JP6833471B2 - 光学装置及び内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、観察光学系の光学特性を変更させることが可能な光学装置及び内視鏡に関する。

周知の如く、内視鏡は、生体の体内（体腔内）の観察、処置などまたは工業用のプラント設備内の検査、修理などのため広く用いられている。

このような内視鏡においては、焦点固定方式の撮像ユニットが広く採用されている。一般に、焦点固定方式の撮像ユニットは前群レンズと後群レンズとを有して構成され、これら各群レンズを保持する前群レンズ枠と後群レンズ枠とは、接着剤等を介して気密に連結されている。さらに、前群レンズの最先端に位置するレンズは特に高精度な加工がなされ、このように高精度に加工されたレンズが接着剤等を介して前群レンズ枠に固定されることにより、撮像ユニットの観察光学系の気密性が確保されている。なお、微細なレンズに対する高精度な加工は、コストの高騰を招くため、最先端に位置するレンズに対してのみ限定的に行われることが一般的である。

ところで、近年、内視鏡においては、撮影像のピント調整またはワイド／テレなどの倍率調整を行うズーミング機能のため、観察光学系を撮影光軸方向に移動することで焦点距離を変更することができる撮像ユニットを用いたものがある。なお、このように焦点距離を変更できる撮像ユニットの技術は、内視鏡に限らず、種々の撮影機に用いられている。

このような焦点切替方式の撮像ユニットに用いられる光学装置として、例えば、特許文献１には、固体撮像素子ユニットの前方に配置された対物レンズ（前群レンズ）を保持する固定レンズ枠と、レンズ枠の内部において、撮影光軸に沿って移動する一部のレンズ（移動レンズ）を保持する可動枠と、可動枠から突出する連結桿（操作桿）と、連結桿を介して移動レンズを進退移動させるアクチュエータと、を備えた光学装置が開示されている。

ＷＯ２０１０／１１３６５８号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、焦点切替方式の光学装置は、連結桿を光軸方向に沿って移動させるためのスリットを、固定レンズ枠に設ける必要がある。従って、焦点切替方式の光学装置は、焦点固定方式の光学装置に比べてレンズ枠内に湿気が進入し易い。

そして、このようにレンズ枠内に進入した湿気は、先端側のレンズ付近に一定濃度以上充満すると、内視鏡使用時の急激な温度変化等によって結露を発生させて内視鏡画像を不鮮明なものとする等、ユーザビリティを低下させる虞がある。特に、内視鏡に用いられる光学装置は、広い視野角を確保するために最先端に凹レンズを配置することが一般的であり、このような凹レンズによって形成された広い空隙内に湿気が充満した場合、結露が発生しやすくなる。

加えて、近年、内視鏡観察による診断能力を向上させるため、イメージセンサ（撮像素子）の小型化及び高画素化が進められており、これに伴い、光学装置の小型化及び高性能化が要求されている。このような要求に対し、光学装置を小型化すると、スリットから先端側のレンズまでの距離が短くなり、より結露が発生しやすくなる。

ここで、イメージセンサの小型化及び高画素化を実現するためには画素ピッチの狭小化が不可欠となるが、ピッチが狭小化されたイメージセンサの性能を活かすには光学系のＦ値を小さくする必要があり、結果として、光学装置は、レンズ加工バラツキに対して脆弱化する傾向にある。この対策として、加工バラツキによる画質劣化を組み立て時の調整作業で補正することも考えられるが、例えば、特許文献１に開示された対物光学系の構成では、前群保持枠に凹レンズと凸レンズが混在するため、レンズの正パワーと負パワーが一部打ち消しあって調整感度が低くなる。調整感度が低いと調整代を大きく設定する必要が生じ、前群保持枠と後群保持枠の径方向のサイズアップ、すなわち製品の大型化を招く虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、焦点切替を可能とした場合にも、結露の発生を的確に防止して鮮明な画像を撮像することができる光学装置及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明の一態様による光学装置は、被写体側に配設された前群レンズと、前記前群レンズよりも像側に配置された後群レンズと、前記前群レンズと前記後群レンズとの間に配置された移動レンズと、前記前群レンズを保持する固定枠である前群保持枠と、前記後群レンズを保持する固定枠である後群保持枠と、前記移動レンズを保持するとともに、前記後群保持枠内を光軸方向に沿って移動可能な可動枠と、前記可動枠を移動させるための駆動力を前記後群保持枠の外側から内側に伝達するための伝達機構と、を備え、前記前群レンズは、前記被写体側に位置する第１の前群レンズと、前記像側に位置する第２の前群レンズと、を有し、前記前群保持枠は、前記第１の前群レンズを保持する第１の前群保持枠と、前記第２の前群レンズを保持する第２の前群保持枠と、を有するものである。

