

本発明によれば、複数の対物レンズの内、第１のレンズ枠が保持する前側レンズ群に対する第２のレンズ枠が保持する後側レンズ群の位置精度を正確に確保できるとともに、第２のレンズ枠に対する移動レンズ枠のガタ付きを軽減させて、移動レンズ枠の摺動性を向上させることのできる構成を具備する対物レンズユニット、内視鏡を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施の形態の対物レンズユニットを具備する内視鏡と周辺装置とから構成された内視鏡システムの構成の概略を示す図である。

図１に示すように、内視鏡システム１は、内視鏡２と周辺装置１５０とにより主要部が構成されている。内視鏡２は、操作部８と、挿入部７と、ユニバーサルコード９と、コネクタ１０とから主要部が構成されている。

周辺装置１５０は、光源装置３と、ビデオプロセッサ５と、モニタ６とから主要部が構成されている。また、このような構成を有する内視鏡２と周辺装置１５０とは、ユニバーサルコード９の先端に設けられたコネクタ１０により互いに接続されている。

内視鏡２の操作部８に、湾曲操作ノブ１４と、スイッチ１７と、送気送水操作釦１５と、吸引操作釦１６と、グリップ部１８に設けられた挿入部７内の図示しない処置具挿通路を兼ねた吸引管路に連通する処置具挿入口１１ｂとが配設されている。

内視鏡２の挿入部７は、挿入方向Ｓの先端側（以下、単に先端側と称す）から順に、先端部１２と湾曲部１３と可撓管部２１とにより構成されている。湾曲部１３は、操作部８に設けられた湾曲操作ノブ１４により湾曲操作されるものである。

先端部１２の先端側の先端面に、後述する対物レンズユニット３３における後述する前側レンズ群５３（いずれも図２参照）の先端側に位置する観察窓１９が配設されている。

また、先端部１２の先端面に、観察窓１９の表面に水や空気等の流体を噴きつけて観察窓１９の表面を洗浄する観察窓洗浄口２２と、照明窓２０と、図示しない吸引管路の先端開口１１ａと、観察部位に対して水や空気等の流体を供給する観察物洗浄口２３とが配設されている。

内視鏡２のユニバーサルコード９の先端に、コネクタ１０が設けられ、このコネクタ１０は、接点コネクタ部１０ａが光源装置３に電気的に接続される。さらに、コネクタ１０の電気コネクタ４ｂに、光源装置３をビデオプロセッサ５に電気的に接続するための接続ケーブル４の一端が電気的に接続される。尚、接続ケーブル４の他端は、ビデオプロセッサ５の電気コネクタ４ａに電気的に接続される。

ライトガイドは、コネクタ１０の接点コネクタ部１０ａから、ユニバーサルコード９内、操作部８内及び挿入部７内を介して先端部１２内の照明窓２０に近接する位置まで挿通されており、光源装置３からの照明光を照明窓２０に送り、照明光を、照明窓２０を介して観察部位に拡開照射するものである。

また、信号ケーブル４５は、先端部１２内に設けられた後述する撮像素子ユニット３２の後述する固体撮像素子３６に電気的に接続された後述する基板４１（いずれも図２参照）から、挿入部７内、操作部８内及びユニバーサルコード９内を介して、コネクタ１０内の電気コネクタ４ｂまで挿通されており、固体撮像素子３６で撮像した像の電気信号を、ビデオプロセッサ５へと伝達するものである。

尚、ビデオプロセッサ５とモニタ６とは、図示しないケーブルにより電気的に接続されており、ビデオプロセッサ５へ固体撮像素子３６から伝送された画像は、モニタ６に表示される。

次に、先端部１２内に設けられた対物レンズユニットの構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態の対物レンズユニットを具備する撮像装置を、移動体ユニットとともに示す断面図である。

図２に示すように、撮像装置３０は、対物レンズユニット３３と、撮像素子ユニット３２とにより主要部が構成されている。

対物レンズユニット３３は、前群レンズ枠５２と、後群レンズ枠５４と、可動レンズ枠５６と、位置制御枠５８と、前側レンズ群５３、後側レンズ群５５と、可動レンズ５７とにより主要部が構成されている。

第１の対物レンズ枠である前群レンズ枠５２は、光軸方向Ｏに沿って、第１の対物レンズ群である前側レンズ群５３を内周面に保持している。

また、前群レンズ枠５２の光軸方向Ｏに沿った中途位置、具体的には、観察窓１９の光軸方向Ｏの後端側（以下、単に後端側と称す）に、前群レンズ枠５２の光軸方向Ｏに沿った先端側（以下、単に先端側と称す）の内周面よりも後端側の内周面の径を小さくする段差部１０３が形成されており、段差部１０３の後端側の前側レンズ群５３の径方向Ｒに沿った面に、突き当て面７９が形成されている。

