JPH10148744A

JPH10148744A - レンズ装置

Info

Publication number: JPH10148744A
Application number: JP8318599A
Authority: JP
Inventors: Naotake Mimori; 尚武三森; Joji Watanabe; 城治渡邉; Haruo Akiba; 治男秋庭
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズ鏡筒の第１レンズと第２レンズとの間
に透明な液体を封入することにより、第１レンズのレン
ズ鏡筒内に位置する面等が曇ったり、結露したりするの
を確実に防止する。【構成】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、４枚のレンズＬ₁ 〜Ｌ₄ から構成さ
れ、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、結像側が凹面の平凹レンズで、第２レンズＬ₂
とは所定の間隔が設けられている。第１レンズＬ₁ の周
囲にはシール材１９が充填され、第２レンズＬ₂ の外周
面とレンズ鏡筒１１の内面との間にシールリング２０が
装着され、レンズ鏡筒１１の間の部位には注入口２１が
穿設されており、この注入口２１を介して透明な液体と
してのパラフィン油２２が封入されて、パラフィン油が
封入された後に栓部材２３により密封されるようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

【０００３】光学式内視鏡であれ、電子内視鏡であれ、
挿入部の先端部本体には照明機構装着部に近接した位置
に観察機構装着部が設けられており、この観察機構装着
部には対物レンズユニットが配置される。対物レンズユ
ニットは、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。対物レンズユニットを構成する複数のレンズを
装着したレンズ鏡筒は観察機構装着部に装着される。

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

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、レン
ズ鏡筒に装着される第１レンズと第２レンズとの間は空
気間隙となっている。しかも、第１レンズの第２レンズ
への対向面は曲率の大きい凹面となっており、かつ平面
側が露出しているから、第１，第２レンズ間に介在する
空気に湿気が含んでいると、温度変化等があった時に、
凹面側に結露が生じるおそれがある。

【０００６】例えば、挿入部の先端において外部に露出
している第１レンズの表面には、検査中に体液等の汚損
物が付着することがあり、この汚損物の付着により観察
視野が悪くなる。従って、挿入部には、第１レンズの表
面から汚損物を洗い流すレンズ面洗浄機構が設けられて
いる。このレンズ面洗浄機構は、第１レンズにおける表
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。

【０００７】挿入部の先端、即ち第１レンズが装着され
ている部位は、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り、第１
レンズより低い温度となっている。このために、洗浄水
を第１レンズに向けて噴射させると、第１レンズが急速
に冷却されることになる。この第１レンズが冷却される
結果、第１レンズと第２レンズとの間に介在する空気に
湿気が含んでいると、第１レンズの凹面側に曇りや結露
を生じることになる。しかも、第１レンズの凹面の曲率
は大きいことから、この第１レンズのうち、最も厚みの
薄い中央部分乃至その近傍の温度低下が最も著しくな
り、曇りや結露は第１レンズの凹面における中央部分が
最も顕著になる。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著しく低下して、極めて
見難いものとなる。

【０００８】従って、内視鏡の対物レンズとして用いら
れるレンズ装置にあっては、レンズ鏡筒の第１レンズが
曇ったり、結露したりするのを防止するために、レンズ
鏡筒内おける空間部には、湿気を含まないドライエアを
封入する構成としたものは、従来から用いられている。
このために、レンズ鏡筒における最被写体側のレンズと
最結像側のレンズとの間の部位を密封する構成とする
が、内部のドライエアを長期間にわたって完全に封じ込
めておくのは極めて困難であり、やがてはドライエアが
湿気を含んだ空気と置換してしまう。このためにドライ
エアによる第１レンズの防曇機能を維持させるのは限度
があり、時間の経過と共に防曇機能が低下するという問
題点があった。

【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、長期間にわたって防
曇機能が低下しないレンズ装置を提供することにある。

【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、レンズ鏡筒の少なくとも第１レンズと第２レン
ズとの間に透明な液体を封入して、この液体が封入され
た部位をシール部材により液密に保持する構成としたこ
とをその特徴とするものである。

【００１１】レンズ鏡筒に装着されるレンズとしては、
第１，第２レンズに加えて、さらに１乃至複数枚のレン
ズが装着されるのが一般的である。そして、第２レンズ
とそれ以降のレンズとの間にも間隔を開けるように装着
される場合もある。最も曇りや結露が生じるおそれがあ
るのは、最被写体側に配置されて、表面が外部に露出し
ている第１レンズであるが、第２レンズ以降について
も、曇り乃至結露が生じる可能性は否定できない。従っ
て、第２レンズ以降についても、防曇機能を発揮させる
ためには、最被写体側の第１レンズと、最結像側に位置
するレンズとを、それぞれレンズ鏡筒にシール部材を介
して装着することによって、レンズ鏡筒におけるこれら
両端のレンズ間の部位を密閉して、その内部に液体を封
入するように構成すれば良い。

