JP5384906B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の挿入部の先端部に光学アダプタが着脱可能に設けられた内視鏡装置に関する。

内視鏡は、従来から医療系や工業系で使用されている。

一般的に、撮像用の光学系を備えた先端部、湾曲部、挿入部を備えた内視鏡と、内視鏡の画像を処理・表示する本体部と、を備えて内視鏡装置を構成している。

内視鏡で観察対象内部を検査する際、観察対象に応じて近点から無限遠までの範囲で観察したい場合がある。
そのような場合、従来は、内視鏡先端部内にて近点から無限遠までの範囲でも観察できるものがあった。

その構成は、内視鏡の先端部内に、観察対象の被検体までの物体距離の変動を行うフォーカスレンズ若しくは撮像ユニットと、その変動量を検出する検出部と、検出部で検出された情報に基づき可変絞りを調整する駆動部と、を備えたものであった。

しかしながら、従来の内視鏡装置では、直視の内視鏡構成のものしかなかった。
工業系においては、直視のみでなく、計測機能や側視画像が取得できることも求められている。
そこで、工業系では、従来、内視鏡の先端部をアダプタ（以下、ＡＤと称す）式として、単眼直視、単眼側視、ステレオ直視、ステレオ側視の各ＡＤに近点用と無限遠用のものをラインナップし、必要に応じて観察者がＡＤを付け替えていた。

尚、ＡＤ式ではないタイプの内視鏡の従来技術としては、例えば特許文献１に記載の内視鏡装置があり、また、ＡＤ式の内視鏡の従来技術としては、例えば特許文献２及び特許文献３に記載の内視鏡装置がある。
特開平０６−３４２１２２号公報（特許第３１８６３３７号公報） 特開２００６−１０６１６６号公報 特開平０４−２０８９１５号公報（特許第２９３１４１５号公報）

しかしながら、ＡＤ式の内視鏡であると、近点と無限遠とを観察の度に付け替えねばならないため、挿入部をいったん観察対象から引き抜いて、ＡＤを付け替えるといった煩わしさがあった。
また、検査者は、検査要求に応じて、様々な種類のＡＤをそろえなければならなかった。

ここで、上述したＡＤ無しの内視鏡の技術を転用しようとすると、ＡＤ内に近点と無限遠とを観察するためのフォーカス機構を備えることになる。仮に、光学部品及び駆動系を備えたとすると、径が太くなり、ＡＤと先端の接続部に電気接点が増えることになり、細径が要求される内視鏡においては、基本的な要求からかけ離れてしまう。

また、ＡＤは、最先端部であり、工業系においては、手荒く扱われるために、摩耗やレンズ割れ等が発生し、消耗品としての要求もあり、複雑な構成にしてコストを上げることはできなかった。

また、挿入部先端内に近点と無限遠とを観察するための明るさ絞りを備えようとした場合、挿入部先端内で形成される光束径がＡＤ側では大径化するといった光学的な課題により、結果、挿入部先端及びＡＤの径が大型化すると言った不都合が生じてしまう。
このようにＡＤ式の内視鏡に、ＡＤ無の内視鏡の技術をそのまま転用するのは困難であった。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、細径で且つ近点と無限遠のＡＤ交換を必要としないＡＤ式の内視鏡を実現することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、光を結像するための第１の光学系部材及び予め設定された光量に調整する固定絞りを有する光学アダプタと、前記光学アダプタからの光量を調整可能な可変絞りと、前記可変絞りからの光を結像するための第２の光学系部材と、前記第２の光学系部材により結像した光学像を撮像する撮像素子とを前記先端部内に配設した内視鏡と、前記可変絞りを制御する制御部と、を具備する内視鏡装置であって、前記光学アダプタの前記固定絞りは、絞り径が前記先端部内の前記可変絞りの最小絞り径よりも大きくなるように設定し、前記制御部は、無限遠観察を行う場合には、前記可変絞りを前記固定絞りの絞り径よりも大きく開放するように制御して光量の調整を前記光学アダプタの前記固定絞りにより行い、近点観察を行う場合には、前記可変絞りを小さく絞るように制御して光量の調整を前記先端部内の前記可変絞りにより行う。
本発明の他の態様の内視鏡装置は、内視鏡の挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、光を結像するための第１の光学系部材及び予め設定された光量に調整する固定絞りを有する光学アダプタと、前記光学アダプタからの光量を調整可能な可変絞りと、前記可変絞りからの光を結像するための第２の光学系部材と、前記第２の光学系部材により結像した光学像を撮像する撮像素子とを前記先端部内に配設した内視鏡と、前記可変絞りを制御する制御部と、を具備する内視鏡装置であって、前記光学アダプタの前記固定絞りは、絞り径が前記先端部内の前記可変絞りの最小絞り径よりも大きくなるように設定し、前記制御部は、観察対象の被検部位との距離に応じて、前記可変絞りを前記固定絞りの絞り径よりも大きく開放したときと小さく絞ったときとで、光学系の絞りの作用する位置が、前記固定絞りと前記可変絞りとで切り替わるように前記可変絞りを制御し、前記先端部の第２の光学部材は、前記可変絞りの後段に配された結像レンズであり、前記先端部内には、この結像レンズを光軸方向に自在に移動可能なレンズ駆動機構が設けられ、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を制御することで、焦点距離と被写界深度を可変させる。

本発明によれば、細径で且つ近点と無限遠のＡＤ交換を必要としないＡＤ式の内視鏡を実現することができる内視鏡装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
尚、以下、内視鏡装置は、携帯性に優れたショルダ式の工業用の内視鏡装置を例に挙げて説明する。

（第１の実施の形態）
図１から図１５は本発明の内視鏡装置の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の内視鏡装置を、装置本体からモニタを開成した状態で示す斜視図、図２は図１の内視鏡の挿入部先端部及び光学アダプタの概略構成を説明するための斜視図、図３は図２の光学アダプタの先端部装着側方向からみた場合の斜視図、図４は図２の挿入部の先端部の構成を説明するための断面図、図５は図４の先端部に光学アダプタを装着した場合の構成を説明するための断面図、図６は図４の先端部に設けられた可変絞り機構とレンズ駆動機構の概略構成を説明するための斜視図、図７は図６の先端部の正面図、図８は図６の可変絞り機構の概略構成を説明するための分解斜視図、図９は図６のレンズ駆動機構の概略構成を説明するための断面図、図１０は図４の先端部に設けられた可変絞り機構とレンズ駆動機構の圧電素子部材に印加する鋸波状の駆動信号を示した波形図、図１１は第１の実施の形態の内視鏡装置全体の電気的な回路構成を示すブロック図、図１２は第１の実施の形態の基本となる光学アダプタ装着における制御例を示すフローチャート、図１３は焦点可変ボタン操作に伴う制御例を示すフローチャート、図１４及び図１５は第１の実施の形態の作用を説明するための内視鏡における光路図であり、図１４は無限遠観察時を示し、図１５は近点観察時を夫々示している。

図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と、この内視鏡２に接続された装置本体３とにより主要部が構成されている。
内視鏡２は、細長で可撓性を有する挿入部１３と、この挿入部１３の挿入方向基端側に接続された操作部１５と、この操作部１５から延出された可撓性を有する接続ケーブルであるユニバーサルコード１６と、挿入部１３の先端部１７に着脱自在な光学アダプタ２０と、により主要部が構成されている。

尚、図示はしないがユニバーサルコード１６の延出端にはコネクタボックスが接続されており、ユニバーサルコード１６はコネクタボックスを介して装置本体３に接続されている。

ここで、まず、装置本体３の構成を説明し、本発明の主要部を有する内視鏡２の構成については後述する。
装置本体３は、例えば箱状を有しており、装置本体３の外装筐体４に、内視鏡２の撮像ユニット４４（図４、図５参照）により撮像された内視鏡画像を表示する画像表示面５を有するモニタ６が固定されている。
詳しくは、モニタ６は、画像表示面５を有するモニタ面６ａの裏面６ｂが、装置本体３の外装筐体４の図１中背面側に装着された図示しないコネクタボックスに対して開閉自在となるよう、蝶番等を介して装置本体３の外表面に固定されている。

