JPH10170793A - 内視鏡のレンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部を厚肉部とし
て、この厚肉部の内面側に円環状の凹溝を形成して、こ
の凹溝にシールリングを装着することにより、レンズ鏡
筒と保持筒との間の部位のシールの完全性を図る。 【構成】 先端部本体６に設けた挿通孔１０内に装着さ
れる撮像ユニット１１は、対物光学系を装着したレンズ
鏡筒１２を、固体撮像素子１６に連結して設けたプリズ
ム１５を固定した保持筒１３に挿嵌させることにより構
成され、保持筒１３のレンズ鏡筒１２への嵌合部は外周
面側の肉厚を大きくした厚肉部１３ａとなし、この厚肉
部１３ａの内面に円環状の凹溝２３を形成して、この凹
溝２３内にシールリング２２を装着して、このシールリ
ング２２により保持筒１３の内面とレンズ鏡筒１２の外
面との間をシールする構成となし、保持筒１３を固定す
るセットビス２５をシールリング２２の装着部より先端
側に螺挿する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の対物光学
系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
部には対物光学系が配置される。対物光学系は、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。対物光学系の結像位置には結像
手段が設けられる。この結像手段は、光学式内視鏡であ
ればイメージガイド、電子内視鏡の場合には固体撮像素
子等の撮像手段であり、従って対物光学系の結像位置に
は、イメージガイドの入射端または撮像手段の受光面が
配置される。対物光学系は複数のレンズから構成され、
これらはレンズ鏡筒に装着される。結像手段における結
像面は、レンズ鏡筒に装着した対物光学系に対してピン
トが合った位置に配置されていなければならない。この
ために、結像手段を保持筒に装着して、レンズ鏡筒を保
持筒に挿嵌させることにより光軸が一致する状態に組み
込み、かつレンズ鏡筒を保持筒に対して摺動変位可能と
することにより、組み込み状態でピント調整を行えるよ
うにする。

【０００４】対物光学系を装着したレンズ鏡筒と、結像
手段が連結されている保持筒とを組み込んだ状態で挿入
部の先端部本体に装着されるが、このために先端部本体
には挿通孔が設けられており、保持筒をこの挿通孔に挿
入して、先端部本体の先端面（または側面）にレンズ鏡
筒に装着した最も被写体側に位置する第１レンズを臨ま
せる。ここで、この第１レンズは、通常、平凹レンズで
構成され、外部に臨むのは平面であり、凹面はレンズ鏡
筒内に位置するようになっている。

【０００５】観察機構を構成する第１レンズは、その表
面が挿入部の先端に露出していることから、体腔内での
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レンズの外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である。このために、洗浄水を第
１レンズの外面に噴射させると、第１レンズが急速に冷
却されることになる。レンズ鏡筒内の空気に湿気が含ん
でいると、第１レンズの内面側に曇り乃至結露を生じる
ことになる。しかも、第１レンズの内面は凹曲面であ
り、そ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】以上のことから、内視鏡の対物光学系とし
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防曇機
能を持たせるために、レンズ鏡筒の内部を密閉して、外
部から水分や湿気を含んだ空気が入り込まないようにし
ている。また、防曇機能をより完全に発揮させるため
に、レンズ鏡筒内おける空間部にドライエアや窒素ガス
等、湿気を含まない気体を予め封入しておくようにした
ものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】レンズ鏡筒の内部を密
閉するには、まずレンズ鏡筒の先端部分の内周面と第１
レンズの外周面との間にシール材が充填される。また、
レンズ鏡筒には保持筒が嵌合されており、この保持筒に
は結像手段等が連結されていることから、この保持手段
と結像手段との間の部位にもシール材を供給することに
より密閉される。さらに、既に説明したように、レンズ
鏡筒には保持筒が嵌合されており、レンズ鏡筒はピント
調整を行うために摺動可能となっている。従って、レン
ズ鏡筒の外周面と保持筒の内周面との間もシールする必
要がある。このために、ピント調整を行った後に、レン
ズ鏡筒と保持筒との間の部位もシール材を用いてシール
するようにしている。即ち、レンズ鏡筒は保持筒内に部
分的に嵌合されており、従って保持筒の先端部はレンズ
鏡筒の外周面上に位置することになる。そこで、保持筒
の先端面とレンズ鏡筒の外周面との間にシール材を塗布
するようにして、この間の部位をシールする構成として
いる。