本発明の一態様による内視鏡は、被検体内に挿入される挿入部の先端部に前記光学装置を備えたものである。

本発明によれば、焦点切替を可能とした場合にも結露の発生を的確に防止して鮮明な画像を撮像することができる。

内視鏡の全体構成を示す説明図 先端部及び湾曲部の内部構成を示す断面図 移動レンズユニットが前方の進出位置に移動した状態の撮像ユニットの構成を示す断面図 移動レンズユニットが後方の退避位置に移動した状態の撮像ユニットの構成を示す断面図 伝達機構のカバーを取り外して撮像ユニットを示す斜視図 移動レンズ位置補正枠の構成を示す斜視図 観察光学系ユニットの構成を示す斜視図 ストッパ部材の構成を示す斜視図 図３のIX−IX線断面図 図３のＸ−Ｘ線断面図 第２の前群レンズ及び第２の前群保持枠を示す断面図 第１の変形例に係り、第２の前群レンズ及び第２の前群保持枠を示す断面図 第２の変形例に係り、観察光学系ユニットの断面図 第３の変形例に係り、観察光学系ユニットの構成を示す斜視図 第４の変形例に係り、観察光学系ユニットの断面図 第４の変形例に係り、観察光学系ユニットの構成を示す斜視図 第５の変形例に係り、観察光学系ユニットの構成を示す斜視図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は内視鏡の全体構成を示す説明図、図２は先端部及び湾曲部の内部構成を示す断面図、図３は移動レンズユニットが前方の進出位置に移動した状態の撮像ユニットの構成を示す断面図、図４は移動レンズユニットが後方の退避位置に移動した状態の撮像ユニットの構成を示す断面図、図５は伝達機構のカバーを取り外して撮像ユニットを示す斜視図、図６は移動レンズ位置補正枠の構成を示す斜視図、図７は観察光学系ユニットの構成を示す斜視図、図８はストッパ部材の構成を示す斜視図、図９は図３のIX−IX線断面図、図１０は図３のＸ−Ｘ線断面図、図１１は第２の前群レンズ及び第２の前群保持枠を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態に電子内視鏡システム（以下、単に内視鏡システムという）１は、内視鏡としての電子内視鏡装置（以下、単に内視鏡という）２と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、カラーモニタ５と、が電気的に接続されて構成されている。

内視鏡２は、挿入部９と、この挿入部９が延設された操作部１０と、を有し、操作部１０から延出するユニバーサルコード１７がスコープコネクタ１８を介して、光源装置３に接続されている。

また、スコープコネクタ１８からは、コイル状のスコープケーブル１９が延設されている。そして、このスコープケーブル１９の他端側には、電気コネクタ部２０が設けられ、この電気コネクタ部２０がビデオプロセッサ４に接続されている。

挿入部９は、先端側から順に、先端部６と、湾曲部７と、可撓管部８と、が連設されて構成されている。先端部６の先端面には、周知の先端開口部、観察窓、複数の照明窓、観察窓洗浄口および観察物洗浄口が配設されている（全て不図示）。

先端部６内において、観察窓の背面側には、後述する撮像ユニットが配設されている。また、複数の照明窓の背面側には、図示しないライトガイドバンドルの先端側が配設されている。

このライトガイドバンドルは、挿入部９から操作部１０を経てユニバーサルコード１７の内部に挿通配置され、スコープコネクタ１８が光源装置３に接続されているとき、当該光源装置３からの照明光を照明窓まで伝送することが可能となっている。

観察窓洗浄口および観察物洗浄口は、先端部６からユニバーサルコード１７の内部に挿通する、図示しない２つの洗浄チューブの開口部を構成している。

これら洗浄チューブは、洗浄水が貯留された洗浄タンク、及びコンプレッサ（何れも図示せず）と光源装置３側で接続されている。

操作部１０には、挿入部９が延出する折れ止部１１と、下部側の側部に配設される鉗子口１２と、中途部のグリップ部を構成する操作部本体１３と、上部側に設けられた２つの湾曲操作ノブ１４，１５からなる湾曲操作部１６と、送気送水制御部２１と、吸引制御部２２と、複数のスイッチから構成された主に撮像機能を操作するスイッチ部２３と、後述の撮像ユニット内に設けられた移動レンズを進退操作して、例えば、ピント調整のフォーカシング機能またはワイド／テレなどの倍率調整を行うズーミング機能を操作するための操作レバー２４と、が設けられている。

なお、操作部１０の鉗子口１２は、先端部６の先端開口部まで主に挿入部９内に挿通配置された図示しない処置具チャンネルの開口部を構成している。

次に、主に内視鏡２の先端部６の構成について、図２に基づいて説明する。

図２に示すように、先端部６の内部には、撮像ユニット３０が配設されている。

この撮像ユニット３０は、硬質な先端硬性部材２５に嵌挿配置され、側面方向からセットビス２７により先端硬性部材２５と固定されている。

また、撮像ユニット３０の先端側の外周部には、先端硬性部材２５との水密を確保するためのＯリング２８が配設されている。先端硬性部材２５の先端側には、先端部６の先端面を構成する先端カバー２５ａが接着固定されている。

なお、先端カバー２５ａに形成される孔部である先端開口部は、上述したように、先端部６内の処置具チャンネル１２ｂの開口部を構成する。

また、先端硬性部材２５の基端側には湾曲部７を構成する複数の湾曲駒２６が連設され、これら先端硬性部材２５および湾曲駒２６の外周は、先端挿入部ゴム部材１２ａによって一体的に被覆されている。この先端挿入部ゴム部材１２ａの先端外周部は、糸巻接着部２９により、先端硬性部材２５に固定されている。

なお、先端部６に配設される洗浄チューブ、照明用のライトガイドバンドルなどの部材については、従来から周知な構成のため、それらの説明を省略する。

次に、撮像ユニット３０の詳細な構成について、図３から図５に基づいて説明する。

図３および図４に示すように、本実施形態の撮像ユニット３０は、固体撮像素子ユニット３１と、この固体撮像素子ユニット３１の先端側に連設された光学装置としての観察光学系ユニット３２と、を有して構成されている。

