WO2012063816A1 - 内視鏡用撮像装置 - Google Patents

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WO2012063816A1
WO2012063816A1 PCT/JP2011/075714 JP2011075714W WO2012063816A1 WO 2012063816 A1 WO2012063816 A1 WO 2012063816A1 JP 2011075714 W JP2011075714 W JP 2011075714W WO 2012063816 A1 WO2012063816 A1 WO 2012063816A1
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WO
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wire
endoscope
distal end
lens frame
pipe
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PCT/JP2011/075714
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English (en)
French (fr)
Inventor
岩崎 誠二
Original Assignee
オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00188Optical arrangements with focusing or zooming features
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0058Flexible endoscopes using shape-memory elements
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device disposed at a distal end portion of an endoscope insertion portion, and more particularly to an endoscope imaging device including an endoscope actuator device that moves a moving lens frame forward and backward.
  • the electronic endoscope is used for in-vivo observation or treatment, or for inspection or repair in industrial plant equipment.
  • a device capable of changing optical characteristics such as a depth of focus, an imaging magnification, and a viewing angle with respect to an observation target is desired depending on an observation site or an observation purpose.
  • an imaging apparatus in which one or a plurality of optical lenses included in an imaging apparatus are arranged so as to be movable in the optical axis direction so that optical characteristics can be adjusted and changed.
  • a movable lens frame arranged in an objective lens group included in the imaging apparatus and movable in the optical axis direction is moved to the distal end side or the proximal end side by a moving mechanism. By doing so, a desired observation state can be obtained.
  • the endoscope is configured to be in a normal observation state when the moving lens frame is moved to the distal end side of the endoscope insertion portion, for example, and to be in an enlarged observation state as it is moved to the proximal end side.
  • the maximum magnification observation state is obtained.
  • the moving amount of the moving lens arranged in the endoscope imaging device is set to a very small amount, for example, in the range of 0.3 mm to 1.0 mm.
  • a moving mechanism for moving the moving lens frame of the image pickup apparatus a mechanism for moving the wire connected to the moving lens frame back and forth by an operation lever or a drive motor provided in the operation unit, or attached to the endoscope insertion unit.
  • a mechanism for moving a moving lens frame forward and backward by providing a spring and a shape memory alloy and energizing and stopping energization is well known.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-229155 (hereinafter referred to as Document 1) allows an image pickup unit having an actuator to be miniaturized, thereby reducing the diameter of the distal end portion of the endoscope insertion portion.
  • Document 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-229155
  • the endoscope includes an actuator unit that moves the moving lens frame forward and backward with respect to the photographing optical axis direction.
  • the actuator unit includes an urging spring, a shape memory alloy (Shape Memory Alloys, hereinafter referred to as “SMA”) wire, and the like.
  • SMA shape Memory Alloys
  • the moving lens frame of the imaging device is moved forward by the biasing force of the biasing spring in the non-energized state where the SMA wire is extended, and the SMA wire is biased by the biasing spring in the energized state. It is moved to the proximal end side by contracting against this.
  • the actuator unit is disposed in the vicinity of a heat generating element such as an imaging element that generates heat or a light guide fiber that generates heat.
  • a heat generating element such as an imaging element that generates heat or a light guide fiber that generates heat.
  • heat generated from the light guide fiber or heat generated from the imaging device may be conducted to the actuator unit, and the temperature of the SMA wire may increase.
  • produces from a heat generating element is conducted to the SMA wire at the time of non-energization and the temperature of SMA wire rises, there exists a possibility that the extended SMA wire may shrink
  • An object of the present invention is to provide an endoscope imaging device including an endoscope actuator device that solves a problem in which optical characteristics of the imaging device change.
  • An endoscope imaging apparatus includes an imaging element unit including an imaging element in a distal end portion of an endoscope insertion portion, and an objective optical system that forms an optical image on an imaging surface of the imaging element. And a lens unit having a moving lens that moves between a first observation position and a second observation position, and a moving lens frame on which the moving lens of the lens unit is arranged is arranged at the first observation position.
  • a first elastic member having an urging force, a second elastic member having an urging force larger than the urging force of the first elastic member, and disposing the movable lens frame at a second observation position; and an external power source A shape that expands and contracts when the temperature is changed by an electric current applied through an electric cable, and holds the second elastic member in a non-tensioned state when extended and contracted to a predetermined state when contracted Memory
  • the endoscopic image pickup apparatus having a endoscope actuator device configured by including a wire, a, Provided on the distal end side of the shape memory alloy wire of the endoscope actuator device is a driving force transmission wire having a length that is sufficiently separated from a heating element such as an image sensor, and a proximal end portion of the driving force transmission wire; The tip of the shape memory alloy wire is fixed integrally.
  • a lens unit comprising an image sensor unit having an image sensor, and a moving lens that moves between a first observation position and a second observation position, constituting an objective optical system that forms an optical image on an imaging surface of the image sensor.
  • a first elastic member having an urging force for disposing the moving lens frame in which the moving lens of the lens unit is disposed at the first observation position, and an urging force larger than the urging force of the first elastic member.
  • a second elastic member that disposes the moving lens frame at a second observation position, and a property of expanding and contracting due to a temperature change caused by an electric current applied from an external power source via an electric cable, When stretched, it is in a non-tension state and contracts
  • the endoscopic image pickup apparatus having an endoscope actuator device configured by comprising a shape memory alloy wire for holding reduced to a state of predetermined said second elastic member in,
  • a driving force transmission wire having a predetermined length is provided on the distal end side of the shape memory alloy wire of the endoscope actuator device, and a proximal end portion of the driving force transmission wire and a distal end portion of the shape memory alloy wire, Are integrally fixed in the flexible tube portion.
  • FIG. 1 The figure explaining the endoscope apparatus which comprises an electronic endoscope provided with the imaging device which has an actuator device for endoscopes Front view of imaging device Y3-Y3 line cross-sectional view of FIG.
  • the figure explaining the structure of the actuator apparatus for endoscopes Schematic diagram for explaining the arrangement of the endoscope actuator device in the endoscope insertion portion FIG.
  • FIG 3 is a partially enlarged view of a flexible printed circuit board that constitutes a circuit board included in an image pickup device unit of an image pickup apparatus, and is a diagram for explaining a relationship between wiring and resist formed on the circuit board Diagram explaining general chamfering
  • the figure explaining chamfering for taking a long fitting length The figure explaining the state which fixed the driving force transmission wire and SMA wire which were provided in parallel by providing the 1st caulking to the 1st caulking pipe
  • an electronic endoscope system 1 includes an electronic endoscope (hereinafter abbreviated as an endoscope) 2, a light source device 3, a video processor 4, and a color monitor 5 as a display device. It is mainly composed of.
  • the endoscope 2 includes an insertion unit 9, an operation unit 10, and a universal cord 19.
  • the insertion portion 9 is configured by connecting a distal end portion 6, a bending portion 7, and a flexible tube portion 8 in order from the distal end side which is one end side.
  • a distal end opening, an observation window, a plurality of illumination windows, a cleaning nozzle, and the like are disposed on the distal end surface of the distal end portion 6.
  • an imaging device including a movable lens frame that is movable in the optical axis direction is disposed in a lens unit described later.
  • a light guide fiber that transmits illumination light from the light source device 3 faces the back side of the plurality of illumination windows.
  • the operation unit 10 includes an operation unit main body 11 that also serves as a gripping unit.
  • the operation unit main body 11 includes a bending operation unit 14 including bending operation knobs 12 and 13, an air / water supply control unit 15, a suction control unit 16, and a switch unit 17 including a plurality of switches.
  • the switch unit 17 is provided with a switch for operating an imaging function, for example, a zooming function.
  • Reference numeral 18 denotes a forceps opening, through which a treatment tool such as a biopsy forceps is inserted.
  • the universal cord 19 is extended from the base end side of the operation part 10, and the scope connector 19a is provided in the edge part.
  • the scope connector 19a is detachably connected to the light source device 3.
  • One end of the imaging device cable 20 is detachably connected to the side of the scope connector 19a.
  • the other end of the imaging device cable 20 is detachably connected to the video processor 4.
  • the light source device 3 of the present embodiment includes a power supply unit as an external power supply that applies a current to a shape memory alloy wire (hereinafter abbreviated as SMA wire), which is a wire shape memory alloy described later.
  • a power supply unit may be provided in the video processor 4.
  • an endoscope imaging device 30 (hereinafter abbreviated as imaging device) 30 provided in the distal end portion 6 will be described with reference to FIGS.
  • the imaging device 30 includes an imaging optical unit 31 in which a plurality of lenses are arranged, and a moving mechanism unit 32.
  • the imaging optical unit 31 mainly includes an imaging element unit 40 and a lens unit 60.
  • the lens unit 60 is provided with a moving lens frame 33 that can be moved back and forth in the optical axis direction.
  • the moving lens frame 33 is provided with at least one optical lens (hereinafter referred to as a moving lens) 34.
  • the moving mechanism 32 is provided with an endoscope actuator device 80 for moving the moving lens frame 33 back and forth.
  • the endoscope actuator device 80 includes a first moving mechanism unit 81 and a second moving mechanism unit 82.
  • the first moving mechanism unit 81 has a function of moving the moving lens frame 33 to the proximal end side and holding the moving lens frame 33 at a first observation position that is a predetermined position on the proximal end side.
  • the second moving mechanism unit 82 has a function of moving the movable lens frame 33 to the distal end side and holding the movable lens frame 33 at a second observation position that is a predetermined position on the distal end side.
  • the first moving mechanism portion 81 includes a first compression coil spring 83 that is a push spring.
  • the second moving mechanism portion 82 includes a second compression coil spring 85 that is a push spring, an SMA wire 86 shown in FIG.
  • the SMA wire 86 has a characteristic that it contracts as it is heated by the application of electric current, and expands as the application of electric current is stopped and cooled to room temperature. At the time of extension, the SMA wire 86 is in a non-tensioned state.
  • the SMA wire 86 is inserted and arranged in the flexible tube portion 8 as shown in FIG. 5, and its tip is set to be located in the vicinity of the bending portion 7 side in the flexible tube portion 8. It is.
  • the image sensor unit 40, the lens unit 60, and the endoscope actuator device 80 constituting the imaging device 30 will be described with reference to the drawings.
  • the configuration of the image sensor unit 40 will be described with reference to FIG.
  • the image sensor unit 40 mainly includes an image sensor 41, an element frame 42, a circuit board 43, and an image sensor outer frame (hereinafter referred to as an outer frame) 44.
  • the imaging element 41 is a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), or the like.
  • the imaging element 41 is a so-called heat generating element that generates heat in the driving state.
  • two cover lenses 45 and 46 which are optical members are bonded and fixed to the light receiving surface side of the image sensor 41.
  • the second cover lens 46 is disposed on the light receiving surface of the image sensor 41.
