JPH1147074A - 内視鏡の対物駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対物レンズの加工誤差があっても近接拡大観察
レベルにおいてピントのあった鮮明な内視鏡観察像を得
ることができる内視鏡の対物駆動機構を提供すること。 【解決手段】挿入部１の先端に内蔵された対物レンズ２
１とその対物レンズ２１により結像された像を受像して
伝達する像伝達手段の受像部２４とを、手元側からの遠
隔操作によって光軸方向に移動させることができるよう
にした内視鏡の対物駆動機構において、上記機構内にお
ける上記対物レンズ２１の位置を、組み立て時に光軸方
向に微調整することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォーカシング
又はズーミング等の機能を有する内視鏡の対物駆動機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡においてフォーカシング又はズー
ミング等を行うためには、挿入部の先端に内蔵された対
物光学系部分を遠隔操作によって軸線方向に移動させる
必要がある。

【０００３】そして、病変部を精密に観察するために
は、近接拡大観察（いわゆるマクロ観察）状態にできる
ことが望ましく、そのためには、対物レンズとその対物
レンズにより結像された像を受像して伝達する像伝達手
段の受像部とが、手元側からの遠隔操作によって軸線方
向に移動される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】あらゆるレンズと同様
に内視鏡の対物レンズも、製造時に肉厚の加工誤差が発
生することは避けられず、直径が僅か数ミリメートルし
かない内視鏡の対物レンズの場合はその加工誤差の及ぼ
す影響は大きい。

【０００５】それでも一般の内視鏡観察レベルの場合
は、加工誤差があってもさほど気になることはない。し
かし、上述のような近接拡大観察レベルになると、レン
ズの加工誤差の影響も大きく増幅されるので、ピント不
良等の実害が発生する場合がある。

【０００６】そこで本発明は、対物レンズの加工誤差が
あっても近接拡大観察レベルにおいてピントのあった鮮
明な内視鏡観察像を得ることができる内視鏡の対物駆動
機構を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の内視鏡の対物駆動機構は、挿入部の先端に
内蔵された対物レンズとその対物レンズにより結像され
た像を受像して伝達する像伝達手段の受像部とを、手元
側からの遠隔操作によって光軸方向に移動させることが
できるようにした内視鏡の対物駆動機構において、上記
機構内における上記対物レンズの位置を、組み立て時に
光軸方向に微調整することができるようにしたことを特
徴とする。

【０００８】なお、対物光学系を構成する複数の対物レ
ンズのうちの一部のレンズが上記遠隔操作によって光軸
方向に移動可能であり、上記一部のレンズの位置が組み
立て時に軸線方向に微調整可能であってもよい。

【０００９】そして、上記対物レンズと上記像伝達手段
の受像部とが上記遠隔操作によって軸線方向に移動する
ことにより近接拡大観察状態が得られ、その近接拡大観
察状態において上記微調整を行うことができるとよい。

【００１０】また、上記の微調整されるレンズが取り付
けられたレンズ筒が、上記の遠隔操作によって光軸方向
に進退駆動される枠体にネジ止め固定されており、上記
ネジを緩めて上記レンズ筒を光軸方向に微動させてから
ネジを締め込むことによって上記微調整が行われるよう
にしてもよい。

【００１１】その場合、上記レンズ筒を光軸方向に微動
させる棒材を外方から差し込むための孔が上記枠体に穿
設されているとよく、上記ネジを回転させる工具を外方
から差し込むための孔と、上記レンズ筒を光軸方向に微
動させる棒材を外方から差し込むための孔とが、上記枠
体の周囲の部材に穿設されているとよい。

【００１２】また、上記レンズ筒を光軸方向に微動させ
る棒材の先端を係合させるための溝が上記レンズ筒の外
周面に形成されているとよい。なお、上記対物レンズと
上記像伝達手段の受像部の移動によって、フォーカシン
グとズーミングのいずれか一方又は両方が行われるよう
にしてもよい。

【００１３】

【発明の実態の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図２は内視鏡の全体構成を示しており、
可撓管状の挿入部１の基端に操作部２が連結され、挿入
部１の先端部分に形成された湾曲部４は、操作部２に設
けられた湾曲操作ノブ３を回転操作することによって、
任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。

【００１４】湾曲部４の先端には、対物光学系等が内蔵
された先端部本体１０が連結されている。また、挿入部
１と操作部２との連結部付近には、挿入部１内に挿通配
置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入
口５が突出配置されている。６は、フォーカシング又は
ズーミングの操作を行うための光学系操作レバーであ
る。

