JP6675418B2 - 内視鏡用結像ユニット及び結像ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、鏡筒内に収容されている少なくとも１つの光学素子を備えている結像ユニットに関する。さらに本発明は、内視鏡と、結像ユニットの製造方法に関する。
ビデオ内視鏡等の光学的結像系において、レンズは、鮮明な画像が望まれる面、例えば画像センサが配置されている面、に対して直交する方向に変位することによって、つまり光軸に沿って変位することによって、焦点を合わせている。さらに、内視鏡レンズ等のレンズは、例えば接着されることによって恒久的に固定されている。実際には、主として、回転対称円筒形嵌合部材を用いて、光学部品の位置合わせを行っている。この嵌合部材では公差が最小限であるが、光学素子または光学ユニットはわずかに傾き得る。画像センサの法線と、特に高解像度光学ユニット内にある例えば内視鏡レンズの一部である結像光学素子の光軸との間の同軸度には、常に厳しい要求が求められ、しかも厳しさの度合いも増してきているので、実現可能な画質を最大限に活用することができる。

これらの高い要求を満たすために、各嵌合部材内の案内長を長くすることができるであろう。しかしながら、そのようにすると、光損失が生じ、発散は増大するであろう。嵌合部材内には、光学素子を取り付けるため、遊びが最小限存在する必要があり、各嵌合部材の公差をさらに小さくすると、理論上では、生じ得る傾きを小さくすることが可能になる。

本発明の目的は、結像ユニット、内視鏡、及び、結像ユニットの製造方法を提示することであり、ここで結像ユニットは光学素子を備えており、光学素子の高精度な位置合わせが可能である。

本目的は、鏡筒内に収容されている少なくとも１つの光学素子を備えている、特に内視鏡用の結像ユニットによって達成される。ここで、結像ユニットはさらに、鏡筒が、案内筒に囲まれている内室内に少なくとも部分的に収容されており、あるいは収容可能であり、鏡筒は外側の側面に複数の棒部を備えており、複数の棒部は、鏡筒の長手方向に延在し、各々が案内筒の内側の側面内に形成されている溝部と係合しているように開発されている。

本発明は以下の考察に基づいている。鏡筒と案内筒との間にある円筒形嵌合部材の概念は捨て去られており、この嵌合部材は、完全な回転対称にはもはや設計されていない。鏡筒の円周に沿って、鏡筒の外側の側面上には棒部が設けられている。これらの棒部は、長手方向に平行な鏡筒を少なくとも部分的に拡張している。嵌合部材の第２の部分、すなわち案内筒には対応する溝部が設けられており、溝部は棒部を収容している。円周方向において、溝部は棒部よりも幅広に設計されている。したがって、鏡筒を案内筒内に簡単かつ締め付けることなく取り付けることが、すなわち、鏡筒を長手方向に沿って案内筒内に挿入することによって可能になる。光学素子とは、特に内視鏡レンズの結像用光学部品のことである。また、内視鏡レンズが光学素子として設けられていることも可能である。光学素子、より正確には素子を収容している鏡筒は、例えば画像センサ上に鮮明な結像を行う所望の位置に達するまで、長手方向に変位する。

有利な実施形態によれば、棒部及び溝部は、長手方向に垂直に広がる断面において互いに相補的な形状をしている。棒部および溝部を互いに相補的である形状を有するように設計することで、案内筒内での鏡筒の正確な自動調心が可能になる。より好ましくは、棒部は、鏡筒の円周に沿って均等に分布するように配置されている。例えば、鏡筒の外側の側面上の円周に沿って、３つの棒部が１２０°の間隔をあけて存在している。案内筒内の対応する溝部に対しても同じことが当てはまる。他の実施形態によれば、異なる数の棒部及び溝部が設けられているが、両者はもちろん常に同数である。例えば、２，４，５またはそれ以上の棒部、あるいは溝部が、鏡筒上、あるいは案内筒内にある。

別の実施形態によれば、結像ユニットは、棒部および／または溝部は長手方向に垂直に広がる断面において台形であり、棒部の少なくとも１つの側斜面および／または溝部の少なくとも１つの側壁は、棒部あるいは溝部の中心に向かって傾斜しており、断面において、棒部は端面に向かって次第に細くなり、および／または、溝部は底面に向かって狭まっているように開発されている。