【０００９】ところで、内視鏡は体腔内等に挿入される
関係から、挿入部に対する細径化の要請は極めて強く、
先端部に設けられる観察機構もできるだけコンパクトに
形成する必要がある。このために、レンズ鏡筒及び保持
筒には必要以上の厚みを持たせるようなことはせず、従
って必要最小限の肉厚となっている。従って、レンズ鏡
筒の外周面と保持筒の端面との間に塗布されるシール材
の量を多くすることができないことから、十分にシール
を行えないことがある。内視鏡は使用の都度洗浄する必
要があり、その洗浄は挿入部を含めて内視鏡全体を洗浄
液に浸漬させることにより行われるようになっている
等、水分と接触する機会が極めて多いものである。従っ
て、長期間の間にはシール材に水分が吸収されるように
なり、保持筒とレンズ鏡筒との間のように、十分な量の
シール材を充填できない場合には、その間に水分が滲み
込むおそれがある等の問題点があった。

【００１０】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の完全性を期することにある。

【００１１】

【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、本発明は、対物光学系を装着したレンズ鏡筒
を、一端に結像手段を連結した保持筒に、光軸方向に移
動可能に挿嵌させてなり、内視鏡の挿入部の先端部本体
に形成した挿通孔に挿通される内視鏡のレンズ装置であ
って、保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部分であり、かつ挿
通孔に挿嵌した部分の少なくとも一部を外径側が拡大し
た厚肉部となし、この厚肉部の内周面に円環状の凹溝を
形成して、この凹溝にシールリングを装着する構成とし
たことをその特徴とするものである。

【００１２】シール性を向上させるには、シールリング
はレンズ鏡筒の外周面に圧接するように装着する必要が
あり、レンズ鏡筒はかなり肉厚の薄いものであるから、
このレンズ鏡筒の保形性を維持させるためには、レンズ
鏡筒の内部に装着したレンズ等の光学部品に対応する位
置にシールリングを配置するのが好ましい。また、レン
ズ鏡筒を保持筒に組み込んだ状態で、先端部本体の周胴
部からセットビスを螺挿して保持筒を固定するが、この
セットビスの装着部を保持筒におけるシールリング装着
部より先端側に位置させると、このセットビスの押圧力
でシールリングを撓めることになるから、シールリング
の圧接力がより強力になり、シール性が高められる。

【００１３】

【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。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
る先端硬質部１ａとなっており、この先端硬質部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。先端硬質部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に先端硬質部１ａの断面を示す。ここ
で、先端硬質部１ａは金属等の高い強度を持った部材か
らなる先端部本体６を有し、この先端部本体６は軸線方
向に所定の長さを有する円柱状部６ａに円環状部６ｂを
連設した形状となっている。そして、円環状部６ｂの外
周面にはアングル部１ｂにおける最先端のアングルリン
グ７が嵌合・固定されており、このアングルリング７に
はネット及び外皮層からなる被覆体８により被覆されて
いる。また、先端部本体６の先端面の部位には、絶縁キ
ャップ９が嵌着・固定されて、金属からなる先端部本体
６が外部に露出しないように保持されている。

【００１５】先端硬質部１ａにおける先端部本体６の円
環状部６ｂからアングルリング７までの部位は、空間と
なっておりまた円柱状部６ａには照明窓２にライトガイ
ドの入射端を臨ませるために、照明機構装着部を構成す
る挿通孔（図示せず）等が穿設されており、また観察窓
３の部位には観察機構装着部を構成する挿通孔１０が穿
設されており、この挿通孔１０内に観察機構を構成する
撮像ユニット１１が挿嵌されている。また、絶縁キャッ
プ９の撮像ユニット１１が装着される部位にも透孔９ａ
が設けられている。ここで、撮像ユニット１１は対物光
学系と撮像手段とから構成され、対物光学系はレンズ鏡
筒１２内に装着されており、このレンズ鏡筒１２には保
持筒１３が嵌合されている。保持筒１３にはフィルタ１
４及び対物光学系からの光路を９０°曲げるためのプリ
ズム１５が設けられると共に、このプリズム１５には基
板１６ａに搭載させた固体撮像素子１６がプリズム１５
に接合されるようにして装着されている。さらに、プリ
ズム１５には基板１６ａ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、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。

【００１６】レンズ鏡筒１２に設けられる対物光学系の
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、最も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 との間は外周
側の部分に円環状の遮光板１７が設けられており、この
遮光板１７により有害光をカットするようにしている。
また、第２レンズＬ₂ と第３レンズＬ₃ との間にはレン
ズ鏡筒１２の内面に設けた突条からなるスペーサ１２ａ
が装着され、かつこのスペーサ１２ａ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。