また、前群レンズ枠５２の段差部１０３よりも後端側の外周に、変倍レンズである可動レンズ５７を前側レンズ群５３よりも光軸方向Ｏの後方（以下、単に後方と称す）に保持する移動レンズ枠である可動レンズ枠５６が嵌合されている。

可動レンズ枠５６は、前側レンズ群５３よりも後方において、後述する移動体ユニット３４により、スイッチ１７からの信号に応じて、可動レンズ５７を、光軸方向Ｏに沿って前後に移動させるものである。

また、可動レンズ枠５６は、後述する後群レンズ枠５４の光軸方向Ｏに沿った範囲内であって、後述する後側レンズ群５５よりも光軸方向Ｏの前方（以下、単に前方と称す）において、摺動移動自在となっている。

さらに、可動レンズ枠５６の先端側及び後端側の外周における後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈに摺動する摺動面８１は、該摺動面８１の全周に沿って円形状に形成されているとともに、被摺動面５４ｈと同形状に形成されている。

これは、可動レンズ枠５６が後群レンズ枠５４に対して、仮にガタ付いて組み付けられてしまった際、可動レンズ枠５６の外周において被摺動面５４ｈに接触する位置は、先端側及び後端側となる。

ここで、従来は、先端側または後端側に、可動レンズ枠５６の柄が形成されていたため、可動レンズ枠５６を削り出しで形成すると、柄によって先端側及び後端側における全周形状を円形状に形成できず、柄の形成に起因するカット面の角部により、被摺動面５４ｈに対する可動レンズ枠５６の摺動性が悪いといった問題があった。

ところが、本実施の形態のように、先端側及び後端側の摺動面８１が、該摺動面８１の全周に沿って円形状に形成されているとともに、被摺動面５４ｈと同形状に形成されていると、可動レンズ枠５６が後群レンズ枠５４に対してガタ付いて組み付けられていたとしても、両面５４ｈ、８１間の摩擦が小さくなるため、従来よりも摺動性を向上させることができる。

また、可動レンズ枠５６が後群レンズ枠５４に対してガタ付きなく組み付けられている場合であっても、後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６の摺動性は、両面５４ｈ、８１間の摩擦が小さくなるため、摺動面８１によって向上される。

さらに、可動レンズ枠５６の外周に、可動レンズ枠５６が光軸方向Ｏに摺動移動する際、摺動面８１が摺動する被摺動面５４ｈが内周面に形成されるとともに、可動レンズ５７よりも後方に、第２の対物レンズ群である後側レンズ群５５を保持する第２の対物レンズ枠である後群レンズ枠５４が嵌合されている。尚、後群レンズ枠５４は、径方向Ｒにおいて、第２の肉厚Ｍ２に形成されている。

また、後群レンズ枠５４の先端側の外周に、位置制御部材である位置制御枠５８が嵌合されている。位置制御枠５８は、先端に、可動レンズ枠５６の先端面５６ｓ及び後群レンズ枠５４の先端面５４ｓを覆うように、径方向Ｒに前側レンズ群５３側に垂直に折れ曲がった屈曲部１０２を有している。

具体的には、屈曲部１０２の光軸方向Ｏの先端面（以下、単に先端面と称す）８０が、前群レンズ枠５２の段差部１０３の突き当て面７９に当接されるとともに、屈曲部１０２の径方向Ｒにおける前側レンズ群５３に対向する嵌合面７８が、前群レンズ枠５２の段差部１０３よりも後端側の外周面に当接されることにより、位置制御枠５８は、後群レンズ枠５４の先端側の外周及び前群レンズ枠５２の段差部１０３よりも後端側の外周面に嵌合されている。

従来は、上述した図４に示したように、本実施の形態における後群レンズ枠５４に相当する第２の対物レンズ枠２２２に撮像装置３０を固定するＶ溝１０１が形成されているが、本実施の形態のように、位置制御枠５８に形成することで、後群レンズ枠５４がネジの締め付けに伴って変形し、後群レンズ枠５４と可動レンズ枠５６との間にガタ付きが発生し、可動レンズ枠５６の摺動性が低下してしまうことが防止されている。よって、後群レンズ枠５４の外周に、位置制御枠５８が嵌合されていることによっても、後群レンズ枠５４と可動レンズ枠５６との間に発生するガタ付きが防止されている。

また、位置制御枠５８は、径方向Ｒにおいて、後群レンズ枠５４の第２の肉厚Ｍ２よりも厚い第１の肉厚Ｍ１（Ｍ１＞Ｍ２）に形成されている。これは、ネジが螺合するＶ溝１０１が形成された位置制御枠５８の強度を向上させるためである。

さらに、屈曲部１０２は、径方向Ｒにおいて、位置制御枠５８の第１の肉厚Ｍ１と後群レンズ枠５４の第２の肉厚Ｍ２とを足した第４の肉厚Ｍ４よりも大きな第３の肉厚Ｍ３に形成されている（Ｍ３＞Ｍ１＋Ｍ２＝Ｍ４）。