鏡筒と案内筒とを互いに対して回転させることによって、棒部と溝部、より正確には、棒部の側斜面と溝部の側壁とが互いに接触する。棒部の側斜面および溝部の側壁は傾斜しているので、所定のトルクをかけることによって両者の表面の間にはある一定の圧力が発生し、この状態で両者は互いの表面上でわずかに摺動する。これに応じて、両者は互いに対して調心される。その結果、鏡筒は案内筒内部に、傾きもなく確実に位置合わせされる。その後、鏡筒を案内筒内で、鏡筒内の光学素子が例えば画像センサ上に鮮明な結像を行うように変位させる。調心に用いられるトルクは、案内筒内での鏡筒の自動調心と同じ時に、両者間に締め付け座が少なくとも一時的に存在できるほどの大きさになるように選定されることが好ましい。

棒部の側斜面及び溝部の側壁の傾斜として選定された傾斜角は、所望の自動調心が発生するような特別な用途において、十分に大きな圧力が鏡筒と案内筒との間に存在するような角度である。棒部の側斜面及び溝部の側壁がそれぞれ傾斜している傾斜角は、少なくともほぼ等値であることが好ましい。

さらに、選定されたトルクは、鏡筒と案内筒との間の摩擦で光学素子が画像センサに対して傾くことを防ぐには十分であるが、鏡筒が案内筒に対して長手方向に変位可能である量はまだわずかである。したがって、焦点位置を調整することは可能である。その後に控えているのは、案内筒に、あるいは案内筒内に、鏡筒を固定することだけである。

結像ユニットをさらに備えることができる画像センサは、特に案内筒の長手方向に垂直に配置されている。また、案内筒と画像センサとは、互いに対して固定された空間関係にある状態で配置されていることが好ましい。

結像ユニットは、固定軸部を有する内視鏡にも、可撓軸部を有する内視鏡にも設けられている。さらに、本発明の１つの特徴によれば、結像ユニットは内視鏡内に使用されている。しかし、結像ユニットの使用は内視鏡に限定されず、カメラ、カメラモジュール、照明装置、及び結像系内に使用されることも好ましい。

鏡筒は棒部と一体化して、あるいは一体鋳造で設計されており、さらには、特に同じ材料で一体化して、あるいは一体鋳造で設計されている。案内筒の長手方向及び鏡筒の長手方向は、各筒が長手方向に延在している方向に相当する。鏡筒が最適に調心された状態では、その長手方向は少なくともほぼ案内筒の長手方向に相当する。しかし、少なくとも、その２つの長手方向は、互いに平行して少なくともほぼ共通の方向に延びている、すなわち、よくてもわずかにずれた平行の関係である。

棒部は、鏡筒の長手方向に沿って少なくとも部分的に延在している。例えば、棒部は、鏡筒の長さに沿って断続的に延びているように設計されている。しかし、棒部は、鏡筒の長手方向の全長に沿って延在していることが好ましい。好ましくは部分的に、しかし特に案内筒の長手方向の全長に沿って延在する溝部に対しても同じことが当てはまる。

別の有利な実施形態によれば、棒部の少なくとも１つの側斜面および／または溝部の少なくとも１つの側壁は、半径方向に対して所定の傾斜角で傾斜しており、半径方向は、断面において、鏡筒あるいは案内筒の中心から始まって半径方向に延伸して、棒部の端面あるいは溝部の底面の中央を貫通する方向であると見なされるように、結像ユニットが開発されている。

溝部の両側の側壁および／または棒部の両側の側斜面が、半径方向に対して所定の、すなわち、少なくともほぼ同一の傾斜角で傾斜していることが好ましい。つまり、棒部も溝部も同様に対称に設計されていることが好ましい。案内筒内での鏡筒の調心を、時計回り方向の回転または反時計回り方向の回転によって実現できることが効果的である。

所定の傾斜角は、３０°から６０°の間、特に３５°から５５°の間、さらには特に４０°から５０°の間にあり、特に少なくともほぼ４５°である場合に特に効果的であると実証されている。傾斜角が小さすぎると、自動調心力は非常に微々たるものになってしまい、逆に傾斜角が大きすぎると、鏡筒と案内筒との間に過度の静止摩擦力が生じる可能性がある。側斜面あるいは側壁の平面と半径方向との間の公差から見ると、２つの傾斜角のうちの小さい方は、棒部の傾斜した側斜面あるいは溝部の傾斜した側壁と半径方向との間の傾斜角であることが常に分かっている。この状況では、半径方向または半径方向に平行な方向を常に基準とすることが重要である。半径方向は、案内筒あるいは鏡筒の中心から延びて、溝部の底面、あるいは棒部の端面の中心または中央を貫通する方向である。案内筒と鏡筒とが互いに対して理想的に調心されているならば、案内筒の半径方向と鏡筒の半径方向は一致する。調心が理想的でなければ、側斜面の傾斜角を決定するには鏡筒の半径方向を基準とし、側壁の傾斜角を決定するには案内筒の半径方向を基準とする。