固体撮像素子ユニット３１は、固体撮像素子保持枠３５を有し、この固体撮像素子保持枠３５には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどからなる固体撮像素子チップ３７の前面側が、カバーガラスなどの光学部材３６を介して保持されている。

また、固体撮像素子チップ３７の背面側には積層基板３８が図示しないＦＰＣなどを介して電気的に接続されている。

さらに、積層基板３８には、ケーブル３９から分岐した複数の通信線が接続されている。このケーブル３９は、内視鏡２の内部に挿通配置されており、電気コネクタ部２０を介して、ビデオプロセッサと電気的に接続される。

また、固体撮像素子保持枠３５の基端外周部には補強枠４０が連設され、この補強枠４０の外周には、ケーブル３９の先端部分まで被覆する熱収縮チューブ４１が設けられている。

なお、固体撮像素子保持枠３５の基端部分から補強枠４０および熱収縮チューブ４１にて形成された空間内には、固体撮像素子ユニット３１を水密保持するとともに、保護するための接着剤などの保護剤４２が充填されている。

本実施形態の観察光学系ユニット３２は、内部のレンズを進退移動させて光学特性（焦点距離）を変更することによりフォーカシング機能またはズーミング機能を実現する２焦点式の観察光学系３３を有して構成されている。

より具体的に説明すると、観察光学系ユニット３２は、先端側（被写体側）に位置する前群レンズユニット４５と、この前群レンズユニット４５の基端側（像側）に連設する後群レンズユニット４６と、これら前群レンズユニット４５と後群レンズユニット４６との間に介装された移動レンズ位置補正枠４７と、この移動レンズ位置補正枠４７内を撮影光軸Ｏ方向に進退移動可能な移動レンズユニット４８と、この移動レンズユニット４８を進退動作させるアクチュエータ４９と、を有して構成されている。

前群レンズユニット４５は、固定枠である前群保持枠５５と、この前群保持枠５５に保持された複数の固定レンズからなる前群レンズ５６ａと、を有して構成されている。

後群レンズユニット４６は、先端側が前群保持枠５５に連結される固定枠である後群保持枠５７と、この後群保持枠５７の基端側において撮影光軸Ｏ上に保持された複数の固定レンズからなる後群レンズ５６ｂと、を有して構成されている。

この後群保持枠５７の基端側には、固体撮像素子保持枠３５が外嵌されて接着剤３５ａにより固定されることで、固体撮像素子ユニット３１と観察光学系ユニット３２とが連結されている。

また、後群保持枠５７の先端側にはセットビス２７の先端部が係入されるビス受部５７ｇが設けられている。

また、後群保持枠５７には、その内周側と外周側とを貫通するスリット５７ａが設けられている。このスリット５７ａは、撮影光軸Ｏと同方向に延在されており、このスリット５７ａの先端側は後群保持枠５７の先端において開放されている。

また、後群保持枠５７には、スリット５７ａの基端側において外径方向に突出する保持桿５７ｂが設けられ、この保持桿５７ｂには撮影光軸Ｏと同軸方向に貫通するアクチュエータ保持孔５７ｃが設けられている。

また、後群保持枠５７には、移動レンズユニット４８の撮影光軸Ｏ方向の基端側の停止位置を規定するためのストッパ部材５９が設けられている。

具体的に説明すると、保持桿５７ｂの先端側において、後群保持枠５７には、一対の壁部としての突条部５７ｆが設けられている（図５，１０参照）。これらの突条部５７ｆは、スリット５７ａの基端側において撮影光軸Ｏ方向に沿って互いに平行となるよう延在され、さらに、これらの突条部５７ｆの突端面は撮影光軸Ｏ方向に平行な平面によって構成されている。

図８に示すように、ストッパ部材５９は、撮影光軸Ｏ方向に延在する貫通孔５９ｂが開口されたパイプ状のストッパ部５９ａを中心として構成されている。このストッパ部５９ａの径方向の一側には、後群保持枠５７に形成された一対の突条部５７ｆの間に配設されるキー５９ｃが一体形成されている。また、キー５９ｃの両側には、各突条部５７ｆの突端面に面接触によって直接的に当てつけられる接着面５９ｄが形成されている。さらに、キー５９ｃ及び接着面５９ｄの要所には、各突条部５７ｆ等との摺動抵抗を減少させるとともに、各突条部５７ｆ等との間に接着剤を導入するための切欠部５９ｅが設けられている。また、ストッパ部５９ａの径方向の他側には係合孔５９ｆが設けられ、この係合孔５９ｆには、後群保持枠５７に対してストッパ部材５９を位置決めする際の治具（図示せず）を係合することが可能となっている。

このストッパ部材５９は、例えば、前群保持枠５５との位置決め固定がなされた後群保持枠５７の突条部５７ｆの間にキー５９ｃが配設されるとともに、各突条部５７ｆの突端面に接着面５９ｄが当てつけられた状態にて配置される。その後、可動枠６５（より具体的には、後述する可動枠６５の操作桿６５ａ）がストッパ部５９ａに当接された状態において、ストッパ部材５９は、光学特性を確認しながら、係合孔５９ｆに係合された治具を用いて位置決めされる。そして、ストッパ部材５９は、突条部５７ｆとの間に、切欠部５９ｅを介して接着剤が導入されることにより、後群保持枠５７に固定される。