モニタ６は、内視鏡装置１が未使用の際は、モニタ６の裏面６ｂが、コネクタボックスを覆う閉位置に閉成され、内視鏡装置１が使用される際は、裏面６ｂが、コネクタボックスに対して離間してコネクタボックスを露出させる開位置に開成される。

モニタ６のモニタ面６ａに、内視鏡装置１が未使用の際、画像表示面５を覆って保護するカバー板７が固定されている。
カバー板７は、画像表示面５に対向するカバー板７の対向面７ａが、画像表示面５に対して開閉自在となるよう、モニタ面６ａに固定されている。

また、カバー板７は、内視鏡装置１が未使用の際は、カバー板７の対向面７ａが、画像表示面５に対して当接して画像表示面５を覆う閉位置に閉成され、内視鏡装置１が使用される際は、対向面７ａが、画像表示面５に対して離間する開位置に開成される。

箱状の装置本体３の外装筐体４の角部に、装置本体３を戴置するための例えばＮＢＲ等のゴムにより形成された、複数の脚部８が固定されている。脚部８は、装置本体３を、地表等に対し、複数の姿勢により載置できるように設けられたものである。

装置本体３の外装筐体４の図１中背面側の図示しないコネクタボックス収容室に、前記コネクタボックスが、着脱コネクタ１２により装着されている。

このコネクタボックスの内部には、光源の駆動を行う基板や、内視鏡２の撮像ユニット４４（図４、図５参照）から出力された被検体の画像信号を処理する画像処理用の基板等の電気部品が設けられている。

また、装置本体３の外装筐体４により覆われた内部には、コネクタボックス以外の電気部品や、画像処理用の基板により画像処理された画像データを記録する記録媒体や、内視鏡２及び装置本体３に電力を供給する図示しないバッテリ等が設けられている。

このバッテリは、例えば外装筐体４の側面に対し、蝶番９により開閉自在に設けられたバッテリ用蓋体１０の開閉により、装置本体３内に設けられた図示しないバッテリ収容室に対し、挿抜自在に収容される構成となっている。

また、バッテリがバッテリ収容室に挿入され収容された後、バッテリ用蓋体１０は、固定ピン１１によりロックされる。
尚、その他の装置本体３内の内容物の配置構造は、周知の構成であるため、その説明は省略する。

次に、本発明の主要部を有する内視鏡２の具体的な構成を図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、内視鏡２の挿入部１３は、最先端位置に配置され、対物光学系及び被検部位を撮像するＣＣＤ等の撮像素子４５を有する撮像ユニット４４（図４、図５参照）等で構成された観察用の観察光学系等が組み込まれた先端部１７と、この先端部１７に連設され、遠隔的に湾曲操作可能な湾曲部１８と、この湾曲部１８の挿入方向基端側に連設される細長い可撓管部１９と、先端部１７に対して着脱自在な光学アダプタ２０と、を有して構成されている。

尚、図１は光学アダプタ２０が先端部１７に装着された状態を示している。

挿入部１３の内部には、光学アダプタ２０の照明部に電力を供給するための接続ケーブルや、先端部１７内の撮像ユニット４４のＣＣＤ等の撮像素子４５に接続された電気ケーブルと、湾曲部１８を湾曲操作する湾曲操作ワイヤ等が配設されている。
また、挿入部１３の可撓管部１９の基端部には、連結部１４の先端部が連結されている。そして、この連結部１４の基端側は、操作部１５に接続されている。

図２の斜視図には挿入部１３の先端部１７及び光学アダプタ２０の外観構成が示されている。
図２に示すように、光学アダプタ２０が装着される先端部１７は、先端部本体１７Ｂと、この先端部本体１７の挿入方向アダプタ側に連接されるカバー部１７Ａと、このカバー部１７Ａの挿入方向側に設けられ光学アダプタ２０が接続部５０Ａで螺合して装着され、主要部が構成されている。

先端部１７の先端面には、後述するが、図２に示すように観察光学系用の観察窓を構成するカバーガラス３１と、光学アダプタ２０内の照明部を構成するＬＥＤ２１に電力を供給したり、光学アダプタ２０の種類の判別のための接続ケーブルが電気的に接続される電気接点部３２とが配設されている。
カバーガラス３１は、先端部本体１７Ｂに固定されたカバーガラス枠３０に水密に装着されている。

一方、光学アダプタ２０は、例えば直視用に構成されたもので、アダプタ本体２０Ｂ（図５参照）と、このアダプタ本体２０Ｂに装着されるアダプタカバー２３と、このアダプタカバー２３の挿入方向基端側に連接され、先端部１７に嵌合して装着される接続リング２４とを有して主要部が構成されている。

アダプタカバー２３の先端面には、観察光学系用の観察窓である光学レンズ２２と、この光学レンズ２２の近傍に複数配設され、被検部位を照明するための照明光学系（照明部）を構成するＬＥＤ２１とが配設されている。
ＬＥＤは、図示しない透明な樹脂によって封止され、直接触れられないようになっている。
尚、光学アダプタ２０の照明部は、ＬＥＤ２１に限定されるモノではなく、周知のライトガイドを用いて照明部を構成しても良い。

また、図３は光学アダプタ２０を背面側（先端部１７が嵌入される側）から見た図である。
図３に示すように、前記接続リング２４には、先端部１７の先端部本体１７Ｂ及び接続部１７Ｃを嵌入して固定するための嵌合孔２４Ａが設けられている。

また、前記アダプタカバー２３の背面側には、装着時に、先端部１７の電気接点部３２と接触して電気的に導通する電気接点部２５が設けられている。
この電気接点部２５は、光学アダプタ２０の複数のＬＥＤ２１、及び光学アダプタ２０の種類を判別するのに必要なアダプタ判別抵抗２１ａに夫々電気的に接続されている。

また、図２及び図３に示すように、光学アダプタ２０は、アダプタ本体２０Ｂと先端部１７とが当接した際に、内周面に設けられたピン２０Ｃが先端部１７の溝部１７Ｄに嵌合することにより、先端部１７に対して回転規制される。

また前記接続リング２４は、アダプタカバー２３とアダプタ本体２０Ｂとに挟持されて回転自在に設けられており、この接続リング２４のネジ部２４Ｂ（図３参照）が先端部１７のネジ部５０Ａ（図２参照）に螺合することで、光学系アダプタ２０が先端部１７に対して着脱自在となる。

尚、光学アダプタ２０の種類を判別するための具体的な構成及び動作については、図１１に示すブロック図の構成及び図１２の制御動作の説明の際に述べる。

次に、本発明の主要部を有する先端部１７及び光学アダプタ２０の具体的な構成を、図４及び図５を用いて説明する。
まず、先端部１７の構成を説明すると、図４に示すように、先端部本体１７Ｂを構成する先端カバー３３には、カバーガラス３１を固定したカバーガラス枠３０が固定されている。

このカバーガラス３１は、光学部材である他に、光学アダプタ２０の交換時に、先端部１７内に水及びほこり等が入らないように水密にしている。
このカバーガラス３１から見て出射光側には、光学アダプタ２０の光学系の明るさを調整可能な可変絞り機構３５が配設されている。この可変絞り機構３５は、絞りカバー３４で押さえながら先端カバー３３に固定されている。
尚、可変絞り機構３５の具体的な構成については後述する。

可変絞り機構３５から見て出射光側には、レンズ駆動機構３６が配設され、このレンズ駆動機構３６は、先端カバー３３に連接される先端部本体４２に固定されている。

レンズ駆動機構３６は、例えば２つの結像レンズ３７、３８と、これらの結像レンズ３７、３８が固定されるレンズホルダ３９と、このレンズホルダ３９を光軸方向に移動させるための駆動部機構（４０、４１、５１、５１Ｂ）とを有し構成されている。

このレンズ駆動機構３６は、後述する駆動部機構によってレンズホルダ３９と共に結像レンズ３７、３８を光軸方向に移動可能であり、この移動によって焦点距離と被写界深度を可変させることができるようになっている。

レンズ駆動機構３６から見て出射光側には、撮像ユニット４４が配設されている。
この撮像ユニット４４は、先端側のレンズ保持枠４３Ａに保持固定された光学レンズ４３と、この光学レンズ４３の出射光側に配設されたＣＣＤ等の撮像素子４５と、この撮像素子４５に電気的に接続される接点４６、フレキシブル基板４７及び図示しない電気ケーブルと、これらの各部材をカバーするカバー４４ａを有して構成されている。