鏡筒及び案内筒は、金属および／またはプラスチックで形成されていることが好ましい。鏡筒および案内筒について、同一の材料も異なる材料も用いることができる。
例えば鏡筒および案内筒がそれぞれ鋼材または他の金属材料で形成されている場合、両者が光学素子の調心・調整後に互いに溶接、はんだ付け、または接着されていることがさらに好ましい。溶接またははんだ付けは、例えばレーザを活用して行われる。このために、鏡筒の外側の側面と案内筒の端面との間にある隅肉には、例えば溶接点またははんだ付け点が設けられている。これらの接続点も同様に、円周に沿って均等に分布するように配置されていることが好ましい。例えば、互いに１２０°の角度を成して間隔をあけて配置されている３つの接続点が、鏡筒の円周に沿って存在している。

鏡筒と案内筒とは、例えば粘性の低い接着剤を鏡筒と案内筒との間の間隙へと挿入することによって粘着している。このような接着剤は例えば、ＵＶ照射の作用を受けて硬化可能である。このために、外側の案内筒は光を透過するように設計されているか、もしくは透光性材料で形成されていることが好ましい。好ましくは、ＵＶ照射を透過できる材料が用いられている。案内筒を外側から照射することにより、ＵＶ照射が接着剤と結合を形成して硬化させる。

別の実施形態によれば、案内筒は透光性材料で形成されていて、鏡筒は吸光性の非常に高い材料で形成されていることが好ましい。レーザ光等の使用される光の波長次第で、その波長を透過できる材料、もしくはその波長に対して吸光性が非常に高い材料が選定される。レーザ光が案内筒を通過して鏡筒の材料に著しく吸収されることによって、局所的に溶解するので、鏡筒と案内筒とは互いに溶接される。

さらに、別の有利な実施形態によれば、案内筒は、案内筒の外側の側面内に形成され、案内筒の長手方向に延在している外側溝部を備えており、特に外側溝部は、案内筒の領域内で、内側の側面内にてくぼんでいる溝部に円周方向において少なくとも部分的に重なるように延在していて、さらに、特に円周方向において外側溝部は、少なくとも内側の側面内に形成されている溝部の幅の大きさである。

鏡筒と案内筒とが互いに溶接されている場合、鏡筒および案内筒は、このためにさらに、特に同様の熱特性を有する熱可塑性物質材料で形成されていることが好ましい。案内筒は、ＵＶ照射やＩＲ照射といった使用されているレーザ光線、または可視域内の照射を透過できる。鏡筒は対応する波長に対して非常に吸収性が高く、例えばプラスチック等の黒色の材料で形成されている。外側溝部によって、該当する領域において案内筒の材料の厚さが減るので、その部分ではレーザ光線を不必要に大量に吸収することが起こらない。したがって、レーザ光線はそこで最適に結合を形成していく。溝部の領域において案内筒を通過したレーザ光線は、その下の鏡筒を加熱し、その材料が部分的に溶解した結果、この領域で鏡筒と案内筒とがともに溶接される。

同様に、鏡筒と案内筒との間の間隙内にあるＵＶ架橋系接着剤を、案内筒を通過してこの間隙の領域で結合を形成する（ＵＶ）レーザ光線を活用して硬化可能であることは有利である。他の波長に対しても同じことが当てはまる。

本目的はさらに、上記で説明した実施形態のうちの１つ以上に係る結像ユニットを備えている内視鏡によって達成される。本内視鏡は固定軸部または可撓軸部を有している。同一または同様の効果は、結像ユニットに関連して既に説明しているような内視鏡にも当てはまり、よってさらなる提示は省く。

さらに、本目的は、上述の実施形態のうちの１つ以上に係る結像ユニットを製造する方法によって達成される。ここで本方法は、
案内筒で囲まれた内室内に鏡筒を少なくとも部分的に挿入し、それぞれ溝部内には１つの棒部が係合していて、
鏡筒を案内筒に接続することによって、光学素子を固定するように開発されている。

本製造方法により、光学素子を迅速かつ正確に調整・調心することが可能になることは有利である。
結像ユニットに関連して既に説明したものと同一または同様の効果や特徴は、本方法にも当てはまるので、再度の説明は行わない。

さらに、本方法は特に、棒部および／または溝部は、長手方向に垂直に広がる断面において台形であり、棒部の少なくとも１つの側斜面および／または溝部の少なくとも１つの側壁は、棒部あるいは溝部の中心に向かって傾斜しており、断面において、棒部は端面に向かって次第に細くなり、および／または、溝部は底面に向かって狭まっていて、本方法は、鏡筒内に収容されている光学素子を調整するために、さらに、鏡筒を、棒部の傾斜側斜面が溝部の傾斜側壁と接触するように、案内筒に対して長手方向を中心として回転させて、光学素子を調心し、鏡筒を案内筒に対して案内筒の長手方向に変位させることによって、鏡筒の所望の長手方向位置を設定するように開発されている。