【００１５】操作部２の後部に連結された可撓性連結管
７の先端にはコネクタ８が連結されており、このコネク
タ８は、後述する照明用ライトガイドファイババンドル
に対する照明光の供給及び先端部本体１０に内蔵の固体
撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光
源装置兼ビデオプロセッサ（図示せず）に接続される。

【００１６】図３は先端部本体１０の正面図であり、１
１は、観察像を取り入れるための観察窓、１２は、被写
体を照明する照明光を射出するための照明窓、１３は処
置具挿通チャンネルの出口、１４及び１５は送気ノズル
及び送水ノズルである。

【００１７】図４は、観察窓１１と照明窓１２の各中心
線を通る断面における挿入部１の先端部分の側面断面
図、図５はそのＶ−Ｖ断面図であり、４及び１０は、前
出の湾曲部及び先端部本体である。

【００１８】照明窓１２には照明光の配光角を広げる凹
レンズ１７が嵌め込まれていて、その内側にライトガイ
ドファイババンドル１８の射出端が配置されている。ま
た観察窓１１には、対物光学系の第１レンズであるカバ
ーレンズ２０が嵌め込まれており、その内側に、対物レ
ンズ群２１と固体撮像素子２４等が配置されている。２
２はＹＡＧレーザーカットフィルター、２３はカバーガ
ラスである。

【００１９】湾曲部４の骨組みは、複数の節輪をリベッ
トで回動自在に連結して構成されており、その最先端の
節輪４ａが、先端部本体１０の後端部外周面に被嵌され
て固定ネジ４ｂによって連結固定されている。

【００２０】４ｃは、固定ネジ４ｂを螺合させるために
先端部本体１０に形成された凹み内に配置されたネジ
駒、４ｄは湾曲操作ワイヤ、４ｅは、伸縮自在なゴム製
の外装チューブである。

【００２１】図７は、通常観察状態における対物光学系
２０，２１と固体撮像素子２４の周辺の構成を拡大して
示し、図６及び図８は、VI−VI断面及びVIII−VIII断面
を示している。ただし、図８においては正確にはVIII−
VIII断面上にないレンズ筒固定ネジ８０等を一緒に図示
してある。

【００２２】先端部本体１０に軸線方向に形成された孔
に嵌挿固定された固定外筒２７に対して、固定内筒２８
（固定筒）が後側では図６にも示されるように直接嵌合
して固定ネジ２９で固定され、前側においては両者２
７，２８の間にスペース環３０が介挿固着されていて、
両者２７，２８の間には両端部を除く全長にわたって一
定の隙間が確保されている。

【００２３】カバーレンズ２０は固定内筒２８の先端に
水密的にカシメ固定されていて、カバーレンズ２０の側
面と先端部本体１０との間を塞ぐように前蓋３１がスペ
ース環３０に接合されている。

【００２４】前蓋３１とカバーレンズ２０の側面との間
の隙間には脱泡したエポキシ系接着剤が充填されてお
り、前蓋３１と先端部本体１０との嵌合面にはシール用
のＯリング３２が装着されている。

【００２５】固定内筒２８内には、対物レンズ群２１が
取り付けられた対物枠３４と、対物光学系２０，２１に
よって結像された内視鏡観察像を撮像する固体撮像素子
２４が取り付けられた受像部枠３５とが、互いに独立し
て軸線方向に進退自在に嵌挿されている。３３はＯリン
グである。

【００２６】対物レンズ群２１はレンズ筒３６内に組み
付けられてカシメ固定されており、そのレンズ筒３６
は、対物枠３４に光軸中心に貫通して穿設された孔に嵌
挿されて、レンズ筒固定ネジ８０によって対物枠３４に
押圧固定されている。

【００２７】したがって、レンズ筒固定ネジ８０を一旦
緩めることによって、レンズ筒３６の光軸方向の位置を
微調整することができる。レンズ筒３６の外周面には、
レンズ筒３６を光軸方向に微動させるための工具である
後述する調整棒２０２の先端が係合する円周溝８１が形
成されている。

【００２８】３７は、不要周辺光をカットするための遮
光マスクである。明るさ絞りは対物レンズ群２１の前端
面に配置されている。対物枠３４と受像部枠３５との間
には、両者３４，３５を遠ざける方向に付勢する第１の
圧縮コイルバネ４７が介装されていて、ガタつきが防止
されている。