この撮像ユニット４４は、レンズ保持枠４３Ａを介して先端部本体４２に固定されている。尚、前記先端部本体４２には、ネジ螺合部４９が形成されており、このネジ螺合部４９に外枠部材５０が螺合される。
また、先端カバー３３の図４中下側には、レンズ駆動機構３６の駆動機構を構成する、摩擦部材４０、シャフト４１、及びアクチュエータとしての圧電素子部材５１が配設されている。

この圧電素子部材５１の基端部には、アクチュエータ駆動時の慣性力を得るための重り５１Ｂが固定されている。この重り５１Ｂの底面は、枠部材４２に接着固定されている。

尚、前記シャフト４１は、例えばカーボンファイバーを用いて構成され、前記重り５１Ｂは、金属比重の大きな、例えばタングステンなどを用いて構成されている。
このように構成される先端部１７には、図５に示すように光学アダプタ２０が着脱自在に装着される。
次に、この光学アダプタ２０の具体的な構成について図５を用いて説明する。
図５に示すように、光学アダプタ２０のアダプタ本体２０Ｂにはアダプタカバー２３が取り付けられている。また、アダプタ本体２０Ｂの先端面には、観察窓を構成する光学レンズ２２が固定されている。

そして、アダプタ本体２０Ｂの光学レンズ２２の出射光側には、凸レンズ２８、固定絞り２９、カバーガラス２０Ａと、が順に配設されてアダプタ本体２０Ｂに固定されている。
固定絞り２９は、間隔環２９ａとカバーガラス２０Ａとに挟持され、このカバーガラス２０Ａの口元全周に接着して固定されている。

また固定絞り２９の絞り径は、予め設定された所定の径を有して構成されている。具体的には、固定絞り２９の絞り径が先端部１７内の可変絞り機構３５の最小絞り径よりも大きくなるように設定されている。

また、電気接点部２５には、それぞれ導電部材２６が電気的に接続されおり、これら導電部材２６は、アダプタ本体２０Ｂ内に固定されている。
この場合、一方の導電部材２６は、絶縁部材を挟んでアダプタ本体２０Ｂの先端面に配された複数のＬＥＤ２１に電気的に接続されている。
また、他方の導電部材２６は、この光学アダプタ２０の種類の判別に用いられるアダプタ判別抵抗２１ａ（図２参照）に電気的に接続されている。

尚、これらの導電部材２６の内部には、図示しないがコイルバネがそれぞれ設けられている。そして、光学アダプタ２０が装着された場合、導電部材２６のコイルバネで押されていた電気接点部２５は、導通しながら凹むようになっている
また、光学アダプタ２０の接続リング２４の嵌合孔２４Ａに、先端部１７を嵌入し、そして、アダプタ本体２０Ｂと先端部１７とが当接した際に、内周面に設けられたピン２０Ｃが先端部１７の溝部１７Ｄに嵌合することにより、先端部１７に対して回転規制される。

その後、接続リング２４のネジ部２４Ｂ（図３参照）が先端部１７のネジ部５０Ａ（図２参照）に螺合することで、光学系アダプタ２０が先端部１７に着脱自在に装着される。

次に、挿入部１３の先端部１７に設けられた可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の具体的な構成を、図６〜１０を用いて説明する。
先端部１７に設けられた可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６は、後述する虹彩絞りの絞り径を可変するための駆動部機構及び、結像レンズ３７、３８が固定されるレンズホルダ３９を移動させるための駆動部機構を夫々有している。

本実施の形態では、これら駆動部機構を構成するアクチュエータとして、例えば圧電素子部材５１、６２を用いて構成されている。
これらの圧電素子部材５１、６２に固定される各シャフト４１、６１は、図４及び図６に示すように、光軸方向に対して平行に配置され、さらに、光軸方向に対して直角な面において、先端部１７の細径化に適したレイアウトとなるように配設されている（図７参照）。

また、図６に示すように、シャフト４１、６１の挿入方向基端側に固定される圧電素子部材５１、６２には、装置本体３から挿入部１３内を介して延設している接続線がそれぞれ電気的に接続されており、装置本体３の制御部８８（図１１参照）によって電気的に制御されるようになっている。
尚、各圧電素子部材５１、６２の底面には、慣性力を確保するための重り５１Ｂ、６２Ｂが固定されている。

また、各シャフト４１、６１と、これらの各シャフト４１、６１にそれぞれ嵌合する固定枠６０及びレンズホルダ３９との間には、後述するが摩擦部材４０が夫々設けられている。

ここで、本実施の形態のアクチュエータの駆動原理を説明すると、アクチュエータとして用いられた圧電素子部材５１、６２は、徐々に電圧（駆動信号）を印加すれば、ゆっくりと伸び、急速に印加を停止すれば急速に縮むといった特性を有している。

例えば、駆動信号の電圧値が緩やかに変化していく立ち上がり部分（図１０のａ）では、圧電素子部材５１、６２はゆっくりと伸びる。このとき、各シャフト４１、６１と前記摩擦部材４０との摩擦力により固定枠６０及びレンズホルダ３９は各シャフト４１、６１と一体となって図６において先端部１７の先端側方向（Ｉ）へ動く。

そして、圧電素子部材５１、６２の伸びが終了した時点で各シャフト４１、６１の動きは停止するが、固定枠６０及びレンズホルダ３９は、慣性力により動き続ける。

そして、その状態から駆動信号の電圧値を急峻に下げる（図１０のｂ）と、圧電素子部材５１、６２は急峻に縮む。その結果、各シャフト４１、６１は図６において先端部１７の手元側方向（ＩＩ）へ動く。

そして先端部１７の先端側方向（Ｉ）へ移動中のレンズホルダ３９及び固定枠６０には、各シャフト４１、６１から先端部１７の手元側方向（ＩＩ）への摩擦反力を受けるが、前記反力は動摩擦抵抗力で弱く短時間しか作用しないため手元側方向（ＩＩ）へと移動方向を変更させるまでは及ばず、先端側（Ｉ）方向への運動エネルギーを失われていき、徐々に遅くなり停止する。

従って、このような駆動信号が圧電素子部材５１、６２に印加されると、固定枠６０レ及びンズホルダ３９は、駆動信号の１パルス毎に前記したような作用により図６において先端部１７の先端側方向へ動かされていく。
尚、各圧電素子部材５１、６２に図１０のような鋸波状の駆動信号を連続的に印加することで固定枠６０及びレンズホルダ３９を所定の方向へ移動させることができる。

また、前記説明とは逆に、前記圧電素子部材５１、６２を急速に伸ばし、或いはゆっくりと縮めるような駆動信号を印加すれば、前記固定枠６０及びレンズホルダ３９を逆方向に移動させることも可能である。

従って、このような各圧電素子部材５１、６２の特性を用いて、各シャフト４１、６１と前記固定枠６０及びレンズホルダ３９との間の摩擦部材４０による摩擦力と調整制御された電圧とで、後述する可変絞り機構３５の絞り径の可変、及びレンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８の光軸方向への移動を行うためのアクチュエータとしての駆動力を得ている。

ここで、可変絞り機構３５の具体的な構成を説明すると、図８に示すように、可変絞り機構３５は、虹彩絞り本体３５Ａと、固定枠６０と、虹彩絞り本体３５Ａと固定枠６０とを連結する連結部材６６と、駆動機構部を構成するシャフト６１、摩擦部材（図示せず）、圧電素子部材６２及び重り６２Ｂとを有して構成されている。

可変絞り機構３５において、固定枠６０及び連結部材６６が虹彩絞り本体３５Ａに近接配置され、連結部材６６の係合ピン６６ｂが固定枠６０のガイド穴６４に嵌合し、連結部材６６の嵌合溝６６ａが虹彩絞り機構の虹彩絞り本体３５Ａの駆動ピン６５に嵌合し、虹彩絞り本体３５Ａと固定枠６０とは、連結部材６６を介してそれぞれ連結されている。