移動レンズ位置補正枠４７は、前群保持枠５５の外周側と後群保持枠５７の内周側との間に介装されている。

この移動レンズ位置補正枠４７の先端側には、外径方向に突出する前側ストッパ６０が設けられている。

この前側ストッパ６０は、後方側で開口するバネ受部６０ａが凹設されており、バネ受部６０ａ内には圧縮バネであるリターンスプリング６８の一端が保持されている。

また、移動レンズ位置補正枠４７には、その内周側と外周側とを貫通するスリット６１が設けられている。このスリット６１は、後群保持枠５７のスリット５７ａに重畳するよう撮影光軸Ｏと同方向に延在されている。

このスリット６１の基端側は、移動レンズ位置補正枠４７の基端において開放されている（図６参照）。

さらに、図６，７に示すように、移動レンズ位置補正枠４７には、可動枠６５を直線状にガイドするための一対の壁部としてのガイド部６０ｃが設けられている。これらのガイド部６０ｃは前側ストッパ６０の基端側からスリット６１の両側に沿って延在する板状をなし、各ガイド部６０ｃの外側面には、後群保持枠５７の突条部５７ｆの先端側を収容可能な凹部６０ｄが設けられている。そして、各凹部６０ｄに各突条部５７ｆの先端側か収容されることにより、保持桿５７ｂの各側面、各ガイド部６０ｃの側面、各突条部５７ｆの側面、及び、前側ストッパ６０の各側面は、略連続する平面を形成することが可能となっている（図５参照）。

この移動レンズ位置補正枠４７は、移動レンズユニット４８の撮影光軸Ｏ方向の先端側の停止位置決めを行うためのものであり、可動枠６５（より具体的には、操作桿６５ａ）が前側ストッパ６０に当接された状態において、光学特性を確認しながら位置決めされ、接着剤等を介して後群保持枠５７に固定されている。

移動レンズユニット４８は、移動枠である可動枠６５と、この可動枠６５に保持された移動レンズ６６と、を有して構成されている。

本実施形態において、可動枠６５は、固定枠である後群保持枠５７内に移動レンズ位置補正枠４７を介して配設され、撮影光軸Ｏに沿った方向へ進退移動が可能となっている。

この可動枠６５には、外周方向に突出する操作桿６５ａが設けられている。この操作桿６５ａは、後群保持枠５７のスリット５７ａおよび移動レンズ位置補正枠４７のスリット６１を介して後群保持枠５７の外周側に突出されている。

そして、操作桿６５ａは、前側ストッパ６０およびストッパ部材５９の間に配置されている。この操作桿６５ａには、前側ストッパ６０との対向面側に、バネ受部６０ａに対向する軸受部６５ｂが設けられている。

この軸受部６５ｂにはバネ受部６０ａ内のリターンスプリング６８内に突出する軸部材６７が保持されている。そして、操作桿６５ａは、リターンスプリング６８の付勢力によって基端側であるストッパ部材５９側に付勢されている。

このように、本実施形態では、前側ストッパ６０と保持桿５７ｂとの間に、スリット５７ａ，６１と、スリット５７ａ，６１を介して後群保持枠５７の外周側に突出された操作桿６５ａと、スリット５７ａ，６１の両側に沿って操作桿６５ａをガイドする突条部５７ｆ及びガイド部６０ｃと、を中心として伝達機構が構成され、この伝達機構はアクチュエータ４９からの駆動力を後群保持枠５７の外側から内側に伝達することが可能となっている。

ここで、前側ストッパ６０と保持桿５７ｂとの間には、上述の伝達機構を覆うことにより、スリット５７ａ，６１を閉塞するためのカバー６９が設けられている。

例えば、図５に示すように、このカバー６９は、断面略Ｕ字形状をなす薄板の板金部材によって構成されている。そして、カバー６９は、前後両端が前側ストッパ６０及び保持桿５７ｂの壁面に沿って接着されるとともに、Ｕ字状の開放端がガイド部６０ｃ及び突条部５７ｆの壁面に沿って接着されることにより、後群保持枠５７及び移動レンズ位置補正枠４７に固定されている。

この場合において、保持桿５７ｂの各側面、各ガイド部６０ｃの側面、各突条部５７ｆの側面、及び、前側ストッパ６０の各側面が略同一の平面上に配置されているため（図５，７等参照）、カバー６９の各部は略均一な厚さの接着剤を介して接着固定されている。また、図９に示すように、各凹部６０ｄ内（より具体的には、各凹部６０ｄ内において各突条部５７ｆが到達していない部分）には接着剤等が充填され、これにより、カバー６９のＵ字状の開放端は、後群保持枠５７及び移動レンズ位置補正枠４７に対して連続的に隙間なく接着されている。なお、接着剤等の充填に代えて、各凹部６０ｄ内に板状の調整部材を配設することにより、各凹部６０ｄにおける接着面の高さを、各ガイド部６０ｃの側面、各突条部５７ｆの側面、及び、前側ストッパ６０の各側面と一致させることも可能である。また、図５，１０に示すように、ストッパ部材５９のストッパ部５９ａは、前側ストッパ６０及び保持桿５７ｂの突出形状に倣った形状に形成されることにより、カバー６９の変形を防止することが可能となっている。そして、このようにカバー６９が接着されることにより、スリット５７ａ，６１は気密な状態にて閉塞されている。

図３，４に示すように、アクチュエータ４９は、先端側が保持桿５７ｂのアクチュエータ保持孔５７ｃに保持されたガイド管７０を有する。

このガイド管７０内には、その先端から突没自在なプッシュロッド７１が設けられ、このプッシュロッド７１の先端には、操作桿６５ａに対して接離可能に当接する当接部材としてのヘッド部７２が固設されている。

