JPH10148745A

JPH10148745A - レンズ装置

Info

Publication number: JPH10148745A
Application number: JP8318600A
Authority: JP
Inventors: Haruo Akiba; 治男秋庭; Naotake Mimori; 尚武三森; Joji Watanabe; 城治渡邉
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-06-02
Anticipated expiration: 2016-11-15
Also published as: JP3887855B2

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズ鏡筒の第１レンズと第２レンズとの間
に介装されるスぺーサリングを、熱伝導率の高い部材で
形成して、その内面を表面積を増大させた非平面形状の
水分付着面として、第１レンズのレンズ鏡筒内側の表面
が曇ったり、結露したりするのを可及的に防止する。【構成】レンズ鏡筒１１は熱伝導率の高い金属から形
成され、その先端面は観察窓３の洗浄時に洗浄水等が接
触するようになっており、このレンズ鏡筒１１には、や
はり熱伝導率の高い金属からなるスぺーサリング１７が
第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との間に介装されてい
る。スぺーサリング１７の内面の表面積を広くするため
に、内面が厚み方向に凹湾曲面形状となった水分付着面
１７ａとして、まずこのスぺーサリング１７の水分付着
面１７ａに水分を付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の対物レン
ズ等として用いられるレンズ装置に関するものであり、
特に防曇機能を有するレンズ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡は本体操作部に体腔内等に挿入さ
れる挿入部を連設してなるものであるが、体腔内等の観
察・検査を行うために、照明機構及び観察機構を備えて
いる。照明機構は、光学繊維束からなり、内視鏡が着脱
可能に接続される光源装置の光源ランプからの照明光を
伝送するライトガイドを有する。ライトガイドの出射端
は、先端部本体に形成した照明機構装着部に臨ませて設
け、また照明機構装着部にはライトガイドからの照明光
を発散させる照明用レンズが装着されている。一方、観
察機構は照明機構により照明された体腔内像情報を外部
に取り出すためのものであって、この体腔内像は、イメ
ージガイドによって光学像のまま本体操作部に連結して
設けた接眼部にまで伝送して、術者がこの接眼部に接眼
することにより体腔内像の観察を行う光学式内視鏡と、
撮像手段を用いて、この撮像手段によって体腔内像に関
する情報を電気信号に変換して取り出し、この電気信号
に基づいて所定の信号処理を行った上で、モニタ装置に
内視鏡映像を表示するようにした電子内視鏡とがある。

【０００３】光学式内視鏡であれ、電子内視鏡であれ、
挿入部の先端部本体には照明機構装着部に近接した位置
に観察機構装着部が設けられており、この観察機構装着
部には対物レンズが配置される。対物レンズは、通常
は、複数枚のレンズから構成され、これらのレンズはレ
ンズ鏡筒に装着される。光学式内視鏡であれば、イメー
ジガイドの入射端が、電子内視鏡の場合には撮像手段
が、それぞれ対物レンズの結像位置に設けられる。対物
レンズは複数のレンズから構成されることから、レンズ
鏡筒に装着して、このレンズ鏡筒が観察機構装着部に装
着される。

【０００４】ここで、対物レンズによる観察視野はでき
るだけ広角にする必要があることから、対物レンズを構
成する複数枚のレンズのうち、最被写体側に位置する第
１レンズは凹レンズを用いる。しかも、内視鏡の先端部
にはできるだけ凹凸を少なくするために、この第１レン
ズは平凹レンズで構成され、被写体側に平面を向けるよ
うにしてレンズ鏡筒に装着される。従って、この第１レ
ンズの内面側は凹面となっているが、この凹面の曲率は
極めて大きくなっている。また、この第１レンズより結
像側の位置に配置される第２レンズは、第１レンズに対
して所定の空気間隙を置いて配置される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、レン
ズ鏡筒に装着される第１レンズと第２レンズとの間には
空気間隙が設けられており、しかも第１レンズの第２レ
ンズへの対向面は曲率の大きい凹面となっており、かつ
平面側が露出しているから、この間に介在する空気に湿
気が含んでいると、温度変化等があった時には、凹面側
に結露が生じるおそれがある。例えば、挿入部の先端に
おいて外部に露出している第１レンズの表面には、検査
中に体液等の汚損物が付着することがあり、この汚損物
の付着により観察視野が悪くなる。従って、挿入部に
は、第１レンズの表面から汚損物を洗い流すレンズ面洗
浄機構が設けられている。このレンズ面洗浄機構は、第
１レンズにおけるレンズ面に向けて洗浄用流体を噴出さ
せるノズルを設けておき、このノズルから洗浄液、通常
は洗浄水を噴射させて、汚損物を洗い流し、次いで加圧
エアを吹き付けて、レンズ面に残存する洗浄水を除去す
る。

