JP6027915B2 - 光学装置、内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、被検体を観察する際用いられる光学装置、内視鏡に関する。

近年、携帯機器や顕微鏡、内視鏡等の観察機器において、該観察機器の小型化に伴い観察機器に設けられる光学装置も小型化が要求されている。

ここで、光学装置に用いられる被検体を観察する対物光学系、例えば光量を調節する絞り部材は、通常、光学装置が具備する歯車等により観察光軸上の位置と観察光軸上から退避する位置との間を移動自在に構成されているものが一般的である。ところが、この構成では絞り部材の移動に歯車等を用いるため光学装置の小型化を実現することが難しいといった問題があった。

そこで、特許文献１には、光軸方向において離間して位置するとともに同じ外径を有する２枚の円形の基板間において、絞り部材が、各基板の観察光軸上の開口に重なる第１の位置と開口から退避する第２の位置とに移動自在となるよう、２枚の基板に軸支された回動軸部材に固定されて位置している光調節装置（以下、アクチュエータと称す）の構成が開示されている。

また、特許文献１に開示されたアクチュエータでは、一方の基板に、電力の供給に伴いコイルから回動軸部材に磁力を付与する駆動部が設けられており、該磁力によって回動軸部材を回動させて絞り部材を回動させる構成が開示されている。

特許文献１に開示されたアクチュエータでは、絞り部材の移動に磁力を用いていることから歯車等を用いる必要が無い他、駆動部及び回動軸部材は、光軸方向からアクチュエータを平面視した際、各基板に重なるよう、即ち各基板の外形からはみ出すことなく設けられているとともに、絞り部材の移動も各基板の外形内にて行われる。このことにより、アクチュエータの外径を各基板の外径にて規定することができるため、アクチュエータの小型化を図ることができ、さらには光学装置の小型化を図ることができる。

特開２０１２−１４０９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された光学装置の構成においては、移動自在な対物光学系が絞り部材のような小さな部材では無く、例えばレンズやフィルタのような大きな部材の場合、第２の位置に移動された対物光学系が、各基板の外形から外側にはみ出してしまう。

よって、第２の位置に位置する対物光学系を各基板の外形内に収めるためには、各基板の外径を大きくしなければならず、アクチュエータが大型化してしまうといった問題があった。

そこで、各基板において、各基板の円形部の外周の一部に各基板の外側に突出する凸状部を設け、凸状部に第２の位置を設定することにより、各基板の円形部の外径を大きくすること無く、第２の位置へと移動後の対物光学系が各基板の外形からはみ出してしまうことを凸状部によって防ぐアクチュエータの構成も考えられる。尚、このように凸状部を基板が有している場合、アクチュエータが内部に設けられる枠体も各基板の外形形状と同様に円形部と凸状部を有する形状に形成されるはずである。

また、特許文献１に開示された各基板は円形のため、アクチュエータの駆動部に電力を供給する電気配線の駆動部が設けられた基板への接続スペースを確保するには電気配線が接続される基板の外径を大きくせざるを得ない、または、小さな接続スペースにて基板に電気配線を接続しなければならない。ところが、基板が凸状部を有していれば、凸状部に電気配線を接続すれば良いため基板の円形部の外径を大きくしなくても良い他、特許文献１よりも大きな接続スペースを確保することができる。

ここで、通常、各基板は光軸に対して垂直に位置していることから、基板の凸状部における光軸に垂直な面に接続された電気配線を光軸方向後方に引き出すためには、電気配線の一部を湾曲させることによりＬ字状に折り曲げざるを得ない。

ところが、電気配線は、急激に折り曲げられてしまうと、配線が断線してしまったりフレキシブル基板等のパターン配線の場合、配線が基材から剥がれてしまったりする等、破損してしまう可能性がある。

また、アクチュエータの水密性を確保するため、基板に対する電気配線の接続部は、通常、枠体内に位置しているが、枠体における凸状部の円形の外周からの突出量が小さいと枠内において電気配線を急激に折り曲げざるを得ない。よって、電気配線を急激に折り曲げないためには、枠体における凸状部の円形の外周からの突出量を多くしなければならず、その分だけアクチュエータ、即ち、光学装置が大型化してしまう他、光学装置を観察機器に設けた場合、観察機器の他の部材の配置スペースを奪ってしまうといった問題があった。

さらには、基板における凸状部の円形部の外周からの突出量が小さいと、やはり基板に対する電気配線の接続スペースが小さくなってしまい、基板に電気配線を接続しにくい他、接続できたとしても接続強度が弱くなってしまう。

本発明は、上記問題点及び事情に鑑みなされたものであり、小型化を実現しつつアクチュエータに接続される電気配線の破損を防げるとともに、電気配線の接続がしやすく、さらには電気配線の接続強度を確保することができる光学装置、内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様における光学装置は、被検体を観察する際用いられる光学装置であって、対物光学系と、該対物光学系が観察光軸上に位置する第１の位置と前記観察光軸上から退避する第２の位置との間において移動自在となるよう前記対物光学系を駆動する駆動部とを有する光調節装置と、前記光調節装置が内部に設けられ、前記対物光学系が第２の位置に退避した際、前記対物光学系の退避スペースを有する第１の凸状部を有するとともに、前記第１の凸状部から前記対物光学系の光軸方向の後方に延出する突出部を有する筒状の第１の枠と、前記突出部に前記光軸方向の先端が固定された、前記光調節装置に前記対物光学系の駆動電力を供給する電気配線と、前記第１の枠内に設けられた、前記電気配線の前記先端と前記駆動部とを電気的に接続するリード線と、を具備する。

また、本発明の一態様における内視鏡は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前記光学装置が、被検体内に挿入される挿入部の挿入方向の先端内に設けられている。

本発明によれば、小型化を実現しつつアクチュエータに接続される電気配線の破損を防げるとともに、電気配線の接続がしやすく、さらには電気配線の接続強度を確保することができる光学装置、内視鏡を提供することができる。