プッシュロッド７１には、ガイド管７０内に挿通された駆動ワイヤ７３の先端側が連結され、この駆動ワイヤ７３の基端側には、形状記憶合金からなる形状記憶素子７４が連結されている。

さらに、ガイド管７０内において、駆動ワイヤ７３の外周側には、リターンスプリング６８よりも強い付勢力にてプッシュロッド７１を前側ストッパ６０側に付勢するためのプッシュスプリング７５が巻装されている。

形状記憶素子７４は、例えば、加熱時に収縮され、且つ、冷却時に伸張するよう設定されており、ガイド管７０内において伸縮可能な状態にて保持されている。また、形状記憶素子７４には図示しないペルチェ素子等の熱源が併設されており、この熱源は、操作レバー２４に対する操作状態に応じて、形状記憶素子７４を加熱或いは冷却することが可能となっている。

なお、形状記憶素子７４は、ペルチェ素子等の熱源を用いた加熱或いは冷却によって伸縮させる方式のものに限定されることなく、例えば、通電によって形状記憶合金を加熱し、収縮させる方式等を採用することも可能である。

そして、形状記憶素子７４は、冷却によって伸張すると、プッシュスプリング７５の付勢力を解放する方向（すなわち、撮影光軸Ｏに沿う先端側の方向）に駆動ワイヤ７３を動作させる。

これにより、プッシュロッド７１の先端側は、ガイド管７０から突出され、圧縮バネであるリターンスプリング６８の付勢力に抗して操作桿６５ａを押圧する。

したがって、操作桿６５ａは前側ストッパ６０に当接する位置まで移動する。この操作桿６５ａの移動に伴い、可動枠６５は、予め設定された第１の焦点距離（例えば、ワイドの第１の光学特性）を実現するための進出位置まで移動レンズ６６を移動させる（図３参照）。

一方、形状記憶素子７４は、加熱によって収縮すると、プッシュスプリング７５の付勢力に抗する方向（すなわち、撮影光軸Ｏに沿う基端側の方向）に駆動ワイヤ７３を動作させる。

これにより、プッシュロッド７１の先端側は、ガイド管７０内に退避される。したがって、操作桿６５ａは、リターンスプリング６８に付勢されてストッパ部材５９に当接する位置まで移動する。

この操作桿６５ａの移動に伴い、可動枠６５は、予め設定された第２の焦点距離（例えば、テレの第２の光学特性）を実現するための退避位置まで移動レンズ６６を移動させる（図４参照）。

このような構成の観察光学系ユニット３２において、例えば、図３，４に示すように、前群レンズユニット４５を構成する前群レンズ５６ａは、先端側（被写体側）に位置する第１の前群レンズ５６ａｆと、第１の前群レンズ５６ａｆよりも基端側（像側）に位置する第２の前群レンズ５６ａｒと、に分割されている。

ここで、第１の前群レンズ５６ａｆと第２の前群レンズ５６ａｒは、光軸Ｏ方向に所定長さ以上を有するレンズが第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に配置されるよう分割されていることが好ましい。このため、例えば、４つのレンズから構成された本実施形態の前群レンズ５６ａにおいては、これらのレンズの中で光軸Ｏ方向の長さが最も長い３番目のレンズが第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に配置されるよう分割されている。なお、第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に光軸Ｏ方向の長さが最も長いレンズが配置されるように前群レンズ５６ａを分割した場合、観察光学系ユニット３２の仕様等によっては、分割された一方が群レンズをなさない単一のレンズのみから構成される場合もあり得るが、このような場合であっても、便宜上、第１の前群レンズ５６ａｆ或いは第２の前群レンズ５６ａｒと称呼するものとする。

また、前群レンズユニット４５を構成する前群保持枠５５は、第１の前群レンズ５６ａｆに対応する第１の前群保持枠５５ｆと、第２の前群レンズ５６ａｒに対応する第２の前群保持枠５５ｒと、に分割形成されている。

第１の前群保持枠５５ｆは、外周部にフランジ５５ｆａを備えた略円筒形状をなす枠体によって構成されている。この第１の前群保持枠５５ｆの内周には、第１の前群レンズ５６ａｆを構成する各レンズが、接着剤を介して保持（固定）されている。この場合において、第１の前群レンズ５６ａｆの最先端に位置するレンズは、広い視野角を得るための凹レンズによって構成されており、この凹レンズの寸法は高精度に加工されている。そして、このように第１の前群レンズ５６ａｆの最先端に位置するレンズが高精度に加工され当該レンズの周部が接着剤を介して接着固定されることにより、第１の前群保持枠５５ｆの先端側は気密に閉塞されている。なお、本実施形態において、このように第１の前群保持枠５５ｆに保持された第１の前群レンズ５６ａｆは、画角などの光学特性の調整を担っている。

図１１に示すように、第２の前群保持枠５５ｒは、外周部にフランジ５５ｒａを備えた略円筒形状をなす枠体によって構成されている。この第２の前群保持枠５５ｒの内周には、第２の前群レンズ５６ａｒを構成する各レンズが、接着剤を介して保持（固定）されている。この場合において、前群保持枠５５を第１の前群保持枠５５ｆと第２の前群保持枠５５ｒとに分割することにより、前群レンズ５６ａの中途に位置するレンズ（第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に位置するレンズ）に対し、第２の前群保持枠５５ｒの先端側から直接的に作業を行うことが可能となり、第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に位置するレンズの全周に対して的確に接着剤を塗布することが可能となる。また、第２の前群レンズ５６ａｒの最先端には、上述の通り、光軸Ｏ方向の長さが最も長い（所定以上の長さを有する）レンズが配置されている。そして、このように光軸Ｏ方向に所定以上の長さを有するレンズが接着固定されることにより、第２の前群保持枠５５ｒの先端側は気密に閉塞されている。すなわち、分割した第２前群レンズ５６ａｒの最先端に所定以上の長さを有するレンズを配することにより、第２の前群レンズ５６ａｒは、各レンズの寸法を必要以上に高精度に加工することなく、第２の前群保持枠５５ｒの先端側を気密に閉塞することが可能となっている。