【００１７】以上の対物光学系を装着したレンズ鏡筒１
２は保持筒１３に摺動可能に挿嵌されており、このレン
ズ鏡筒１２を光軸方向に移動させて、レンズＬ₁ 〜Ｌ₄
からなる対物光学系と固体撮像素子１６の受光面との間
の間隔を調整することにより、ピント調整を行えるよう
にしている。そして、ピント調整が行われた後に、レン
ズ鏡筒１２と保持筒１３とを固定して、先端部本体６に
設けた挿通孔１０に挿通することにより組み込まれる。
ここで、レンズ鏡筒１２は保持筒１３に部分的に挿嵌さ
れており、その先端側におけるある長さ分は保持筒１３
から突出している。ここで、レンズ鏡筒１２の保持筒１
３への嵌合長は、ピント調整により多少の前後はあるも
のの、少なくともこのレンズ鏡筒１２の重心位置は保持
筒１３内に挿嵌されており、これによってレンズ鏡筒１
２が安定的に保持される。また、挿通孔１０の内壁に当
接しているのは保持筒１３の一部分であり、この保持筒
１３の挿通孔１０内壁への当接部分は、撮像ユニット１
１全体の重心位置を含む所定の長さ分である。

【００１８】ここで、レンズ鏡筒１２の内部に装着した
レンズＬ₁ 〜Ｌ₄ 、特にその最先端に位置する第１レン
ズＬ₁ の凹面に曇りや結露等が発生するのを防止する、
防曇機能を発揮させるために、第１レンズＬ₁ をレンズ
鏡筒１２の端面より突出させて設けて、第１レンズＬ₁
の外周面と、絶縁キャップ９の透孔９ａの内周面と、レ
ンズ鏡筒１２の先端面との間の円環状隙間にシール材２
０が充填されている。また、保持筒１３の基端部におけ
るプリズム１５の接合面からプリズム１５全体を含み、
さらに固体撮像素子１６の全面、さらに基板１６ａの一
部に及ぶように１シール材２１が充填されている。これ
によって、レンズ鏡筒１２の内部を密閉するようにして
いる。然るに、ピント調整を行うために、レンズ鏡筒１
２と保持筒１３との間が摺動可能になっており、従って
この部位は完全な気密を保てない。シール材２０による
レンズ鏡筒１２の先端部分における気密が完全に取れて
おればともかく、このシール材２０の充填部の容積は少
ないことから、僅かでも湿気を含んだ空気が浸入する
と、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間を介してレンズ
鏡筒１２内に水分が浸入するのを防止できない。そこ
で、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間にもシール機能
を持たせるように構成している。ただし、この部位のシ
ールはシール材を用いるのではなく、シールリング２２
を用いてシールを行っている。

【００１９】図２に示したように、先端部本体６の円環
状部６ａから最先端のアングルリング７の部位にかけて
の空間には、プリズム１５及び基板１６ａに搭載された
固体撮像素子１６が配設されている関係から、充填率は
非常に高くなっている。これに対して、先端部本体６の
円柱状部６ａに挿通されるのは保持筒１３である。撮像
ユニット１１の光軸方向における断面形状のうち、基板
１６ａが位置している部位、即ち図２のＸ−Ｘの部位が
最も大きく、保持筒１３の部位Ｙ−Ｙはそれより断面形
状はＸ−Ｘの部位と比較するとかなり小さい。

【００２０】以上のように、挿入部１における最も充填
率の高いのは、Ｘ−Ｘの位置であり、従って挿入部１の
外径寸法はこの部位を基準として設定され、保持筒１３
の外径を多少大きくしたとしても、挿入部１が太径化す
ることはない。また、先端部本体６には、観察窓３だけ
でなく照明窓２も設けられており、照明窓２と観察窓３
とはある程度離間させなければ、照明窓２からの照明光
が直接観察窓３に入る等の不都合があるために、照明窓
２と観察窓３とはある程度離す必要はあるものの、観察
窓３に臨むのはレンズ鏡筒１２である。そこで、保持筒
１３における先端側の部位の外径を大きくして、厚肉部
１３ａとなし、かつ先端部本体６における円柱上部６ａ
に穿設した挿通孔１０の孔径をこの厚肉部１３ａを挿嵌
させるのに適した寸法としている。

【００２１】そして、保持筒１３における厚肉部１３ａ
の内面に円環状の凹溝２３を形成して、この凹溝２３内
にシールリング２１を装着して、このシールリング２２
により保持筒１３の内面とレンズ鏡筒１２の外面との間
をシールする構成としている。ところで、シールリング
２２によるシール機能を十分に発揮させるには、シール
リング２２が凹溝２３とレンズ鏡筒１２の外周面との間
に圧接されて、ある程度撓むようになっていなければな
らない。既に説明したように、挿入部の細径化の要請か
ら、レンズ鏡筒１２の肉厚はかなり薄いものであり、シ
ールリング２２を圧接させると、レンズ鏡筒１２が押圧
されて変形するおそれがある。

