JPH10151106A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ鏡筒の外周面にピント調整時のレンズ
鏡筒の移動量より幅が広い円環状の凹部と、保持筒の内
面と間にシール材溜め部を形成して、シール材供給部か
らこのシール材溜め部にシール材を充填することによ
り、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシール機能させ
る。 【構成】 ピント調整を行った後に、レンズ鏡筒１１と
保持筒１２との間のシール機能を発揮させるために、レ
ンズ鏡筒１１の外周面に円環状の凹部２０が形成され、
保持筒１２の先端側の部分には、その内周側が薄肉化さ
れて、円環状隙間２１を形成して、その間にレンズ鏡筒
１１と保持筒１２との間にシール材２２が充填されるシ
ール材溜め部が形成される。凹部２０の幅はピント調整
時におけるレンズ鏡筒１１の最大移動範囲より長く、ま
た保持筒１２の端部は、基準位置において、その先端部
がレンズ鏡筒１１の凹部２０のほぼ中央に位置する。

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の映像情報を
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】そして、イメージガイドや撮像手段は対物
レンズと光軸を一致させるために、保持筒が連結して設
けられ、レンズ鏡筒に嵌合させるようにし観察機構がア
センブルされる。ここで、複数枚のレンズで構成される
対物レンズをレンズ鏡筒に組み込む際や、対物レンズを
組み込んだレンズ鏡筒と保持筒とを連結する際における
組み付け誤差等があることから、この観察機構により鮮
明な像を得るために、観察機構としてアセンブルされた
後に、対物レンズと撮像手段等との間でピント調整が行
われるようになっている。従って、レンズ鏡筒は保持筒
に対して摺動可能に嵌合されており、ピント調整後にレ
ンズ鏡筒と保持筒との間を固定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、観察窓は挿
入部の先端において外部に露出しており、体腔内での検
査中に、この観察窓には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、観察窓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。ここで、観察窓にはレ
ンズ鏡筒における最も被写体側に位置する第１レンズが
位置しており、この第１レンズは平凹のレンズで構成さ
れ、平面側は被写体側に向いており、凹面側はレンズ鏡
筒内に位置している。レンズ面洗浄機構は、具体的には
第１レンズの平面側に付着する汚損物を除去するための
ものであり、この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、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構
成となっている。

【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、レンズ鏡筒内の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。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、ドライエアまたは窒素ガス等
湿気を含まない気体を封入するのが一般的である。防曇
機能を長期間にわたって維持させるには、レンズ鏡筒内
に湿気を含む空気が入り込まないようにしなければなら
ない。このために、レンズ鏡筒の内周面と第１レンズの
外周面との間は気密状態に保持する。また、既に説明し
たように、レンズ鏡筒はピント調整のために保持筒に対
して光軸方向に移動可能となっているから、ピント調整
が行われた後にレンズ鏡筒と保持筒との間をシールしな
ければならない。

【０００８】前述したレンズ鏡筒と保持筒との間のシー
ルは、従来技術にあっては、保持筒の端面をレンズ鏡筒
の外周面に位置させて、この保持筒の端面部にシール材
を付着させるようにしている。しかしながら、体腔内等
に挿入されることから、挿入操作性及び患者の苦痛軽減
等の観点から、挿入部は細径化を図る必要があり、この
ために保持筒に余分な厚みを持たせることができない。
従って、保持筒の厚みは、かなり薄いものであり、この
部位に供給可能なシール材は極僅かなものである。この
ために、シールの完全性を図ることができず、たとえ全
周がシール材で覆われているにしても、内視鏡の洗浄時
等に水分が付着したりすると、時間の経過と共にこのシ
ール材に水分が含浸されて、やがてはレンズ鏡筒内に滲
み込むようになる等によって、防曇機能を低下させると
いう問題点があった。

【０００９】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、レンズ鏡筒と保持筒
との間の部位のシール機能の向上を図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、撮像手段またはイメージガイドを保持する保持
筒に対物レンズを装着したレンズ鏡筒を摺動可能に挿嵌
して、ピントが合った位置でレンズ鏡筒と保持筒との間
をシールして固定するために、レンズ鏡筒の外周面に円
環状の凹部を形成し、また保持筒側には内周面に段差部
を形成して、凹部と段差部との間にシール材を充填する
シール材溜め部を形成する構成としたことをその特徴と
するものである。