  • the element frame 42 is made of, for example, stainless steel.
  • the first cover lens 45 is integrally fixed to the inner surface of the base end portion of the element frame 42 by, for example, adhesion. That is, the image sensor 41 is fixed to the element frame 42 via the cover lenses 46 and 45.
  • a base end portion of a first base end frame 63 (described later) constituting the lens unit 60 is disposed on the inner surface of the tip end portion of the element frame 42.
  • the first base end frame 63 and the element frame 42 are integrally joined by, for example, solder 121.
  • Various electronic components 47, 48, 49, 50, etc. are mounted on the circuit board 43.
  • the front end side of the circuit board 43 on which these electronic components 47, 48, 49, 50 are mounted is electrically connected to the image sensor 41.
  • the tip portions of the corresponding signal lines 53 are connected to a plurality of terminal portions (not shown) provided in the circuit board 43.
  • the plurality of signal lines 53 extending from the circuit board 43 are collectively configured as a signal cable.
  • the signal cable passes through the insertion portion 9, the operation portion 10, and the universal cord 19 and extends to the scope connector 19a.
  • the exterior frame 44 covers the imaging device 41, the circuit board 43 on which the electronic components 47, 48, 49, and 50 are mounted, the front end side portion of the signal cable, and the like.
  • the exterior frame 44 is formed in a predetermined shape, for example, by rounding or bending a single rectangular thin plate made of stainless steel.
  • Reference numeral 51 denotes a heat shrinkable tube.
  • the heat-shrinkable tube 51 is covered on the outer surface side of the exterior frame 44 and constitutes the outermost exterior of the image sensor unit 40.
  • Reference numeral 52 denotes an insulating sealing resin.
  • the circuit board 43 is comprised by the flexible printed circuit board 100 which has the softness
  • the flexible printed circuit board 100 is configured to include a circuit board constituent part 101 to be a circuit board 43 and an inspection board part 102.
  • the inspection substrate portion 102 of the flexible printed circuit board 100 is cut along, for example, the cutting line 103 after the inspection is completed.
  • the board constituent unit 101 of the flexible printed board 100 becomes the circuit board 43 by cutting the inspection board unit 102 from the flexible printed board 100.
  • the substrate constituting unit 101 includes a wiring 105.
  • the inspection substrate unit 102 includes a plurality of inspection terminals 106 on one surface side.
  • a resist 107 which is a protective film, is provided on the surface of the flexible printed board 100 in a shape shown by a broken line.
  • stepped portions 108 and 109 are provided at predetermined positions of the resist 107, for example, so that the cutting work after the acceptance inspection can be easily performed. According to this configuration, the operator can easily confirm the cutting range 111 indicated by diagonal lines by visually checking the stepped portions 108 and 109.
  • the flexible printed circuit board 100 is installed on the cutting tool.
  • the operator sets the cutting start position to be a position closer to the substrate component 101 than the first step 108 and the second step 109 and a position closer to the inspection substrate 102 than the fourth electronic component 115. Set.
  • the operator performs a cutting operation by operating the blade portion of the cutting tool.
  • the inspection substrate unit 102 is cut within the cutting range 111, and the inspection substrate unit 102 can be efficiently cut from the flexible printed circuit board 100.
  • the broken lines are shown for the purpose of preventing solder cracks on the wiring connecting the electronic components and preventing the displacement of the placement position of the electrical component to be mounted.
  • a resist 107 is provided on the wiring 105.
  • a resist 107 a is provided on the wiring 105 c that connects the first electronic component 112 and the second electronic component 113.
  • a resist 107b is provided on the wiring 105d that connects the third electronic component 114 and the second electronic component 113.
  • the wirings 105a and 105b are exposed, so that solder cracks caused by the solder flowing toward the wirings 105a and 105b and the positional displacement of the electronic components are prevented. Is prevented.
  • the lens unit 60 is an objective optical system that forms an optical image on the imaging surface of the imaging element 41 included in the imaging element unit 40.
  • the lens unit 60 mainly includes a moving lens frame 33, a distal end side lens frame 61, a proximal end side lens frame 62, and a lens frame retainer 65.
  • Reference symbol Oa is the optical axis of the lens unit 60.
  • the moving lens frame 33 includes a sliding cylinder part 35 and a moving frame convex part 36 protruding from the outer peripheral surface of the sliding cylinder part 35.
  • the sliding cylinder part 35 constitutes the imaging optical part 31, and the moving frame convex part 36 constitutes the movement mechanism part 32.
  • the moving lens frame 33 is moved forward and backward by the endoscope actuator device 80.
  • the sliding cylinder portion 35 is slidably disposed in a first base end frame 63 described later of the base end side lens frame 62.
  • the sliding cylinder part 35 is chamfered on both ends of the cylinder part 35 (hereinafter referred to as R chamfering), and then cut on both side surfaces to obtain a long length.
  • the size is set to a predetermined size.
  • the R chamfering is applied to both ends after the length of the sliding cylinder portion 35 is processed to a predetermined dimension L as shown in FIG. 7A.
  • the fitting part 1 is formed in the longitudinal direction of the sliding cylinder part 35.
  • the length of the sliding cylinder portion 35 is processed in advance to a dimension L1 longer than the dimension L, for example.
  • R chamfering indicated by a solid line is applied to both ends of the sliding cylinder portion 35.
  • both side surfaces are cut in predetermined dimensions so that a part of the R chamfer remains, and the length of the sliding cylinder portion 35 is processed into a dimension L.
  • the fitting part 11 is formed in the longitudinal direction of the sliding cylinder part 35.
  • the fitting part 11 formed in this way can have a longer fitting length than the fitting part 1 formed by applying an R chamfer as shown by the broken line.
  • symbol 35c is a groove
  • the sliding cylinder portion 35 has a cylinder space 35a. In the cylindrical space 35a, a small-diameter portion 64a (described later) of the proximal end side lens frame 62 is loosely fitted.
  • the sliding cylinder portion 35 includes a lens hole 35b that allows the cylinder space 35a to communicate with the outside.
  • a moving lens 34 is fixed in the lens hole 35b.
  • the moving frame convex part 36 is formed with a concave part 36a and a cored hole 36h.
  • a distal end side of an abutting member 89, which will be described later, constituting the second moving mechanism portion 82 is disposed in the recess 36a.
  • a cored bar 84 as a guide pin is disposed in the cored hole 36h.
  • the through hole 36h is a communication hole that communicates the recess 36a with the outside.
  • the central axis of the cored hole 36h is parallel to the optical axis Oa.
  • the metal core 84 is disposed in the inner hole of the first compression coil spring 83 to prevent buckling of the spring 83 that expands and contracts.
  • the core metal 84 is integrally fixed to the core metal hole 36h by adhesion, for example.
  • the proximal end surface of the first compression coil spring 83 is disposed in contact with the distal end surface 36 f of the moving frame convex portion 36.
  • a first optical lens group 21 that is a plurality of optical members, a diaphragm, and the like are fixed to the front end side lens frame 61.
  • a distal lens 21 f and a proximal lens 21 r are fixed to the distal lens frame 61 as the first optical lens group 21.
  • the proximal lens 21r is applied to the back surface of the distal lens 21f to ensure a distance between the proximal lens 21r and the moving lens 34.
  • An endoscopic image of a desired observation region can be obtained as the moving lens 34 moves within the interval.
  • An annular lens frame holding convex portion 61 a is formed on the proximal end side of the distal lens frame 61.
  • the lens frame restraining convex portion 61 a includes a space that accommodates the moving lens 34 and an outer peripheral surface that fixes the lens frame restraining 65.
  • a lens frame retainer 65 is disposed on the outer peripheral surface of the lens frame restraint convex portion 61 a and is integrally joined to the front end side lens frame 61 by, for example, solder 122.
  • the lens frame restraining convex portion 61 a is formed so as to protrude by a preset amount so as to obtain a strength for reliably joining and fixing the lens frame restraining 65 to the front end side lens frame 61.
  • the edge on the outer peripheral side of the base end portion of the lens frame holding convex portion 61a is cut off by the cut surface 61b.
  • a circumferential convex portion base end relief groove 35 d is formed on the distal end surface side of the sliding cylinder portion 35.
  • the outer periphery of the base end portion of the lens frame restraining convex portion 61a having the cut surface 61b is accommodated in the convex portion base end portion relief groove 35d.
  • the lens frame restraining convex portion 61a is protruded to the proximal end side of the distal end side lens frame 61, and the convex portion 61a is accommodated in the convex portion proximal end relief groove 35d.
  • the base end side lens frame 62 includes two frames, a first base end frame 63 and a second base end frame 64.
  • the first base end frame 63 and the second base end frame 64 are joined together by a solder 123 provided on each base end face side to constitute a base end side lens frame 62.
  • the first base end frame 63 has a circumferential protrusion 63a at a predetermined position on the inner peripheral surface.
  • the circumferential convex portion 63a divides the internal space of the first base end frame 63 into a moving lens frame sliding space 63b and a second base end frame arrangement space 63c.
  • a later-described large diameter portion 64b of the second base end frame 64 is arranged in the second base end frame arrangement space 63c of the first base end frame 63.
  • a base end side lens frame convex portion 63d protruding outward is provided at a predetermined position on the outer peripheral surface of the first base end frame 63 on the second base end frame arrangement space 63c side.
  • the base end side lens frame convex portion 63d constitutes the base end side of the moving mechanism arrangement portion.
  • a guide tube hole 63e is formed in the base end side lens frame convex portion 63d.
  • a first pipe 90A of a guide pipe 90, which will be described later, constituting the endoscope actuator device 80 is fixedly installed in the guide tube hole 63e.
  • the central axis of the guide tube hole 63e is parallel to the optical axis.
  • the sliding cylinder portion 35 of the moving lens frame 33 is slidably disposed.
  • a notch groove 63f is formed at a predetermined position of the first base end frame 63 on the moving lens frame sliding space 63b side.
  • the notch groove 63f communicates the moving lens frame sliding space 63b with the outside.
  • the cutout groove 63 f allows the moving frame convex portion 36 protruding from the sliding cylinder portion 35 disposed in the moving lens frame sliding space 63 b to be led out from the outer peripheral surface of the first base end frame 63.
  • the notch groove 63f constitutes a moving space in which the moving frame convex portion 36 is disposed so as to be movable back and forth in the optical axis direction.
  • the width dimension of the cutout groove 63f is formed to be larger than the width dimension of the moving frame convex portion 36.
  • the length dimension of the cutout groove 63f is set in consideration of the sliding distance of the moving lens frame 33.
  • the second base end frame 64 has a stepped shape and includes a small diameter portion 64a on the distal end side and a large diameter portion 64b on the base end side.
  • a plurality of second optical lens groups 22, which are optical members, a diaphragm, and the like are fixedly provided on the inner surface of the small diameter portion 64a and the inner surface of the large diameter portion 64b.