【００２２】しかしながら、レンズ鏡筒１２内には複数
のレンズＬ₁ 〜Ｌ₄ が装着されており、例えば第３レン
ズＬ₃ は平凹のレンズであり、外周面は所定の幅を有す
るものである。従って、レンズ鏡筒１２のこの部位は第
３レンズＬ₃ により保形性が極めて良好であるから、保
持筒１３におけるシールリング２２の装着部を、レンズ
鏡筒１２の第３レンズＬ₃ が装着されている部位の外周
側に位置させることによって、シールリング２２が十分
シール機能を発揮する状態に装着できるようになる。こ
こで、対物光学系のピント調整を行うために、レンズ鏡
筒１２と保持筒１３との間で相対的に摺動させるが、第
３レンズＬ₃ の外周面の軸線方向の長さはかなり長いも
のであり、またピント調整を行うための動き量は０．４
ｍｍ程度というように、極めて微小な動きであるから、
ピント調整を行った時に、シールリング２２が第３レン
ズＬ₃ の位置からずれるおそれはない。また、シールリ
ング２２を確実に光学部品の位置に配置するには、第３
レンズＬ₃ と第２レンズＬ₂ との間に平行平面板を介在
させる等の構成とすれば良い。

【００２３】さらに、レンズ鏡筒１２を組み込んだ保持
筒１３は、先端硬質部１ａの所定の位置に固定的に保持
する必要があり、このために先端硬質部１ａの周胴部に
ねじ孔２４が設けられ、このねじ孔２４にセットビス２
５を螺挿させて、このセットビス２５の先端を保持筒１
３の外周面に圧接させることによって、保持筒１３がみ
だりに動かないように固定される。そこで、保持筒１３
におけるこのセットビス２５の当接部をシールリング２
２の装着部より先端側に位置させる。これによって、セ
ットビス２５が当る部位は、保持筒１３のうち強度の高
い厚肉部１３ａとなるから、セットビス２５を強く締め
付けても、保持筒１３及びその内部に挿嵌されているレ
ンズ鏡筒１２が変形するおそれはない。しかも、セット
ビス２５による押圧力を受けるのは、シールリング２２
より先端側になるから、このセットビス２５の押圧力に
よりシールリング２２がさらに撓められる方向に力が作
用することになるので、この部位のシール性がより向上
する。

【００２４】レンズ鏡筒１２と第１レンズＬ₁ の外周面
との間、及び保持筒１３のプリズム１５及び基板１５上
の固体撮像素子１６の部位を覆うように、それぞれシー
ル材２０，２１が設けられており、これらシール材２
０，２１と、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間に介装
したシールリング２２とによって、レンズ鏡筒１２内が
完全に気密状態に保たれる。従って、レンズ鏡筒１２の
内部に窒素ガス等、湿気を含まない気体を封入してお
く。これにより観察窓３に洗浄液を供給する等、観察窓
３に臨む第１レンズＬ₁ の温度が急激に低下したとして
も、この第１レンズＬ₁ のレンズ鏡筒１２の内部側の
面、即ち凹面が曇ったり、結露したりするおそれはな
い。しかも、レンズ鏡筒１２の内部の気密性は極めて高
くなるから、長期間にわたって湿気を含まない気体が外
部に漏れ出すようなことがなく、極めて長期間にわた
り、安定した防曇機能を発揮することになる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように、保持筒のレンズ
鏡筒への嵌合部を厚肉部として、この厚肉部の内面側に
円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリングを装
着する構成としたので、レンズ鏡筒と保持筒との間の部
位のシールの完全性が図られ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挿入部における先
端部の構成説明図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 １ａ 先端部 ３ 観察窓 １０ 挿通孔 １１ 撮像ユニット １２ レンズ鏡筒 １３ 保持筒 １３ａ 厚肉部 ２０，２１ シール材 ２２ シールリング ２３ 凹溝 ２４ ねじ孔 ２５ セットビス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物光学系を装着したレンズ鏡筒を、一
   端に結像手段を連結した保持筒に、光軸方向に移動可能
   に挿嵌させてなり、内視鏡の挿入部の先端部本体に形成
   した挿通孔に挿通される内視鏡のレンズ装置において、
   前記保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部分であり、かつ挿通
   孔に挿嵌した部分の少なくとも一部を外径側が拡大した
   厚肉部となし、この厚肉部の内周面に円環状の凹溝を形
   成して、この凹溝にシールリングを装着する構成とした
   ことを特徴とする内視鏡のレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記レンズ鏡筒内の光学部品が装着され
   ている部位の外周の位置に前記シールリングを装着した
   凹溝を配置する構成としたことを特徴とする請求項１記
   載の内視鏡のレンズ装置。
3. 【請求項３】 前記保持筒には前記先端部本体にセット
   ビスを螺挿し、このセットビスはこの保持筒の前記シー
   ルリング装着部より先端側に位置させる構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載の内視鏡のレンズ装置。