【００１１】レンズ鏡筒に設けた円環状の凹部は、ピン
ト調整時のレンズ鏡筒の最大移動範囲より幅が広くな
し、またこれら凹部と段差部と間に形成されるシール材
溜め部には、レンズ鏡筒を光軸方向に移動させることに
よりピント調整を行った状態でも、シール材が充填可能
なシール材供給部が形成される構成とするのが好まし
い。ここで、円環状の凹部を設けたレンズ鏡筒に対し
て、保持筒側のシール材溜め部を構成するための段差
は、保持筒の先端の内周側を所定の長さにわたって薄肉
部を形成するようにしたり、またはレンズ鏡筒の外周面
及び保持筒の内周面にはそれぞれ円環状の凹部を形成す
ることにより構成できる。また、シール材溜め部に外部
からシール材を導入するシール材供給部を形成するが、
前者の場合では、ピント調整時における前記レンズ鏡筒
の移動範囲内では、保持筒の先端部が前記凹部の上部位
置に位置するようになし、この凹部と保持筒の端部との
間をシール材供給部とする。また、後者の場合には、保
持筒の周胴部における円環状凹部の位置にシール材供給
部として機能する透孔を形成する。

【００１２】

【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。また、内視鏡として
は、固体撮像手段等からなる撮像手段を用いた電子内視
鏡とするが、イメージガイドを用いた光学式内視鏡とし
ても構成できる。

【００１３】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。

【００１４】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
着される。対物レンズユニット１０は、レンズ鏡筒１１
内に複数のレンズが装着されており、このレンズ鏡筒１
１には保持筒１２が嵌合されている。この保持筒１２に
はフィルタ板１３が挿嵌されると共に、その端部には光
路を９０°曲げるためのプリズム１４が接合されてい
る。また、プリズム１４には基板１５に装着した撮像手
段としての固体撮像素子１６が接合されている。なお、
光路を曲げる必要がなければ、プリズムを設けず、固体
撮像素子を直接保持筒に連結する等の構成としても良
い。

【００１５】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において、外部に露出してい
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Ｌ
₂ との間は外周部分には開口径を規制して、有害光をカ
ットするために円環状の遮光板１７が装着されており、
この遮光板１７は第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との
間で挾持される。第２レンズＬ₂ と第３レンズＬ₃ との
間にはレンズ鏡筒１１の内面に連設した突条からなるス
ペーサ１１ａが装着され、またこのスぺーサ１１ａと第
３レンズＬ₃ との間には絞り１８が介装されている。そ
して、第４レンズＬ₄ の結像側の位置にはストッパリン
グ１９が設けられている。

【００１６】レンズ鏡筒１１は保持筒１２に摺動可能に
挿嵌されており、このレンズ鏡筒１１を光軸方向に移動
させて、対物レンズユニット１０と固体撮像素子１６と
の間の間隔を調整することによって、ピント調整を行え
る。ここで、ピント調整は、内視鏡の対物レンズは広角
のものである等の関係から、４枚構成のレンズ相互間の
組み付け誤差や、保持筒１２へのプリズム１４及び固体
撮像素子１６の連結精度、さらにはレンズ鏡筒１１を保
持筒１２に組み込む際における組み付け誤差等に起因し
て生じる対物レンズユニット１０の焦点位置のずれを調
整するものである。そして、このピント調整は、通常は
レンズ鏡筒１１と保持筒１２とをアセンブルした基準位
置に対して約±０．２ｍｍ、即ち全体で０．４ｍｍ程度
レンズ鏡筒１１を前後動させることにより行われる。

【００１７】このように、ピント調整を行う必要がある
ことから、組み付け時においては、レンズ鏡筒１１は保
持筒１２に対して摺動可能に挿嵌されており、従ってピ
ント合わせを行った状態で、レンズ鏡筒１１と保持筒１
２との間を固定する際に、その間の隙間を密閉しなけれ
ば、レンズ鏡筒１１の内部の気密が取れなくなってしま
う。そこで、このレンズ鏡筒１１と保持筒１２との間の
シール機能を完全なものとするために、レンズ鏡筒１１
の外周面には円環状の凹部２０が形成されており、また
保持筒１２の先端側の部分には、その内周側が薄肉化さ
れて、所定の位置に段差壁を形成することにより円環状
隙間２１が形成されている。これら凹部２０と円環状隙
間２１とによって、レンズ鏡筒１１と保持筒１２との間
にシール材溜め部が形成され、このシール材溜め部の内
部に接着機能を有するシール材２２が充填される。な
お、保持筒１２の他端側の部位には、プリズム１４及び
固体撮像素子１６を覆うようにシール材２３が充填され
る。また、レンズ鏡筒１１の内周部と第１レンズＬ₁の
外周部との間にもシール材２４が充填される。