  • the small-diameter portion 64a and the large-diameter portion 64b are connected to each other by, for example, an inclined surface (not shown) or a step portion as shown in the figure.
  • the small diameter portion 64 a of the second base end frame 64 is loosely disposed in the moving lens frame sliding space 63 b of the first base end frame 63. Since the small diameter portion 64a is arranged in the moving lens frame sliding space 63b, only the sliding cylinder portion 35 of the moving lens frame 33 is placed in the moving lens frame sliding space 63b of the first base end frame 63. It becomes a configuration to be arranged. As a result, by appropriately forming the moving lens frame sliding space 63b and the moving lens frame 33, it is possible to obtain a configuration in which the moving lens frame 33 is stably moved in the optical axis direction with a sufficient fitting length. .
  • the outer peripheral surface of the sliding cylinder portion 35 which is a sliding surface
  • the inner peripheral surface of the moving lens frame sliding space 63b are not subjected to a plating process that prevents the occurrence of flare or ghost due to reflection. It is configured. As described above, by omitting the plating treatment of the sliding surface, the sliding performance of the moving cylinder portion 35 in the sliding lens frame sliding space 63b is further improved.
  • the secondary processing for removing the plating from the outer peripheral surface of the sliding cylinder portion 35 and the inner peripheral surface of the moving lens frame sliding space 63b can be made unnecessary. Therefore, the sliding failure generated by the secondary processing is eliminated.
  • the lens frame restraint 65 is configured to include a restraining cylinder part 65a and a restraining convex part 65b protruding from a predetermined position on the outer peripheral surface of the restraining cylinder part 65a.
  • the restraining convex portion 65b constitutes the distal end side of the moving mechanism arrangement portion.
  • the holding cylinder portion 65a connects and fixes the distal end side lens frame 61 and the first proximal end frame 63 constituting the proximal end side lens frame 62 with an adhesive or solder.
  • a hole 65h which is a recess for placing the first compression coil spring 83, is formed at a predetermined position of the restraining projection 65b.
  • An opening of a hole 65h is formed on the base end face 65r side of the restraining convex portion 65b.
  • the depth dimension of the hole 65h is set so that the first compression coil spring 83 having a predetermined urging force protrudes from the opening by a predetermined amount.
  • symbol 37 is a cover member.
  • the cover member 37 includes a semicircular portion 37a, a pair of flat portions 37b, and a pair of blade-like portions 37c.
  • the pair of flat portions 37 b rises facing the semicircular portion 37.
  • the pair of blade-like portions 37c are formed so as to expand outward from the end portions of the respective plane portions 37b.
  • the semicircular shape portion 37a and the flat surface portion 37b are arranged at the protruding portions of the holding convex portion 65b and the base end side lens frame convex portion 63d, and are fixed by, for example, bonding.
  • the pair of blade portions 37c are outer peripheral surfaces of the first concave portion 65c and the first proximal end frame 63 formed on the outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 65a and on both side peripheral surfaces of the restraining convex portion 65b, and are proximal end lenses. It is fixed by, for example, adhesion to second recesses (not shown) formed on both side peripheral surfaces of the frame projection 63d.
  • the opening of the portion 80 ⁇ / b> A is watertightly closed by the cover member 37.
  • the hole 65h in which the first compression coil spring 83 is disposed is formed in the holding protrusion 65b, while the core hole 36h in which the core 84 is disposed in the moving frame protrusion 36 is formed.
  • the cover member 37 closes the opening of the moving mechanism arrangement space portion 80A configured between the restraining convex portion 65b and the base end side lens frame convex portion 63d. As a result, the water tightness of the moving mechanism arrangement space 80A can be significantly improved.
  • the endoscope actuator device 80 will be described with reference to FIGS. 3 to 5, 8, and 9.
  • the moving frame advance / retreat mechanism 80 has the first moving mechanism 81 and the second moving mechanism 82.
  • the first moving mechanism unit 81 includes a first compression coil spring 83 that is a push spring and a cored bar 84.
  • the first compression coil spring 83 has an urging force that holds the moving lens frame 33 in contact with the proximal end position adjustment ring 38 and maintains the arrangement.
  • the proximal end position adjustment ring 38 is a member that defines an enlarged observation position.
  • the first compression coil spring 83 protrudes and moves by a predetermined amount from the opening of the hole 65h in a state where the urging force from the second moving mechanism portion 82 to the moving frame convex portion 36 is not acting on the distal end side of the optical axis.
  • the frame projection 36 is moved to the first observation position and held at that position.
  • the proximal position adjustment ring 38 has a C-ring shape.
  • the proximal end position adjusting ring 38 is engaged and disposed in a C ring disposition groove 63 h formed with a preset width dimension on the outer peripheral surface of the first proximal end frame 63.
  • the distal end surface 38f of the proximal end position adjusting ring 38 forms a movable lens frame proximal end regulating surface, and the proximal end positioning surface 36r of the movable frame convex portion 36 abuts.
  • the base end position adjustment ring 38 is fixed to the C ring arrangement groove 63h by, for example, adhesion after moving the moving lens frame 33 in the C ring arrangement groove 63h to adjust the position of the focus or the like at the enlarged observation position.
  • the distal end side lens frame 61 and the proximal end side lens frame 62 are bonded and fixed via the holding cylinder portion 65a, and then the proximal end position adjustment ring 38 is disposed in the C-ring arrangement of the first proximal end frame 63. It can be fixed to the groove 63h.
  • the distal end side lens frame 61 and the proximal end side lens frame 62 are bonded and fixed, the problem that the adhesive adheres to the proximal end position adjustment ring 38 is solved.
  • the second moving mechanism portion 82 includes a second compression coil spring 85 that is a second elastic member, an SMA wire 86, a driving force transmission wire 87, a tubular pressing member 88, and a contact member. 89, a guide pipe 90, insulating tubes 91 ⁇ / b> A and 91 ⁇ / b> B, a connecting portion covering pipe 92, and an electric cable 93.
  • the driving force transmission wire 87 is a stainless steel wire having preset rigidity and flexibility.
  • the guide pipe 90 includes a tubular first pipe 90A constituting the inner layer side and a U-shaped second pipe 90B constituting the outer layer side.
  • the second pipe 90B is disposed at a predetermined position with respect to the first pipe 90A, and is configured integrally with solder or an adhesive.
  • the distal end side of the first pipe 90 ⁇ / b> A constituting the guide pipe 90 is inserted into a guide tube hole 63 e formed in the proximal end side lens frame convex portion 63 d of the proximal end side lens frame 62. Is done. After the first pipe 90A is inserted into the guide tube hole 63e, the distal end surface of the second pipe 90B comes into contact with the proximal end surface 63r of the proximal end side lens frame convex portion 63d.
  • the distal end surface 90Af of the first pipe 90A protrudes by a predetermined amount from the distal end surface 63df of the proximal end side lens frame convex portion 63d.
  • the guide pipe 90 is integrally fixed to the projecting portion 63d with solder or an adhesive in a state where the distal end surface of the second pipe 90B is in contact with the proximal end surface 63r of the proximal end side lens frame projecting portion 63d. .
  • the guide pipe 90 is constituted by the first pipe 90A constituting the inner layer side and the second pipe 90B constituting the outer layer side, and the second pipe 90B is positioned in advance with respect to the first pipe 90A. Secure to. As a result, it is possible to easily attach the guide pipe 90 to the lens frame convex portion 63d.
  • the proximal end surface 89r of the contact member 89 contacts the distal end surface of the first pipe 90A.
  • the outer diameter of the contact member 89 is set smaller than the guide tube hole 63e. According to this configuration, the contact member 89 can be reliably prevented from being fitted into the guide tube hole 63e. Further, the distal end side portion of the second moving mechanism portion 82 can be inserted into and removed from the guide tube hole 63e.
  • the length dimension of the driving force transmission wire 87 is set to a predetermined length.
  • the distal end portion of the driving force transmission wire 87 is integrally fixed to the contact member 89, and the proximal end portion is integrally fixed to the distal end portion of the SMA wire 86 in the vicinity of the curved portion 7 side in the flexible tube portion 8. Is done.
  • the base end portion of the SMA wire 86 fixed integrally with the driving force transmission wire 87 is a base end side predetermined from the distal end of the flexible tube portion 8 constituting the insertion portion 9 of the endoscope 2. Is set to be located at An electric wire 93 a of an electric cable 93 that supplies current to the SMA wire 86 is connected to the proximal end portion of the SMA wire 86.
  • the electric wire 93 a is connected to the copper caulking member 29 that is caulked and fixed to the proximal end portion of the SMA wire 86.
  • a retaining crimp 28 is provided behind the copper crimping member 29. The retaining caulking 28 is caulked and fixed to the copper caulking member 29 after winding the SMA wire 86 at least once. Thus, the proximal end portion of the SMA wire 86 is securely fixed without coming off from the copper caulking member 29.
  • the retaining caulking 28 wound around the proximal end portion of the SMA wire 86 is fixed to the copper caulking member 29, and then the copper caulking member 29 and the retaining caulking 28 are fixed with solder. Then, the electric cable 93 is soldered to the copper caulking member 29, and then the copper caulking member 29, the retaining caulking 28 and the electric cable 93 are fixed with an adhesive. This significantly improves the connection durability between the SMA wire 86 and the electric wire 93a.
  • the driving force transmission wire 87 is inserted into the through hole 88a of the pressing member 88, the inner hole of the second compression coil spring 85, the through hole 91c of the first insulating tube 91A, and the connecting portion covering pipe 92.
  • the SMA wire 86 is inserted into the connecting portion covering pipe 92 and the through hole 91d of the second insulating tube 91B.
  • the pressing member 88, the second compression coil spring 85, and the first insulating tube 91A are disposed in the inner hole 90i of the first pipe 90A constituting the guide pipe 90. Specifically, from the central portion of the pressing member 88 to the proximal end is disposed on the distal end side of the inner hole 90i, and the distal end portion of the first insulating tube 91A is disposed on the proximal end side of the inner hole 90i.
  • a second compression coil spring 85 is disposed at the center of the inner hole between the proximal end of the pressing member 88 disposed in the hole 90i and the distal end of the first insulating tube 91A.
  • the second compression coil spring 85 and the pressing member 88 are slidably disposed with respect to the inner hole 90i.
  • the distal end portion of the first insulating tube 91A is integrally fixed in the inner hole 90i by, for example, adhesion.
  • the position of the base end face of the second compression coil spring 85 is restricted, and the assembly length of the second compression coil spring 85 is changed.
  • the second compression coil spring 85 is selected and assembled so as to adjust the spring force by the SMA wire 86, or is assembled by adjusting the arrangement position of the first insulating tube 91A with respect to the first pipe 90A. Yes.