また、本方法はさらに、鏡筒と案内筒は、レーザ照射の作用を受けて、互いに溶接、はんだ付け、および／または接着されており、案内筒はレーザ照射を透過する材料で形成されていて、鏡筒はレーザ照射を著しく吸収する材料で形成されており、案内筒は外側溝部の領域内においてレーザ照射にさらされることにより、鏡筒と案内筒とを溶接、はんだ付け、および／または接着するように開発されている。

本発明の別の特徴によれば、上述の特徴のうちの１つ以上に係る方法を用いて製造される結像ユニット、特に内視鏡の結像ユニットが提供されている。
本発明のさらなる特徴は、請求項及び本明細書に含まれる添付図面とともに、本発明に係る各実施形態の説明から明らかになるであろう。本発明に係る実施形態は、個々の特徴や、いくつかの特徴の組み合わせを満たし得るものである。

本発明を、各図面を参照した例示的実施形態を用いて、本発明の全体的な概念を限定することなく、以下に説明する。文面では詳しくは説明されていない、本発明に係る全詳細の開示に関しても、各図面にて明確に言及されている。

内視鏡を、模式的に簡略化した側面図で描いている。 結像ユニットを、模式的に簡略化した長手方向断面図で描いている。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った模式的に簡略化した断面図を描いている。 他の例示的実施形態を図示している断面詳細図を模式的に簡略化したものである。 他の例示的実施形態を図示している断面詳細図を模式的に簡略化したものである。

各図面において、同一または類似の種類の要素および／または部分には同じ参照符号が付されていることで、再度の説明を省いている。
図１は、ビデオ内視鏡等の内視鏡２の模式的に簡略化した側面図を示している。その遠位端において、内視鏡２は、内視鏡レンズ等の光学素子が配置されている筒状軸部４を備えている。内視鏡レンズを活用して、軸部４の自由端の前で遠位側に広がる手術領域や検査領域を観察あるいは描写する。その像は、内視鏡レンズから、中継レンズによって軸部４内を通り、ハウジング６内まで中継される。可撓軸部４を有する内視鏡２を用いた場合、中継レンズシステムとして、光ファイバの可撓束が設けられている。

内視鏡２の近位端には、接眼部８を有するハウジング６がある。ハウジング６は、内視鏡２を操作する機能を有する。ハウジング６の側面には、ＬＥＤ光源等の光源１０がある。光源１０は、接続ケーブル１２によって適切な電源に接続されている。

接眼部８には、模式的に描写された、接眼レンズアダプタ（図示せず）を有するカメラヘッド１４が配置されている。カメラヘッド１４は、内視鏡２を出射した光を画像センサで検出する。カメラヘッド１４には、接続部１６を用いて電力が供給されている。さらに、カメラヘッド１４の表面センサから外部の評価ユニットへと接続する接続部１６により、画像信号を送信し、かつ、カメラヘッド１４へ制御信号を伝送することが可能である。

内視鏡２は、光学的画像センサ２４および光学素子２６を備えている結像ユニットを有している。図２は、結像ユニット２０を、模式的に簡略化した長手方向断面図で描いている。理解しやすいように、存在し得る中継レンズは描かれていない。結像ユニット２０は、画像センサ２４、特にＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の平面型画像センサとは固定された空間関係にある、案内筒２２を備えている。画像センサ２４は、図示されている例示的実施形態では単に例として、案内筒２２内に配置されている。さらに、結像ユニット２０は、レンズ、レンズ群、または内視鏡レンズといった、少なくとも１つの光学素子２６を備えている。光学素子２６は鏡筒２８内に収容されている。さらに、鏡筒２８は、案内筒２２に囲まれている内室３０内に少なくとも部分的に収容されている、あるいは収容可能である。

図３は図２においてＩＩＩ−ＩＩＩで特定された線に沿った模式的に簡略化した断面図を描いている。その外側の側面３２において、鏡筒２８は複数の棒部３４を備えている。棒部３４は各々が、鏡筒２８の長手方向Ｌ１に延在していて、案内筒２２の内側の側面３８において形成されている溝部３６と係合している。溝部３６は、案内筒２２の長手方向Ｌ２に延在している。図示されている理想的に調心された状態では、鏡筒２８の長手方向Ｌ１と案内筒２２の長手方向Ｌ２とが一致している。