【００１８】ここで、前述したシール材溜め部は、レン
ズ鏡筒１１側の凹部２０と保持筒１２側の円環状隙間２
１とにより形成されるものであるから、ピント調整のた
めにレンズ鏡筒１１を光軸方向に移動させても、形状の
変化はあるものの、シール材溜め部が必ず形成されなけ
ればならない。このために、まずレンズ鏡筒１１におけ
る凹部２０の幅は、ピント調整時におけるレンズ鏡筒１
１の最大移動範囲より十分長くする。また、凹部２０の
深さは、レンズ鏡筒１１の強度が保たれる状態で可及的
に深くする。

【００１９】図３乃至図５にピント調整時のレンズ鏡筒
１１と保持筒１２との位置関係を示す。このうち、図３
はレンズ鏡筒１１と保持筒１２との組み付け状態の位
置、即ち基準位置である。この基準位置は、組み付け誤
差等がなければ、固体撮像素子１６に正確にピントが合
う位置である。従って、ピントずれが起きている場合に
おいて、レンズ鏡筒１１における図４の位置が最も固体
撮像素子１６に遠ざかる側の移動端位置であり、また図
５は最も固体撮像素子１６に近づく方向の移動端位置で
ある。従って、レンズ鏡筒１１を、その図４の移動端位
置から図５の移動端位置までのどこかの位置に配置すれ
ば、ピントが合うことになる。

【００２０】而して、図３〜図５に凹部２０の中心位置
を仮想線で示す。保持筒１２は、図３の基準位置におい
ては、その先端部がレンズ鏡筒１１の凹部２０の中心位
置を越えた位置にあり、かつ円環状隙間２１の端部は凹
部２０の端部とほぼ同じ位置となるように設定される。
また、図４の移動端位置では、保持筒１２の先端と凹部
２０の中心とがほぼ同じ位置となる。さらに、図５の移
動端位置では、円環状隙間２１の端部が凹部２０の中心
位置を越えず、また保持筒１２の先端は凹部２０の端部
の近傍に位置するようになす。これによって、レンズ鏡
筒１１をピント調整した時に、どの位置に変位しても、
凹部２０と円環状隙間２１とによりシール材溜め部が確
保され、かつシール材溜め部の少なくとも一部が外部に
開放されて、この開放された部位からシール材を充填す
ることができ、これによってシール材溜め部にシール材
２２を充填するシール材供給部が確保される。なお、凹
部２０と円環状隙間２１とはレンズ鏡筒１１のピント調
整時に移動する範囲の全体において、凹部２０と円環状
隙間２１とでシール材溜め部が形成され、かつシール材
供給部が確保されるようになってれば良く、前述した形
状に限定されるものではない。

【００２１】以上のように構成することによって、挿入
部１の先端部本体１ａに装着するに当っては、まずレン
ズＬ₁ 〜Ｌ₄ を装着したレンズ鏡筒１１を固体撮像素子
１６等をアセンブルした保持筒１２に挿嵌させる。ま
ず、この嵌合状態では、図３の基準位置になるようにす
る。この状態で、固体撮像素子１６の映像をモニタ画面
に表示させて、その位置でピントが合っておれば、直ち
にシール材２２を凹部２０と保持筒１２の端部との間の
シール材供給部から凹部２２と円環状隙間２１との間に
形成されているシール材溜め部にシール材を充填して、
レンズ鏡筒１１と保持筒１２との間を固着すると共に、
その間の気密が保たれる。ピント調整を行う必要がある
場合には、レンズ鏡筒１１を光軸方向に動かし、ピント
が合った位置でシール溜め部にシール材２２を充填す
る。ピント調整の範囲内では、シール材供給部が確実に
形成され、かつシール材溜め部も形成されているから、
このシール材溜め部内のほぼ全体にわたってシール材２
２を充填できる。これにより、観察機構のユニットが形
成されて、先端部本体１ａに組み込むことができる。

【００２２】以上のように、シール材溜め部に十分な量
のシール材２２を充填して、レンズ鏡筒１１の外周面及
び保持筒１２の内周面の広い範囲にわたってシール材２
２を位置させることによって、レンズ鏡筒１１と保持筒
１２との接合部分を確実に気密状態に保持でき、またシ
ール材２２に水分が付着して、シール材２２に多少の水
分が滲み込んだとしても、レンズ鏡筒１１と保持筒１２
との間のシール材溜め部全体のシール材２２が湿潤にな
るようなことはなく、従ってレンズ鏡筒１１の内部に水
分が入り込む余地は全くない。しかも、シール材２２が
硬化すると、レンズ鏡筒１１側の凹部２０と保持筒１２
側の円環状隙間２１とに形成される段差壁と凹部２０の
他側の段差壁とに硬化したシール材２２が固着されてい
るから、このシール材２２がアンカー効果を発揮して、
レンズ鏡筒１１と保持筒１２との位置関係を安定的に保
持される。従って、レンズ鏡筒１１がみだりにピント調
整した位置からずれるおそれはない。