【０００６】挿入部の先端、即ち第１レンズは、体腔内
では体温とほぼ同じ程度の温度状態となっており、また
電子内視鏡の場合には、固体撮像素子等の発熱体が存在
することから、体温より高い温度状態になることもあ
る。一方、洗浄水は格別加温されておらず、従って洗浄
水温度はほぼ室温程度となっている。このために、洗浄
水が第１レンズのレンズ面に噴射させると、第１レンズ
が急速に冷却されることになる。この第１レンズが冷却
される結果、第１レンズと第２レンズとの間に介在する
空気に湿気が含んでいると、第１レンズの凹面側に曇り
乃至結露を生じることになる。しかも、第１レンズの凹
面の曲率は大きいことから、この第１レンズのうち、最
も厚みの薄い中央部分乃至その近傍の温度低下が最も著
しくなり、第１レンズの凹面における中央部分に集中的
に曇り乃至結露する。この第１レンズの凹面の中央部分
は結像に必要な光線が集中しており、この部位に僅かで
も曇ると、得られる観察像の画質が急激に低下して、極
めて見難いものとなる。

【０００７】従って、内視鏡の対物レンズとして用いら
れるレンズ装置にあっては、レンズ鏡筒の第１レンズが
曇ったり、結露したりするのを防止するために、レンズ
鏡筒内おける空間部には、湿気を含まないドライエアを
封入するように構成したものは、従来から用いられてい
る。このために、レンズ鏡筒における最被写体側のレン
ズと最結像側のレンズとの間の部位を密封する構成とす
るが、内部のドライエアを長期間にわたって完全に封じ
込めておくのは極めて困難であり、やがてはドライエア
が湿気を含んだ空気と置換してしまう。このためにドラ
イエアによる第１レンズの防曇機能を維持させるのは限
度があり、時間の経過と共に防曇機能が低下するという
問題点があった。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、長期間にわたって防
曇機能が低下しないレンズ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、レンズ鏡筒の内面に、第１レンズと第２レンズと
の間を所定の間隔だけ離間させるためのスぺーサリング
を装着し、このスぺーサリングをレンズより熱伝導率の
高い部材で形成すると共に、その内面を非平面形状とし
て、表面積が増大した水分付着面とする構成としたこと
をその特徴とするものである。

【００１０】ここで、スぺーサリングにおける水分付着
面である非平面形状の例としては、凹湾曲形状にした
り、ねじ溝を形成したりすることができる。レンズ装置
が装着される機器としては内視鏡があり、内視鏡にあっ
ては、その挿入部の先端における観察機構装着部にレン
ズ鏡筒を装着する。レンズ鏡筒の先端面を挿入部におい
て、外部に露出させることによって、挿入部の表面が冷
えた時に、このレンズ鏡筒の先端面からスぺーサリング
に効率的に熱伝達を行わせることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。なお、以下の説明におい
ては、内視鏡の観察機構として用いられる対物レンズを
構成するレンズ装置としたが、本発明のレンズ装置はこ
れ以外にも用いることができる。

【００１２】まず、図１に内視鏡の挿入部の先端部分の
外観を示す。図中において、１は挿入部であって、この
挿入部１の先端部分は硬質部材からなる先端部本体１ａ
となっており、この先端部本体１ａには所定の長さにわ
たって所望の方向に湾曲操作可能なアングル部１ｂが連
設され、さらに図示は省略するが、アングル部１ｂには
軟性部が連設される。先端部本体１ａの先端面（または
側面）には照明窓２及び観察窓３が設けられると共に、
鉗子その他の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネル
４が開口すると共に、観察窓３が汚損された時に、この
観察窓３に向けて洗浄用流体、例えば洗浄水と加圧エア
とを噴射させるノズル５が設けられている。

【００１３】図２に先端部本体１ａの断面を示す。先端
部本体１ａにおける観察窓３の部位には、透孔が設けら
れており、この透孔内には対物レンズユニット１０が装
着されており、この対物レンズユニット１０は、レンズ
鏡筒１１内に複数のレンズを装着してなるものであり、
またレンズ鏡筒１１の端部には光路を９０°曲げるため
のプリズム１２が接合されている。そして、プリズム１
２はプリズム枠１３に保持され、さらにプリズム１２に
は基板１４に装着した固体撮像素子１５が接合されてい
る。なお、プリズムを設けず、固体撮像素子を直接レン
ズ鏡筒に連結する等の構成としても良い。