棒部３４及び溝部３６は、長手方向Ｌ１，Ｌ２に垂直な向きである図３に図示されている断面では台形である。溝部３６の側壁４２内にある棒部３４の側斜面４０は、それぞれの棒部３４、あるいはそれぞれの溝部３６の中心に向かって傾斜しており、よって、図示されている断面において、棒部３４が端面に向かって次第に細くなり、溝部３６が底面４６に向かって狭まっている。理解しやすいように、片方の側斜面４０及び片方の側壁４２のみに参照番号を付している。

鏡筒２８とその外側の側面３２にある棒部３４は、好ましくは一体化して、あるいは一体鋳造で設計されており、より好ましくは、鏡筒２８もしくは案内筒２２と同じ材料で一体化して、あるいは一体鋳造で設計されている。鏡筒２８の材料としては、プラスチックまたは金属が用いられている。プラスチックまたは金属で形成されている案内筒２２に対しても同じことが当てはまる。

案内筒２２内にてくぼんでいる溝部３６であって、関連する鏡筒２８の棒部３４が延在している溝部３６のうちの１つは、図２に図示されている長手方向断面でも表示されている。溝部３６は、案内筒２２の長手方向Ｌ２に沿って部分的に延在していることが好ましい。また、溝部３６は、案内筒２２の長手方向Ｌ２の全長に沿って延在していることも提示されている。鏡筒２８の棒部３４は、鏡筒２８の長手方向Ｌ１の全長に沿って延在していることが好ましい。別の例示的実施形態（図示せず）によれば、棒部３４のみが鏡筒２８の長手方向Ｌ１に部分的に延在していることも提供されている。

図３に示されている例示的実施形態において、棒部３４及び溝部３６はそれぞれ、鏡筒２８、あるいは案内筒２２の円周に沿って均等に分布するように配置されており、例えば、鏡筒２８、あるいは案内筒２２の円周に沿って１２０°の間隔をあけている。他の例示的実施形態（図示せず）によれば、２，４，５またはそれ以上といった、異なる数の棒部３４と、相応する溝部３６が設けられている。これらもまた、鏡筒２８あるいは案内筒２２の円周に沿って均等に分布していることが好ましい。

対物レンズ鏡筒２８の棒部３４と案内筒２２の溝部３６は、図３に示されている断面では、相補的な形状であるように設計されている。例えば、棒部３４も溝部３６も共に、直角台形の形状を有している。したがって、棒部３４の片方の側斜面４０および溝部３６の片方の側壁４２のみが傾斜している。鏡筒２８は、鏡筒２８を案内筒２２に対して時計回り方向に回転させることによって、案内筒２２内で調心されている。この回転の結果、棒部３４の側斜面４０が溝部３６の側壁４２に接触する。この回転中に鏡筒２８または案内筒２２に所定のトルクをかけた場合、表面同士が互いに摺動した結果として、鏡筒２８の中心に向かう向きの調心力が発生する。

図４は、案内筒２２及び鏡筒２８の、棒部３４あるいは溝部３６の領域における詳細図を模式的に簡略化したものである。図示されている例示的実施形態において、棒部３４及び溝部３６は、２つの傾斜側斜面４０ａ，４０ｂ，あるいは２つの傾斜側壁４２ａ，４２ｂを有している。したがって、両方を時計回り方向に回転するだけでなく、反時計回り方向に回転することによっても、鏡筒２８を案内筒２２に対して調心することが可能である。例えば、溝部３６の第１側壁４２ａ及び棒部３４の第１側斜面４０ａは半径方向Ｒに対して第１傾斜角αで、そして溝部３６の第２側壁４２ｂ及び棒部３４の第２側斜面４０ｂは半径方向Ｒに対して第２傾斜角α，βで、それぞれ傾斜している。第１傾斜角α及び第２傾斜角βの大きさは同じであることも異なることもあり得る。

半径方向Ｒとは、図示されている断面において、鏡筒２８あるいは案内筒２２の中心Ｚから半径方向に延びて、棒部３４の端面４４，あるいは溝部３６の底面４６を貫通する方向である。棒部３４の側斜面４０ａ，４０ｂあるいは溝部３６の側壁４２ａ，４２ｂが傾斜している傾斜角α，βは、この方向に対して測定されている。このため、図４では鎖線で第１平行方向Ｒ１と第２平行方向Ｒ２を描いている。２つの平行方向Ｒ１，Ｒ２は、半径方向Ｒに対してそれぞれ平行に変位している方向である。側斜面４０ａ，４０ｂの傾斜角はこれらの平行方向Ｒ１，Ｒ２に対して測定されている。