このことにより、上述した図４に示したように、従来の前群レンズ枠５２に相当する第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの面２２１ｄｍに対する、後群レンズ枠５４に相当する第２の対物レンズ枠２２２の先端面２２２ｓの当接面積よりも、大きな当接面積を有して、屈曲部１０２の先端面８０は、前群レンズ枠５２の段差部１０３の突き当て面７９に当接している。

ここで、位置制御枠５８の屈曲部１０２の後端面１０４に後群レンズ枠５４の先端面５４ｓが当接している。よって、屈曲部１０２の先端面８０が突き当て面７９に当接していることにより、屈曲部１０２によって、前群レンズ枠５２が保持する前側レンズ群５３と、後群レンズ枠５４が保持する後側レンズ群５５との光軸方向Ｏの位置が規定されている。

尚、従来においては、第２の対物レンズ枠２２２の先端面２２２ｓが、第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの面２２１ｄｍに当接することにより、前側レンズ群に対する後側レンズ群の光軸方向Ｏの位置が規定されていた。

このことから、上述したように、屈曲部１０２の先端面８０は、前群レンズ枠５２の段差部１０３の突き当て面７９に、従来のレンズ間の位置決めを行う枠２２２、２２１間の接触面積よりも大きな面積を以て当接していることから、言い換えれば、レンズ間の位置決めを行う先端面８０と突き当て面７９とは、従来のレンズ間の位置決めを行う枠２２２、２２１の面２２２ｓ、２２１ｄｍよりも大きな面に形成されていることから、各面８０、７９の平面精度を従来よりも高く形成できるため、両面７９、８０は精度良く当接する。よって、従来よりも前側レンズ群５３に対する後側レンズ群５５の位置出し制御が容易になる。

また、後群レンズ枠５４の先端面５４ｓが屈曲部１０２の後端面１０４に当接しているとともに、可動レンズ枠５６は、後群レンズ枠５４の光軸方向Ｏに沿った範囲内において、被摺動面５４ｈに嵌合していることを考慮すると、屈曲部１０２の光軸方向Ｏに沿った厚みＱは、上述した図４に示した従来の第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの光軸方向Ｏに沿った厚みＰよりも小さくなる（Ｑ＜Ｐ）。

よって、Ｐ−Ｑの光軸方向Ｏに沿った厚さ分、本実施の形態においては、図４に示す従来よりも後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６の嵌合長が長くなっている。よって、後群レンズ枠５４と可動レンズ枠５６との間に、図４に示す従来の構成よりもガタ付きが生じ難い構成となっている。尚、屈曲部の厚みＱは、薄ければ薄いほど、後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６の嵌合長が長くなる。

位置制御枠５８の後端面に、可動レンズ枠５６の柄５６ｅの先端面が当接することにより、光軸方向Ｏに摺動移動する可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏにおける最も先端側の位置を規定する位置規定面５８ｋが形成されている。

また、後群レンズ枠５４の光軸方向Ｏに沿った中途位置、具体的には、位置制御枠５８の後端面よりも後方に、位置調整リング５９が嵌合されている。位置調整リング５９は、可動レンズ枠５６の柄５６ｅの光軸方向Ｏに沿った後端面（以下、単に後端面と称す）が当接されることにより、光軸方向Ｏに摺動移動する可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏにおける最も後端側の位置を規定する。

さらに、後群レンズ枠５４の後方に、撮像素子ユニット３２が設けられている。具体的には、後群レンズ枠５４の位置調整リング５９よりも後端側の外周に、撮像素子保持枠４３の先端側が嵌合しており、撮像素子保持枠４３の内周面には、光学レンズ４２が固定されており、光学レンズ４２の後端面には、光学レンズ３９が貼着されている。さらに、光学レンズ３９の後端面に、固体撮像素子３６が貼着されている。

また、固体撮像素子３６には、基板４１が電気的に接続されており、基板４１には、信号ケーブル４５の先端側から延出した複数本のリード線４６が電気的に接続されている。

撮像素子保持枠４３の後端側の外周に、光軸方向Ｏに沿って光学レンズ３９、４２、固体撮像素子３６、基板４１を覆う長さを有する補強枠４９が嵌合されており、補強枠４９の外周に、先端側が補強枠４９の先端側とともに、撮像素子保持枠４３の後端側の外周に固定され、後端側が信号ケーブル４５の先端側の外周に固定された熱収縮チューブ５０が、光学レンズ３９、４２、固体撮像素子３６、基板４１を覆うように被覆されている。尚、熱収縮チューブ５０の内部には、封止樹脂４８が充填されている。