虹彩絞り本体３５Ａは、例えば、複数の絞り羽根３５Ｂの一端が固定リング３５ｂに軸支され、他端が回転リング６５Ａに軸支されており、この駆動ピン６５を介して回転リング６５Ａを回転することで、各絞り羽根３５Ｂの位置が変わり、絞り径が可変する構成となっている。
尚、固定枠６０の嵌合孔６３は、レンズホルダ３９に隙間を保ちながら配置されている。
この場合、虹彩絞り本体３５Ａの外周方向に突出する駆動ピン６５は、連結部材６６に設けられた嵌合溝６６ａに嵌合する。

また、連結部材６６の内周面側には、内周面方向に向けて突出する係合ピン６６ｂが設けられており、この係合ピン６６ｂは、固定枠６０の外周面に設けられたガイド穴６４に係合するようになっている。

すなわち、圧電素子部材６２の光軸方向に対する伸縮によって、固定枠６０が光軸方向に移動すると、この固定枠６０のガイド穴６４によってこのガイド穴６４と係合する係合ピン６６ｂを移動させる。

この連結部材６６は、枠部材４２（図４参照）と先端部本体１７Ｂの図示しない部分で光軸方向に動かないように各側面６６ｃ、６６ｄが係止されている。
従って、前記連結部材６６は、光軸回りに回転することになる。すると、この連結部材６６の回転に伴い、この連結部材６６の嵌合溝６６ａに嵌合する駆動ピン６５が回転する。これにより、各絞り羽根３５Ｂの角度が変わり、複数の羽根３５Ｂで構成された絞り径が可変することになる。

尚、可変絞り機構３５の構成は、虹彩絞りに限定されるものではなく、絞り径が自在に替えられるような構成であれば良い。例えば、液晶シャッタを用いて可変絞り機構３５を構成しても良い。

また、可変絞り機構３５は、カバーガラス３１とレンズ駆動機構３６の結像レンズ３７との間に配置されていれば良いが、カバーガラス３１に近づけて配設することが望ましい。

次に、レンズ駆動機構３６の具体的な構成を説明すると、図９に示すように、結像レンズ３７、３８を固定したレンズホルダ３９を、圧電素子部材５１を用いた駆動部機構によって、光軸方向に移動させることが可能である。

この駆動部機構は、シャフト４１と、このシャフト４１とレンズホルダ３９の嵌合孔３９Ａとの間に設けられた摩擦部材４０と、前記圧電素子部材５１と、この圧電素子部材５１の基端側に固定される重り５１Ｂ等を有して構成されている。

摩擦部材４０は、例えば密着コイルバネで構成されたもので、シャフト４１との間に生じる摩擦力を一体に保つ特性を有している。尚、この摩擦部材４０は、密着コイルバネに限定されるものではなく、例えば板バネを用いて構成しても良い。

従って、アクチュエータの駆動原理で説明したように、圧電素子部材５１をゆっくりと伸ばしたり、或いは急速に縮ませたりすることで、シャフト１と摩擦部材４０との摩擦により、レンズホルダ３９を光軸方向に対して移動させることが可能となる。

このような構成により、レンズ駆動機構３６は、レンズホルダ３９の光軸方向への移動によって、結像レンズ３７、３９を移動させることで、焦点距離と被写界深度を可変させることが可能である。
尚、この駆動部機構の構成は、前記可変絞り機構３５についても同様であり、すなわち、可変絞り機構３５の駆動部機構は、レンズ駆動機構３６と同じように、シャフト６１と、このシャフト６１と固定枠６０の嵌合孔（図示せず）の間に設けられた摩擦部材４０と、圧電素子部材６２と、この圧電素子部材６２の基端側に固定される重り６２Ｂ等を有して構成されている。

次に、このような構成の内視鏡装置全体の電気的な構成を、図１１を用いて説明する。

本実施の形態の内視鏡２では、挿入部１３の先端部１７内に、可変絞り機構３５の虹彩絞り本体３５Ａの絞り径を検出する第１静電エンコーダ７０と、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８の移動位置を検出する第２静電エンコーダ７１とが設けられている。

第１静電エンコーダ７０は、固定枠６０に貼着された移動子７０Ａと、枠部材４２に貼着された固定子７０Ｂとを有して構成され、固定子７０Ｂにより移動子７０Ａの移動分の静電気による電流変化を検出する。

また、第２静電エンコーダ７１は、レンズホルダ３９に貼着された移動子７１Ａと、枠部材４２に貼着された固定子７１Ｂとを有して構成され、固定子７１Ｂにより移動子７１Ａの移動分の静電気による電流変化を検出する。
尚、前記移動子７０Ａ、７１Ａは、例えば、所定のパターンを配列して構成された基板であり、また、前記固定子７０Ｂ、７１Ｂについても同様に、例えば、所定のパターンを配列して構成された基板で構成されている。また、これらのパターン面は、向き合って配置されるようになっている。

これら第１エンコーダ７０及び第２エンコーダ７１は、夫々挿入部１３内に配される接続ケーブルを介して装置本体３内の制御部８８に電気的に接続され、夫々の検出結果を制御部８８に出力する。

そして、制御部８８は、夫々の検出結果である電流変化を演算処理することにより、光軸方向における固定枠６０及びレンズホルダ３９の夫々の移動量を既知の処理によって算出する。

尚、制御部８８は、算出結果に基づく移動量と、可変絞り機構３５の絞り径の近点、中点、及び無限遠の状態との関係をテーブルとして有している。
また、制御部８８は、算出結果に基づく移動量と、レンズ駆動機構３６の近点、中点、及び無限遠の状態との関係をテーブルとして有している。
さらに、制御部８８は、前記可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の制御により近点、中点、又は無限遠に焦点を合わせた場合に、この焦点位置に応じたＬＥＤ２１の光量を制御するためのテーブルも有している。

尚、制御部８８による、焦点位置に基づくＬＥＤ２１の光量の制御は、近点である場合には光量を下げるようにし、無限遠である場合には光量をあげるような制御であれば良い。

従って、制御部８８は、これらのテーブルを参照しながら、可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の駆動制御と、ＬＥＤ２１の光量制御とを行う。
また、光学アダプタ２０の各電気接点部２５と電気的に接続される先端部１７の各電気接点部３２は、挿入部１３内に配される接続ケーブルを介して外装筐体４内のＬＥＤ駆動部８２及び検出部８０に電気的に接続されている。

この場合、ＬＥＤ２１にアダプタ判別抵抗２１ａを介して電気的に接続される電気接点部３２は、ＬＥＤ駆動部８２と電気的に接続されている。
また、各電気接点部２５の電気的に接続される他方の電気接点部３２は、検出部８０に電気的に接続されている。
また、可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の各圧電素子部材５１、６２は、接続線を介してそれぞれ装置本体３内の圧電駆動ドライバ８５に電気的に接続されて、この圧電駆動ドライバ８５によって駆動が制御される。

一方、装置本体３は、図１１に示すように、検出部８０、メモリ８１、ＬＥＤ駆動部８２、カメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと称す）８３、画像処理部８４、圧電駆動ドライバ８５、音声処理部８６、及び制御部８８とを有して構成されている。

また、前記したように装置本体３の外装筐体４には、モニタ６が設けられ、このモニタ６は画像処理部８４に電気的に接続されている。
また、外装筐体４には、内視鏡装置１の電力供給源である電源部７２と、使用者の各種指示操作や入力操作等を行うためのユーザインターフェース７３と、音声等で使用状況や操作状況等の情報を告知するための音声再生部７４とが設けられている。

検出部８０は、制御部８８の指示により、定期的に電圧をかけて先端部の電位を検出する。
具体的には、制御部８８は、駆動時に検出部８０を介してアダプタ判別抵抗２１ａに所定の電圧を所定間隔（例えば２秒間隔）で印加し、電圧降下の有無で光学アダプタ２０の装着・非装着を検出する。また、制御部８８は、電圧降下量とメモリ８１に記憶された設定値との比較を行って光学アダプタ２０の種別を認識し、前記テーブルを用いてこの判別した光学アダプタ２０に応じた電圧を求め、ＬＥＤ駆動部８２によりこの電圧の駆動信号を印加するように制御する。