【００２３】ここで、シール材溜め部は、前述したよう
に、レンズ鏡筒側の凹部と、保持筒側の円環状隙間とか
ら構成する以外にも、例えば図６に示したような構成と
することもできる。即ち、レンズ鏡筒３０の外周側には
前述と同じ寸法形状の凹部３１を形成すると共に、保持
筒３２の内周側にも円環状の凹部３３を形成する。これ
によって、レンズ鏡筒３０側及び保持筒３２側が共に両
側に段差壁を有するシール材溜め部が形成される。そし
て、両凹部３１，３３は、レンズ鏡筒３０を基準位置に
配置した時に、幅方向の中心部がほぼ同じ位置になるよ
うにする。凹部３１の幅と凹部３３の幅とは同じでも良
いが、凹部３３の幅の方を大きくすることも可能であ
る。従って、これら凹部３１，３３間にシール材溜め部
が形成されて、このシール材溜め部にシール材３４が充
填される。このように、シール材溜め部にシール材３４
を充填できるようにするために、凹部３３の幅方向のほ
ぼ中心部には少なくとも１箇所のシール材充填用の透孔
３５が形成されている。なお、透孔３５を２箇所設ける
こともでき、そうすると一方の透孔からシール材３４を
充填して、他方の透孔から空気抜きを行うことができる
ので、より円滑にシール材３４を充填できる。

【００２４】以上のように構成することによっても、前
述した凹部と円環状隙間とからなるシール材溜め部と同
様、凹部３１，３３からなるシール材溜め部によりレン
ズ鏡筒３０と保持筒３２との間のシールを完全に行うこ
とができ、またレンズ鏡筒３０と保持筒３２との間の固
定性も良好になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように、レンズ鏡筒の外
周面に円環状の凹部を設けると共に、保持筒の内周面に
段差を設けて、その間にシール材溜め部を形成して、こ
のシール材溜め部にシール材を充填する構成としたの
で、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシール機能が著
しく向上し、レンズ鏡筒内に水分及び湿気を含んだ空気
が入り込むのを確実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】本発明の実施の一形態を示すレンズ装置を装着
した挿入部の先端部本体の断面図である。

【図３】レンズ鏡筒と保持筒との嵌合部分のみを示す図
２のＡ部の拡大図である。

【図４】ピント調整時におけるレンズ鏡筒の一方側への
移動端に位置させた状態を示す作用説明図である。

【図５】ピント調整時におけるレンズ鏡筒の他方側への
移動端に位置させた状態を示す作用説明図である。

【図６】シール材溜め部の他の構成を示す図３と同様の
位置での断面図である。

【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 １２，３２ 保持筒 ２０，３１，３３ 凹部 ２１ 円環状隙間 ２２，３４ シール材 ３５ 透孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段またはイメージガイドを連結し
   た保持筒に、対物レンズを装着したレンズ鏡筒を摺動可
   能に挿嵌し、このレンズ鏡筒を保持筒に対して摺動させ
   ることによりピント調整を行うようになし、ピントが合
   った位置でレンズ鏡筒と保持筒とを固定すると共にその
   間をシールするものにおいて、前記レンズ鏡筒の外周面
   に円環状の凹部を形成し、また保持筒側には内周面に段
   差部を形成して、凹部と段差部との間にシール材を充填
   するシール材溜め部を形成する構成としたことを特徴と
   するレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記レンズ鏡筒に設けた円環状の凹部
   は、ピント調整時のレンズ鏡筒の最大移動範囲より幅が
   広くなっており、またこれら凹部と段差部と間に形成さ
   れるシール材溜め部には、レンズ鏡筒を光軸方向に移動
   させることによりピント調整を行った状態でも、シール
   材が充填可能なシール材供給部が形成される構成とした
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記保持筒の先端の内周側を所定の長さ
   にわたって薄肉部を形成して、この凹部と薄肉部との間
   でシール材溜め部を形成し、ピント調整時における前記
   レンズ鏡筒の移動範囲内では、保持筒の先端部が前記凹
   部の上部位置に位置するようになし、この凹部と保持筒
   の端部との間にシール材供給部を形成する構成としたこ
   とを特徴とする請求項２記載のレンズ装置。
4. 【請求項４】 前記レンズ鏡筒の外周面及び保持筒の内
   周面にそれぞれ円環状の凹部を形成することによってシ
   ール材溜め部を形成し、これら両凹部の軸線方向の長さ
   をピント調整時のレンズ鏡筒の移動量より長くし、かつ
   前記保持筒の周胴部における円環状凹部の位置に透孔を
   穿設して、この透孔をシール材供給部とする構成とした
   ことを特徴とする請求項２記載のレンズ装置。