【００２９】固体撮像素子２４は、例えばＴＡＢ（テー
プオートメイティングボンディング）基板等の可撓性基
板４４の先端に固着されていて、カバーガラス２３が固
体撮像素子２４の前端面に接合され、ＹＡＧレーザーカ
ットフィルター２２がカバーガラス２３の前端面に接合
されている。

【００３０】可撓性基板４４内には、固体撮像素子２４
の駆動回路等を構成する電子部品が搭載されたバッファ
基板４３が配置されていて、その後方に信号ケーブル４
５が引き出されている。

【００３１】カバーガラス２３と固体撮像素子２４と可
撓性基板４４の外周面には、電気絶縁性の薄い絶縁テー
プ３８が連続的に巻かれていて、導電性の筒状体からな
るシールド筒４０がその外側に被嵌されている。シール
ド筒４０には信号ケーブル４５のシールド線が接続され
ている。

【００３２】シールド筒４０の先端は固体撮像素子２４
の側面の途中の位置にあるので、そこからカバーガラス
２３の先端位置まで、絶縁テープ３８の外面部分には脱
泡した電気絶縁性のエポキシ系接着剤４１が充填されて
いる。

【００３３】そして、その部分からシールド筒４０の外
周にわたってさらに絶縁テープ３９が連続的に巻かれて
いて、シールド筒４０と受像部枠３５との間の電気絶縁
性が確保されている。４６は、受像部枠３５内にゴミが
侵入するのを防止するために後端側に充填されたシリコ
ン系接着剤である。

【００３４】このようにして固体撮像素子２４と電子回
路とが収容されたシールド筒４０は、受像部枠３５にね
じ込まれた固定ネジ４２により押圧固定されている。こ
の固定ネジ４２は、通常観察状態でピント出し調整を行
う際に一旦緩めて、さらに後述する近接拡大観察状態に
切り換えてピントの確認を行い、良い状態ならば締め付
けてシールド筒４０を受像部枠３５に固定する。

【００３５】ただし、その固定ネジ４２の先端面とシー
ルド筒４０の外周面との間には絶縁テープ３９が介在し
ているので、受像部枠３５とシールド筒４０との間の電
気絶縁性が確保されている。

【００３６】なお、近接拡大観察状態に切り換えてピン
トの確認を行った際に、ピント状態が悪い場合にはレン
ズ筒３６の光軸方向位置の微調整を行うが、それについ
ては後述する。

【００３７】固定内筒２８の外周面には、第１、第２及
び第３のカム溝５１，５２，５３が形成された円筒形の
カム筒５０が、軸線回りに回転自在に被嵌されており、
そのカム筒５０を囲む位置に、操作ワイヤ２５によって
駆動されて軸線方向にスライドするスライド筒５５が配
置されている。

【００３８】スライド筒５５に穿設された孔に操作ワイ
ヤ２５の先端が通されていて、その先端に抜け止め環５
７が固着されている。スライド筒５５は、光学系操作レ
バー６を操作して操作ワイヤ２５を操作部２側から牽引
する動作によって、図７において右方にスライド駆動さ
れる。

【００３９】そして、操作ワイヤ２５を逆方向（即ち、
前方）に移動させると固定内筒２８の外周を囲んで配置
された第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力により、図７
において左方にスライド筒５５がスライド駆動される。
なお、第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力は、通常観察
状態において第１の圧縮コイルバネ４７の付勢力より強
くなるように設定されている。

【００４０】６２と６３は、挿入部１内において操作ワ
イヤ２５を案内する二重構造の案内管であり、内側が可
撓性チューブ６２、外側が断面形状が矩形の密着巻きコ
イルパイプ６３からなり、固定外筒２７に半田付け固定
された接続パイプ６１に接着固定されている。可撓性チ
ューブ６２は、挿入部１内の各種内蔵物に塗布された潤
滑剤が侵入するのを防止する機能を有する。

【００４１】スライド筒５５には、カム筒５０に形成さ
れた第１のカム溝５１に先端がガタ無く移動自在に係合
する第１のピン６５が、内方に向けて突出する状態にね
じ込み固定されている。

【００４２】また対物枠３４には、第２のカム溝５２に
頭部が係合する第２のピン６６が外方に向けて突出する
状態にねじ込み固定されており、受像部枠３５には、第
３のカム溝５３に頭部が係合する第３のピン６７が外方
に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。