メモリ８１は、例え光学アダプタ２０の種類の判別に用いられる複数の抵抗値、可変絞り機構３５における絞り径目標値等の設定値、或いはレンズ駆動機構３６におけるレンズ移動目標値を格納している。尚、この設定値は、必要に応じて適宜変更設定可能である。

メモリ８１は、制御部８８によって設定値を読み出し、各ユニットの制御を行うのに用いられる。
ＬＥＤ駆動部８２は、制御部８８の制御により、ＬＥＤ２１を点灯又は消灯、或いは光量を調整するための駆動信号を生成してＬＥＤ２１に出力する。

ＣＣＵ８３は、撮像ユニット４４の撮像素子４５の駆動を制御するもので、撮像素子４５により光電変換した信号を取り込み、画像処理部８４へと出力する。
画像処理部８４は、供給された信号に信号処理を施して映像信号を生成し、この映像信号をモニタ６に出力して表示させる。尚、この画像処理部８４は、制御部８８によって制御される。

また、圧電駆動ドライバ８５は、制御部８８の制御により、可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の各圧電素子部材５１、６２を駆動するための駆動信号を生成して、各圧電素子部材５１、６２に出力する。

音声処理部８６は、制御部８８による制御によって、音声等で使用状況や操作状況等の情報を告知するための必要な音声信号を生成し、音声再生部７４に出力することでこの音声信号が再生される。
尚、ユーザインターフェース７３は、操作部１５の操作部本体（例えば、ジョイスティック）１５Ａに設けられた各種スイッチで構成されたものであり、これ以外でも別の操作部を設けて構成しても良い。

制御部８８は、内視鏡装置１全体の各種動作を制御するものであって、特に、検出部８０の検出結果を用いた光学アダプタ識別判定制御、ＬＥＤ駆動部８２によるＬＥＤ照明制御、画像処理部８４による画像処理制御、圧電駆動ドライバ８５による可変絞り機構制御及びレンズ駆動機構制御等を制御する。

この場合、光学アダプタの識別判定制御からＬＥＤ照明制御については、制御部８８は、光学アダプタ２０が装着されると、前記したように検出部８０からの検出結果、つまり、電圧降下量に基づいて光学アダプタ２０の種類を判別し、この種類に対応する電圧値を決めてＬＥＤ駆動部８２を駆動させる。

すると、ＬＥＤ駆動部８２は、制御部８８の制御により決められた電圧の駆動信号を供給することで、ＬＥＤ２１を点灯させる。これにより、光学アダプタ２０の種類に応じたＬＥＤの照明制御が実施される。

ここで、本実施の形態では、可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の駆動制御を行う場合、制御部８８は、無限遠観察を行う際には、可変絞り機構３５の絞り径が最大径となるように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

この場合、本実施の形態では、光学アダプタ２０の固定絞り２９は、可変絞り機構３５（虹彩絞り本体３５Ａ）の最小径である絞り径よりも大きくなるように設定されている。

この場合、光学アダプタ２０の外径が太くならないように、各々の光学アダプタ２０で光りが蹴られない範囲で最大絞り径を決定すれば良い。
このため、無限遠観察時には、図１４に示すように、光学アダプタ２０の固定絞り２９の絞りが作用することになる。
このときの、絞りの関係は、固定絞り２９の絞り径 ≦ 可変絞り機構３５の最大絞り径という関係を有している。

また、同時に制御部８８は、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８が可変絞り機構３５から離間する方向（挿入軸方向基端側方向）の所定位置に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

一方、近点観察を行う場合には、制御部８８は、可変絞り機構３５の絞り径が最小径となるように圧電駆動ドライバ８５を制御する。
この場合、光学アダプタ２０の固定絞り２９が、可変絞り機構３５（虹彩絞り本体３５Ａ）の最小径である絞り径よりも大きくなるように設定されているので、近点観察時には、図１５に示すように、先端部１７の可変絞り機構３５の絞りが作用することになる。
このときの、絞りの関係は、固定絞り２９の絞り径 ＞ 可変絞り機構３５の最小絞り径という関係を有している。

また、同時に制御部８８は、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８が可変絞り機構３５に近接する方向（挿入軸方向）の所定位置に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

ここで絞り位置を切り替える必要性について説明する。
光学アダプタ式の光学系は光学アダプタ２０と先端部１７は切り離されるために図１４及び図１５のようにカバーガラス（２０Ａ、３１）を配置してそれぞれのカバーガラスとレンズ枠部分で水密を取る必要がある。更に切り離し部分はゴミなどの影響を少なくするために略平行光とする光学設計が要求され、アダプタなしの光学系に比べてカバーガラス２枚分光路を長くした光学系になる。

前述のように可変絞り機構３５は電気接点が増えると好ましくないという理由から光学アダプタ２０ではなく先端部１７に配置している。これはレンズ２２からレンズ４３までの結像光学系で考えるとカバーガラス２枚がある分、中心より撮像素子寄りである。

仮に可変絞り機構３５だけで明るさを稼ぐために径を大きく開放したとすると、絞りつまり光学系において光束径が最小となる位置が中心より撮像素子に寄っているので、そこから長い距離にあるレンズ２２に行くまでに光束径は徐々に大きくなってしまい、光学アダプタ２０のレンズ２２を従来以上に大きくする必要が出てきてしまい、細径が要求される内視鏡においては基本的な要求から掛け離れてしまう。

そこで、光学系中心より物体側に近い光学アダプタ２０内に固定絞り２９を配置し、開放時には固定絞り２９を効かせてレンズ２２の大径化を抑えると同時に、固定絞り２９から更に拡がる光束を蹴られないように可変絞り機構３５を拡げることで多くの光を撮像素子４５に取り込むことができるようになる。

尚、図１４のように光量を絞りこんだ場合は可変絞り機構３５で絞るがそこから対物側に向かって光束が徐々に大きくなっていったとしても絞っている径が小さいためレンズ２２のサイズは大きくする必要はない。
すなわちレンズ２２を大きくしないで光束のケラレが起きないように固定絞り径２９と可変絞り機構３５を構成することが最適となる。

従って、本実施の形態では、光学アダプタ式で近点から無限遠までの観察を実現するにあたり、このように制御部８８によって、光学系の絞り位置が光学アダプタ２０と先端部１７との間で切り替わるように制御すると同時に、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８のレンズ位置を変えて焦点距離と被写界深度を可変制御するように構成したことで、平行光となり、細径で且つ近点と無限遠のＡＤ交換を必要としない光学アダプタ式の内視鏡２を実現することが可能となり、さらには、明るさ、深度調整が可能な光学アダプタ式の内視鏡の実現が可能となる。

尚、本実施の形態では、近点から無限遠との場合における制御例について説明したが、勿論、これらに限定されることはなく、深度優先で可変絞りの絞り径を微小に絞る、或いは、近点部でレンズだけを駆動させ、微小にデフォーカスして観察するなど、個別に制御してその都度、観察者の好みに応じた操作も可能である。

次に、本実施の形態の制御部８８による制御例について図１２及び図１３を用いて説明する。
いま、図１１に示す内視鏡装置１は、図示しない電源スイッチのオン操作によって、電源部７２からの電力が供給されて、電源投入状態であるものとする。
すると、制御部８８は、図示しないメモリから図１２に示すプログラムを読み出して起動させる。

ここで、使用者が、光学アダプタ２０を先端部１７に装着したものとすると、制御部８８は、ステップＳ１の処理で、検出部８０による検出結果と、メモリ８１から読み出した抵抗値とで比較行って、装着された光学アダプタ２０の種類を識別する。
この場合、制御部８８は、識別した光学アダプタ２０に対応する設定値をメモリ８１から読み出しておく。

そして、制御部８８は、ステップＳ２の処理で、第２静電エンコーダ７１によりレンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８のレンズ位置を検出する。

その後、制御部８８は、続くステップＳ３の処理で、検出したレンズ位置を基に、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８のレンズ位置が、識別した光学アダプタ２０の合焦範囲内の中点領域（中間領域）となるように圧電駆動ドライバ８５を制御して移動させる。

次に、制御部８８は、続くステップＳ４の判断処理により、結像レンズ３７、３８のレンズ位置が、読み出された設定値である目標位置と一致するか否かの判断を行い、一致したと判定した場合には、ステップＳ５の処理に進み、一致しないものと判断した場合には、ステップＳ２に処理を戻す。