第１実施の形態の光学装置を具備する内視鏡の外観を示す図 図１中のII-II線に沿う内視鏡の挿入部の先端部を概略的に示す部分断面図 図２中のIII-III線に沿う先端部の断面図 図２のアクチュエータを示す斜視図 図４のアクチュエータの分解斜視図 図２の光学装置の一部を拡大するとともに下半分のみ断面にして示す図 図６中のVII-VII線に沿う第２の枠周辺の断面図 図６の内部に対物レンズ及びアクチュエータが固定された第１の枠を、該第１の枠に電気配線が固定された状態で示す拡大斜視図 図６の第２の枠を拡大して示す斜視図 図８の第１の枠に図９の第２の枠が係合され固定された状態を、電気配線を上側にして示す斜視図 第２実施の形態の光学装置において、内部に対物レンズ及びアクチュエータが固定された第１の枠を、該第１の枠に電気配線が固定された状態で示す拡大斜視図 第２実施の形態の光学装置の第２の枠を拡大して示す斜視図 図１１の第１の枠に図１２の第２の枠が係合され固定された状態を、電気配線を上側にして示す斜視図 図４のアクチュエータの第１の基板を、光軸方向に沿って正面視した図 図６の撮像素子における受光部の結像範囲を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態においては、光学装置を具備する観察機器は、内視鏡を例に挙げて説明する。

（第１実施の形態）
図１は、本実施の形態の光学装置を具備する内視鏡の外観を示す図、図２は、図１中のII-II線に沿う内視鏡の挿入部の先端部を概略的に示す部分断面図、図３は、図２中のIII-III線に沿う先端部の断面図である。

図１に示すように、内視鏡１は、被検体内に挿入される挿入部２と、該挿入部２の挿入方向Ｓの基端側（以下、単に基端側と称す）に連設された操作部３と、該操作部３から延出されたユニバーサルコード８と、該ユニバーサルコード８の延出端に設けられたコネクタ９とを具備して主要部が構成されている。尚、コネクタ９を介して、内視鏡１は、制御装置や照明装置等の外部装置と電気的に接続される。

操作部３に、挿入部２の後述する湾曲部２ｗを上下方向に湾曲させる上下用湾曲操作ノブ４と、湾曲部２ｗを左右方向に湾曲させる左右用湾曲操作ノブ６とが設けられている。

さらに、操作部３に、上下用湾曲操作ノブ４の回動位置を固定する固定レバー５と、左右用湾曲操作ノブ６の回動位置を固定する固定ノブ７とが設けられている。

挿入部２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２ｓと湾曲部２ｗと可撓管部２ｋとを具備して構成されており、挿入方向Ｓに沿って細長に形成されている。

湾曲部２ｗは、上下用湾曲操作ノブ４や左右用湾曲操作ノブ６の回動操作により、例えば上下左右の４方向に湾曲されることにより、先端部２ｓ内に設けられた後述する光学装置２０の観察方向を可変したり、被検体内における先端部２ｓの挿入性を向上させたりするものである。さらに、可撓管部２ｋは、湾曲部２ｗの基端側に連設されている。

湾曲部２ｗの先端側に連設された先端部２ｓ内に、図２、図３に示すように、先端硬質部材８０が設けられており、該先端硬質部材８０に、被検体内を観察する際用いられる光学装置２０が、図２、図３に示すようにネジ１２によって固定されている。尚、光学装置２０を固定する部材は、ネジに限定されない。

また、先端硬質部材８０には、図２、図３に示すように、光学装置２０の他、コネクタ９、ユニバーサルコード８、操作部３、挿入部２内にそれぞれ挿通された被検体内に照明光を供給する大径のライトガイド１７の先端側及び小径のライトガイド１８の先端側、被検体内に対し処置具を挿抜するための処置具挿通用管路１６の先端側、光学装置２０における先端部２ｓの先端面に露出された後述する対物レンズ４１に流体を供給する流体供給管路１５の先端側及び該先端側に固定された供給ノズル１５ｎ等が、既知の固定手段によって固定されている。

光学装置２０は、図２に示すように、対物レンズ４１及びアクチュエータ５０が内部に固定されたレンズ枠である筒状の第１の枠２１と、該第１の枠２１の外周に先端側の内周の一部または全周が係合されて固定されるとともに対物レンズ４２が内部に固定されたレンズ枠である筒状の第２の枠２２と、該第２の枠２２の基端側の外周に先端側が係合されて固定されるとともに対物レンズ４３、及びカバーガラス４４が受光部に貼着された撮像素子４５が内部に固定された筒状の第３の枠２３とを具備して主要部が構成されている。

図２に示すように、対物レンズ４１は複数から構成されているとともに、挿入方向Ｓにおいて最も先端側に位置する対物レンズ４１が、先端部２ｓの先端面に露出するよう第１の枠２１内の後述する第１の円形部２１ａ内（図６参照）に固定されている。

また、対物レンズ４２も複数から構成されているとともに、対物レンズ４１と同じ観察光軸Ｘ上に位置するよう第２の枠２２の後述する第２の円形部２２ａ（図９参照）における小径部２２ｑ（図６参照）内に固定されている。

尚、本実施の形態においては、対物レンズ４１、４２の光軸方向Ｌは、挿入部２の挿入方向Ｓに一致している。よって、以下、光軸方向Ｌの先端側、基端側に関しても、挿入方向Ｓと同様に、単に、先端側、基端側と省略して示す。

対物レンズ４３、及びカバーガラス４４が貼着された撮像素子４５は、観察光軸Ｘ上に位置するよう第３の枠２３内に固定されている。言い換えれば、第３の枠２３は、対物レンズ４３、及びカバーガラス４４が貼着された撮像素子４５が観察光軸Ｘ上に位置するよう第２の枠２２の基端側の外周に先端側が係合されて固定されている。