【００４３】なお、固定内筒２８には、第２のピン６６
と第３のピン６７が通過する直進溝６８，６９が軸線と
平行方向に形成されている。また、第２のピン６６と第
３のピン６７は、頭部が第２のカム溝５２と第３のカム
溝５３に係合するので、組み立て時にドライバーの先を
係合させるスリ割り溝が、側面に露出しない半月状の窪
みにより形成されている。

【００４４】図９は、第１ないし第３のカム溝５１，５
２，５３と第１ないし第３のピン６５，６６，６７との
係合状態を示す展開図であり、各ピン６５，６６，６７
は図７及び図８等に示される通常観察状態の位置にあ
る。

【００４５】なお、第１のカム溝５１がカム筒５０の軸
線方向（即ち、光軸方向）となす角度θは、軽い操作力
量で円滑な動作を行わせるために１０°〜４５°の範囲
にあることが望ましい。この実施の形態ではθ≒３０°
に設定されている。

【００４６】この通常観察状態から操作部２の光学系操
作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を牽引すると、図
１０に示されるように、スライド筒５５が第２のコイル
バネ５８の付勢力に抗して後方（図１０において右方）
にスライドし、それと共に移動する第１のピン６５と第
１のカム溝５１との係合によって、カム筒５０が軸線回
りに回転駆動される。その回転範囲は９０°である。

【００４７】カム筒５０が軸線回りに回転すると、カム
筒５０に形成された第２及び第３のカム溝５２，５３と
係合する第２及び第３のピン６６，６７が軸線方向に移
動させられ、対物枠３４が前方（図１０において左方）
にスライドすると共に受像部枠３５が後方（図１０にお
いて右方）にスライドする。

【００４８】なお、第１のカム溝５１の長さはカム筒５
０の回転角にしてちょうど９０°であるが、第２と第３
のカム溝５２，５３はカム筒５０を９０°回転させたと
きの両端部分が共に第１のカム溝５１より長く形成され
ている。

【００４９】その結果、操作ワイヤ２５が進退操作され
てカム筒５０が回転したとき、スライド筒５５に突設さ
れた第１のピン６５が第１のカム溝５１に沿って移動し
て第１のカム溝５１の端部に当接することにより、カム
筒５０がそれ以上回転できなくなり、第１のカム溝５１
とそれに係合する第１のピン６５が、カム筒５０の回転
範囲を規制するストッパになっている。

【００５０】図１１は、カム筒５０が９０°回転した状
態の第１ないし第３のカム溝５１，５２，５３と第１な
いし第３のピン６５，６６，６７との係合状態を示す展
開図であり、図１は図１０におけるＩ−Ｉ断面を示して
いる。この状態においては、カバーレンズ２０は移動す
ることなく対物レンズ群２１が前方に移動して、固体撮
像素子２４が後方に移動する。

【００５１】その結果、ズーミングが行われて、例えば
通常観察時には視野角が１２０°で観察距離が５〜１０
０ｍｍの範囲だったものが、視野角が４０°で観察距離
が２〜４ｍｍの範囲になって、顕微鏡的な近接拡大観察
状態になる。

【００５２】そして、光学系操作レバー６を中間の任意
の位置で止めれば、操作ワイヤ２５とスライド筒５５を
介して駆動される対物枠３４と受像部枠３５とが移動範
囲の中間位置で止まって、通常観察状態と近接拡大観察
状態との間の任意の倍率で観察することができる。

【００５３】図１に示される２０１と２０２は、組み立
て時にピント出し調整を行う際に用いられるドライバー
と調整棒であり、図１０に示される近接拡大観察状態に
おいてピント状態が良好でない場合には、ドライバー２
０１でレンズ筒固定ネジ８０を緩めて、調整棒２０２で
レンズ筒３６を対物枠３４に対して光軸方向に微動さ
せ、ピント状態が良好になった位置でレンズ筒固定ネジ
８０を締め込んでレンズ筒３６を対物枠３４に固定す
る。

【００５４】なお、調整棒２０２を外方から差し込むた
めの作業用孔８２がレンズ筒固定ネジ８０の位置とは向
きを変えて対物枠３４に穿設されており、調整棒２０２
の先端を係合させるための円周溝８１はその作業用孔８
２の奥に露出するようにレンズ筒３６の外周面に形成さ
れている。

【００５５】また、固定内筒２８、カム筒５０及び固定
外筒２７には、ドライバー２０１と調整棒２０２とを通
すための作業用孔８３〜８８が穿設されている。図１に
示されるように、これらの作業用孔８３〜８８は対物枠
３４に穿設された作業用孔８２を含めて、近接拡大観察
状態においてドライバー２０１と調整棒２０２を外方か
ら通せる状態に連通する位置関係に形成されている。