ステップＳ５の処理では、制御部８８は、第１静電エンコーダ７０により可変絞り機構３５の絞り径を検出する。
そして、制御部８８は、ステップＳ６の処理で、検出した可変絞り機構３５の絞り径を基に、可変絞り機構３５の絞り径が、識別した光学アダプタ２０に合った絞り径の最大から最小の範囲内の中点領域（中間領域）となるように圧電駆動ドライバ８５を制御して可変させる。

次に、制御部８８は、続くステップＳ７の判断処理により、可変絞り機構３５の絞り径が、読み出された設定値である目標位置と一致するか否かの判断を行い、一致したと判定した場合には、ステップＳ８の処理に進み、一致しないものと判断した場合には、ステップＳ５に処理を戻す。

ステップＳ８の処理では、制御部８８は、ＬＥＤ２１の照明を、装着した光学アダプタ２０の種類と、目標値と一致した結像レンズ３７、３８のレンズ位置及び可変絞り機構３５の絞り径に基づく焦点距離とに応じた光量（設定値）となるようにＬＥＤ駆動部８２を制御する。

その後、制御部８８は、ステップＳ９の処理で、例えば焦点領域と結像レンズ３７、３８におけるＦｎｏをモニタ６に表示するように画像処理部８４を制御した後、続くステップＳ１０の処理で、目標とする焦点距離及びＬＥＤ２１の光量に制御できた旨を、音声再生部７４で再生するように音声処理部８６を制御して、ルーチンを終了させる。

このような制御を行うことで、装着された光学アダプタ２０に対応した、可変絞り機構３５の絞り径制御、レンズ駆動機構３６のレンズ移動制御、及びＬＥＤ２１の光量制御を行うことができる。

次に、使用者が操作部１５に設けられた、近点観察又は無限遠観察を行うために焦点可変ボタンを操作したものとする。
この場合、制御部８８は、図示しないメモリから図１３に示すプログラムを読み出して起動させ、ステップＳ１０の処理を実行する。

ステップＳ１０の処理では、制御部８８は、例えば焦点可変ボタンの操作信号から、変更された焦点領域変更目標値を算出し、保持しておく。
そして、制御部８８は、前記図１２に示すプログラムと同様に、ステップＳ１１の処理で、第２静電エンコーダ７１によりレンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８のレンズ位置を検出する。

その後、制御部８８は、続くステップＳ１２の処理で、検出したレンズ位置を基に、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８のレンズ位置が焦点可変操作に基づくレンズ位置になるように圧電駆動ドライバ８５を制御して移動させる。

次に、制御部８８は、続くステップＳ１３の判断処理により、結像レンズ３７、３８のレンズ位置が、読み出された設定値である目標位置と一致するか否かの判断を行い、一致したと判定した場合には、ステップＳ１４の処理に進み、一致しないものと判断した場合には、ステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１４の処理では、制御部８８は、第１静電エンコーダ７０により可変絞り機構３５の絞り径を検出する。
そして、制御部８８は、ステップＳ１５の処理で、検出した可変絞り機構３５の絞り径を基に、可変絞り機構３５の絞り径が焦点可変操作に基づく絞り径となるように圧電駆動ドライバ８５を制御して可変させる。

次に、制御部８８は、続くステップＳ１６の判断処理により、可変絞り機構３５の絞り径が、読み出された設定値である目標位置と一致するか否かの判断を行い、一致したと判定した場合には、ステップＳ１７の処理に進み、一致しないものと判断した場合には、ステップＳ１４に処理を戻す。

ステップＳ１７の処理では、制御部８８は、ＬＥＤ２１の照明を、装着した光学アダプタ２０の種類と、ステップＳ１０にて算出した焦点距離とに応じた光量となるようにＬＥＤ駆動部８２を制御する。

この場合、制御部８８は、焦点距離が近点である場合にはＬＥＤ２１の光量を下げるようにし、焦点距離が無限遠である場合にはＬＥＤ２１の光量をあげるように制御する。勿論、焦点距離に応じたＬＥＤ２１の光量制御は、装着された光学アダプタ２０の種類に応じて行われるようになっている。

その後、制御部８８は、ステップＳ１８の処理で、例えば焦点領域と結像レンズ３７、３８におけるＦｎｏをモニタ６に表示するように画像処理部８４を制御した後、続くステップＳ１９の処理で、目標とする焦点距離及びＬＥＤ２１の光量に制御できた旨を、音声再生部７４で再生するように音声処理部８６を制御して、ルーチンを終了させる。

このような制御を行うことで、近点観察又は無限遠観察を行うために焦点可変ボタン操作が成された場合でも、装着された光学アダプタ２０に対応した、可変絞り機構３５の絞り径制御、レンズ駆動機構３６のレンズ移動制御、及びＬＥＤ２１の光量制御を行うことができる。

尚、このように制御することで、無限遠観察時においては、図１４の光路図に示すように、被検体１００の光が、光学アダプタ２０の固定絞り２９によって絞られることで、この被検体１００の光を、２つのカバーガラス２０Ａ、３１、可変絞り機構３５を介して、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８及び光学レンズ４３に最適な角度で入射させて、撮像素子４５の入射面上に良好に結像させることができる。

また、近点観察時においては、図１５の光路図に示すように、被検体１００の光が、先端部１７の可変絞り機構３５によって絞られることで、この被検体１００の光を、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８及び光学レンズ４３に最適な角度で入射させて、撮像素子４５の入射面上に良好に結像させることができる。

尚、本実施の形態では、近点観察又は無限遠観察時における作用を図１４又は図１５を用いて説明したが、勿論、これに限定されることはなく、被検体１００に対して近点から無限遠にかけての全ての被検部位との距離についても良好に観察できることは言うまでもない。

従って、本実施の形態によれば、光学アダプタが交換式でありながらも、近点から無限遠までの範囲の観察対象を１種類の光学アダプタ２０を用いて観察することが可能となる。
また、高価な複数種類の光学アダプタ２０を多く用意する必要は無くなるので、内視鏡装置全体のコスト低減を図ることも可能となる。

また、被険部位に対し一度の挿入部１３の挿入で、被検体１００に対して近点から無限遠までの被検体距離について観察することができるので、作業性を簡略化できることは勿論、観察性能を向上できるので、使用用途が広がるといった効果を得る。

また、この場合、レンズ駆動機構３６の最適レンズ位置の状態で、可変絞り機構３５の絞りのみを可変することで、明るさ優先や被写界深度優先の観察及び撮影を行うことができるといった効果も得る。

さらに、内視鏡２を挿入しておき、スコープ自体を動かさずに、焦点と被写界深度を可変させることができるので、従来、スコープ操作のぶれによって発見し難かった細かい形状の被検体１００についても発見出来るといった効果も得られる。

（第２の実施の形態）
図１６から図１８は本発明の内視鏡装置の第２の実施の形態に係り、図１６は第２の実施の形態の内視鏡の挿入部先端部に装着される側視用光学アダプタの概略構成を説明するための斜視図、図１７及び図１８は第２の実施の形態の斜視用光学アダプタの概略構成、及び作用を説明するための内視鏡における光路図であり、図１７は無限遠観察時を示し、図１８は近点観察時を夫々示している。

本発明の内視鏡装置１は、第１の実施の形態で説明したように直視用の光学アダプタ２０を先端部１７に装着した構成について説明したが、勿論、これに限定されるものではなく、例えば後述する側視用の光学アダプタ２０Ｚを用いて構成した場合でも第１実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。

このような実施の形態の構成について、図１６〜図１８を参照して説明する。
尚、図１６〜１８は、第１の実施の形態の内視鏡装置１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第２の実施の形態の内視鏡装置１は、第１の実施の形態の内視鏡装置と略同様に構成されているが、先端部１７に装着する光学アダプタ２０の構成が異なっている。

すなわち、第２の実施の形態では、先端部１７には、図１６に示す側視用光学アダプタ２０Ｚが装着される。
この側視用光学アダプタ２０Ｚは、図１６に示すように、アダプタカバー２３と、このアダプタカバー２３の挿入方向基端側に連接され、先端部１７に嵌合して装着する接続リング２４とを有して主要部が構成されている。