ここで、上述したように、可動レンズ枠５６は、移動体ユニット３４により、光軸方向Ｏに対して前後に摺動移動自在となっている。具体的には、位置制御枠５８の位置規定面５８ｋが設けられた部位に、光軸方向Ｏに沿って第１の貫通孔５８ｈが形成されており、該第１の貫通孔５８ｈに、外周にバネ７４が被覆された芯金部材７５が嵌入されて芯金部材７５の先端側が固定されている。

また、可動レンズ枠５６の柄５６ｅにも、第１の貫通孔５８ｈに対向するよう、光軸方向Ｏに沿って第２の貫通孔５６ｈが形成されており、該第２の貫通孔５６ｈには、芯金部材７５の後端側が遊嵌状態で嵌入している。また、バネ７４の後端面は、第２の貫通孔５６ｈの先端面５６ｋに固定されている。よって、バネ７４は、常時可動レンズ枠５６を後方に付勢している。

可動レンズ枠５６の柄５６ｅの後端面に、押圧部材位置制御部材７０が当接しており、押圧部材位置制御部材７０の内部には、光軸方向Ｏに所定の長さを有する押圧パイプ６８の先端側が固定されている。尚、押圧部材位置制御部材７０は、柄５６ｅに対して当接離間自在となっている。また、押圧パイプ６８は、後群レンズ枠５４に光軸方向Ｏに沿って形成された第３の貫通孔５４ｇに嵌入している。

押圧パイプ６８の光軸方向Ｏに沿った中途位置の外周に、例えば金属から形成されたガイドパイプ６３の先端側が、第３の貫通孔５４ｇの内部において被覆している。尚、押圧パイプ６８は、ガイドパイプ６３の内部において、光軸方向Ｏに移動自在となっている。

ガイドパイプ６３の後端側の内周に、光軸方向Ｏに所定の長さを有する絶縁パイプ６４の先端側が嵌入されて固定されている。また、絶縁パイプ６４の後端部に、カシメ部材６６が固定されており、該カシメ部材６６に、ケーブル６７の先端側が固定されている。

さらに、位置制御枠５８、柄５６ｅ、押圧部材位置制御部材７０、ガイドパイプ６３の先端側の外周は、カバー７６によって覆われており、また、ガイドパイプ６３のカバー７６によって覆われた部位を除く部位、絶縁パイプ６４、カシメ部材６６、ケーブル６７の外周は、カバーチューブ７３によって覆われている。

また、ガイドパイプ６３の内部において、押圧パイプ６８の後端面と、絶縁パイプ６４の先端面との間に、バネ６２が設けられている。バネ６２は、常時押圧パイプ６８を光軸方向Ｏの前方（以下、単に前方と称す）に押圧する。尚、バネ６２の付勢力は、バネ７４の付勢力よりも強い付勢力を有している。

また、ガイドパイプ６３の内部、押圧パイプ６８の内部及び絶縁パイプ６４の内部に、光軸方向Ｏに沿って、ワイヤ状の形状記憶合金（以下、ＳＭＡと称す）６１が挿通されている。ＳＭＡ６１の先端は、押圧部材位置制御部材７０の内部において、押圧パイプ６８の先端側に、抜け止め部材６９によって固定されており、後端は、カシメ部材６６に固定されている。

ＳＭＡ６１は、該ＳＭＡ６１に、ケーブル６７から電流が供給されると、光軸方向Ｏに収縮するようになっている。

よって、通常は、ＳＭＡ６１に電流が供給されない状態で、バネ６２が押圧パイプ６８を前方に押圧することにより、押圧部材位置制御部材７０が可動レンズ枠５６の柄５６ｅに当接して、柄５６ｅが位置制御枠５８の位置規定面５８ｋに当接することにより、可動レンズ枠５６は、光軸方向Ｏにおいて、最も先端側に位置している。即ち、可動レンズ枠５６は、可動レンズ５７が最も前側レンズ群５３に近接する位置に移動している。

この位置から、可動レンズ枠５６を後方に移動させる際は、ＳＭＡ６１に、ケーブル６７から、可動レンズ枠５６の移動量に対応した電流が供給される。その結果、ＳＭＡ６１は、光軸方向Ｏに所定量収縮する。その後、可動レンズ枠５６は、柄５６ｅに押圧部材位置制御部材７０が当接した状態で、バネ７４に付勢されて、後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈ内において、摺動面８１が当接した状態で後方に摺動移動する。また、押圧パイプ６８は、ガイドパイプ６３の内部において、バネ６２の前方への付勢に抗してバネ６２を押し潰すように、後方に移動する。

ここで、ＳＭＡ６１に、可動レンズ枠５６が最も後端側に位置する量の電流が供給された場合には、ＳＭＡ６１の収縮に伴い、可動レンズ枠５６は、柄５６ｅに押圧部材位置制御部材７０が当接した状態で、バネ７４に付勢されて後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈ内において、摺動面８１が当接した状態で後方に摺動移動する。