次に、第１の枠２１内に設けられるアクチュエータ５０の構成の一例について、図４、図５を用いて説明する。図４は、図２のアクチュエータを示す斜視図、図５は、図４のアクチュエータの分解斜視図である。

図４、図５に示すように、アクチュエータ５０は、第１の基板５１と、第２の基板５２と、対物光学系である絞り部材５５と、駆動部５７とを具備して主要部が構成されている。尚、本実施の形態においては、対物光学系は絞り部材５５を例に挙げて示しているが、これに限らず、対物光学系は、レンズや、フィルタ等であっても構わない。

第１の基板５１は、光軸方向Ｌから平面視した形状が円形であってかつ板状の円形部５１ａと、該円形部５１ａの外周の一部から第１の基板５１の径方向Ｋの一部である方向Ｒ（以下、突出方向Ｒと称す）に突出した板状の凸状部５１ｂとから主要部が構成されている。

また、第１の基板５１は、第１の枠２１内において、第２の基板５２よりも光軸方向Ｌにおける第２の枠２２側に位置している。尚、円形部５１ａと凸状部５１ｂとは一体的に形成されている。また、円形部５１ａと凸状部５１ｂとの光軸方向Ｌにおける厚みは同一である。

円形部５１ａには、光軸方向Ｌに沿って貫通する光学開口５１ｋが形成されているとともに、光軸方向Ｌに沿って貫通する回動軸孔５１ｍが形成されている。尚、光学開口５１ｋは、第１の枠２１内において、観察光軸Ｘ上に位置している。

第２の基板５２は、第１の枠２１内において、第１の基板５１よりも光軸方向Ｌの先端側において、第１の基板５１に対して後述するスペーサ５３、５４の光軸方向Ｌの厚み分だけ離間して位置している。

また、第２の基板５２は、光軸方向Ｌから平面視した形状が円形であってかつ板状の円形部５２ａと、該円形部５２ａの外周の一部から突出方向Ｒに突出した板状の凸状部５２ｂとから主要部が構成されている。

尚、円形部５２ａは、円形部５１ａと同じ外径を有しているとともに、凸状部５２ｂは、突出方向Ｒにおいて凸状部５１ｂと同じ突出量を有している。

即ち、第２の基板５２は、第１の基板５１と同じ大きさ、形に形成されている。また、円形部５２ａと凸状部５２ｂとは一体的に形成されている。さらに、円形部５２ａと凸状部５２ｂとの光軸方向Ｌにおける厚みは同一である。

さらに、第２の基板５２は、第１の枠２１内において、第１の基板５１よりも対物レンズ４１側に位置している。

円形部５２ａには、光軸方向Ｌに沿って貫通する光学開口５２ｋが形成されているとともに、光軸方向Ｌに沿って貫通する回動軸孔５２ｍが形成されている。尚、光学開口５２ｋは、第１の枠２１内において、観察光軸Ｘ上に位置している。

また、光学開口５２ｋは、光学開口５１ｋと同じ径を有しているとともに、光軸方向Ｌから平面視した際、光学開口５１ｋと外形が重なる第２の基板５２の位置に形成されている。

また、光軸方向Ｌにおいて円形部５１ａと円形部５２ａとの間に、光軸方向Ｌから平面視した形状が略Ｌ字状かつ光軸方向Ｌに所定の厚みを有するスペーサ５４が設けられている。尚、図５においては、スペーサ５４は、円形部５２ａと一体的に形成されているが、別体であっても構わない他、円形部５１ａと一体的に形成されていても構わない。

さらに、凸状部５１ｂ、５２ｂの突出方向Ｒにおける突出端近傍であって、光軸方向Ｌにおける凸状部５１ｂと凸状部５２ｂとの間にも光軸方向Ｌに所定の厚みを有するスペーサ５３が設けられている。

尚、スペーサ５３の光軸方向Ｌにおける厚みは、スペーサ５４の光軸方向Ｌにおける厚みと等しい。また、図５においては、スペーサ５３は、凸状部５２ｂと一体的に形成されているが、別体であっても構わない他、凸状部５１ｂと一体的に形成されていても構わない。

絞り部材５５は、スペーサ５３、５４によって形成された光軸方向Ｌにおける第１の基板５１と第２の基板５２との間隙に設けられている。

絞り部材５５は、光軸方向Ｌから平面視した形状が円形であってかつ板状の円形部５５ａと、該円形部５５ａの外周の一部から径方向Ｋに突出した板状の保持部５５ｂとから主要部が構成されている。

尚、円形部５５ａは、保持部５５ｂと一体的に形成されている。また、光軸方向Ｌにおける円形部５５ａの厚みは、保持部５５ｂの厚みと一致している。さらに、円形部５５ａ及び保持部５５ｂは、光軸方向Ｌにおいて、スペーサ５３、５４以下の厚みに形成されている。

円形部５５ａには、光軸方向Ｌに沿って貫通する絞り開口５５ｋが形成されている。また、保持部５５ｂにも光軸方向Ｌに沿って貫通する貫通孔５５ｍが形成されており、該貫通孔５５ｍに、磁性を有するとともに光軸方向Ｌに沿って細長な円柱状の回動軸部材５６が光軸方向Ｌに沿って挿通されて固定されている。尚、回動軸部材５６は、保持部５５ｂと一体的に形成されていても構わない。

回動軸部材５６の一端は、第１の基板５１の回動軸孔５１ｍを貫通するとともに回動軸孔５１ｍに対し回動自在となっており、回動軸部材５６の他端も、第２の基板５２の回動軸孔５２ｍを貫通するとともに回動軸孔５２ｍに回動自在となっている。

このことにより、回動軸部材５６は、第１の基板５１、第２の基板５２に回動自在に軸支されていることによって、絞り部材５５も回動軸部材５６を介して、第１の基板５１、第２の基板５２に回動自在に軸支されている。即ち、絞り部材５５は、回動軸部材５６を中心に回動する。