このように第１の前群レンズ５６ａｆを保持した第１の前群保持枠５５ｆ、及び、第２の前群レンズ５６ａｒを保持した第２の前群保持枠５５ｒは、後群保持枠５７の先端側において気密に保持されている。これにより、後群保持枠５７の内部には、伝達機構よりも先端側に、第１の前群保持枠５５ｆと第２の前群保持枠５５ｒとによって前後が封止された密閉空間７７が形成されている。

具体的には、例えば、図３，４に示すように、第１の前群保持枠５５ｆの基端側には、略円筒形状をなす第１延出部５５ｆｂが形成されている。また、第２の前群保持枠５５ｒの先端側には、第１延出部５５ｆｂの内径よりも小さい外径を有した第２延出部５５ｒｃが形成されている。さらに、後群保持枠５７の先端側には、第１延出部５５ｆｂよりも大きい内径を有し、ビス受部５７ｇよりも先端側に延出する第３延出部５７ｈが形成されている。

第２の前群保持枠５５ｒは、後群保持枠５７の内部に先端側から挿入される。このとき、第２の前群レンズ枠５５ｒに形成されたフランジ５５ｒａは、第３延出部５７ｈの基端側の内部に形成された段部５７ｅに対して基端面が当接するよう配置される。さらに、フランジ５５ｒａは、後群保持枠５７の内周面（より具体的には、第３延出部５７ｈの基端側内周面）に対して外周面が当接するように配置される。また、第１の前群保持枠５５ｆに形成された第１延出部５５ｆｂは、第３延出部５７ｆの内部に挿入され、第２の前群保持枠５５ｒに形成された第２延出部５５ｒｃの外周を囲繞するように配置される。これらにより、第１の前群保持枠５５ｆ、第２の前群保持枠５５ｒ、及び、後群保持枠５７は、第１延出部５５ｆｂ、前記第２延出部５５ｒｃ、及び、前記第３延出部５７ｂの各々の一部がオーバーラップするように配置され、これらの間には断面形状が略クランク形状をなす空間が形成される。

そして、第２の前群保持枠５５ｒは、保持した第２の前群レンズ５６ａｒの光軸調整等が行われた後、フランジ５５ｒａと段部５７ｅとの間に注入された接着剤等を介して後群保持枠５７内に接着固定される。

この場合において、第２の前群保持枠５５ｒの内部は保持した第２の前群レンズ５６ａｒによって気密に閉塞されているため、後群保持枠５７の先端側の内部は、接着固定された第２の前群保持枠５５ｒによって気密な状態に閉塞されている。すなわち、第２の前群保持枠５５ｒ等の枠体は、一般に、レンズ等に比べて安価且つ高精度に加工することが容易であり、このように高精度に加工された第２の前群保持枠５５ｒが後群保持枠５７に対して接着固定されることにより、後群保持枠５７の先端側の内部は気密な状態にて的確に閉塞されている。

この場合において、上述のように光学特性の調整等を主として第１の前群レンズ５６ａｆによって行うことにより、後群保持枠５７に対する組み付け時に、第２の前群保持枠５５ｒ（第２の前群レンズ５６ａｒ）の光軸調整等を簡略化（或いは省略）することができる。従って、第２の前群保持枠５５ｒは後群保持枠５７に対するクリアランスをタイトに設定することができ、第２の前群保持枠５５ｒと後群保持枠５７との間の気密性についても向上させることが可能となる。

このように第２の前群保持枠５５ｒによって後群保持枠５７の先端側の内部が閉塞された後、第１の前群保持枠５５ｆは、フランジ５５ｆａが後群保持枠５７の先端面に対向するよう配置される。そして、第１の前群保持枠５５ｆは、保持した第１の前群レンズ５６ａｆの光軸調整等が行われた後、第１延出部５５ｆｂと第３延出部５７ｈとの間、及び、第１延出部５５ｆｂと第２延出部５５ｒｃとの間に形成された断面クランク形状をなす空間には接着剤５８が一体的に充填される。これにより、第１の前群保持枠５５ｆ、第２の前群保持枠５５ｒ、及び、後群保持枠５７は、強固且つ高い気密性を有して接着され、仮にセットビス２７によるストレスが後群保持枠５７のビス受部５７ｇに作用したとしても接着剤の剥離等が防止される。さらに、第２の前群保持枠５５ｒのフランジ５５ｒａの外周面が後群保持枠５７の内周面に対して当接するように配置されているため、仮にセットビス２７によるストレスが後群保持枠５７のビス受部５７ｇに作用したとしても、後群保持枠５７の変形が抑制され、接着剤の剥離等がより的確に防止される。