【００５６】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えばフォーカシングだけが行われる
ものでもよく、フォーカシングとズーミングの両方が行
われるものでもよい。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、対物レンズと像伝達手
段の受像部とを手元側からの遠隔操作によって光軸方向
に移動させることができるようにし、さらに対物レンズ
の位置を組み立て時に光軸方向に微調整することができ
るようにしたことにより、対物レンズの加工誤差があっ
ても近接拡大観察レベルにおいてピントのあった鮮明な
内視鏡観察像を得ることができ、製品の品質を大幅に安
定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の図１０におけるＩ−Ｉ断
面図である。

【図２】本発明の実施の形態の内視鏡の全体構成を示す
側面図である。

【図３】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の正
面図である。

【図４】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の側
面断面図である。

【図５】本発明の実施の形態の図４におけるＶ−Ｖ断面
図である。

【図６】本発明の実施の形態の図７におけるVI−VI断面
図である。

【図７】本発明の実施の形態の通常観察状態の対物光学
系部分の拡大側面断面図である。

【図８】本発明の実施の形態の図７におけるVIII−VIII
断面図である。

【図９】本発明の実施の形態の通常観察状態のカム溝と
ピンとの係合状態を示す展開図である。

【図１０】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態の対
物光学系部分の拡大側面断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態の近接拡大観察状態のカ
ム溝とピンとの係合状態を示す展開図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 ６ 光学系操作レバー ２０ カバーレンズ ２１ 対物レンズ群 ２４ 固体撮像素子 ２５ 操作ワイヤ ３４ 対物枠 ３５ 受像部枠 ３６ レンズ筒 ５０ カム筒 ８０ レンズ筒固定ネジ ８１ 円周溝 ８２ 作業用孔 ８３〜８８ 作業用孔 ２０１ ドライバー ２０２ 調整棒

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部の先端に内蔵された対物レンズとそ
   の対物レンズにより結像された像を受像して伝達する像
   伝達手段の受像部とを、手元側からの遠隔操作によって
   光軸方向に移動させることができるようにした内視鏡の
   対物駆動機構において、 上記機構内における上記対物レンズの位置を、組み立て
   時に光軸方向に微調整することができるようにしたこと
   を特徴とする内視鏡の対物駆動機構。
2. 【請求項２】対物光学系を構成する複数の対物レンズの
   うちの一部のレンズが上記遠隔操作によって光軸方向に
   移動可能であり、上記一部のレンズの位置が組み立て時
   に軸線方向に微調整可能である請求項１記載の内視鏡の
   対物駆動機構。
3. 【請求項３】上記対物レンズと上記像伝達手段の受像部
   とが上記遠隔操作によって軸線方向に移動することによ
   り近接拡大観察状態が得られ、その近接拡大観察状態に
   おいて上記微調整を行うことができる請求項１又は２記
   載の内視鏡の対物駆動機構。
4. 【請求項４】上記の微調整されるレンズが取り付けられ
   たレンズ筒が、上記の遠隔操作によって光軸方向に進退
   駆動される枠体にネジ止め固定されており、上記ネジを
   緩めて上記レンズ筒を光軸方向に微動させてからネジを
   締め込むことによって上記微調整が行われる請求項１、
   ２又は３記載の内視鏡の対物駆動機構。
5. 【請求項５】上記レンズ筒を光軸方向に微動させる棒材
   を外方から差し込むための孔が上記枠体に穿設されてい
   る請求項４記載の内視鏡の対物駆動機構。
6. 【請求項６】上記ネジを回転させる工具を外方から差し
   込むための孔と、上記レンズ筒を光軸方向に微動させる
   棒材を外方から差し込むための孔とが、上記枠体の周囲
   の部材に穿設されている請求項５記載の内視鏡の対物駆
   動機構。
7. 【請求項７】上記レンズ筒を光軸方向に微動させる棒材
   の先端を係合させるための溝が上記レンズ筒の外周面に
   形成されている請求項４、５又は６記載の内視鏡の対物
   駆動機構。
8. 【請求項８】上記対物レンズと上記像伝達手段の受像部
   の移動によって、フォーカシングとズーミングのいずれ
   か一方又は両方が行われる請求項１ないし７のいずれか
   の項に記載の内視鏡の対物駆動機構。