具体的には、絞り部材５５は、回動に伴い、絞り開口５５ｋが観察光軸Ｘ上に位置する、具体的には、絞り開口５５ｋが光学開口５１ｋ、５２ｋに重なる第１の位置と、絞り部材５５自体が観察光軸Ｘ上から退避する、具体的には絞り部材５５自体が光学開口５１ｋ、５２ｋから退避する第２の位置との間において移動自在となっている。

尚、第１の位置は、円形部５５ａがスペーサ５４の側壁５４ｗに当接することにより規定され、第２の位置は、円形部５５ａがスペーサ５３の側壁５３ｗに当接することにより規定される。

また、絞り部材５５は、第１の位置と第２の位置との間の回動に伴い、第１の基板５１及び第２の基板５２の外形からはみ出してしまうことがない。即ち、第１の位置においては、絞り部材５５は、それぞれ円形部５１ａ、円形部５２ａに重なって位置し、第２の位置においては、絞り部材５５は、それぞれ円形部５１ａ、円形部５２ａ、凸状部５１ｂ、凸状部５２ｂに重なって位置する。

駆動部５７は、第１の基板５１の円形部５１ａに固定されている。駆動部５７は、光軸方向Ｌから平面視した形状が略コの字型のヨーク部材５７ｙと、該ヨーク部材５７ｙの対向する各腕部にそれぞれ巻回された磁気発生部である巻き線コイル部５７ｃとを具備して主要部が構成されている。

また、駆動部５７は、円形部５１ａにおいて、光学開口５１ｋを避けた位置に固定されているとともに、各巻き線コイル部５７ｃの先端は、図４に示すように、光軸方向Ｌから平面視した状態で、回動軸孔５１ｍを介して突出する回動軸部材５６を挟むように位置している。

駆動部５７は、絞り部材５５を、第１の位置と第２の位置との間において移動自在となるよう駆動するものである。

具体的には、駆動部５７は、各巻き線コイル部５７ｃに駆動電力が供給されると、具体的には所定の電流が印加されると、磁気を発生することにより磁性を有する回動軸部材５６を回動させる。

その結果、回動軸部材５６に固定された絞り部材５５は、各巻き線コイル部５７ｃにより磁界が切り換えられることにより、第１の位置と第２の位置との間を回動する。

次に、対物レンズ４１及びアクチュエータ５０が内部に固定される第１の枠２１の外形形状、対物レンズ４２が内部に固定される第２の枠２２の外形形状、第１の枠２１と第２の枠２２との係合状態、第１の枠２１への電気配線の固定構成について、図６〜図１０を用いて説明する。

図６は、図２の光学装置の一部を拡大するとともに下半分のみ断面にして示す図、図７は、図６中のVII-VII線に沿う第２の枠周辺の断面図、図８は、図６の内部に対物レンズ及びアクチュエータが固定された第１の枠を、該第１の枠に電気配線が固定された状態で示す拡大斜視図である。

また、図９は、図６の第２の枠を拡大して示す斜視図、図１０は、図８の第１の枠に図９の第２の枠が係合され固定された状態を、電気配線を上側にして示す斜視図である。

図６に示すように、光学装置２０は、カバー部材１２８によって覆われており、カバー部材１２８と光学装置２０との間の空間には、接着剤６６が充填されている。

また、図６、図８に示すように、筒状の第１の枠２１は、光軸方向Ｌから平面視した形状が円形の第１の円形部２１ａと、該第１の円形部２１ａの外周の一部から突出方向Ｒに沿って突出するとともに、光軸方向から平面視した形状がコの状の第１の凸状部２１ｂとを有することにより、光軸方向Ｌから平面視した形状がほぼ円形部と矩形部とを組み合わせた形の鍵穴状を有して形成されている。

より具体的には、第１の枠２１の外形形状及び内周面の形状は、アクチュエータ５０の外形形状、即ち、第１の基板５１及び第２の基板５２の外形形状と略同じに形成されており、第１の枠２１の内周面に、アクチュエータ５０の外周面が固定されている。

よって、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの内部は、アクチュエータ５０の第１の基板５１の円形部５１ａ及び第２の基板５２の円形部５２ａが固定されるスペースを構成している。

また、第１の凸状部２１ｂの内部は、アクチュエータ５０の第１の基板５１の凸状部５１ｂ及び第２の基板５２の凸状部５２ｂが固定されるスペースを構成している。よって、第１の凸状部２１ｂの内部は、絞り部材５５が第２の位置に退避した際の絞り部材５５の退避スペースＨを構成している。

また、図８に示すように、第１の枠２１の内部に設けられたアクチュエータ５０の駆動部５７は、第１の枠２１の光軸方向Ｌの基端（以下、単に基端と称す）の開口２１ｋを介して露出されている。

尚、開口２１ｋは、第１の円形部２１ａの基端２１ａｑの開口２１ａｋと、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑの開口２１ｂｋとから構成されている。尚、開口２１ｂｋは、開口２１ａｋに連通している。

また、図６、図８に示すように、第１の枠２１の第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑにおいて、突出方向Ｒにおける突出端の底部に、該底部から光軸方向Ｌの後方（以下、単に後方と称す）に延出する平板状部材から構成された突出部２１ｔが舌状に形成されている。

尚、突出部２１ｔの形成位置は、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑであれば、底部に限定されず、例えば第１の凸状部２１ｂの対向する側壁のいずれか一方の基端２１ｂｑから後方に延出されていても構わない。

突出部２１ｔは、駆動部５７側の面２１ｔａ（図６参照）に、アクチュエータ５０に絞り部材５５の駆動電力を供給する電気配線６０の光軸方向Ｌの先端（以下、単に先端と称す）６０ｓが、接着等によって固定される部位を構成している。尚、先端６０ｓは、突出部２１ｔの面２１ｔａのみならず、第１の凸状部２１ｂの底部における内面にも固定されている。