この場合において、第１の前群レンズ５６ａｆの内部は保持した第１の前群レンズ５６ａｆによって気密に閉塞されているため、後群保持枠５７の先端は、接着固定された第１の前群保持枠５５ｆによって気密な状態に閉塞されている。すなわち、第１の前群保持枠５５ｆ等の枠体は、一般に、レンズ等に比べて安価且つ高精度に加工することが容易であり、このように高精度に加工された第１の前群保持枠５５ｆが後群保持枠５７に対して接着固定されることにより、後群保持枠５７の先端は気密な状態にて的確に閉塞されている。

そして、これら第１，第２の前群保持枠５５ｆ，５５ｒによる閉塞により、後群保持枠５７の先端側の内部にはスリット５７ａ，６１等からの湿気の進入を防止可能な密閉空間７７が形成されている。

ここで、前群レンズユニット４５に含まれる各レンズの正パワーと負パワーが一部打ち消し合うことによって光学特性の調整感度が低下し、この調整感度の低下を補うために観察光学系ユニット３２の大型化を招くことを抑制するため、例えば、第１の前群レンズ５６ａｆは凹レンズのみによって構成され、第２の前群レンズ５６ａｒは凸レンズのみによって構成されていることが好ましい。そして、このように、第１の前群レンズ５６ａｆと第２の前群レンズ５６ａｒとで凹レンズと凸レンズを分離することにより、密閉空間の形成のみならず、光学特性の調整をも容易なものとし、観察光学系ユニット３２の大型化を効果的に抑制するも可能となる。

このような実施形態によれば、前群レンズ５６ａを、被写体側に位置する第１の前群レンズ５６ａｆと、像側に位置する第２の前群レンズ５６ａｒとに分割するとともに、前群保持枠５５を、第１の前群レンズ５６ａｆを保持する第１の前群保持枠５５ｆと、第２の前群レンズ５６ａｒを保持する第２の前群保持枠５５ｒとに分割形成し、後群保持枠５７に併設された伝達機構よりも先端側に、第１の前群レンズ５６ａｆを保持した第１の前群保持枠５５ｆと、第２の前群レンズ５６ａｒを保持した第２の前群レンズ枠５５ｒによって密閉空間７７を形成することにより、焦点切替を可能とした場合にも結露の発生を的確に防止して鮮明な画像を撮像することができる。

すなわち、第１の前群レンズ５６ａｆによって先端側が気密に閉塞された第１の前群保持枠５５ｆと、第２の前群レンズ５６ａｒによって先端側が気密に閉塞された第２の前群保持枠５５ｒとによって後群保持枠５７の先端側に密閉空間を形成することにより、スリット５７ａ，６１等を介して観察光学系ユニット３２内に湿気が進入した場合にも、当該湿気が前群レンズ５６ａの先端側まで到達することを的確に防止でき、結露の発生を防止して鮮明な画像を撮像することができる。

この場合において、第２の前群保持枠５５ｒの最先端に保持されるレンズを、前群レンズ５６ａの中で最も光軸Ｏ方向の長さが長いレンズとすることにより、第２の前群レンズ５６ａｒを構成する各レンズを高精度に加工しなくとも、的確に第２の前群保持枠５５ｒの先端側を気密に閉塞することができる。換言すれば、第１の前群保持枠５５ｆの最先端に保持されるレンズのみを高精度に加工しただけの安価且つ簡単な構成により、前群レンズ５６ａの先端側に湿気の進入を防止するための密閉空間７７を形成することができる。

さらに、スリット５７ａ、６１等を有する伝達機構をカバー６９によって覆うことにより、観察光学系ユニット３２内への湿気の進入を効果的に抑制することができ、前群レンズ５６ａの先端側における結露等をより的確に防止することができる。

この場合において、各ガイド部６０ｃの側面、及び、各突条部５７ｆの側面を連続する平面に形成することにより、均一な厚さの接着剤によってカバー６９を接着固定することができ、カバー６９の接着部の剥離等を抑制することができる。

ここで、例えば、図１２に示すように、第２の前群保持枠５５ｒの先端面の内周側に環状の凹部５５ｒｂを設け、この凹部５５ｒｂと第２の前群レンズ５６ａｒの最先端に位置するレンズとの間に接着剤を充填することも可能である。このように構成すれば、十分な量の接着剤を用いて第２の前群保持枠５５ｒの先端側を封止することができ、密閉空間７７の気密性をより的確に向上することができる。

また、例えば、図１３に示すように、カバー６９の固定は、接着剤を用いた接着固定に代えて、レーザ溶接等を用いた溶接（溶接部８０）によって行うことも可能である。

また、例えば、図１４，１５に示すように、カバー６９のスプリングバック等による変形を防止するための規制部８１を突条部５７ｆに設け、ガイド部６０ｃと規制部８１との間にカバー６９の開放端を挟み込むことも可能である。

また、例えば、図１６に示すように、突条部５７ｆに平行な規制部８２を後群保持枠５７に設け、これら突条部５７ｆと規制部８２との間にカバー６９の開放端を挟み込むことも可能である。

さらに、例えば、図１７に示すように、カバー６９の開放端を挿入するための溝部８３を後群保持枠５７に設けることも可能である。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。