【００１４】レンズ鏡筒１１に設けられる対物レンズの
レンズ構成としては、例えば４枚のレンズＬ₁ ，Ｌ₂ ，
Ｌ₃ 及びＬ₄ から構成される。これら各レンズＬ₁ 〜Ｌ
₄ のうち、最被写体側に位置する第１レンズＬ₁ は被写
体側が平面で、結像側が凹面となった平凹レンズであ
り、その平面側は観察窓３に露出している。また、第１
レンズＬ₁ より被写体側に位置する第２レンズＬ₂ は凸
面を結像側に向けた平凸レンズである。さらに第３レン
ズＬ₃ と第４レンズＬ₄ とは接合レンズで構成される。
そして、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との間は所定
の間隔が設けられ、また第２レンズＬ₂ は第３レンズＬ
₃ に部分的に当接するようにして装着されている。

【００１５】第４レンズＬ₄ の結像側の位置にはストッ
パリング１６が設けられている。また、第１レンズＬ₁
と第２レンズＬ₂ との間、及び第２レンズＬ₂ と第３レ
ンズＬ₃ との間には、各レンズを所定の位置に保持する
ためのスぺーサリング１７，１８が設けられる。ここ
で、スぺーサリング１８はレンズ鏡筒１１の内面と一体
的なものであり、その内面から内側に突出する円環状の
突条になっている。これに対して、第１レンズＬ₁ と第
２レンズＬ₂ との間に設けられるスぺーサリング１７
は、レンズ鏡筒１１とは別部材で形成されて、レンズ鏡
筒１１の所定の位置に接着等の手段で固定されている。
さらに、第１レンズＬ₁ はレンズ鏡筒１１の内面に接着
剤等で固着される。

【００１６】レンズ鏡筒１１の内部を密閉するために、
このレンズ鏡筒１１内において、最先端に位置する第１
レンズＬ₁ は接着剤で固着されるが、さらにレンズ鏡筒
１１の内部の密閉度合いを高めるために、第１レンズＬ
₁ の外周縁部とレンズ鏡筒１１の先端面の内周側との間
にＶ字状の円周溝を形成して、この円周溝内にシール材
１９が充填される。そして、レンズ鏡筒１１の先端面は
先端部本体１ａの先端面に露出した状態となっている。

【００１７】ところで、先端部本体１ａは、照明機構や
観察機構を装着するための透孔、処置具挿通チャンネル
４等、その軸線方向に貫通する複数の透孔が形成されて
いる関係から、強度保持のために、またこれらの透孔の
加工精度を向上させるために、金属で形成されている。
そして、処置具挿通チャンネル４内には高周波処置具等
が挿通されるようになっていることから、患者保護の観
点から、金属が直接外部に露出しないようにするため
に、合成樹脂からなる先端キャップ２０が先端部本体１
ａの先端面に嵌着されており、この先端キャップ２０の
うち、照明窓２，観察窓３及び処置具挿通チャンネル
４、さらにはノズル５が装着されている部位は開口して
いる。また、先端部本体１ａの外周面は、図示しない絶
縁チューブで被覆されている。レンズ鏡筒１１の先端
は、先端キャップ２０の表面とほぼ同じ部位にまで延在
されている。

【００１８】ここで、スぺーサリング１７は熱伝導率の
高い部材、例えば金属で形成されている。また、レンズ
鏡筒１１も、同様、熱伝導率の高い金属等で形成され
る。一方、レンズ鏡筒１１に嵌合されているプリズム枠
１３は電気絶縁性部材からなる合成樹脂で形成されてい
る。これによって、電気的にはレンズ鏡筒１１が他の導
電部材と非接触状態に保たれており、高周波処置具等を
使用した時に、漏電等が発生しないようになっている。

【００１９】挿入部１は患者の体腔内に挿入されるが、
この挿入部１の先端部本体１ａはある程度長い時間体腔
内に位置させると、体温の影響により、また固体撮像素
子１５の発熱に起因して、先端部本体１ａの部分の温度
が上昇して、体温とほぼ同じ程度の温度かそれより高い
温度状態になる。一方、ノズル５から観察窓３に向けて
供給される洗浄水はタンク内で格別加温されるものでは
ないので、観察窓３が汚れた時に、ノズル５から洗浄水
を噴射させると、第１レンズＬ₁ が冷却されることにな
る。第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との間には、空気
が介在しており、この空気は湿気を全く含まないドライ
エアであれば格別問題はないが、僅かでも湿気が含まれ
ていると、第１レンズＬ₁ の温度低下により曇りや結露
が発生するおそれがある。