  • the urging force of the second compression coil spring 85 disposed in the inner hole 90 i of the guide pipe 90 is set larger than the urging force of the first compression coil spring 83. Therefore, the second compression coil spring 85 can move the moving lens frame 33 disposed at the first observation position by the biasing force of the first compression coil spring 83 by the biasing force of the spring 85. Specifically, the second compression coil spring 85 abuts the distal end surface 36f of the moving frame convex portion 36 against the proximal end surface 65r of the lens frame restraint 65 against the urging force of the first compression coil spring 83 and changes its state. It is possible to hold it.
  • the moving lens frame 33 is arranged at the wide-angle observation position, which is the second observation position, when the distal end surface 36f of the moving frame convex portion 36 of the moving lens frame 33 abuts on the base end surface 65r of the lens frame retainer 65.
  • a contact member 89 formed in a cylindrical shape with an insulating member is fixed to the front end portion of the pressing member 88 by adhesion.
  • a distal end portion of the driving force transmission wire 87 is disposed in the inner space of the contact member 89, and an adhesive portion 89a is provided to be fixed integrally with the contact member 89.
  • the driving force transmission wire 87 fixed in the internal space of the contact member 89 has a retaining member 94 fixed at the tip thereof to prevent it from falling off the contact member 89.
  • the retaining member 94 is a caulking tube, and the distal end portion of the driving force transmission wire 87 led out from the through hole 88a of the pressing member 88 is inserted and disposed.
  • the retaining member 94 is integrally attached with caulking at the tip of the wire 87.
  • the first insulating tube 91A includes a first tube 91i disposed on the inner layer side and a second tube 91o disposed on the outer layer side.
  • the second insulating tube 91B is also composed of a first tube 91i and a second tube 91o.
  • the first tube 91 i is a PTFE tube made of fluorine, for example, and is provided for the purpose of improving the slipperiness of the driving force transmission wire 87.
  • the 2nd tube 91o is a PEEK tube, for example, Comprising: It is provided in order to raise rigidity, such as transmitting the driving force of the SMA wire 86 efficiently.
  • the insulating tubes 91A and 91B have a double structure of a first tube 91i that is a PTFE tube and a second tube 91o that is a PEEK tube. As a result, friction between the driving force transmission wire 87 and the SMA wire 86 is reduced by the first tube 91i.
  • the second tube 91o it is possible to improve the driving force transmission property, or to improve the resistance against the addition at the time of assembly when the insertion portion is bent.
  • the 1st tube 91i and the 2nd tube 91o are being fixed by the adhesive agent only on the one side.
  • the connection between the driving force transmission wire 87 and the SMA wire 86 will be described.
  • the proximal end portion of the driving force transmission wire 87 and the distal end portion of the SMA wire 86 are connected at the wire connection portion 95.
  • the wire connection portion 95 is provided with an insulating tube connection pipe (hereinafter abbreviated as a connection pipe) 96 made of, for example, a stainless steel metal pipe.
  • a cutout 96 a that communicates the pipe inner hole with the outside is formed on the distal end side of the connecting pipe 96.
  • the width dimension of the notch 96a is formed in consideration of the diameter dimension of a ground-side single line (hereinafter abbreviated as a single line) 97.
  • the length dimension of the notch 96a is formed in consideration of the position on the distal end side of the first insulating tube 91A, the number of windings of the single wire 97, and the like.
  • the first insulating tube 91 ⁇ / b> A, the connecting portion covering pipe 92, and the second insulating tube 91 ⁇ / b> B are disposed in the pipe inner hole 96 i of the connecting pipe 96. Specifically, the proximal end portion of the first insulating tube 91A is disposed on the distal end side of the pipe inner hole 96i. A distal end portion of the second insulating tube 91B is disposed on the proximal end side of the pipe inner hole 96i.
  • a connecting portion covering pipe 92 is disposed at the center of the inner hole between the proximal end of the first insulating tube 91A and the distal end of the second insulating tube 91B disposed in the pipe inner hole 96i.
  • a single-wire space 95 ⁇ / b> A is formed between the base end of the first insulating tube 91 ⁇ / b> A and the tip of the connecting portion covering pipe 92.
  • a sliding space 95B is formed between the proximal end of the connecting portion covering pipe 92 and the distal end of the second insulating tube 91B.
  • the connecting portion covering pipe 92 is slidably disposed with respect to the pipe inner hole 96i. Therefore, the connection part covering pipe 92 is formed of a resin material having a good slidability.
  • the distal end portion of the second insulating tube 91 ⁇ / b> B is bonded and fixed to the connecting pipe 96 after the proximal end portion of the connecting pipe 96 is crimped. As a result, the desired fitting strength can be obtained by shortening the adhesion fitting length. Note that the base end of the first insulating tube 91 ⁇ / b> A is bonded and fixed to the connecting pipe 96.
  • the driving force transmission wire 87 and the SMA wire 86 are inserted and disposed in a first caulking pipe 98A made of, for example, stainless steel having rigidity and conductivity.
  • the first caulking pipe 98A includes a first caulking 98b.
  • the first caulking 98b is a wave-like caulking that is formed in the axial direction at a predetermined interval in order to obtain a desired fixing strength.
  • the driving force transmission wire 87, the single wire 97 and the SMA wire 86 arranged in parallel in the first caulking pipe 98A indicated by the broken line are deformed by providing the first caulking 98b and crushing the pipe 98A. To be fixed together. In this fixed state, the single wire 97 and the SMA wire 86 are electrically connected and firmly fixed integrally.
  • the driving force transmission wire 87 is inserted and disposed in a connecting portion covering pipe 92 made of, for example, PEEK which has excellent slidability.
  • the second caulking pipe 98C is for reducing a load applied to a solder connection portion between the driving force transmission wire 87 and a single wire 97 described later.
  • the single wire 97 and the driving force transmission wire 87 in the second caulking pipe 98C are arranged perpendicular to the caulking direction of the second caulking 98d, and an adhesive is applied in addition to fixing the caulking. By bonding and fixing, a desired fixing strength can be obtained.
  • the first caulking pipe 98 ⁇ / b> A and the second caulking pipe 98 ⁇ / b> C are arranged at predetermined positions in the connecting portion covering pipe 92, filled with an insulating adhesive 92 a, and accommodated in the connecting portion covering pipe 92. .
  • the single wire 97 extended from the distal end side of the first caulking pipe 98A includes a winding portion 97a in the vicinity of the distal end side of the connecting portion covering pipe 92.
  • the winding portion 97a is formed by, for example, thermally deforming the single wire 97 and winding it a plurality of times in a spiral shape.
  • the winding portion 97a is disposed in the single wire space 95A.
  • the single wire 97 is extended from the single wire space 95A to the distal end of the connection pipe 96 through the notch 96a, and then folded back toward the proximal direction on the distal end side. Then, the end portion of the folded single wire 97 is integrally fixed to the outer peripheral surface of the connecting pipe 96 at a predetermined distance from the tip of the connecting pipe 96 in a state where it is electrically connected by solder.
  • the grounding wire 93b inserted through the electric cable 93 is connected to the outer peripheral surface of the base end side of the connecting pipe 96 by solder. As a result, the grounding wire 93 b inserted through the electric cable 93 and the tip of the SMA wire 86 are electrically connected via the connecting pipe 96 and the single wire 97.
  • the SMA wire 86 contracts, and the connecting portion covering pipe 92 arranged in the connecting pipe 96 is moved to the proximal end side of the sliding space 95B.
  • a first caulking pipe 98 ⁇ / b> A in which the driving force transmission wire 87 and the SMA wire 86 are fixed is accommodated in the connecting portion covering pipe 92. For this reason, the driving force transmission wire 87 is pulled along with the movement of the connecting portion covering pipe 92, and the winding portion 97a of the single wire 97 is changed to the extended state.
  • the moving lens frame 33 is moved to the second observation position by the urging force of the second compression coil spring 85.
  • the arrangement position of the SMA wire 86 is arranged in the flexible tube portion 8 that is spaced apart from the distal end portion 6 where the imaging element 41 that is a heat generating element is arranged with the bending portion 7 interposed therebetween. For this reason, it is possible to reliably prevent the SMA wire 86 that is in a non-tensioned state from being stopped by applying current and being heated to room temperature, from being heated and contracted by the heat generated from the imaging element 41. As a result, the problem that the moving lens frame 33 is moved and the optical characteristics of the imaging device 30 change during observation is improved.
  • symbol 99B is a 2nd heat contraction tube
  • the endoscope is described as an endoscope imaging device for a so-called soft mirror having a flexible tube portion in the insertion portion.