１ … 電子内視鏡システム
２ … 視鏡
３ … 光源装置
４ … ビデオプロセッサ
５ … カラーモニタ
６ … 先端部
７ … 湾曲部
８ … 可撓管部
９ … 挿入部
１０ … 操作部
１１ … 折れ止部
１２ … 鉗子口
１２ａ … 先端挿入部ゴム部材
１２ｂ … 処置具チャンネル
１３ … 操作部本体
１４，１５ … 湾曲操作ノブ
１６ … 湾曲操作部
１７ … ユニバーサルコード
１８ … スコープコネクタ
１９ … スコープケーブル
２０ … 電気コネクタ部
２１ … 送気送水制御部
２２ … 吸引制御部
２３ … スイッチ部
２４ … 操作レバー
２５ … 先端硬性部材
２５ａ … 先端カバー
２６ … 湾曲駒
２７ … セットビス
２８ … Ｏリング
２９ … 糸巻接着部
３０ … 撮像ユニット
３１ … 固体撮像素子ユニット
３２ … 観察光学系ユニット（光学装置）
３３ … 観察光学系
３５ … 固体撮像素子保持枠
３５ａ … 接着剤
３６ … 光学部材
３７ … 固体撮像素子チップ
３８ … 積層基板
３９ … ケーブル
４０ … 補強枠
４１ … 熱収縮チューブ
４２ … 保護剤
４５ … 前群レンズユニット
４６ … 後群レンズユニット
４７ … 移動レンズ位置補正枠
４８ … 移動レンズユニット
４９ … アクチュエータ
５５ … 前群保持枠
５５ｆ … 第１の前群保持枠
５５ｆａ … フランジ
５５ｆｂ … 第１延出部
５５ｒ … 第２の前群保持枠
５５ｒａ … フランジ
５５ｒｂ … 凹部
５５ｒｃ … 第２延出部
５６ａ … 前群レンズ
５６ａｆ … 第１の前群レンズ
５６ａｒ … 第２の前群レンズ
５６ｂ … 後群レンズ
５７ … 後群保持枠
５７ａ … スリット
５７ｂ … 保持桿
５７ｃ … アクチュエータ保持孔
５７ｅ … 段部
５７ｆ … 突条部
５７ｇ … ビス受部
５７ｈ … 第３延出部
５８ … 接着剤
５９ … ストッパ部材
５９ａ … ストッパ部
５９ｂ … 貫通孔
５９ｃ … キー
５９ｄ … 接着面
５９ｅ … 切欠部
５９ｆ … 係合孔
６０ … 前側ストッパ
６０ａ … バネ受部
６０ｃ … ガイド部
６０ｄ … 凹部
６１ … スリット
６５ … 可動枠
６５ａ … 操作桿
６５ｂ … 軸受部
６６ … 移動レンズ
６７ … 軸部材
６８ … リターンスプリング
６９ … カバー
７０ … ガイド管
７１ … プッシュロッド
７２ … ヘッド部
７３ … 駆動ワイヤ
７４ … 形状記憶素子
７５ … プッシュスプリング
７７ … 密閉空間
８０ … 溶接部
８１ … 規制部
８２ … 規制部
８３ … 溝部

Claims (11)

1. 被写体側に配設された前群レンズと、
   前記前群レンズよりも像側に配置された後群レンズと、
   前記前群レンズと前記後群レンズとの間に配置された移動レンズと、
   前記前群レンズを保持する固定枠である前群保持枠と、
   前記後群レンズを保持する固定枠である後群保持枠と、
   前記移動レンズを保持するとともに、前記後群保持枠内を光軸方向に沿って移動可能な可動枠と、
   前記可動枠を移動させるための駆動力を前記後群保持枠の外側から内側に伝達するための伝達機構と、
   を備え、
   前記前群レンズは、前記被写体側に位置する第１の前群レンズと、前記像側に位置する第２の前群レンズと、を有し、
   前記前群保持枠は、前記第１の前群レンズを保持する第１の前群保持枠と、前記第２の前群レンズを保持する第２の前群保持枠と、を有することを特徴とする光学装置。
2. 前記後群保持枠は、前記第１の前群レンズを保持した前記第１の前群保持枠と前記第２の前群レンズを保持した前記第２の前群保持枠とによって封止された密閉空間を有す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２の前群保持枠の最先端に保持されるレンズは、前記前群レンズの中で最も光軸方向の長さが長いことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
4. 前記伝達機構は、カバーによって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 前記伝達機構は、前記後群保持枠の外側と内側とを連通するスリットと、前記スリットの両側に沿ってそれぞれ設けられた壁部と、を有し、
   前記各壁部は、前記カバーを接着するための平面を有することを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 前記後群保持枠の外周には、前記光学装置を固定するビスを受けるためのビス受部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
7. 前記第１の前群保持枠の基端側に形成された第１延出部と、
   前記第２の前群保持枠の先端側に形成され、前記第１延出部の内径より小さい外径を有した第２延出部と、
   前記後群保持枠の先端側に形成され、前記第１延出部の外径より大きい内径を有した第３延出部と、
   を有し、
   前記第１の前群保持枠、前記第２の前群保持枠、前記後群保持枠は、前記第１延出部、前記第２延出部、前記第３延出部の各々の一部がオーバーラップするように配置され、
   前記第１延出部と前記第３延出部のオーバーラップによって形成された空間には、少なくとも、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
8. 前記第２の前群保持枠は、外周部にフランジを有し、前記フランジの外周面が前記後群保持枠の内周面に当接されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
9. 前記第１の前群レンズは凹レンズのみによって構成され、前記第２の前群レンズは凸レンズのみによって構成されているか、もしくは、
   前記第１の前群レンズは凸レンズのみによって構成され、前記第２の前群レンズは凹レンズのみによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
10. 前記伝達機構は、前記可動枠の前記被写体側の停止位置を位置決めする位置補正枠を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
11. 被検体内に挿入される挿入部の先端部に請求項１に記載の光学装置を備えたことを特徴とする内視鏡。

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