また、電気配線６０は、複数の信号配線及びアクチュエータ５０を駆動する電力供給配線が形成されたフレキシブル基板等から構成されている。尚、電気配線６０は、基端が挿入部２内で、挿入部２、操作部３、ユニバーサルコード８、コネクタ９内に挿通された他の配線の先端に電気的に接続されることにより、コネクタ９内の図示しない基板に電気的に接続されている。

また、図８に示すように、電気配線６０の先端６０ｓにおいて駆動部５７側の面６０ｓａに形成されるとともに、第１の凸状部２１ｂの内部に位置するパターン６０ｐに、リード線６１の一端が電気的に接続されている。

尚、リード線６１の他端は、駆動部５７に電気的に接続されている。また、リード線６１と、リード線６１の一端とパターン６０ｐとの接続部と、リード線６１の他端と駆動部５７との接続部とは、第１の枠２１内に位置している。

また、図６、図７、図９に示すように、筒状の第２の枠２２は、第１の円形部２１ａの基端２１ａｑの開口２１ａｋを塞ぐ大径部２２ｐ及び小径部２２ｑを有する第２の円形部２２ａと、該第２の円形部２２ａの大径部２２ｐの外周の一部から突出方向Ｒに沿って突出し、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑに先端２２ｂｓが当接することにより、基端２１ｂｑの開口２１ｂｋを塞ぐ第２の凸状部２２ｂとを有する光軸方向Ｌから平面視した形状が鍵状に形成されている。

尚、第２の円形部２２ａの内、大径部２２ｐは、図６に示すように、光軸方向Ｌの前半部に形成されており、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの外周に係合されるものである。また、小径部２２ｑは、光軸方向Ｌの後半部に形成されている。また、小径部２２ｑは、第３の枠２３の先端側が係合されるとともに、内部に対物レンズ４２が固定されている。

第２の凸状部２２ｂの突出方向Ｒの突出端となる底部に、該底部の一部を切り欠くとともに光軸方向Ｌに第２の凸状部２２ｂを貫通することによって形成された切り欠き２２ｂｉの空間Ｉが形成されている。空間Ｉは、図６、図１０に示すように、突出部２１ｔに先端６０ｓが固定された電気配線６０を、第２の枠２２の後方に引き出すためのものである。

また、切り欠き２２ｂｉが形成されていることにより、第２の凸状部２１ｂの突出方向Ｒの突出端側には、互いに対向する腕部２２ｂｗがそれぞれ形成されている。

各腕部２２ｂｗは、突出方向Ｒの突出端が、図７に示すようにカバー部材１２８に当接しているとともに、突出端側の各内面に突出部２１ｔの両側面２１ｔｇが接着剤６５を介して接着固定されている。即ち、突出部２１ｔは、各腕部２２ｂｗによって挟まれた状態で、各腕部２２ｂｗの内面に固定されている。よって、各腕部２２ｂｗの間隔は、突出部２１ｔの幅、即ち、電気配線６０の幅以上に形成されている。

また、各腕部２２ｂｗは、空間Ｉ内における電気配線６０の移動を規制する規制部を構成している。

さらに、空間Ｉには、図６、図７に示すように、電気配線６０とともに、充填物である接着剤６５が充填されている。

第２の枠２２は、図６、図１０に示すように、第１の枠２１の基端の開口２１ｋを塞ぐことにより、第１の枠２１内にアクチュエータ５０を水密的に封止するものである。

具体的には、図１０に示すように、第２の枠２２の第２の円形部２２ａの大径部２２ｐが、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの外周に接着剤等によって固定され、第２の凸状部２２ｂの先端２２ｂｓが、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑに接着剤等によって固定され、第２の凸状部２２ｂの両腕部２２ｂｗの内面に、突出部２１ｔの両側面２１ｔｇが接着剤６５等によって固定され、空間Ｉが、電気配線６０とともに接着剤６５によって充填されて塞がれていることにより、第２の枠２２は、第１の枠２１の基端の開口２１ｋを塞ぐことにより、第１の枠２１内にアクチュエータ５０を水密的に封止する。このことにより、カバー部材１２８内の接着剤６６や光学装置２０の外部からの水分が第１の枠２１内に進入してしまうことが防がれている。

このように、本実施の形態においては、電気配線６０の先端６０ｓは、第１の枠２１の第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑから後方に延出する平板状の突出部２１ｔの面２１ｔａに固定されていると示した。

ここで、従来のように、電気配線６０の先端６０ｓが、第１の枠２１内に設けられたアクチュエータ５０の第１の基板５１に固定された構成であると、上述したように、電気配線６０を後方に引き出すためには、電気配線６０の一部を湾曲させることによりＬ字状に急激に折り曲げざるを得ず、電気配線６０上の配線パターンが破損してしまう可能性がある。また、電気配線６０の一部を急激に折り曲げないため、即ち緩やかに折り曲げるためには、第１の基板５１の凸状部５１ｂ、即ち、第１の凸状部２１ｂ、第２の凸状部２２ｂの突出量を、突出方向Ｒに多くしなければならず、突出量が多くなると図３に示すように、先端硬質部材２８内において、例えば処置具挿通用管路１６、ライトガイド１７の配置スペースを奪ってしまうといった問題がある。さらには、第１の基板５１への電気配線６０の先端６０ｓの接続スペースは非常に小さいため、接続作業がし難く他、接続強度が弱くなってしまうといった問題があった。

しかしながら、上述したように、本実施の形態によれば、電気配線６０の先端６０ｓは、専用の固定スペースとなる平板状の突出部２１ｔの面２１ｔａに折り曲げることなく接続固定されていることから、平坦な面２１ｔａにおける大きな接続スペースに接続できるため、接続強度を向上させることが出来る他、接続作業がしやすくなる。また、先端６０ｓの接続の際、突出部２１ｔまたは空間Ｉを目印にできるため接続作業がしやすくなる。