棒部３４の側斜面４０ａ，４０ｂの傾斜角は、外側の側面５０とそれぞれの側斜面４０ａ，４０ｂとの間の立ち上がりで、鏡筒２８の中心Ｚから棒部３４の基部を通って延びる平行方向Ｒ１，Ｒ２に対して測定されている。溝部３６の側壁４２ａ，４２ｂの傾斜角は、内側の側面３８とそれぞれの側壁４２ａ，４２ｂとの間の立ち上がりで、鏡筒２８の中心Ｚから溝部３６の頂端面を通って延びる平行方向Ｒ１，Ｒ２に対して測定されている。鏡筒２８と案内筒２２とが理想的に調心されている図示の例示的実施形態において、対応する点は、例えば傾斜角α，βの角度を決定するためには２つの平行方向Ｒ１，Ｒ２のみを必要としているようにして一致している。例えば、鏡筒２８は案内筒２２と同心で、共通の中心Ｚを有するようにして配置されている。

特に、側斜面４０ａ，４０ｂ及び側壁４２ａ，４２ｂの傾斜角α，βの角度は、少なくともほぼ同一である。好ましくは、傾斜角α，βの角度は、３０°から６０°の間、特に３５°から５５°の間、さらには特に４０°から５０°の間にあり、特に少なくともほぼ４５°である。鏡筒２８に作用する調心力は、傾斜角が大きすぎると小さすぎてしまい、また、傾斜角が小さすぎると大きすぎてしまうので、上述の角度範囲は効果的であると実証されている。

図５は、別の例示的実施形態に係る鏡筒２８及び案内筒２２の、棒部３４あるいは溝部３６の領域における別の詳細図を模式的に簡略化したものである。図示されている例示的実施形態において、棒部３４及び溝部３６は、時計回り方向の回転によって鏡筒２８が案内筒２２に対して調心できるように、直角台形の形状をしている。よって、棒部３４の第１側斜面４０ａあるいは溝部３６の第１側壁４２ａは、例えば４５°である傾斜角αで傾斜している。棒部３４の第２側壁４０ｂ及び溝部３６の第２側壁４２ｂは対照的に、向きが垂直方向である、つまり、半径方向Ｒの方向に、より厳密に示すと、半径方向Ｒに対して平行に変位している第２平行方向Ｒ２に沿って延びている。

案内筒２２は、案内筒２２の長手方向Ｌ２に延在していて、案内筒２２の外側の側面５０内に形成されている、外側溝部４８を備えている。外側溝部４８は、案内筒２２の当該領域内で、円周方向において、内側の側面３８に形成されている溝部３６と少なくとも部分的に重なるように延在するようにして設計されていることが好ましい。図示されている例示的実施形態では、外側溝部４８は全体が溝部３６と重なっており、その幅は、少なくとも内側の側面３８内に形成されている溝部３６の幅である。例えば、円周方向で測定した外側溝部４８の幅は、円周方向で測定した溝部３６の最大幅よりも大きい。

さらに、案内筒２２は透光性材料で形成されていて、鏡筒２８は吸光性の非常に高い材料で形成されていることが好ましい。例えば、案内筒２２の作製には透光性プラスチックを使用し、一方、鏡筒２８は黒色化プラスチックで形成されている。これにより、例えば鏡筒２８の調心が完了した後でのレーザ照射を活用して、鏡筒２８と案内筒２２とを一体に溶接することが可能になる。吸収力が非常に高い鏡筒材料は、このレーザ照射を吸収し、それに応じて局所的に溶融する。その後、冷却を行い、鏡筒２８を案内筒２２に固定する。レーザ照射は、案内筒２２の材料には、透光性材料で形成されているために、全く、もしくはほんのわずかしか吸収されないので、効果的である。ＵＶ光等の使用される波長を大部分透過させる材料が選定される。さらに、鏡筒２８と案内筒２２は、互いにはんだ付けあるいは接着することもできる。

鏡筒２８及び案内筒２２は、両者の間に間隙５２が存在するようにして作製されている。鏡筒２８は、案内筒２２内に容易に挿入可能である。この２つの部品間の嵌合部材、特に間隙５２の幅は、組み立てが簡単に行えるように選定されている。これらの部品間を特に隙間なく嵌合することは、次に行う鏡筒２８の調心に直接影響することではないので、そのように設計する必要はないことは効果的である。

上述の各例示的実施形態にて説明したような結像ユニット２０を製造する方法によれば、まず、鏡筒２８を、案内筒２２で囲まれている内室３０内に少なくとも部分的に挿入し、ここで対物レンズ鏡筒２８の１つの棒部３４がそれぞれ、案内筒２２の溝部３６内に係合する。次に、鏡筒２８内に収容されている内視鏡レンズや光学部品といった光学素子２６を、画像センサ２４に対して調整する。