【００２０】ところで、洗浄水と接触した場合等、温度
低下の要因となる事態が生じると、第１レンズＬ₁ は冷
却されるが、この第１レンズＬ₁ と比較すると、はるか
に熱伝導率の高い金属からなるレンズ鏡筒１１にも洗浄
水等が接触し、しかもこのレンズ鏡筒１１にはやはり熱
伝導率の高い金属からなるスぺーサリング１７が、その
先端近傍位置において当接しているから、ノズル５から
洗浄水を観察窓３に向けて噴射させた時には、第１レン
ズＬ₁ の内面のうち、最も厚みの少ない中央部分が冷却
されるまでの間に、レンズ鏡筒１１及びスぺーサリング
１７が先に冷却される。第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ
₂ との間の空間に湿気があると、温度が最も低下した部
位に曇りなり結露なりが生じる。従って、まずスぺーサ
リング１７が先に冷却されることから、最初に曇りなり
結露なりが生じるのは、スぺーサリング１７である。

【００２１】ただし、スぺーサリング１７はかなり厚み
の薄いものであるから、水分の付着量もそれ程多くはな
い。そこで、できるだけ多くの水分を付着させるため
に、スぺーサリング１７における内面の表面積を広くす
る。このために、図３に示したように、内面が厚み方向
において凹湾曲面形状となった水分付着面１７ａとな
し、スぺーサリング１７の水分付着面１７ａの面積を大
きくする。この結果、水分付着面１７ａへの水分付着量
が増大する。そもそも、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ
₂ との間の空間には湿気ができるだけ含まないように、
ドライエアを封入して、シール材１９で密閉しているか
ら、空気に湿気が含まれていたとしても、僅かなもので
あり、この僅かな水分がスぺーサリング１７の水分付着
面１７ａに水分が付着してしまえば、第１レンズＬ₁ に
は水分が全く付着しないか、水分の付着があったとして
も、少なくとも水分付着量が画像を得る上で差し支えな
い程度にまで減少し、実質的に防曇機能を発揮する。

【００２２】スぺーサリングとしては、図３に示したも
の以外でも、例えば図４に示したように、内面にねじ溝
を形成することにより、水分付着面１７ａ′としたスぺ
ーサリング１７′を用いることもできる。このスぺーサ
リング１７′はねじ溝による水分付着面１７ａ′の表面
積が大きくなって、水分付着量が増大することになり、
実質的な防曇機能を発揮することはもとより、レンズ装
置に入射される光のうち、画像形成にとって有害な光を
ねじ溝で乱反射させることにより除去できるようになる
から、固体撮像素子１５で得られる画像の画質をさらに
向上させることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上のように、レンズ鏡筒の第
１レンズと第２レンズとの間に介装されるスぺーサリン
グを、熱伝導率の高い部材で形成して、その内面を表面
積を増大させた非平面形状の水分付着面とする構成とし
たので、第１レンズのレンズ鏡筒内側の表面が曇った
り、結露したりするのを可及的に防止できる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】内視鏡の挿入部における先端部分を示す外観図
である。

【図２】挿入部における先端部本体の構成説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態を示すレンズ装置の要部
断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示すレンズ装置の
要部断面図である。

【符号の説明】

１挿入部１ａ先端部本体３観察窓１０対物レンズユニット１１，３０レンズ鏡筒１７，１７′，１８スぺーサリング１７ａ，１７ａ′ 水分付着面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも最被写体側に位置する第１レ
ンズと、この第１レンズより結像側に所定の間隔を置い
て配置した第２レンズとを含む複数のレンズをレンズ鏡
筒内に装着してなるレンズ装置において、前記レンズ鏡
筒の内面には、第１レンズと第２レンズとの間を所定の
間隔だけ離間させるためのスぺーサリングを装着し、こ
のスぺーサリングをレンズより熱伝導率の高い部材で形
成すると共に、その内面を非平面形状として、表面積が
増大した水分付着面とする構成としたことを特徴とする
レンズ装置。
【請求項２】前記スぺーサリングの水分付着面を凹湾
曲形状としたことを特徴とする請求項１記載のレンズ装
置。
【請求項３】前記スぺーサリングの水分付着面にはね
じ溝を形成する構成としたことを特徴とする請求項１記
載のレンズ装置。
【請求項４】前記レンズ鏡筒は内視鏡の挿入部におけ
る観察機構装着部に装着して、このレンズ鏡筒の端面を
挿入部の外部に露出させる構成としたことを特徴とする
請求項１記載のレンズ装置。