また、平板状の突出部２１ｔの平坦な面２１ｔａに対し、電気配線６０の先端６０ｓが折り曲げられることなく接続固定されていることから、電気配線６０を後方に引き出す際、電気配線６０の先端６０ｓ側をＬ字状に折り曲げる必要がないため、電気配線６０の破損を防ぐことができる。

さらに、平板状の突出部２１ｔは、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑから後方に延出されているため、突出部２１ｔによって、突出方向Ｒに光学装置２０が大径化してしまうことがない。

さらには、第１の基板５１、第２の基板５２の凸状部５１ｂ、５２ｂの突出方向Ｒへの突出量、即ち、第１の枠２１の第１の凸状部２１ｂ、第２の枠２２の第２の凸状部２２ｂの突出方向Ｒへの突出量は、絞り部材５５が第２の位置へと移動できる最低限の突出量のみを確保すれば良いことから、凸状部５１ｂ、５２ｂ、即ち、第１の凸状部２１ｂ、第２の凸状部２２ｂの突出方向Ｒへの突出量を最低限に設定できるため光学装置２０を小型化できることから、先端硬質部材２８内において光学装置２０を、他の部材の配置スペースを奪うことなく省スペースにて配置することができる。

また、接着剤６５、６６により、先端６０ｓ接続後の電気配線６０のフォーミングができるため、光学装置２０を先端部２ｓ内に設ける際、電気配線６０ｓが他の部材に干渉することによる組み付け不良を防止することができる。

また、本実施の形態においては、第２の枠２２の第２の凸状部２２ｂに、電気配線６０を第２の枠２２よりも後方に引き出す空間Ｉが形成されていると示した。

このことによれば、電気配線６０は、第２の凸状部２２ｂの突出端よりも突出方向Ｒの外側を通過させる必要がないため、その分だけ、光学装置２０の小型化を実現することができる。

さらに、本実施の形態においては、第２の枠２２の第２の円形部２２ａの大径部２２ｐが、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの外周に接着剤等によって固定され、第２の凸状部２２ｂの先端２２ｂｓが、第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑに接着剤等によって固定され、第２の凸状部２２ｂの両腕部２２ｂｗの内面に、突出部２１ｔの両側面２１ｔｇが接着剤６５等によって固定され、空間Ｉが、電気配線６０とともに接着剤６５によって充填されて塞がれていることにより、第２の枠２２は、第１の枠２１の基端の開口２１ｋを塞ぐことによって、第１の枠２１内にアクチュエータ５０を水密的に封止していると示した。

ここで、従来、第１の枠２１及び第２の枠２２が円形部のみから形成されている場合では、第１の枠２１に第２の枠２２が係合固定され、その後、第１の枠２１及び第２の枠２２の外周に熱収縮チューブ等を被覆することにより、光学装置２０は、第１の枠２１内に対する水密構造を有していた。

しかしながら、この構造では、本実施の形態に示したように、第１の枠２１が第１の円形部２１ａと第１の凸状部２１ｂとの間に段差を有する形状に形成され、第２の枠２２が第２の円形部２２ａの大径部２２ｐと第２の凸状部２２ｂとの間に段差を有する形状に形成されている場合においては、段差により各枠２１、２２の外周に対して熱収縮チューブは密着し難く、その結果、水密性の確保が難しく、水密性を確保したまま電気配線６０を後方に引き出すことは難しかった。

そこで、上述した本実施の形態の構成によれば、第１の枠２１の第１の円形部２１ａ、第１の凸状部２１ｂ、突出部２１ｔと、第２の枠２２の第２の円形部２２ａの大径部２２ｐ、第２の凸状部２２ｂとの接着固定に加え、空間Ｉに充填された接着剤６５のみを用いた簡単な構成で、第１の枠２１内の水密性を確保したまま、後方に電気配線６０を引き出すことができる。

以上から小型化を実現しつつアクチュエータ５０に接続される電気配線６０の破損を防げるとともに、電気配線６０の接続がしやすく、さらには電気配線６０の接続強度を確保することができる光学装置２０、内視鏡１を提供することができる。

（第２実施の形態）
図１１は、本実施の形態の光学装置において、内部に対物レンズ及びアクチュエータが固定された第１の枠を、該第１の枠に電気配線が固定された状態で示す拡大斜視図、図１２は、本実施の形態の光学装置の第２の枠を拡大して示す斜視図、図１３は、図１１の第１の枠に図１２の第２の枠が係合され固定された状態を、電気配線を上側にして示す斜視図である。

この第２実施の形態の光学装置の構成は、上述した図１〜図１０に示した第１実施の形態の光学装置と比して、第１の枠の突出部の形状と、第１の枠の突出部と第２の枠の第２の凸状部との間に、電気配線を後方に引き出す空間が形成されている点が異なる。

よって、この相違点のみを説明し、第１実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態においては、図１１に示すように、第１の枠２１の第１の凸状部２１ｂの基端２１ｂｑから後方に延出する突出部２１ｔは、第１の凸状部２１ｂの連続する３辺、即ち、底部及び各側壁から後方にコの字型を保って延出するよう形成されている。よって、突出部２１ｔは、底部２１ｔｎと、該底部２１ｔｎに連続するとともに互いに対向する側壁２１ｔｗとを有して構成されている。

突出部２１ｔは、底部２１ｔｎにおける駆動部５７側の面２１ｔａに、電気配線６０の先端６０ｓが、接着等によって固定される部位を構成している。尚、先端６０ｓは、突出部２１ｔの面２１ｔａのみならず、第１の凸状部２１ｂの底部における内面にも固定されている。

また、本実施の形態においても、電気配線６０の先端６０ｓにおいて駆動部５７側の面６０ｓａに形成されるとともに第１の凸状部２１ｂの内部に位置するパターン６０ｐに、リード線６１の一端が電気的に接続されている。

尚、リード線６１の他端は、駆動部５７に電気的に接続されている。また、リード線６１と、リード線６１の一端とパターン６０ｐとの接続部と、リード線６１の他端と駆動部５７との接続部とは、第１の枠２１内に位置している。