その後、柄５６ｅの後端面が、位置調整リング５９に当接すると、可動レンズ枠５６は、バネ７４によって、柄５６ｅが位置調整リング５９に付勢された状態において、可動レンズ枠５６の最も後端側の位置に、具体的には、可動レンズ５７が後側レンズ群５５に最も近接する位置に、移動位置が規定される。

尚、柄５６ｅが位置調整リング５９に当接した後は、柄５６ｅから押圧部材位置制御部材７０は離間し、押圧パイプ６８が、ガイドパイプ６３の内部において、バネ６２の前方への付勢に抗してバネ６２をさらに押し潰すように、さらに後方に移動する。

最後に、ＳＭＡ６１への電流の供給が停止されると、押圧パイプ６８は、バネ６２に前方へ付勢されて、押圧部材位置制御部材７０が柄５６ｅに当接するとともに、柄５６ｅが、位置規定面５８ｋに当接するまで、可動レンズ枠５６は、バネ７４の後方への付勢に抗して、後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈ内において、摺動面８１が当接した状態で前方に移動する。

このようにして、可動レンズ枠５６は、後群レンズ枠５４の内部において、摺動面８１が被摺動面５４ｈに当接した状態で、光軸方向Ｏの前後に摺動移動する。

このように、本実施の形態においては、後群レンズ枠５４の外周面に、位置制御枠５８が嵌合しており、位置制御枠５８の先端側に、径方向Ｒにおいて、前側レンズ群５３側に垂直に、後群レンズ枠５４の先端面５４ｓ及び可動レンズ枠５６の先端面５６ｓを覆うように屈曲するとともに、先端面８０が前群レンズ枠５２の段差部１０３の突き当て面７９に当接するとともに、嵌合面７８が、前群レンズ枠５２の段差部１０３よりも後端側の外周面に当接される屈曲部１０２が形成されていると示した。

また、屈曲部１０２の先端面８０の突き当て面７９に対する当接面積は、本実施の形態の前群レンズ枠に相当する従来の第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの面２２１ｄｍに対する本実施の形態の後群レンズ枠に相当する従来の第２の対物レンズ枠２２２の先端面２２２ｓの当接面積よりも大きいと示した。

また、従来において、第２の対物レンズ枠２２２の先端面２２２ｓが第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの面２２１ｄｍに当接することにより行っていた、前側レンズ群５３に対する後側レンズ群５５の光軸方向Ｏにおける位置決めを、本実施の形態においては、屈曲部１０２で行うと示した。具体的には、屈曲部１０２の後端面１０４に、後群レンズ枠５４の先端面５４ｓが当接するとともに、先端面８０が突き当て面７９に当接することにより行うと示した。

さらに、本実施の形態においては、可動レンズ枠５６は、後群レンズ枠５４の光軸方向Ｏに沿った範囲内であって、後側レンズ群５５よりも前方において、移動自在となっていると示した。

また、後端面１０４に後群レンズ枠５４の先端面５４ｓが当接する屈曲部１０２の光軸方向Ｏに沿った厚みＱは、本実施の形態の後群レンズ枠に相当する第２の対物レンズ枠２２２が当接する第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの光軸方向Ｏに沿った厚みＰよりも小さいと示した。

このことによれば、屈曲部１０２の先端面８０が、突き当て面７９に従来よりも大きな面積を以て当接していることから、言い換えれば、先端面８０と突き当て面７９とは、大きな面に形成されていることから、各面８０、７９を、平面精度を高くして形成できるため、先端面８０と突き当て面７９との当接により行う、前側レンズ群５３に対する後側レンズ群５５の位置出し制御が容易になる。

また、屈曲部１０２の光軸方向Ｏに沿った厚みＱが、第１の対物レンズ枠２２１の段差部２２１ｄの光軸方向Ｏに沿った厚みＰよりも小さいことにより、Ｐ−Ｑの光軸方向Ｏに沿った厚さ分、本実施の形態においては、図４に示す従来よりも後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６の嵌合長が長くなることから、後群レンズ枠５４と可動レンズ枠５６との間にガタ付きが生じ難くなる。

以上から、前群レンズ枠５２が保持する前側レンズ群５３に対する後群レンズ枠５４が保持する後側レンズ群５５の位置精度を正確に確保できるとともに、後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６のガタ付きを軽減させて、可動レンズ枠５６の摺動性を向上させることのできる構成を具備する対物レンズユニット３３、内視鏡２を提供することができる。

尚、本実施の形態においては、移動レンズ枠５６は、ＳＭＡ６１を具備する移動体ユニット３４によって光軸方向Ｏに移動させると示したが、ワイヤまたはアクチュエータを具備する移動体ユニットによって移動させても構わないことは勿論である。