これは、第１工程において、案内筒２２に対して鏡筒２８を、棒部３４の少なくとも１つの傾斜側斜面４０が溝部３６の少なくとも１つの傾斜側壁４２と接触するように、長手方向Ｌ１を中心として回転させることによって実現される。所定のトルクをかけることにより、光学素子２６を画像センサ２４に対して調心する。この状況において、棒部３４の傾斜側斜面４０と溝部３６の傾斜側壁４２との間には、鏡筒２８が少なくとも一時的に案内筒２２内に保持できるだけの静止摩擦力も存在する。しかし、この測定値は必須ではない。

次に続く第２工程において、特に光学素子を有している鏡筒２８を、案内筒２２の長手方向Ｌ２に前進させる。所望の設定端部位置において、好ましくは、光学素子２６は、画像センサ２４上で鮮明な結像を行う、つまり、光学素子２６の像面の少なくともほぼ範囲内にある。

次に、鏡筒２８を案内筒２２に接続することによって、光学素子２６を画像センサ２４に対して固定する。
案内筒２２内での鏡筒２８の固定は、上記で説明したように、例えば両者を互いに溶接またははんだ付けすることによって行われる。さらに、鏡筒２８と案内筒２２の間にある間隙５２に、硬化する接着剤を加える。このためには、案内筒２２にはレーザ光を透過する材料を用いている場合には、例えば、多くの場合ＵＶレーザを用いて架橋を迅速に行える、ＵＶ架橋系接着剤が使用可能である。レーザ照射は、案内筒２２の材料内で走行する経路と、それに付随するレーザ光の吸収とが最小限になるように、外側溝部４８の領域内へと連結されていることが好ましい。さらに、鏡筒２８および案内筒２２が金属で形成されている場合、鏡筒２８は溶接によって案内筒２２に接続可能である。このために、溶接点は、鏡筒２８の外側の側面３２と案内筒２２の端面との間の隅肉に配置されている。溶接点５４は例えば図２に図示されている。はんだ付けによる接続が形成された場合、それがはんだ付け点である。溶接接続またははんだ付け接続は、レーザを活用して形成することもできる。したがって、鏡筒２８と案内筒２２はレーザ照射の作用を受けて、溶接、はんだ付け、および／または接着されていると好ましい。

図面のみから得られるものを含む、言及された全ての特徴、及び、他の特徴と組み合わせて開示されている個々の特徴も、単独で、及び組み合わされた状態で、本発明に必須であると見なされる。個々の特徴、またはいくつかの特徴の組み合わせは、本発明に係る各実施形態によって実現可能である。本発明の文脈において、「特に（ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ）」または「好ましい（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」のような語を用いて表された特徴は、任意で用いられる特徴として理解されるものである。

２・・・内視鏡、４・・・軸部、６・・・ハウジング、８・・・接眼部、１０・・・光源、１２・・・接続ケーブル、１４・・・カメラヘッド、１６・・・接続部、２０・・・結像ユニット、２２・・・案内筒、２４・・・画像センサ、２６・・・光学素子、２８・・・鏡筒、３０・・・内室、３２・・・外側の側面、３４・・・棒部、３６・・・溝部、３８・・・内側の側面、４０・・・側斜面、４０ａ・・・第１側斜面、４０ｂ・・・第２側斜面、４２・・・側壁、４２ａ・・・第１側壁、４２ｂ・・・第２側壁、４４・・・端面、４６・・・底面、４８・・・外側溝部、５０・・・外側の側面、５２・・・間隙、５４・・・溶接点、Ｌ１・・・鏡筒の長手方向、Ｌ２・・・案内筒の長手方向、Ｒ・・・半径方向、Ｒ１・・・第１平行方向、Ｒ２・・・第２平行方向、Ｚ・・・中心、α・・・第１角、β・・・第２角

Claims (11)