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Abstract

 内視鏡用撮像装置は、内視鏡挿入部の先端部内に、撮像素子を備える撮像素子ユニットと、撮像素子の撮像面に光学像を結像させる対物光学系を構成する、第1の観察位置と第2の観察位置とに移動する移動レンズを備えるレンズユニットと、レンズユニットの移動レンズが配設された移動レンズ枠を第1の観察位置に配置させる付勢力を有する第1の弾性部材、第1の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、移動レンズ枠を第2の観察位置に配置させる第2の弾性部材、および外部電源から電気ケーブルを介して印加される電流によって温度が変化することによって伸縮する特性を有し、伸長時には非張力状態で、収縮時には第2の弾性部材を予め定めた状態に縮めて保持する形状記憶合金ワイヤー、を具備して構成される内視鏡用アクチュエーター装置と、を有する内視鏡用撮像装置であって、内視鏡用アクチュエーター装置の形状記憶合金ワイヤーの先端側に撮像素子等の発熱体から十分に離れるだけの長さ寸法の駆動力伝達ワイヤーを設け、駆動力伝達ワイヤーの基端部と形状記憶合金ワイヤーの先端部とを一体的に固定している。

Description

内視鏡用撮像装置
 本発明は、内視鏡挿入部の先端部に配設される撮像装置、特に、移動レンズ枠を進退させる内視鏡用アクチュエーター装置を備える内視鏡用撮像装置に関する。
 電子内視鏡は、生体内の観察あるいは処置等、又は工業用のプラント設備内の検査、修理等で使用される。内視鏡観察においては、観察部位、或いは観察の目的等によって観察対象部に対する焦点深度、結像倍率、視野角等、光学特性を変更することが可能なものが望まれている。
 近年においては、撮像装置に含まれる対物レンズ群のうちの1つ、又は複数の光学レンズを光軸方向に移動可能に配置して、光学特性の調整、変更を可能にした撮像装置が知られている。例えば、通常観察及び拡大観察が可能な内視鏡では、撮像装置に含まれる対物レンズ群中に配置した光軸方向に移動可能な移動レンズ枠を、移動機構によって先端側或いは基端側に移動させることにより、所望の観察状態を得られる。
 内視鏡は、移動レンズ枠が例えば内視鏡挿入部の先端側に移動されているとき通常観察状態で、基端側に移動されるにしたがって拡大観察状態になるように構成されている。この内視鏡では、移動レンズ枠が最も基端側に移動されたとき、最大拡大観察状態になる。 なお、内視鏡の撮像装置に配置される移動レンズの移動量は、微少量、例えば0.3mm-1.0mmの範囲に設定される。
 一方、撮像装置の移動レンズ枠を移動させる移動機構としては、移動レンズ枠に接続されたワイヤーを操作部に設けられた操作レバー又は駆動モーターによって進退させる機構、或いは、内視鏡挿入部内に付勢バネと形状記憶合金とを設け、通電すること及び通電を停止することによって移動レンズ枠を進退させる機構等が公知である。
 例えば、日本国特開2007-229155号公報(以下、文献1と記載する)にはアクチュエーターを有する撮像ユニットの小型化を可能にして、内視鏡挿入部の先端部の細径化を図る内視鏡が示されている。内視鏡は、移動レンズ枠を撮影光軸方向に対して進退移動させるアクチュエーターユニットを備えている。アクチュエーターユニットは、付勢バネと形状記憶合金(Shape Memory Alloys、以下「SMA」と称す)ワイヤー等とを備えて構成されている。
 このアクチュエーターユニットによれば、撮像装置の移動レンズ枠は、SMAワイヤーが伸長した非通電状態では付勢バネの付勢力により前方側に移動され、通電状態にしてSMAワイヤーを付勢バネの付勢力に抗して収縮させることにより基端側に移動される。
 しかしながら、文献1の内視鏡では、アクチュエーターユニットが熱を発する撮像素子、或いは熱を発するライトガイドファイバー等、発熱要素近傍に配置されている。このため、内視鏡観察中、ライトガイドファイバーから発生する熱、或いは撮像素子から発生する熱がアクチュエーターユニットに伝導されて、SMAワイヤーの温度が上昇するおそれがある。そして、非通電時のSMAワイヤーに発熱要素から発生する熱が伝導されて、SMAワイヤーの温度が上昇すると、伸長していたSMAワイヤーが収縮して撮像装置の光学特性が変化するおそれがある。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、内視鏡挿入部の先端部に配設された発熱要素から発生する熱がSMAワイヤーに伝導されて、移動レンズ枠が移動して撮像装置の光学特性が変化する不具合を解消する内視鏡用アクチュエーター装置を備える内視鏡用撮像装置を提供することを目的にしている。
本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置は、内視鏡挿入部の先端部内に、撮像素子を備える撮像素子ユニットと、前記撮像素子の撮像面に光学像を結像させる対物光学系を構成する、第1の観察位置と第2の観察位置とに移動する移動レンズを備えるレンズユニットと、前記レンズユニットの移動レンズが配設された移動レンズ枠を第1の観察位置に配置させる付勢力を有する第1の弾性部材、前記第1の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を第2の観察位置に配置させる第2の弾性部材、および外部電源から電気ケーブルを介して印加される電流によって温度が変化することによって伸縮する特性を有し、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記第2の弾性部材を予め定めた状態に縮めて保持する形状記憶合金ワイヤー、を具備して構成される内視鏡用アクチュエーター装置と、を有する内視鏡用撮像装置であって、
 前記内視鏡用アクチュエーター装置の前記形状記憶合金ワイヤーの先端側に撮像素子等の発熱体から十分に離れるだけの長さ寸法の駆動力伝達ワイヤーを設け、前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とを一体的に固定している。
 本発明の他の態様に係る内視鏡用撮像装置は、先端側から順に、先端部、湾曲部及び可撓管部を連設して構成される内視鏡挿入部の前記先端部内に、撮像素子を備える撮像素子ユニットと、前記撮像素子の撮像面に光学像を結像させる対物光学系を構成する、第1の観察位置と第2の観察位置とに移動する移動レンズを備えるレンズユニットと、前記レンズユニットの移動レンズが配設された移動レンズ枠を第1の観察位置に配置させる付勢力を有する第1の弾性部材と、前記第1の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を第2の観察位置に配置させる第2の弾性部材と、外部電源から電気ケーブルを介して印加される電流によって温度が変化することによって伸縮する特性を有し、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記第2の弾性部材を予め定めた状態に縮めて保持する形状記憶合金ワイヤーと、を具備して構成される内視鏡用アクチュエーター装置を有する内視鏡用撮像装置であって、
前記内視鏡用アクチュエーター装置の前記形状記憶合金ワイヤーの先端側に予め定めた長さ寸法の駆動力伝達ワイヤーを設け、前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とを前記可撓管部内で一体に固定している。
内視鏡用アクチュエーター装置を有する撮像装置を備える電子内視鏡を具備する内視鏡装置を説明する図 撮像装置の正面図 図2のY3-Y3線断面図 内視鏡用アクチュエーター装置の構成を説明する図 内視鏡用アクチュエーター装置の内視鏡挿入部内への配置を説明する模式図 撮像装置の撮像素子ユニットが備える回路基板を構成するフレキシブルプリント基板の一部拡大図であって、回路基板に構成される配線とレジストとの関係を説明する図 一般的な面取りを説明する図 嵌合長を長く取るための面取りを説明する図 第1カシメパイプに第1のカシメを設けて並設された駆動力伝達ワイヤーとSMAワイヤーとを一体に固定した状態を説明する図 第2カシメパイプに第2のカシメを設けて単線と駆動力伝達ワイヤーとを一体に固定した状態を説明する図
 図1-図9を参照して本発明の一実施形態を説明する。 
 図1に示すように電子内視鏡システム1は、電子内視鏡(以下、内視鏡と略記する)2、と、光源装置3と、ビデオプロセッサー4と、表示装置であるカラーモニタ5とで主に構成されている。
 内視鏡2は、挿入部9と、操作部10と、ユニバーサルコード19とを備えて構成されている。 
 挿入部9は、一端側である先端側から順に、先端部6、湾曲部7、及び可撓管部8を連設して構成されている。先端部6の先端面には、先端開口、観察窓、複数の照明窓、洗浄ノズル等が配設されている。観察窓の背面側には、後述するレンズユニット内に光軸方向に移動可能な移動レンズ枠を備える撮像装置が配設されている。一方、複数の照明窓の背面側には、例えば光源装置3からの照明光を伝送するライトガイドファイバーが臨まれている。
 操作部10は、把持部を兼ねる操作部本体11を備える。操作部本体11は、湾曲操作ノブ12,13を備えた湾曲操作部14と、送気送水制御部15と、吸引制御部16と、複数のスイッチから構成されスイッチ部17とを備えている。スイッチ部17には、撮像機能、例えば、ズーミング機能を操作するスイッチ等が設けられている。符号18は鉗子口であり、生検鉗子等の処置具が挿通される。
 ユニバーサルコード19は、操作部10の基端側から延出されており、その端部にはスコープコネクタ19aが設けられている。スコープコネクタ19aは、光源装置3に着脱自在に接続される。スコープコネクタ19aの側部には、撮像装置用ケーブル20の一端が着脱自在に接続される。撮像装置用ケーブル20の他端はビデオプロセッサー4に着脱自在に接続される。
 本実施形態の光源装置3には、後述するワイヤー状の形状記憶合金である形状記憶合金ワイヤー(以下、SMAワイヤーと略記)に電流を印加する外部電源としての電源部が備えられている。なお、電源部をビデオプロセッサー4に設けるようにしてもよい。
 図2-図9を参照して先端部6内に設けられる内視鏡用撮像装置(以下、撮像装置と略記する)30について説明する。 
 図2に示すように撮像装置30は、複数のレンズを配設した撮像光学部31と、移動機構部32とを備えている。
 図3に示すように撮像光学部31は、主に、撮像素子ユニット40と、レンズユニット60とを備えて構成されている。レンズユニット60には光軸方向に進退可能な移動レンズ枠33が備えられている。移動レンズ枠33には、少なくとも1つの光学レンズ(以下、移動レンズと記載する)34が配設されている。
 移動機構部32には、移動レンズ枠33を進退させる内視鏡用アクチュエーター装置80が配設される。内視鏡用アクチュエーター装置80は、第1移動機構部81と第2移動機構部82と有して構成されている。
 第1移動機構部81は、移動レンズ枠33を基端側に移動させるとともに、基端側の予め定めた位置である第1の観察位置に移動レンズ枠33を保持する機能を有している。一方、第2移動機構部82は、移動レンズ枠33を先端側に移動させるとともに、先端側の予め定めた位置である第2の観察位置に移動レンズ枠33を保持する機能を有している。 本実施形態において、第1移動機構部81は、押しバネである第1圧縮コイルバネ83を備えている。一方、第2移動機構部82は、押しバネである第2圧縮コイルバネ85、図4に示すSMAワイヤー86等を備えている。SMAワイヤー86は、電流の印加によって加熱されるにしたがって収縮し、電流の印加が停止されて常温に冷却されるにしたがって伸長する特性を有している。伸長時において、SMAワイヤー86は、非張力状態である。