アダプタカバー２３の側面には、観察光学系用の観察窓を構成する光学レンズ２２と、この光学レンズ２２の近傍に複数配設され、被検部位を照明するための照明光学系（照明部）を構成するＬＥＤ２１とが配設されている。

尚、光学アダプタ２０の照明部は、ＬＥＤ２１に限定されるものではなく、周知のライトガイドを用いて照明部を構成しても良い。また、光学レンズ２２は、側視用光学アダプタ２０Ｚの挿入方向に対して平行となるように設けられている。

また、側視用光学アダプタ２０Ｚは、図１７に示すように、光学レンズ２２の出射面側に光学部材であるプリズムレンズ２０Ｃを設け、さらに、このプリズムレンズ２０Ｃの出射面側に、第１の実施の形態の凸レンズ２８に相当する対物レンズ２０Ｄを設けて構成している。

それ以外の側視用光学アダプタ２０Ｚの構成は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、側視用光学アダプタ２０Ｚは、固定絞り２９、カバーガラス２０Ａを有している。

プリズムレンズ２０Ｃは、図１７に示すように、光学レンズ２２からの入射光を、夫々周波数帯域毎に後段の対物レンズ２０Ｄへと反射して照射する特性を有しており、周知の技術である。
尚、先端部１７の構成は、第１の実施の形態と同様であり、また、装置本体３の構成についても同様である。

次に、第２の実施の形態の動作について、図１７及び図１８を参照しながら説明する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と略同様に、可変絞り機構３５及びレンズ駆動機構３６の駆動制御を行う場合、制御部８８は、無限遠観察を行う際には、可変絞り機構３５の絞り径が最大径となるように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

この場合、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、側視用光学アダプタ２０Ｚの固定絞り２９は、可変絞り機構３５（虹彩絞り本体３５Ａ）の最小径である絞り径よりも大きくなるように設定されている。

このため、無限遠観察時には、図１７に示すように、側視用光学アダプタ２０Ｚの固定絞り２９の絞りが作用することになる。
このときの、絞りの関係は、固定絞り２９の絞り径 ≦ 可変絞り機構３５の最大絞り径という関係を有している。

また、同時に制御部８８は、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８が可変絞り機構３５から離間する方向（挿入軸方向基端側方向）の所定位置に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

一方、近点観察を行う場合には、制御部８８は、可変絞り機構３５の絞り径が最小径となるように圧電駆動ドライバ８５を制御する。
この場合、側視用光学アダプタ２０Ｚの固定絞り２９が、可変絞り機構３５（虹彩絞り本体３５Ａ）の最小径である絞り径よりも大きくなるように設定されているので、近点観察時には、図１８に示すように、先端部１７の可変絞り機構３５の絞りが作用することになる。
このときの、絞りの関係は、固定絞り２９の絞り径 ＞ 可変絞り機構３５の最小絞り径という関係を有している。

また、同時に制御部８８は、レンズ駆動機構３６の結像レンズ３７、３８が可変絞り機構３５に近接する方向（挿入軸方向）の所定位置に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。

従って、第２の実施の形態によれば、側視用光学アダプタ２０Ｚを先端部１７に装着した場合でも、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

（第３の実施の形態）
図１９から図２２は本発明の内視鏡装置の第３の実施の形態に係り、図１９は第３の実施の形態の内視鏡装置全体の電気的な回路構成を示すブロック図、図２０は図１９のズームレンズ駆動機構３６Ａの概略構成を説明するための斜視図、図２１及び図２２は第３の実施の形態の視野角変換時の作用を説明するための内視鏡における光路図であり、図２１は画角を狭くした時の状態を示し、図２２は画角を広くした時の状態を夫々示している。

本発明の内視鏡装置１は、第１及び第２の実施の形態のように被検部位との距離について１つの光学アダプタ２０、２０Ｚで近点から無限遠までの観察を行える他に、視野角を変換して観察を行うことが可能である。このような実施の形態を後述する。

図１９に示すように、第３の実施の形態の内視鏡装置１は、第１及び第２の実施の形態で先端部１７に設けられたレンズ駆動機構３６に替えて、ズームレンズ駆動機構３６Ａを設けて構成している。

このズームレンズ駆動機構３６Ａは、第１及び第２の実施の形態と同様に、制御部８８による圧電駆動ドライバ８５の制御よって、駆動が制御されるようになっている。

このズームレンズ駆動機構３６Ａは、図２０に示すように、例えば２つの凸レンズ９０、９１と、先端側の凸レンズ９０が固定される第１レンズホルダ９２と、挿入方向基端側の凸レンズ９１が固定される第２レンズホルダ９５と、これらの第１レンズホルダ９２及び第２レンズホルダ９５をそれぞれ光軸方向に移動させるための駆動部機構（９３、９４、９６、９７、９８）とを有し構成されている。

このズームレンズ駆動機構３６Ａは、前記駆動部機構によって第１及び第２レンズホルダ９２、９５と共に凸レンズ９０、９１を光軸方向に移動可能であり、また、第１レンズホルダ９２と第２レンズホルダ９５との間の距離を可変に構成されており、凸レンズ９０と凸レンズ９１との間の距離を変化させることで、視野角の変換ができるようになっている。

この駆動部機構は、第１及び第２の実施の形態と略同様であるが、それぞれの第１及び第２レンズホルダ９２、９５に嵌合される２つのシャフト９３、９６と、第１及び第２レンズホルダ９２、９５に設けられた駆動ピン９４、９７と、カム部材９８と、シャフト９６の基端側に設けられた圧電素子部材９６Ａと、を有して構成されている。

尚、圧電素子部材９６Ａと第２レンズホルダ９５の嵌合孔（図示せず）との間に設けられた摩擦部材、重り等の駆動機構の構成については第１及び第２の実施の形態と同様である。

第１レンズホルダ９２に嵌合するシャフト９３は先端部本体９９に固着している。
第１レンズホルダ９２の外周方向に突出する駆動ピン９４は、カム部材９８のカム溝９８ａに嵌合する。また、第２レンズホルダ９５の外周方向に突出する駆動ピン９７は、カム部材９８のガイド穴９８ｂに嵌合する。また、ガイド穴９８ｃは、先端部本体９９の図示しないピンに嵌合する。

このような構成により、圧電素子部材９６Ａを駆動させることで生じる光軸方向に対する伸縮によって、第２レンズホルダ９５が光軸方向に移動する。すると、カム部材９８は、ガイド穴９８ｃを支点として駆動ピン９７とガイド穴９８ｂによって回転される。カム部材９８が回転すると、駆動ピン９４がカム溝９８ａの形状に合わせて光軸方向に移動し、第１レンズホルダ９２についても光軸方向に移動することになるので、第１及び第２の実施の形態と同様に２つの凸レンズ９０、９１を可変絞り機構３５に対して近づけたり、又は離したり移動させることができる。

このように第１レンズホルダ９２と第２レンズホルダ９５との移動に伴う２つの凸レンズ９０，９１との間の距離を調節することで、視野角が可変することになる。
その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

次に、第３の実施の形態の動作について、図２１及び図２２を用いて説明する。
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と略同様に、可変絞り機構３５及びズームレンズ駆動機構３６Ａの駆動制御を行って画角を可変する場合、制御部８８は、圧電駆動ドライバ８５を制御する。

例えば、画角を狭くするように画角の変換を行う場合には、図２１に示すように、制御部８８は、可変絞り機構３５の絞り径が最大径（φ１）となり、また、凸レンズ９０、９１が共に可変絞り機構３５に近づくように図中Ａ矢印方向に移動させると同時に、凸レンズ９１のみが凸レンズ９０から離れる方向（図中Ｂ矢印方向）に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。このことにより、画角を狭くして、観察を行うことが可能となる。

一方、画角を広げるように画角の変換を行う場合には、図２２に示すように、制御部８８は、可変絞り機構３５の絞り径が最小径（φ２）となり、また、凸レンズ９０、９１が共に可変絞り機構３５から離れるように図中Ａ１矢印方向に移動させると同時に、凸レンズ９１のみが凸レンズ９０に近づく方向（図中Ｂ１矢印方向）に移動するように圧電駆動ドライバ８５を制御する。このことにより、画角を広くして、観察を行うことが可能となる。