また、図１２に示すように、第２の枠２２は、第１の円形部２１ａの基端２１ａｑの開口２１ａｋを塞ぐ大径部２２ｐ及び小径部２２ｑを有する第２の円形部２２ａと、該第２の円形部２２ａの大径部２２ｐの外周の一部から突出方向Ｒに沿って突出し、両側部２２ｂｇが、コの字状の突出部２１ｔ内の各側壁２１ｔｗの内面に接着固定されることにより基端２１ｂｑの開口２１ｂｋを塞ぐ第２の凸状部２２ｂとを有する光軸方向Ｌから平面視した形状が鍵状に形成されている。尚、第２の円形部２２ａの大径部２２ｐは、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの外周に係合される。

また、図１３に示すように、突出部２１ｔ内の各側壁２１ｔｗの内面に接着固定された第２の凸状部２２ｂの突出方向Ｒの突出端となる底部２２ｂｎと、突出部２１ｔの底部２１ｔｎの内面との間に、突出部２１ｔに先端６０ｓが固定された電気配線６０を、第２の枠２２の後方に引き出す空間Ｊが形成されている。

尚、突出部２１ｔの各側壁２１ｔｗは、空間Ｊ内における電気配線６０の移動を規制する規制部を構成している。よって、各側壁２１ｔｗの間隔は、第２の凸状部２２ｂ及び電気配線６０の幅以上に形成されている。

さらに、空間Ｊには、図示しないが、電気配線６０とともに、充填物である接着剤６５が充填されている。

第２の枠２２は、第１実施の形態と同様に、第１の枠２１の基端の開口２１ｋを塞ぐことにより、第１の枠２１内にアクチュエータ５０を水密的に封止するものである。

具体的には、図１３に示すように、第２の枠２２の第２の円形部２２ａの大径部２２ｐが、第１の枠２１の第１の円形部２１ａの外周に接着剤等によって固定され、第２の凸状部２２ｂの両側部２２ｂｇが、突出部２１ｔ内の各側壁２１ｔｗの内面に接着固定され、空間Ｊが、電気配線６０とともに接着剤６５によって充填されて塞がれていることにより、第２の枠２２は、第１の枠２１の基端の開口２１ｋを塞ぐことにより、第１の枠２１内にアクチュエータ５０を水密的に封止する。このことにより、カバー部材１２８内の接着剤６６や光学装置２０の外部からの水分が第１の枠２１内に進入してしまうことが防がれている。尚、その他の構成は、上述した本実施の形態と同じである。

このような構成によっても、上述した第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。

尚、以下、変形例を示す。上述した第１及び第２実施の形態においては、第１の枠２１は、内部に対物レンズ４１が固定され、第２の枠２２は、内部に対物レンズ４２が固定されたレンズ枠であると示したが、これに限らず、いずれか一方の枠のみに対物レンズが設けられている構成であっても構わない。

また、上述した第１及び第２実施の形態においては、アクチュエータ５０は、駆動部５７の各巻き線コイル部５７ｃに所定の電流が印加されると、磁気を発生することにより、磁性を有する回動軸部材５６を回動させることにより、絞り部材５５を第１の位置と第２の位置との間において回動させると示したが、回動軸部材５６を回動させる構成は、図４、図５に示す構成に限定されないことは勿論である。

さらに、上述した第１及び第２実施の形態においては、対物光学系は、絞り部材５５を例に挙げて示したが、これに限らず、上述したように、レンズやフィルタであっても構わず、対物光学系が大きな部材であるほど、光学装置２０の突出方向Ｒへの突出量が大きくなるため、第１及び第２の実施形態の構成を用いた光学装置２０の小型化の効果が大きくなる。

また、上述した第１及び第２実施の形態においては、光学装置２０が設けられる観察機器は、湾曲部２ｗを有するとともに可撓管部２ｋを有する軟性鏡を例に挙げて示したが、これに限らず、硬性鏡にても適用可能であるとともに、顕微鏡や、携帯機器であっても良いことは云うまでもない。

ところで、上述した第１及び第２実施の形態においては、第１の枠２１内において、アクチュエータ５０は、第１の基板５１が第２の枠２２側に位置し、第２の基板５２が対物レンズ４１側に位置するよう設けられると示したが、反対に、第１の基板５１が対物レンズ４１側に位置し、第２の基板５２が第２の枠２２側に位置するよう設けられる場合もある。

さらに、第１の基板５１の光学開口５１ｋ及び第２の基板５２の光学開口５２ｋが、撮像素子４５に入射される光束を絞る絞り部材の機能を兼ねる場合もある。

これらの場合、光学開口５１ｋに入射される光束が各巻き線コイル部５７ｃによって遮られてしまい、各巻き線コイル部５７ｃが撮像素子４５の受光部に映り込み、被検体内の画像を形成する際に狙った視野角を得ることができない場合があった。即ち、被検体内の画像を形成するために必要な撮像素子４５の受光部への結像範囲が狭くなることがあった。

よって、必要な結像範囲を得るためには、各巻き線コイル部５７ｃの間隔を広げる必要があるが、その結果、アクチュエータ５０、即ち光学装置２０が大きくなってしまうといった問題があった。

以下、このような問題を解決する光学装置の構成を、図１４、図１５を用いて示す。図１４は、図４のアクチュエータの第１の基板を、光軸方向に沿って正面視した図、図１５は、図６の撮像素子における受光部の結像範囲を示す図である。

図１４に示すように、第１の基板５１に駆動部５７を設ける際、第１の基板５１の光学開口５１ｋの中心５１ｋｃと、該中心から巻き線コイル部５７ｃまでの距離が最小となる線分をａとするとともに該線分ａを通る面をＡ面とし、また、図１５に示すように、撮像素子４５の受光部４５ｊにおいて、対物レンズの観察光軸Ｘが通る点と、受光部４５ｊの結像範囲４５ｈまでの距離が最小となる線分をｂとするとともに該線分ｂを通る面をＢ面とする。