 本実施形態において、SMAワイヤー86は、図5に示すように可撓管部8内に挿通配置され、その先端は、可撓管部8内の湾曲部7側近傍に位置するように設定してある。
 以下、図面を参照して撮像装置30を構成する撮像素子ユニット40、レンズユニット60、内視鏡用アクチュエーター装置80について説明する。
 まず、図3を参照して撮像素子ユニット40の構成を説明する。
 撮像素子ユニット40は、撮像素子41と、素子枠42と、回路基板43と、撮像素子外装枠(以下、外装枠と記載する)44とを備えて主に構成されている。 
 撮像素子41は、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等である。撮像素子41は、駆動状態において発熱する、いわゆる発熱要素である。撮像素子41の受光面側には、例えば2枚の光学部材であるカバーレンズ45、46が接着固定されている。第2カバーレンズ46は、撮像素子41の受光面に配置されている。
 素子枠42は、例えばステンレス製である。第1カバーレンズ45は、素子枠42の基端部内面に例えば接着によって一体に固定される。つまり、撮像素子41は、カバーレンズ46、45を介して素子枠42に固定されている。
 素子枠42の先端部内面には、レンズユニット60を構成する後述する第1基端枠63の基端部が配置される。第1基端枠63と素子枠42とは、例えば半田121によって一体に接合されるようになっている。
 回路基板43には各種電子部品47、48、49、50等が実装されている。これら電子部品47、48、49、50を実装した回路基板43の先端側は、撮像素子41に電気的に接続されている。回路基板43が備える複数の端子部(不図示)にはそれぞれ対応する信号線53の先端部が接続されている。回路基板43から延出する複数の信号線53は、信号ケーブルとして一纏めに構成される。信号ケーブルは、挿入部9内、操作部10内、ユニバーサルコード19内を挿通して、スコープコネクタ19a内まで延出されている。
 外装枠44は、撮像素子41、電子部品47、48、49、50を実装した回路基板43、及び信号ケーブルの先端側部等を覆い包む。外装枠44は、例えば、ステンレス製で長方形状の1枚の薄板を丸めて、或いは折り曲げて所定形状に形成される。
 符号51は熱収縮チューブである。熱収縮チューブ51は、外装枠44の外面側に被覆されて、撮像素子ユニット40の最外装を構成する。符号52は絶縁性の封止樹脂である。 
 なお、回路基板43は、図6に示す柔軟性を有する例えばフレキシブルプリント基板100によって構成される。
 フレキシブルプリント基板100は、回路基板43となる基板構成部101と、検査用基板部102とを備えて構成されている。フレキシブルプリント基板100の検査用基板部102は、検査終了後、例えば切断線103に沿って切断される。フレキシブルプリント基板100の基板構成部101は、フレキシブルプリント基板100から検査用基板部102が切断されて、回路基板43になる。
 基板構成部101は、配線105を備えている。検査用基板部102は、一面側に複数の検査用端子106を備えている。そして、フレキシブルプリント基板100の表面には保護膜であるレジスト107が破線に示す形状に設けられている。
 本実施形態のフレキシブルプリント基板100においては、受け入れ検査合格後の切断作業を容易に行えるようにするため、例えばレジスト107の予め定めた位置に段差部108、109が設けられている。 
 この構成によれば、作業者は、段差部108、109を視認することにより、斜線で示す切断範囲111を容易に確認することができる。
 つまり、作業者は、図示しない切断具を用いて切断作業を行う際、フレキシブルプリント基板100を切断具に設置する。その際、作業者は、切断開始位置が第1段差部108、第2段差部109より基板構成部101側の位置及び、第4電子部品115より検査用基板部102側の位置になるようにセッティングする。その後、作業者は、切断具の刃部を操作して切断作業を行う。すると、検査用基板部102が切断範囲111内で切断され、フレキシブルプリント基板100から検査用基板部102の切断を効率良く行える。
 また、図6の本実施形態においては、電子部品同士を接続する配線上の半田クラックを防止する目的、及び実装する電部部品の配置位置が位置ずれすることを防止する目的で、破線に示すように配線105上にレジスト107を設けている。
 具体的に、例えば第1電子部品112と第2電子部品113とを接続する配線105c上にレジスト107aを設けている。また、第3電子部品と114と第2電子部品113とを接続する配線105d上にレジスト107bを設けている。
 この構成によれば、図6の実線に示すように配線105a、105bが露出していることによって、半田が配線105a、105b側に流れることによって発生する、半田クラック、及び電子部品の位置ずれが防止される。
 次に、図2、図3を参照してレンズユニット60の構成を説明する。 
 レンズユニット60は、撮像素子ユニット40が備える撮像素子41の撮像面に光学像を結像させる対物光学系である。レンズユニット60は、移動レンズ枠33と、先端側レンズ枠61と、基端側レンズ枠62と、レンズ枠抑え65とを備えて主に構成されている。符号Oaはレンズユニット60の光軸である。
 移動レンズ枠33は、摺動筒部35と、摺動筒部35の外周面から突出する移動枠凸部36とを有して構成されている。摺動筒部35は、撮像光学部31を構成し、移動枠凸部36は移動機構部32を構成する。移動レンズ枠33は、内視鏡用アクチュエーター装置80によって進退移動される。
 摺動筒部35は、基端側レンズ枠62の後述する第1基端枠63内に摺動自在に配置される。摺動筒部35は、嵌合長を可能な限り長い距離で確保する目的で、該筒部35の両端を丸く面取り(以下、R面取りと記載する)した後、両側面をカットして長さ寸法を予め定めた寸法にしている。
 一般的に、R面取りは、図7Aに示すように摺動筒部35の長さを予め定めた寸法Lに加工した後、両端に施される。このことによって、摺動筒部35の長手方向に嵌合部lが形成される。 
 これに対して、本実施形態においては、図7Bに示すように、予め、摺動筒部35の長さを寸法Lより長い例えば寸法L1に加工する。
次に、摺動筒部35の両端に実線に示すR面取りを施す。次いで、R面取りの一部が残るように図中のハッチングに示すように両側面をそれぞれ予め定めた寸法カットして摺動筒部35の長さを寸法Lに加工する。このことによって、摺動筒部35の長手方向に嵌合部l1が形成される。このように形成された嵌合部l1は、破線に示すようにR面取りを施して形成された嵌合部lに比べて嵌合長を長く取ることできる。
 なお、符号35cは、抵抗低減用溝である。抵抗低減用溝35cを摺動筒部35の外周面に予め定めた幅寸法で周方向に設けることにより、摺動筒部35の嵌合長を長く取りつつ、摺動筒部35と第1基端枠63との摺動抵抗の低減を図って、良好な摺動性を得られる。
 摺動筒部35は、筒空間35aを有する。筒空間35a内には、基端側レンズ枠62の後述する細径部64aが遊嵌配置される。摺動筒部35は、筒空間35aと外部とを連通するレンズ用孔35bを備える。レンズ用孔35bには移動レンズ34が固設されている。 移動枠凸部36には、凹部36a及び芯金孔36hが形成されている。凹部36aには、第2移動機構部82を構成する後述する当接部材89の先端側が配置される。芯金孔36hには、ガイドピンである芯金84が配置される。貫通孔36hは、凹部36aと外部とを連通する連通孔である。芯金孔36hの中心軸は、光軸Oaに対して平行である。
 芯金84は、第1圧縮コイルバネ83の内孔に配置されて、伸縮する該バネ83の座屈を防止する。芯金84は、例えば接着によって芯金孔36hに一体に固定されるようになっている。第1圧縮コイルバネ83の基端面は、移動枠凸部36の先端面36fに当接して配置される。
 先端側レンズ枠61には、複数の光学部材である第1光学レンズ群21及び絞り等が固設される。先端側レンズ枠61には、例えば第1光学レンズ群21として先端レンズ21fと基端レンズ21rとが固設される。本実施形態においては、先端レンズ21fの裏面に基端レンズ21rを当てつけて、基端レンズ21rと移動レンズ34との間隔を確保している。そして、移動レンズ34の間隔内での移動に伴って所望の観察領域の内視鏡画像を得られるようにしている。
 先端側レンズ枠61の基端側には、環状のレンズ枠抑え凸部61aが形成されている。レンズ枠抑え凸部61aは、移動レンズ34を収容する空間を備えるとともに、レンズ枠抑え65を固定する外周面を備える。レンズ枠抑え凸部61aの外周面には、レンズ枠抑え65が配置され、例えば半田122によって先端側レンズ枠61と一体に接合される。
 なお、レンズ枠抑え凸部61aは、レンズ枠抑え65を先端側レンズ枠61に確実に接合固定する強度を得られるように予め設定した量、突出して形作られている。レンズ枠抑え凸部61aの基端部外周側のエッジは、カット面61bによって切り落とされている。一方、摺動筒部35の先端面側には周状の凸部基端部逃がし溝35dが形成されている。凸部基端部逃がし溝35dには、カット面61bを有するレンズ枠抑え凸部61aの基端部外周が収容される。
 このように、先端側レンズ枠61の基端側にレンズ枠抑え凸部61aを突出させ、該凸部61aを凸部基端部逃がし溝35d内に収容する。この結果、移動レンズ枠33の嵌合長が短くなることを防止して、レンズ枠抑え65を先端側レンズ枠61に確実に固定する接合強度を得られる。
 基端側レンズ枠62は、2つの枠、第1基端枠63と第2基端枠64とを備えている。第1基端枠63と第2基端枠64とはそれぞれの基端面側に設けた半田123によって接合されて一体になり、基端側レンズ枠62を構成する。
 第1基端枠63は、内周面の予め定めた位置に周状凸部63aを有している。周状凸部63aは、第1基端枠63の内部空間を、移動レンズ枠摺動空間63bと第2基端枠配置空間63cとに区分する。
 第1基端枠63の第2基端枠配置空間63c内には、第2基端枠64の後述する太径部64bが配置される。第1基端枠63の第2基端枠配置空間63c側外周面の予め定めた位置には、外部に向かって突出する基端側レンズ枠凸部63dが設けられている。
 基端側レンズ枠凸部63dは、移動機構配置部の基端側を構成する。基端側レンズ枠凸部63dには案内管用孔63eが形成されている。案内管用孔63eには、内視鏡用アクチュエーター装置80を構成する後述するガイドパイプ90の第1パイプ90Aが固設される。案内管用孔63eの中心軸は、光軸に対して平行である。
 移動レンズ枠摺動空間63b内には、移動レンズ枠33の摺動筒部35が摺動自在に配置される。第1基端枠63の移動レンズ枠摺動空間63b側の予め定めた位置には切り欠き溝63fが形成されている。切り欠き溝63fは、移動レンズ枠摺動空間63bと外部とを連通する。
 切り欠き溝63fは、移動レンズ枠摺動空間63b内に配置された摺動筒部35から突出する移動枠凸部36を第1基端枠63の外周面より外側に導出させる。また、切り欠き溝63fは、移動枠凸部36を光軸方向に進退自在に配置する移動空間を構成する。 
 切り欠き溝63fの幅寸法は、移動枠凸部36の幅寸法より大きく形成される。切り欠き溝63fの長さ寸法は、移動レンズ枠33の摺動距離を考慮して設定される。
 第2基端枠64は、段付き形状であった、先端側に細径部64aを備え、基端側に太径部64b備える。細径部64aの内面及び太径部64bの内面には、複数の光学部材である第2光学レンズ群22及び絞り等が固設される。細径部64aと太径部64bとは、例えば、図に示すような傾斜面(不図示)、或いは段部によって連設される。