1. 鏡筒（２８）内に収容されている少なくとも１つの光学素子（２６）を備えている、内視鏡（２）用の結像ユニット（２０）であって、前記鏡筒（２８）は、案内筒（２２）に囲まれている内室（３０）内に少なくとも部分的に収容されており、あるいは収容可能であり、前記鏡筒（２８）は外側の側面（３２）に複数の棒部（３４）を備えており、前記複数の棒部（３４）は、前記鏡筒（２８）の長手方向（Ｌ１）に延在し、各々が、前記案内筒（２２）の内側の側面（３８）内にてくぼんでいる溝部（３６）と係合しており、前記溝部（３６）は、前記案内筒（２２）の長手方向（Ｌ２）に延在しており、
   前記鏡筒（２８）と前記案内筒（２２）とは互いに相対回転可能に構成され、
   前記棒部（３４）および／または前記溝部（３６）は、前記長手方向（Ｌ１，Ｌ２）に垂直に広がる断面において台形であり、前記棒部（３４）の少なくとも１つの側斜面（４０）および／または前記溝部（３６）の少なくとも１つの側壁（４２）は、前記棒部（３４）あるいは前記溝部（３６）の中心に向かって傾斜しており、
   前記鏡筒（２８）と前記案内筒（２２）とが所定の方向に互いに相対回転したとき、前記少なくとも１つの側斜面（４０）と前記少なくとも１つの側壁（４２）とが摺動し、前記鏡筒が前記案内筒に対して調心されるように構成されている、
   ことを特徴とする、結像ユニット（２０）。
2. 前記断面において、前記棒部（３４）は端面（４４）に向かって次第に細くなり、および／または、前記溝部（３６）は底面（４６）に向かって狭まっていることを特徴とする、請求項１に記載の結像ユニット（２０）。
3. 前記棒部（３４）の前記少なくとも１つの側斜面（４０）および／または前記溝部（３６）の前記少なくとも１つの側壁（４２）は、半径方向（Ｒ）に対して所定の傾斜角（α，β）で傾斜しており、前記半径方向（Ｒ）は、断面において、前記鏡筒（２８）あるいは前記案内筒（２２）の中心（Ｚ）から始まって半径方向に延伸して、前記棒部（３４）の前記端面（４４）あるいは前記溝部（３６）の前記底面（４６）の中央を貫通する方向であることを特徴とする、請求項１または２に記載の結像ユニット（２０）。
4. 前記所定の傾斜角（α，β）は、３０°から６０°の間の角度であることを特徴とする、請求項３記載の結像ユニット（２０）。
5. 前記案内筒（２２）は、前記案内筒（２２）の外側の側面（５０）内に形成され、前記案内筒（２２）の前記長手方向（Ｌ２）に延在している外側溝部（４８）を備えており、前記外側溝部（４８）は、前記案内筒（２２）の領域内で、前記内側の側面（３８）内にてくぼんでいる前記溝部（３６）に円周方向において少なくとも部分的に重なるように延在していて、さらに、円周方向において前記外側溝部（４８）は、少なくとも前記内側の側面（３８）内に形成されている前記溝部（３６）の幅の大きさであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の結像ユニット（２０）。
6. 前記案内筒（２２）は透光性材料で形成されており、前記鏡筒（２８）は吸光性を有する材料で形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の結像ユニット（２０）。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の結像ユニット（２０）を備えている内視鏡（２）。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の結像ユニット（２０）を製造する方法であって、
   前記案内筒（２２）で囲まれた前記内室（３０）内に前記鏡筒（２８）を少なくとも部分的に挿入し、それぞれ溝部（３６）内には１つの棒部（３４）が係合していて、
   前記鏡筒（２８）を前記案内筒（２２）に接続することによって、前記光学素子（２６）を固定する、ことを特徴とする、方法。
9. 前記棒部（３４）および／または前記溝部（３６）は、前記長手方向（Ｌ１，Ｌ２）に垂直に広がる断面において台形であり、前記棒部（３４）の少なくとも１つの側斜面（４０）および／または前記溝部（３６）の少なくとも１つの側壁（４２）は、前記棒部（３４）あるいは前記溝部（３６）の中心に向かって傾斜しており、断面において、前記棒部（３４）は端面（４４）に向かって次第に細くなり、および／または、前記溝部（３６）は底面（４６）に向かって狭まっていて、本方法は、前記鏡筒（２８）内に収容されている前記光学素子（２６）を調整するために、さらに、
   前記鏡筒（２８）を、前記棒部（３４）の前記傾斜側斜面（４０）が前記溝部（３６）の前記傾斜側壁（４２）と接触するように、前記案内筒（２２）に対して長手方向（Ｌ１，Ｌ２）を中心として回転させて、前記光学素子（２６）を調心し、
   前記鏡筒（２８）を前記案内筒（２２）に対して前記案内筒（２２）の前記長手方向（Ｌ２）に変位させることによって、前記鏡筒（２８）の所望の長手方向位置を設定することを特徴とする、請求項８記載の方法。
10. 前記鏡筒（２８）および前記案内筒（２２）は、レーザ照射の作用を受けて、互いに溶接、はんだ付け、および／または接着されており、前記案内筒（２２）はレーザ照射を透過する材料で形成されており、前記鏡筒（２８）はレーザ照射を吸収する材料で形成されており、前記案内筒（２２）は前記外側溝部（４８）の領域内においてレーザ照射にさらされることにより、前記鏡筒（２８）と前記案内筒（２２）とを溶接、はんだ付け、および／または接着することを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法によって製造される、内視鏡（２）の結像ユニット（２０）。

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