図３は、図２の構成とは異なる構成を有する対物レンズユニットを具備する撮像装置の変形例の構成を、移動体ユニットとともに示す断面図である。

この図３に示す撮像装置及び移動体ユニットの構成は、上述した図２に示した撮像装置及び移動体ユニットと比して、数カ所、構成が異なる。よって、この相違点のみを説明し、図２に示した撮像装置及び移動体ユニットと同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

ところで、通常は、可動レンズ枠５６の内周面は、不要光の進入による光学フレアの発生を防ぐ目的から、黒色に塗られているが、黒色に塗布する際には、塗布工程の効率化を図ると、内周面のみならず可動レンズ枠５６の外周面も黒色に塗布されてしまうといった問題があった。

よって、塗布後は、外周面に塗布されてしまった黒色の材料を後の工程において削ることにより取り除いているが、切削によって、可動レンズ枠５６の外周面に細かな凹凸が形成されてしまい、後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈに対する可動レンズ枠５６の摺動性が、凹凸によって低下してしまうといった問題があった。

このような問題に鑑み、図３に示すように、不要光の進入により光学フレアが発生しやすい可動レンズ枠５６の位置のみに、具体的には、可動レンズ枠５６の後端面において、可動レンズ５７を平面視した状態で囲む位置のみに、フレア絞り８３を設ければ、フレア絞り８３によって、光学フレアが防止されるため、可動レンズ枠５６を、黒色に塗布する必要がなくなることから、後群レンズ枠５４の被摺動面５４ｈに対する可動レンズ枠５６の摺動性が向上する。

ところで、通常、光軸方向Ｏに摺動移動する可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏにおける最も後端側の位置を規定する、即ち可動レンズ５７の近点位置を規定する位置調整リング５９は、組立工程において、位置調整リング５９が嵌合された後群レンズ枠５４に形成された図示しない傾斜面を利用して光軸方向Ｏに組立者によって治具を用いて摺動移動されて位置が調整された後、該位置が固定されていた。

尚、この際、位置調整リング５９の位置調整は、組立者は、可動レンズ枠５６の柄５６ｅの後端面を位置調整リング５９に当接させた状態において、撮像素子ユニット３２によって撮像され、モニタ６に表示された画像の解像度から判断して行っていた。

しかしながら、この調整方法では、組立者は、位置調整リング５９を光軸方向Ｏに対して摺動移動させて調整することから、位置調整リング５９の移動量の微調整が難しいといった問題があった。尚、位置調整リング５９の微調整を行う必要があるのは、位置調整リング５９は、可動レンズ５７の近点位置を規定するものであることから、少しのズレでも撮像された画像の倍率や焦点が大きく変化してしまうためである。

このような問題に鑑み、図２に示すように、位置調整リング５９が嵌合される後群レンズ枠５４の外周面の位置に、ネジ５４ｎを形成し、位置調整リング５９がネジ５４ｎに螺合する構成とした。

このことによれば、組立の際、組立者は、位置調整リング５９を回転させるのみで、位置調整リング５９の光軸方向Ｏに対する位置の微調整を行うことができることから、組立の際、可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏにおける最も後端側の位置を、精度良く調整することができる。尚、位置調整リング５９の位置調整後は、位置調整リング５９の位置は固定される。

ところで、通常、前側レンズ群５３の光軸方向Ｏにおける最も先端側に位置する観察窓１９の視野角は、１４０°程度であるが、観察窓１９に、１７０°程度の広角の視野角を有するレンズを用いる場合がある。

この場合、画角が広くなることから、モニタ６に表示される撮像画像の４隅等に、黒い影（以下、ケアレと称す）が発生してしまう場合があった。よって、従来は、図３に示すように、前群レンズ枠５２の段差部１０３の先端面と観察窓１９の後端面との間に嵌入されている絞り板１１０の光軸方向Ｏに対する厚さを変えて、観察窓１９と、該観察窓１９以外の前側レンズ群５３との光軸方向Ｏに対する距離を調整して画角を調整することにより、ケアレの発生を防止していた。

しかしながら、絞り板１１０の厚さを変更するには、その都度、観察窓１９を着脱する必要があり、レンズを着脱するのは大変作業が煩雑であるといった問題があった。

このような問題に鑑み、図３に示すように、前群レンズ枠５２の段差部１０３の後端面７９と、位置制御枠５８の屈曲部１０２の先端面８０との間に、挿抜自在なスペーサ１１１を設けた。スペーサ１１１は、該スペーサ１１１の厚さを交換することによって、前側レンズ群５３に対する後側レンズ群５５の光軸方向Ｏに対する位置を調整することにより、画角を調整してケアレの発生を防止する。

このような構成によれば、前群レンズ枠５２に対して位置制御枠５８を取り外して、スペーサ１１１を所定の厚さのスペーサに交換し、前群レンズ枠５２に対して位置制御枠５８を装着するのみで、画角の調整を行えることができることから、前群レンズ枠５２から観察窓１９を着脱するよりも、はるかに簡単な作業によって、画角を調整することができる。