 第2基端枠64の細径部64aは、第1基端枠63の移動レンズ枠摺動空間63b内に遊嵌配置されている。細径部64aを移動レンズ枠摺動空間63b内に配置する構成にしたことにより、第1基端枠63の移動レンズ枠摺動空間63b内に移動レンズ枠33の摺動筒部35だけが配置される構成になる。この結果、移動レンズ枠摺動空間63bと移動レンズ枠33とを適宜形成することにより、嵌合長を十分に確保して移動レンズ枠33を光軸方向に安定して移動する構成を得られる。
 なお、本実施形態においては、摺動面である摺動筒部35の外周面及び移動レンズ枠摺動空間63bの内周面に、反射によるフレア或いはゴーストの発生を防止するメッキ処理を施さない構成としている。このように、摺動面のメッキ処理を省くことにより、摺移動レンズ枠摺動空間63b内における動筒部35の摺動性がより向上する。
 この構成によれば、摺動筒部35の外周面及び移動レンズ枠摺動空間63bの内周面からメッキを剥がす二次加工を不要にすることができる。したがって、二次加工によって発生する摺動不良が解消される。
 レンズ枠抑え65は、抑え筒部65aと、抑え筒部65aの外周面の予め定めた位置から突出する抑え凸部65bとを有して構成されている。抑え凸部65bは、移動機構配置部の先端側を構成する。
 抑え筒部65aは、先端側レンズ枠61と基端側レンズ枠62を構成する第1基端枠63とを接着剤、或いは半田等によって連結固定する。抑え凸部65bの予め定めた位置には、第1圧縮コイルバネ83を配置するための凹部である穴65hが形成されている。抑え凸部65bの基端面65r側には穴65hの開口が形成されている。穴65hの深さ寸法は、予め定めた付勢力を有する第1圧縮コイルバネ83が開口から所定量突出するように設定されている。
 なお、符号37は、カバー部材である。カバー部材37は、半円形状部37aと、一対の平面部37bと、一対の羽根状部37cとを備えて構成されている。一対の平面部37bは、半円形状部37から対向して立ち上がっている。一対の羽根状部37cは、それぞれの平面部37bの端部から外側に拡開するように形成されている。半円形状部37a及び平面部37bは、抑え凸部65b及び基端側レンズ枠凸部63dの突出部分に配置され、例えば接着によって固定される。一対の羽根部37cは、筒部65aの外周面であって抑え凸部65bの両側周面に形成された第1凹み部65c及び第1基端枠63の外周面であって基端側レンズ枠凸部63dの両側周面に形成された図示しない第2凹み部に例えば接着によって固定される。
 このことにより、移動機構配置部の先端側を構成する抑え凸部65bと、移動機構配置部の基端側を構成する基端側レンズ枠凸部63dとの間に構成される移動機構配置空間部80Aの開口が、カバー部材37によって水密に閉塞される。
 このように、抑え凸部65bに第1圧縮コイルバネ83が配置される穴65hを形成する一方、移動枠凸部36に芯金84が配置される芯金孔36hを形成する。加えて、抑え凸部65bと、基端側レンズ枠凸部63dとの間に構成される移動機構配置空間部80Aの開口をカバー部材37で塞ぐ。これらのことによって、移動機構配置空間部80Aの水密性を大幅に向上させることができる。
 最後に、図3-図5、図8、図9を参照して内視鏡用アクチュエーター装置80を説明する。 
 上述したように移動枠進退機構部80は、第1移動機構部81と第2移動機構部82と有している。
 第1移動機構部81は、押しバネである第1圧縮コイルバネ83と、芯金84とを備えて構成されている。第1圧縮コイルバネ83は、移動レンズ枠33を基端位置調整リング38に当接配置させてその配置状態を保持する付勢力を備えている。基端位置調整リング38は、拡大観察位置を規定する部材である。
 第1圧縮コイルバネ83は、第2移動機構部82から移動枠凸部36に対して光軸先端側への付勢力が働いていない状態において、穴65hの開口から予め定めた量、突出して移動枠凸部36を第1の観察位置に移動させると共に、その位置に保持する。
 基端位置調整リング38は、Cリング形状である。基端位置調整リング38は、第1基端枠63の外周面に予め設定した幅寸法で形成したCリング配置溝63hに係入配置される。基端位置調整リング38の先端面38fは、移動レンズ枠基端側規制面を構成し、移動枠凸部36の基端側位置決め面36rが当接する。基端位置調整リング38は、Cリング配置溝63h内で移動レンズ枠33を移動させて拡大観察位置におけるピント等の位置調整を行った後、例えば接着によってCリング配置溝63hに固定される。
 この構成によれば、抑え筒部65aを介して、先端側レンズ枠61と基端側レンズ枠62とを接着固定した後、基端位置調整リング38を第1基端枠63のCリング配置溝63hに固定することができる。この結果、先端側レンズ枠61と基端側レンズ枠62とを接着固定する際に、接着剤が基端位置調整リング38に付着する不具合から解消される。
 図4に示すように第2移動機構部82は、第2の弾性部材である第2圧縮コイルバネ85と、SMAワイヤー86と、駆動力伝達ワイヤー87と、管状の押圧部材88と、当接部材89と、ガイドパイプ90と、絶縁チューブ91A、91Bと、連結部被覆パイプ92と、電気ケーブル93とで主に構成されている。駆動力伝達ワイヤー87は、予め設定した剛性と可撓性とを備えるステンレスワイヤである。
 ガイドパイプ90は、内層側を構成する管状の第1パイプ90Aと、外層側を構成するU字形状の第2パイプ90Bとを備えて構成されている。第2パイプ90Bは、第1パイプ90Aに対して予め定めた位置に配置され、半田、或いは接着剤によって一体に構成されている。
 図3、図4に示すようにガイドパイプ90を構成する第1パイプ90Aの先端側は、基端側レンズ枠62の基端側レンズ枠凸部63dに形成されている案内管用孔63eに挿入される。第1パイプ90Aを案内管用孔63eに挿入した後、第2パイプ90Bの先端面が基端側レンズ枠凸部63dの基端面63rに当接する。このことにより、第1パイプ90Aの先端面90Afが基端側レンズ枠凸部63dの先端面63dfより予め定めた量、突出する。そして、ガイドパイプ90は、第2パイプ90Bの先端面を基端側レンズ枠凸部63dの基端面63rに当接させた状態で、半田或いは接着剤によって該凸部63dに一体に固定される。
 このように、ガイドパイプ90を、内層側を構成する第1パイプ90Aと、外層側を構成する第2パイプ90Bとで構成し、第2パイプ90Bを第1パイプ90Aに対して予め定めた位置に固設する。この結果、ガイドパイプ90のレンズ枠凸部63dへの取り付け作業を容易に行うことができる。
 第1パイプ90Aの先端面には当接部材89の基端面89rが当接する。当接部材89の外径は、案内管用孔63eより細径に設定してある。この構成によれば、当接部材89が案内管用孔63e内に嵌ることを確実に防止することができる。また、第2移動機構部82の先端側部を、案内管用孔63eに対して挿抜自在な構成になる。
 駆動力伝達ワイヤー87の長さ寸法は、予め定めた長さに設定されている。具体的に、駆動力伝達ワイヤー87の先端部は、当接部材89に一体固定され、基端部は可撓管部8内の湾曲部7側近傍でSMAワイヤー86の先端部と一体に固定される。これに対して、駆動力伝達ワイヤー87と一体に固定されたSMAワイヤー86の基端部は、内視鏡2の挿入部9を構成する可撓管部8の先端より予め定めた基端側に位置するように設定される。そして、SMAワイヤー86の基端部には、SMAワイヤー86に電流を供給する電気ケーブル93の電線93aが接続されるようになっている。
 電線93aは、SMAワイヤー86の基端部にカシメ固定されている銅カシメ部材29に接続されている。銅カシメ部材29の後方には抜け止め用カシメ28が設けられている。抜け止め用カシメ28は、SMAワイヤー86を少なくとも一巻き巻回した後、銅カシメ部材29にカシメ固定される。このことによって、SMAワイヤー86の基端部が、銅カシメ部材29から抜けることなく確実に固定される。
 この構成によれば、SMAワイヤー86の基端側部を巻回した抜け止め用カシメ28を銅カシメ部材29にカシメ固定し、その後、銅カシメ部材29と抜け止め用カシメ28とを半田で固定し、その後、銅カシメ部材29に電気ケーブル93を半田付けし、その後、銅カシメ部材29、抜け止め用カシメ28及び電気ケーブル93を接着剤で固定する。このことにより、SMAワイヤー86と電線93aと接続耐久性が大幅に向上する。
 駆動力伝達ワイヤー87は、押圧部材88の貫通孔88a内、第2圧縮コイルバネ85の内孔内、第1絶縁チューブ91Aの貫通孔91c内、及び連結部被覆パイプ92内に挿通されている。一方、SMAワイヤー86は、連結部被覆パイプ92内及び第2絶縁チューブ91Bの貫通孔91d内に挿通されている。
 押圧部材88、第2圧縮コイルバネ85及び第1絶縁チューブ91Aは、ガイドパイプ90を構成する第1パイプ90Aの内孔90i内に配設される。具体的に、内孔90iの先端側には押圧部材88の中央部分から基端までが配設され、内孔90iの基端側には第1絶縁チューブ91Aの先端部が配設され、内孔90iに配設された押圧部材88の基端と第1絶縁チューブ91Aの先端との間である内孔中央には第2圧縮コイルバネ85が配設されている。
 第2圧縮コイルバネ85及び押圧部材88は、内孔90iに対して摺動自在に配置される。一方、第1絶縁チューブ91Aの先端部は、内孔90i内に、例えば、接着によって一体に固定される。このことによって、第2圧縮コイルバネ85の基端面の位置が規制されて、第2圧縮コイルバネ85の組立長さが変化する構成になる。
 なお、第2圧縮コイルバネ85は、SMAワイヤー86の線経によりバネ力を調整するように選択されて組み付けられる、または第1絶縁チューブ91Aの第1パイプ90Aに対する配置位置を調節して組み付けられている。
 ガイドパイプ90の内孔90iに配設される第2圧縮コイルバネ85の付勢力は、第1圧縮コイルバネ83の付勢力よりも大きく設定されている。したがって、第2圧縮コイルバネ85は、該バネ85の有する付勢力によって、第1圧縮コイルバネ83の付勢力によって第1の観察位置に配置されている、移動レンズ枠33を移動させることができる。具体的に、第2圧縮コイルバネ85は、第1圧縮コイルバネ83の付勢力に抗して、移動枠凸部36の先端面36fをレンズ枠抑え65の基端面65rに当接させてその状態を保持することか可能である。
 移動レンズ枠33は、移動レンズ枠33の移動枠凸部36の先端面36fがレンズ枠抑え65の基端面65rに当接することによって、第2の観察位置である広角観察位置に配置される。
 押圧部材88の先端部には絶縁部材で筒状に形成された当接部材89が接着によって固設される。当接部材89の内部空間には駆動力伝達ワイヤー87の先端部が配設され、接着部89aを設けて当接部材89と一体に固設される。
 当接部材89の内部空間に固設される駆動力伝達ワイヤー87は、当接部材89から抜け落ちることを防止するため、その先端部に抜け止め部材94を固設している。抜け止め部材94は、カシメ管であって、押圧部材88の貫通孔88aから導出された駆動力伝達ワイヤー87の先端部が挿入配置される。抜け止め部材94は、該ワイヤー87の先端部にカシメを設けて一体に取り付けられている。
 この構成によれば、簡単な構成で組立性の向上及び小型化を実現して、駆動力伝達ワイヤー87の先端部が当接部材89から脱落することを防止して確実に固定することができる。
 第1絶縁チューブ91Aは、それぞれ、内層側に配置される第1チューブ91iと外層側に配置される第2チューブ91oとで構成されている。第2絶縁チューブ91Bも第1チューブ91iと第2チューブ91oとで構成されている。第1チューブ91iは、例えばフッ素製のPTFEチューブであって、駆動力伝達ワイヤー87の滑り性を良好にする目的で設けられる。これに対して、第2チューブ91oは、例えばPEEKチューブであって、SMAワイヤー86の駆動力を効率良く伝達する等、剛性を高める目的で設けられる。