従って、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、画角を可変して観察することもできるといった効果を得る。

尚、本発明の第１〜第３の実施の形態では、レンズ駆動機構３６によって焦点距離を調整したが、結像レンズ３７、３８を固定した状態で撮像素子４５を光軸方向に移動させるように構成しても良い。

また、本発明の第１〜第３の実施の形態においては、内視鏡装置１には、携帯性に優れたショルダ式の工業用の内視鏡装置を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、挿入部を装置本体に巻回して収納する大型の工業用の内視鏡装置に適用しても良いことは勿論である。
また、工業用の内視鏡装置に限定されず、医療用の内視鏡装置に適用しても良い。
尚、光学アダプタ２０の照明部は、ＬＥＤ２１に限定されるものではなく、周知のライトガイドを用いて照明部を構成しても良い。

本発明は、以上述べた実施の形態及び変形例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の第１の実施の形態の内視鏡装置を、装置本体からモニタを開成した状態で示す側視図。 図１の内視鏡の挿入部先端部及び光学アダプタの概略構成を説明するための側視図。 図２の光学アダプタの先端部装着側方向からみた場合の側視図。 図２の挿入部の先端部の構成を説明するための断面図。 図４の先端部に光学アダプタを装着した場合の構成を説明するための断面図。 図４の先端部に設けられた可変絞り機構とレンズ移動機構の概略構成を説明するための側視図。 図６の先端部の正面図。 図６の可変絞り機構の概略構成を説明するための分解側視図。 図６のレンズ移動機構の概略構成を説明するための断面図。 図４の先端部に設けられた可変絞り機構とレンズ駆動機構の圧電素子部材に印加する鋸波状の駆動信号を示した波形図。 第１の実施の形態の内視鏡装置全体の電気的な回路構成を示すブロック図。 第１の実施の形態の基本となる光学アダプタ装着における制御例を示すフローチャート。 焦点可変ボタン操作に伴う制御例を示すフローチャート。 第１の実施の形態の作用を説明するための内視鏡の無限遠観察時における光路図。 第１の実施の形態の作用を説明するための内視鏡の近点観察時における光路図。 本発明の第２の実施の形態の内視鏡の挿入部先端部に装着される側視用光学アダプタの概略構成を説明するための側視図。 第２の実施の形態の側視用光学アダプタの概略構成、及び作用を説明するための内視鏡の無限遠観察時における光路図。 第２の実施の形態の側視用光学アダプタの概略構成、及び作用を説明するための内視鏡の近点観察時らおける光路図。 本発明の内視鏡装置の第３の実施の形態の内視鏡装置全体の電気的な回路構成を示すブロック図。 図１９のズームレンズ駆動機構３６Ａの概略構成を説明するための側視図。 第３の実施の形態の視野角変換時の作用を説明するための内視鏡の画角を狭くした時の状態の説明図、 第３の実施の形態の視野角変換時の作用を説明するための内視鏡の画角を広くした時の状態の説明図。

符号の説明

１…内視鏡装置、
２…内視鏡、
３…装置本体、
４…外装筐体、
６…モニタ、
１３…挿入部、
１４…連結部、
１５…操作部、
１５Ａ…操作部本体、
１６…ユニバーサルコード、
１７…先端部、
１８…湾曲部、
１９…可撓管部、
２０…光学アダプタ、
２０Ａ…カバーガラス、
２０Ｄ…対物レンズ、
２２…光学レンズ（観察窓）
２５…電気接点部。

２９…固定絞り、
３０…カバーガラス枠。

３１…カバーガラス、
３２…電気接点部、
３６…レンズ駆動機構、
３７、３８…結像レンズ、
３９…固定枠、
４１…圧電素子部材、
４４…撮像ユニット、
４５…撮像素子、
６０…固定枠、
６１…圧電素子部材、
７０…第１静電エンコーダ、
７１…第２静電エンコーダ、
８０…検出部、
８１…メモリ、
８２…ＬＥＤ駆動部、
８４…画像処理部、
８５…圧電駆動ドライバ、
８８…制御部。

Claims (8)

1. 内視鏡の挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、光を結像するための第１の光学系部材及び予め設定された光量に調整する固定絞りを有する光学アダプタと、
   前記光学アダプタからの光量を調整可能な可変絞りと、前記可変絞りからの光を結像するための第２の光学系部材と、前記第２の光学系部材により結像した光学像を撮像する撮像素子とを前記先端部内に配設した内視鏡と、
   前記可変絞りを制御する制御部と、
   を具備する内視鏡装置であって、
   前記光学アダプタの前記固定絞りは、絞り径が前記先端部内の前記可変絞りの最小絞り径よりも大きくなるように設定し、
   前記制御部は、無限遠観察を行う場合には、前記可変絞りを前記固定絞りの絞り径よりも大きく開放するように制御して光量の調整を前記光学アダプタの前記固定絞りにより行い、近点観察を行う場合には、前記可変絞りを小さく絞るように制御して光量の調整を前記先端部内の前記可変絞りにより行うことを特徴とする内視鏡装置。
2. 内視鏡の挿入部の先端部に着脱自在に設けられ、光を結像するための第１の光学系部材及び予め設定された光量に調整する固定絞りを有する光学アダプタと、
   前記光学アダプタからの光量を調整可能な可変絞りと、前記可変絞りからの光を結像するための第２の光学系部材と、前記第２の光学系部材により結像した光学像を撮像する撮像素子とを前記先端部内に配設した内視鏡と、
   前記可変絞りを制御する制御部と、
   を具備する内視鏡装置であって、
   前記光学アダプタの前記固定絞りは、絞り径が前記先端部内の前記可変絞りの最小絞り径よりも大きくなるように設定し、
   前記制御部は、観察対象の被検部位との距離に応じて、前記可変絞りを前記固定絞りの絞り径よりも大きく開放したときと小さく絞ったときとで、光学系の絞りの作用をする位置が、前記固定絞りと前記可変絞りとの各位置に切り替わるように前記可変絞りの絞り径を制御し、
   前記先端部の第２の光学部材は、前記可変絞りの後段に配された結像レンズであり、前記先端部内には、この結像レンズを光軸方向に自在に移動可能なレンズ駆動機構が設けられ、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を制御することで、焦点距離と被写界深度を可変させる
   ことを特徴とする内視鏡装置。
3. 前記先端部の第２の光学部材は、前記可変絞りの後段に配された結像レンズであり、前記先端部内には、この結像レンズを光軸方向に自在に移動可能なレンズ駆動機構が設けられ、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を制御することで、焦点距離と被写界深度を可変させることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記光学アダプタの種類を検出する検出部と、
   前記光学アダプタの種類毎に設定された前記可変絞り及び前記レンズ駆動機構を制御するための設定値を格納したメモリを設け、
   前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記先端部に装着された光学アダプタの識別を行い、この識別結果に対応する前記設定値に基づいて、前記可変絞りの絞り量及び前記レンズ駆動機構のレンズ移動量を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の内視鏡装置。
5. 前記制御部は、前記設定値に基づいて、前記可変絞りの絞り量及び前記レンズ駆動機構のレンズ移動量を制御する前に、前記可変絞りによる絞り制御が可能な絞り量の中点になるように前記可変絞りを制御するとともに、前記レンズ駆動機構が可能なレンズ移動量の中点になるように前記レンズ駆動機構を制御することを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
6. 前記光学アダプタは光を照射する照明部を有し、前記制御部は、前記設定値と前記可変絞りの絞り量及び前記レンズ駆動機構のレンズ移動量に基づいて、前記照明部の光量を制御することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記先端部の先端面にはカバーガラスが設けられ、前記可変絞りは、前記カバーガラスと前記レンズ駆動機構の前記結像レンズとの間に配置したことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
8. 前記レンズ駆動機構は、少なくとも２つの結像レンズが光軸方向に同時に、又は別々に自在に移動可能なズームレンズ駆動機構として構成されたもので、
   前記制御部は、前記ズームレンズ駆動機構を制御することで、前記光学アダプタの前記第１光学系部材の視野角を可変させることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡装置。

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