ところで、従来は、図２に示すように、位置制御枠５８固定用のネジが螺合されるＶ溝１０１は、位置制御枠５８において、可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏに対する移動領域に対して平面視した状態で重畳する領域に設けられていた。

しかしながら、この構成においては、Ｖ溝１０１にネジが螺合された際、位置制御枠５８が変形してしまうことに伴い、後群レンズ枠５４も変形してしまう場合があり、後群レンズ枠５４に対する可動レンズ枠５６の摺動性が低下してしまう場合があった。

そこで、図３に示すように、Ｖ溝１０１を、位置制御枠５８において、可動レンズ枠５６の光軸方向Ｏに対する摺動領域とは、平面視した状態で重ならない位置に形成した。このことによれば、Ｖ溝１０１に対してネジが螺合され、位置制御枠５８、後群レンズ枠５４が変形してしまったとしても、可動レンズ枠５６の移動領域外における変形となることから、可動レンズ枠５６の摺動性が低下してしまうことがない。即ち、可動レンズ枠５６の摺動性を向上させることができる。

ところで、上述した図２においては、熱収縮チューブ５０の後端側は、信号ケーブル４５の先端側の外周面に固定されると示した。ここで、熱収縮チューブ５０の先端側が被覆される補強枠４９の外径と、信号ケーブル４５の外径との差が大きすぎると、熱収縮チューブ５０が収縮し難いといた問題があった。

そこで、補強枠４９の外径と信号ケーブル４５の外径との差を小さくするため、図３に示すように、例えばステンレスから形成されたケーブル保持枠４７を、信号ケーブル４５の先端側の外周に遊嵌状態で嵌合し、ケーブル保持枠４７内に接着剤１１５を注入することによりケーブル保持枠４７を信号ケーブル４５の先端側に固定して、ケーブル保持枠４７によって、熱収縮チューブ５０の収縮性を向上させる構成が周知である。

ここで、接着剤１１５を注入した後、注入部がケーブル保持枠４７における信号ケーブル４５側に形成されていると、硬化の際、接着剤１１５が流れ出てしまうといった問題があった。

このような問題に鑑み、図３においては、ケーブル保持枠４７における接着剤１１５の注入部１３０を、信号ケーブル４５から離間する位置に上向きとなる切り欠き状に設けた。このことによれば、接着剤１１５の注入後、接着剤１１５を硬化させる際、注入部１３０は上向きに形成されていることから、接着剤１１５が流れ出てしまうことを防止することができる。

ところで、上述したように、移動体ユニット３４の押圧パイプ６８は、ガイドパイプ６３内を、光軸方向Ｏに対して移動自在であると示した。

この際、押圧パイプ６８が、ピーク材から形成されておれば、ピーク材は、金属との摺動性が良好なことから、ガイドパイプ６３に対する押圧パイプ６８の摺動性が向上する。また、押圧パイプ６８の内部には、図３に示すように中空部８７が形成されていることから、押圧パイプ６８内においてＳＭＡ６１が収縮しやすくなっている。

ところで、移動体ユニット３４においては、図２において上述したように、ガイドパイプ６３の後端側は、絶縁パイプ６４の外周面において嵌合されて固定されていると示した。ところが、ガイドパイプ６３と絶縁パイプ６４が固定されていると、ＳＭＡ６１の交換性が悪いといった問題があった。

そこで、図３に示すように、ガイドパイプ６３の後端側を、絶縁パイプ６４の外周面に対し固定せずに嵌合させるとともに、カバーチューブ７３の内部に、先端側がガイドパイプ６３の後端側の外周を被覆し、後端側が絶縁パイプ６４の外周を被覆する連結チューブ１２０を設けた。尚、連結チューブ１２０の先端側は、ガイドパイプ６３の後端側の外周に固定されており、後端側は絶縁パイプ６４の外周に固定されている。

このような構成によれば、ＳＭＡ６１を交換する際は、図３に示すK1-K1線に沿って、カバーチューブ７３、連結チューブ１２０、絶縁パイプ６４、ＳＭＡ６１を切断するとともに、D-D線に沿って、押圧パイプ６８、ＳＭＡ６１を切断するのみで、容易に、ガイドパイプ６３を破壊することなく、絶縁パイプ６４、バネ６１、押圧パイプ６８、ＳＭＡ６１を抜き出すができ、ＳＭＡ６１を交換することができる。

尚、交換は、抜け止め６９が、別途の手段により、押圧部材位置制御部材７０から取り除かれた後、新しい、絶縁パイプ６４、押圧パイプ６８、ＳＭＡ６１、連結チューブ１２０、カバーチューブ７３、抜け止め６９とともに、抜き出したバネ６１を再度、図３に示すように組み付けることにより行われる。