 絶縁チューブ91A、91Bを、PTFEチューブである第1チューブ91iとPEEKチューブである第2チューブ91oとの二重構造にしている。この結果、第1チューブ91iによって駆動力伝達ワイヤー87及びSMAワイヤー86との摩擦が軽減される。一方、第2チューブ91oによって駆動力伝達性の向上、或いは挿入部湾曲状態時、組立時に係る付加に対する耐性の向上を図れる。また、第1チューブ91iと第2チューブ91oとは、片側のみ接着剤により固定されている。
 ここで、駆動力伝達ワイヤー87とSMAワイヤー86との接続について説明する。 
 駆動力伝達ワイヤー87の基端部とSMAワイヤー86の先端部とは、ワイヤー接続部95において接続されている。
 ワイヤー接続部95には、例えばステンレス製の金属パイプで構成された絶縁チューブ連結パイプ(以下、連結パイプと略記する)96が設けられている。連結パイプ96の先端側にはパイプ内孔と外部とを連通する切り欠き96aが形成されている。切り欠き96aの幅寸法は、グランド側単線(以下、単線と略記する)97の径寸法を考慮して形成される。切り欠き96aの長さ寸法は、第1絶縁チューブ91Aの先端側の位置及び単線97の巻き数等を考慮して形成される。
 第1絶縁チューブ91A、連結部被覆パイプ92及び第2絶縁チューブ91Bは、連結パイプ96のパイプ内孔96i内に配設される。 
 具体的に、パイプ内孔96iの先端側には第1絶縁チューブ91Aの基端部が配設される。パイプ内孔96iの基端側には第2絶縁チューブ91Bの先端部が配設される。さらに、パイプ内孔96iに配設された第1絶縁チューブ91Aの基端と第2絶縁チューブ91Bの先端との間である内孔中央には連結部被覆パイプ92が配設される。そして、第1絶縁チューブ91Aの基端と連結部被覆パイプ92の先端との間には単線用空間95Aが形成されている。一方、連結部被覆パイプ92の基端と第2絶縁チューブ91Bの先端との間には摺動空間95Bが形成されている。
 連結部被覆パイプ92は、パイプ内孔96iに対して摺動自在に配置される。そのため、連結部被覆パイプ92は、摺動性が良好な樹脂材料で形成されている。また、第2絶縁チューブ91Bの先端部は、連結パイプ96の基端部をカシメた上で、連結パイプ96に接着固定されている。このことにより、接着嵌合長を短くして所望の固定強度を得ることができる。 
 なお、第1絶縁チューブ91Aの基端は、連結パイプ96に接着固定されている。
 駆動力伝達ワイヤー87とSMAワイヤー86とは、剛性及び導電性を有する例えばステンレス製の第1カシメパイプ98A内に挿通配置される。第1カシメパイプ98Aは、第1のカシメ98bを備えている。
 第1のカシメ98bは、所望する固定強度を得るため予め定めた間隔で軸方向に複数形成される波状のカシメである。図8に示すように破線に示す第1カシメパイプ98A内に並設された駆動力伝達ワイヤー87、単線97及びSMAワイヤー86は、第1のカシメ98bを設けて該パイプ98Aが押し潰されて変形することによって一体に固定される。この固定状態において、単線97とSMAワイヤー86とは電気的に接続されると共に、強固に一体に固定される。
 また、駆動力伝達ワイヤー87は、摺動性に優れた例えばPEEK製の連結部被覆パイプ92内に挿通配置されている。第2のカシメパイプ98Cは、駆動力伝達ワイヤー87と後述する単線97との半田接続部に掛かる負荷を軽減するためのものである。図9に示すように第2カシメパイプ98C内の単線97及び駆動力伝達ワイヤー87は、第2のカシメ98dのカシメ方向に対して垂直に配列されており、カシメ固定に加えて接着剤を塗布して接着固定することにより所望の固定強度を得られる。
 第1のカシメパイプ98A及び第2のカシメパイプ98Cは、連結部被覆パイプ92内の予め定められた位置に配置され、絶縁性の接着剤92aを充填して連結部被覆パイプ92内に収容されている。
 第1のカシメパイプ98Aの先端側から延出された単線97は、連結部被覆パイプ92先端側近傍に巻回部97aを備えている。巻回部97aは、単線97を例えば熱変形させて螺旋状に複数回巻回して形成される。巻回部97aは、単線用空間95A内に配置される。
 単線97は、単線用空間95Aから切り欠き96aを介して連結パイプ96の先端まで延出され、その後、その先端側で基端方向に向かって折り返されている。そして、折り返された単線97の端部は、連結パイプ96の先端から予め定めた距離、離間した位置で連結パイプ96の外周面に半田によって電気的に導通する状態で一体に固定される。
 連結パイプ96の先端側が露出する第1絶縁チューブ91Aの基端側から連結パイプ96に接続された単線97の基端部までは、熱収縮チューブ99Aによって被覆されている。熱収縮チューブ99Aを被覆することによって、切り欠き96aは、塞がれ、水分の侵入が防止される。
 連結パイプ96の基端側外周面には、電気ケーブル93に挿通された接地用線93bが半田によって接続されている。このことによって、電気ケーブル93に挿通された接地用線93bと、SMAワイヤー86の先端とが、連結パイプ96及び単線97を介して電気的に接続される。
 したがって、光源装置3に設けられた電源部から電気ケーブル93を介してSMAワイヤー86に電流が印加されることによって、SMAワイヤー86の温度が上昇して、その温度の上昇に伴ってSMAワイヤー86が収縮していく。
 そして、予め設定した温度に達した状態において、SMAワイヤー86が収縮して、連結パイプ96内に配置されていた連結部被覆パイプ92を摺動空間95Bの基端側に移動させる。連結部被覆パイプ92内には、駆動力伝達ワイヤー87とSMAワイヤー86とを固定した第1カシメパイプ98Aが収容されている。このため、連結部被覆パイプ92の移動に伴って駆動力伝達ワイヤー87が牽引されると共に、単線97の巻回部97aが伸びた状態に変化する。
 そして、駆動力伝達ワイヤー87がSMAワイヤー86の収縮に伴って牽引されることにより、第2圧縮コイルバネ85の付勢力に抗して当接部材89が基端側に移動されて、第1パイプ90Aの先端面に当接する。このとき、第2圧縮コイルバネ85から移動枠凸部36に対する光軸先端側への付勢力が解除されることによって、移動レンズ枠33は第1圧縮コイルバネ83の付勢力によって、第1の観察位置に移動される。
 そして、再び、電流の印加が停止されることにより、SMAワイヤー86の温度が下降して、その温度の下降に伴ってSMAワイヤー86が伸長していく。すると、移動レンズ枠33は、第2圧縮コイルバネ85の付勢力によって、第2の観察位置に移動される。
 このように、SMAワイヤー86の配置位置を、発熱要素である撮像素子41が配置された先端部6より湾曲部7を挟んで離間した可撓管部8に配設している。このため、電流の印加が停止されて常温に冷却されて非張力状態であるSMAワイヤー86が撮像素子41から発する熱によって加熱されて収縮することを確実に防止することができる。この結果、観察中において、移動レンズ枠33が移動されて撮像装置30の光学特性が変化する不具合が改善される。
 なお、符号99Bは第2熱収縮チューブであって、第2移動機構部82の最外層を構成する。第2移動機構部82の最外層に第2熱収縮チューブ99Bを設ける構成にすることにより、第2移動機構部82の水密性を向上させることができる。
 また、本発明では、挿入部に可撓管部を備えるいわゆる軟性鏡用の内視鏡用撮像装置として説明している。しかし、内視鏡用撮像装置を挿入部が硬性な、いわゆる硬性鏡に適用するようにしてもよい。
 尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
  本出願は、2010年11月9日に日本国に出願された特願2010-251045号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (5)

  1.  内視鏡挿入部の先端部内に、
     撮像素子を備える撮像素子ユニットと、
     前記撮像素子の撮像面に光学像を結像させる対物光学系を構成する、第1の観察位置と第2の観察位置とに移動する移動レンズを備えるレンズユニットと、
     前記レンズユニットの移動レンズが配設された移動レンズ枠を第1の観察位置に配置させる付勢力を有する第1の弾性部材、前記第1の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を第2の観察位置に配置させる第2の弾性部材、および外部電源から電気ケーブルを介して印加される電流によって温度が変化することによって伸縮する特性を有し、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記第2の弾性部材を予め定めた状態に縮めて保持する形状記憶合金ワイヤー、を具備して構成される内視鏡用アクチュエーター装置と、を有する内視鏡用撮像装置において、
     前記内視鏡用アクチュエーター装置の前記形状記憶合金ワイヤーの先端側に撮像素子等の発熱体から十分に離れるだけの長さ寸法の駆動力伝達ワイヤーを設け、前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とを一体的に固定したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
  2.  先端側から順に、先端部、湾曲部及び可撓管部を連設して構成される内視鏡挿入部の前記先端部内に、
     撮像素子を備える撮像素子ユニットと、
     前記撮像素子の撮像面に光学像を結像させる対物光学系を構成する、第1の観察位置と第2の観察位置とに移動する移動レンズを備えるレンズユニットと、
     前記レンズユニットの移動レンズが配設された移動レンズ枠を第1の観察位置に配置させる付勢力を有する第1の弾性部材、前記第1の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を第2の観察位置に配置させる第2の弾性部材、および外部電源から電気ケーブルを介して印加される電流によって温度が変化することによって伸縮する特性を有し、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記第2の弾性部材を予め定めた状態に縮めて保持する形状記憶合金ワイヤー、を具備して構成される内視鏡用アクチュエーター装置と、を有する内視鏡用撮像装置において、
     前記内視鏡用アクチュエーター装置の前記形状記憶合金ワイヤーの先端側に予め定めた長さ寸法の駆動力伝達ワイヤーを設け、前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とを前記可撓管部内で一体的に固定したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
  3.  前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とは、パイプ内に挿通配置された状態で前記パイプにカシメを設けて、電気的に導通する状態で一体に固定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内視鏡用撮像装置。
  4.  前記駆動力伝達ワイヤーの基端部と前記形状記憶合金ワイヤーの先端部とを一体に固定したパイプを収容する連結部被覆パイプを備え、
     前記連結部被覆パイプを、前記駆動力伝達ワイヤーが挿通される貫通孔を有する第1絶縁チューブの基端部及び前記形状記憶合金ワイヤーが挿通される貫通孔を有する第2絶縁チューブの先端部が配設される連結パイプのパイプ内孔内に摺動自在に配置したことを特徴とする請求項3に記載の内視鏡用撮像装置。
  5.  前記連結パイプには、前記電気ケーブルの電線及び前記形状記憶合金ワイヤーと前記カシメを介して電気的に接続された単線が接続されることを特徴とする請求項4に記載の内視鏡用撮像装置。
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