その上で、Ａ面とＢ面とが平行となるよう、撮像素子４５の向きとアクチュエータ５０との向きを合わせると、線分ａは、光学開口５１ｋから入射した光束が遮られて光束が最も狭くなる方向に沿って位置しており、また、線分ｂは、視野角が最も小さくなる方向に沿って位置していることから、受光部４５ｊへの巻き線コイル部５７ｃの映り込みが防止できる。

その結果、必要な視野角を確保するための各巻き線コイル部５７ｃ間の距離を、必要最低限の距離に設定することができる。

また、第１の基板５１上に実装する駆動部５７を、光学開口５１ｋに限りなく近づけて設けることができることから、被検体内の画像で必要な視野範囲を確保しつつ、光学装置２０を小型化することができる。

尚、以上のことは駆動部５７に限らず、第１の基板５１上に実装される他の部材であっても同様である。

１…内視鏡
２…挿入部
２０…光学装置
２１…第１の枠
２１ａ…第１の円形部
２１ａｋ…第１の円形部の基端の開口
２１ａｑ…第１の円形部の基端
２１ｂ…第１の凸状部
２１ｂｋ…第１の凸状部の基端の開口
２１ｂｑ…第１の凸状部の基端
２１ｋ…第１の枠の基端の開口
２１ｔ…第１の枠の突出部
２１ｔｗ…側壁（規制部）
２２…第２の枠
２２ａ…第２の円形部
２２ｐ…第２の円形部の大径部（一部）
２２ｂ…第２の凸状部
２２ｂｗ…腕部（規制部）
２３…第３の枠
４１…対物レンズ
４２…対物レンズ
４５…撮像素子
５０…アクチュエータ（光調節装置）
５５…絞り部材（対物光学系）
５７…駆動部
５７ｃ…巻き線コイル部（磁気発生部）
６０…電気配線
６０ｓ…電気配線の先端
６１…リード線
６５…接着剤（充填物）
Ｈ…退避スペース
Ｉ…空間
Ｊ…空間
Ｌ…光軸方向
Ｓ…挿入方向
Ｘ…観察光軸

Claims (17)

1. 被検体を観察する際用いられる光学装置であって、
   対物光学系と、該対物光学系が観察光軸上に位置する第１の位置と前記観察光軸上から退避する第２の位置との間において移動自在となるよう前記対物光学系を駆動する駆動部とを有する光調節装置と、
   前記光調節装置が内部に設けられ、前記対物光学系が第２の位置に退避した際、前記対物光学系の退避スペースを有する第１の凸状部を有するとともに、前記第１の凸状部から前記対物光学系の光軸方向の後方に延出する突出部を有する筒状の第１の枠と、
   前記突出部に前記光軸方向の先端が固定された、前記光調節装置に前記対物光学系の駆動電力を供給する電気配線と、
   前記第１の枠内に設けられた、前記電気配線の前記先端と前記駆動部とを電気的に接続するリード線と、
   を具備することを特徴とする光学装置。
2. 前記第１の枠は、第１の円形部と、該第１の円形部の外周の一部から突出するとともに前記光軸方向から平面視した形状がコの字状の前記第１の凸状部とを有し、前記光軸方向から平面視した形状が円形部と矩形部とを組み合わせた鍵穴状を有していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第１の枠の前記光軸方向の基端側の外周に対し少なくとも一部が係合されていることにより前記第１の枠内に前記光調節装置を水密的に封止する第２の枠をさらに具備し、
   前記第２の枠は、前記第１の円形部の外周に係合されるとともに前記第１の円形部の前記光軸方向の基端の開口を塞ぐ第２の円形部と、該第２の円形部の外周の一部から突出し前記第１の凸状部の前記光軸方向の基端の開口を塞ぐ第２の凸状部とを有する前記光軸方向から平面視した形状が円形部と矩形部とを組み合わせた鍵穴状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記突出部は、前記第１の凸状部の前記光軸方向の基端から前記光軸方向の後方に延出する平板状部材から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
5. 前記第２の凸状部に、前記電気配線を前記第２の枠の前記光軸方向の後方に引き出す空間が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 前記第２の凸状部に、前記空間内における前記電気配線の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
7. 前記空間内に、前記電気配線とともに充填物が充填されていることを特徴とする請求項５または６に記載の光学装置。
8. 前記突出部は、前記第１の凸状部の前記光軸方向の基端の連続する３辺から前記光軸後方の後方にコの字型に延出していることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
9. 前記第２の凸状部と前記突出部との間に、前記電気配線を前記第２の枠の前記光軸方向の後方に引き出す空間が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
10. 前記突出部に、前記空間内における前記電気配線の移動を規制する規制部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
11. 前記空間内に、前記電気配線とともに充填物が充填されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学装置。
12. 前記第１の枠と前記第２の枠との少なくとも一方は、前記対物光学系とともに被検体内を観察する前記観察光軸上に対物レンズが設けられたレンズ枠であることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか１項に記載の光学装置。
13. 前記第２の枠の前記光軸方向の基端側の外周に、内部に撮像素子が設けられた第３の枠が係合されており、
    前記第３の枠は、前記撮像素子が前記観察光軸上に位置するよう前記第２の枠に係合されていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載の光学装置。
14. 前記電気配線は、複数の信号配線及び前記光調節装置を駆動する電力供給用配線が形成されたフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学装置。
15. 前記駆動部は、前記電気配線からの駆動電力の供給により磁気を発生する磁気発生部を具備し、
    前記対物光学系は、前記磁気発生部により磁界が切り換えられることにより前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学装置。
16. 前記対物光学系は、前記光調節装置において回動自在に軸支されており、
    前記対物光学系は、回動に伴い前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の前記光学装置が、被検体内に挿入される挿入部の挿入方向の先端内に設けられていることを特徴とする内視鏡。

Images