このことによれば、バネ６１、ガイドパイプ６３を再利用できるとともに、ＳＭＡ６１の交換性が向上される。

ところで、図２に示すように、後群レンズ枠５４の内周面の保持された後側レンズ群５５の最も後端側に位置するレンズは、組立の際、後側レンズ群５５の後端面において露出しているため、他の部材との接触により割れやすいといった問題があった。

そこで、図３に示すように、後群レンズ枠５４の後端側の内周面において、後側レンズ群５５の最も後端側に位置するレンズを保持するとともに、該レンズの後端面の外周近傍を被覆する間隔管１２５を設けた。

このことによれば、組立の際、間隔管１２５により、後側レンズ群５５の最も後端側に位置するレンズを保護することができることから、該レンズの割れを防止することができる。

本実施の形態の対物レンズユニットを具備する内視鏡と周辺装置とから構成された内視鏡システムの構成の概略を示す図。 本実施の形態の対物レンズユニットを具備する撮像装置を、移動体ユニットとともに示す断面図。 図２の構成とは異なる構成を有する対物レンズユニットを具備する撮像装置の変形例の構成を、移動体ユニットとともに示す断面図。 従来の対物レンズユニットを具備する内視鏡における挿入部の先端部の内部の構成を概略的に示す部分断面図。

符号の説明

２…内視鏡
７…挿入部
３３…対物レンズユニット
５２…前群レンズ枠（第１の対物レンズ枠）
５３…前側レンズ群（第１の対物レンズ群）
５４…後群レンズ枠（第２の対物レンズ枠）
５４ｈ…被摺動面
５４ｓ…先端面
５５…後側レンズ群（第２の対物レンズ群）
５６…可動レンズ枠（移動レンズ枠）
５６ｓ…先端面
５７…可動レンズ（変倍レンズ）
５８…位置制御枠（位置制御部材）
５８ｋ…位置規定面
７８…屈曲部の嵌合面
７９…突き当て面
８０…屈曲部の先端面
８１…摺動面
１０２…屈曲部
１０４…屈曲部の後端面
Ｍ１…第１の肉厚
Ｍ２…第１の肉厚
Ｍ３…第１の肉厚
Ｍ４…第１の肉厚
Ｏ…光軸方向
Ｒ…径方向
Ｓ…挿入方向

Claims (6)

1. 第１の対物レンズ群を保持するとともに、該第１の対物レンズ群の径方向に沿った突き当て面が形成された第１の対物レンズ枠と、
   前記第１の対物レンズ群と第２の対物レンズ群との間で光軸方向に沿って前後に移動させる移動レンズ枠と、
   内周面に前記移動レンズ枠が摺動する被摺動面を形成し、前記移動レンズ枠よりも後方に前記第２の対物レンズ群を保持する第２の対物レンズ枠と、
   前記第１の対物レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の外周に嵌合され、先端に前記移動レンズ枠及び前記第２の対物レンズ枠の先端部を覆うように前記第１の対物レンズ群側に前記径方向に沿って折れ曲がった屈曲部が形成されるとともに、前記屈曲部の後端面に前記第２の対物レンズ枠の先端面が当接され、さらに前記屈曲部の前記突き当て面に平行な先端面が前記突き当て面に突き当てられた位置制御部材と、
   を具備し、
   前記屈曲部は、前記径方向において、前記位置制御部材の前記第２の対物レンズ枠と嵌合する部位の前記径方向の第１の肉厚に、前記第２の対物レンズ枠の前記位置制御部材と嵌合する部位の前記径方向の第２の肉厚を足した第４の肉厚よりも厚い第３の肉厚に形成されていることを特徴とする対物レンズユニット。
2. 前記位置制御部材の前記第１の肉厚は、前記第２の対物レンズ枠の前記第２の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
3. 前記位置制御部材は、前記第１の対物レンズ群を含む前記第１の対物レンズ枠と前記第２の対物レンズ群を含む前記第２の対物レンズ枠との前記光軸方向の位置決めを行い、かつ前記移動レンズ枠を当接させることで前記移動レンズの位置を規定する位置規定面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
4. 前記第１の対物レンズ群と前記第２の対物レンズ群の前記光軸方向の位置出し調整を行うために、前記第１の対物レンズ枠の前記突き当て面と前記位置制御部材の前記先端面との間に、位置出し調整用のスペーサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
5. 前記移動レンズ枠の前記光軸方向の先端側及び後端側のみに前記第２のレンズ枠の前記被摺動面に摺動する摺動面が形成されおり、
   前記摺動面は全周に沿って円形状に形成されているとともに、前記被摺動面と同形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の対物レンズユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の対物レンズユニットを、細長な挿入部の挿入方向の先端側の内部に具備したことを特徴とする内視鏡。

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