【００１２】ここで、レンズ鏡筒内に封入される液体
は、可視光をロスなく透過させる透明なものとする。例
えば、セダ油やパラフィン油等のように、透明なオイル
が好適に用いられる。このような液体を封入するには、
レンズ鏡筒の周胴部に液体注入口を形成して、この注入
口を介して液体を注入するように構成すれば良い。そし
て、液体を注入した後には、栓部材でこの注入口を密閉
する。液体が封入する部位は少なくとも第１レンズと第
２レンズとの間であれば良いが、レンズ鏡筒にさらに多
くのレンズを装着する場合には、レンズ鏡筒に装着され
る最被写体側のレンズと最結像側のレンズとの間に液体
を封入するようにしても良い。

【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。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。

【００１４】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。

【００１５】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、軸線方向に貫
通する透孔が設けられて、この透孔内に対物レンズユニ
ット１０が装着されており、この対物レンズユニット１
０は、レンズ鏡筒１１内に複数のレンズを装着してなる
ものであり、またレンズ鏡筒１１の端部には光路を９０
°曲げるためのプリズム１２が接合されている。そし
て、プリズム１２はプリズム枠１３に保持され、さらに
プリズム１２には基板１４に装着した固体撮像素子１５
が接合されている。なお、プリズムを設けず、固体撮像
素子を直接レンズ鏡筒に連結する等の構成としても良
い。

【００１６】レンズ鏡筒１１に設けられる対物レンズの
レンズ構成としては、例えば４枚のレンズＬ₁ ，Ｌ₂ ，
Ｌ₃ 及びＬ₄ から構成される。これら各レンズＬ₁ 〜Ｌ
₄ のうち、最被写体側に位置する第１レンズＬ₁ は被写
体側が平面で、結像側が凹面となった平凹レンズであ
り、その平面側は観察窓３に露出している。また、第１
レンズＬ₁ より被写体側に位置する第２レンズＬ₂ は凸
面を結像側に向けた平凸レンズである。さらに第３レン
ズＬ₃ と第４レンズＬ₄ とは接合レンズで構成される。
そして、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との間は所定
の間隔が設けられ、また第２レンズＬ₂ は第３レンズＬ
₃ に部分的に当接するようにして装着されている。第４
レンズＬ₄ の結像側の位置にはストッパリング１６が設
けられている。さらに、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ
₂ との間はレンズ鏡筒１１と一体に円環状のスペーサ１
７が設けられており、また第２レンズＬ₂ と第３レンズ
Ｌ₃の間にも円環状のスペーサ１８が設けられるが、こ
のスペーサ１８はレンズ鏡筒１１とは別個の部材で形成
されている。

【００１７】ここで、図３に示したように、第１レンズ
Ｌ₁ はレンズ鏡筒１１に接着剤を用いて固着されるが、
レンズ鏡筒１１の内部を密閉するために、第１レンズＬ
₁ の周囲にはシール材１９が充填されている。また、第
２レンズＬ₂ の外周面とレンズ鏡筒１１の内面との間に
はシールリング２０が装着されて、その間も同様にシー
ルされている。そして、スペーサ１１ａには注入口２１
が穿設されており、この注入口２１を介して透明な液体
としてのパラフィン油２２が封入されるようになってい
る。そして、この注入口２１はパラフィン油が封入され
た後に栓部材２３により密封されるようになっている。

【００１８】以上のように、第１レンズＬ₁ の凹面と第
２レンズ₂ との間の間隔には空気が存在せず、パラフィ
ン油２２が充満しているから、挿入部１を体腔内に挿入
した状態で、検査を行っている間に、観察窓３を構成す
る第１レンズＬ₁ のレンズ面が汚損されたために、ノズ
ル５から洗浄水を噴射させて、体温とほぼ同じ温度乃至
それ以上の温度状態となっている第１レンズＬ₁ に、そ
れより低い温度の洗浄水が接触して、この第１レンズＬ
₁ が冷えても、曇りが発生したり、結露したりするおそ
れはない。従って、対物レンズユニット１０を介して固
体撮像素子１５に結像される体腔内映像の画質が低下す
るようなことはない。

【００１９】ここで、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂
との間に間隔に封入されているのはパラフィン油２２か
らなる液体であることから、液密にシールするのは比較
的簡単であり、第１レンズＬ₁ とレンズ鏡筒１１との間
に充填したシール材１９と、第２レンズＬ₂ とレンズ鏡
筒１１との間に介装したシールリング２０とを設けるこ
とにより確実にシールが行われて、液漏れが生じるおそ
れはない。従って、長期間にわたって安定した防曇機能
を発揮する。

【００２０】また、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ と
の間の間隔に液体が封入されるが、この間隔の部位に
は、空気と液体とが完全に置換されていなければ、気泡
が生じることになる。このように、気泡が生じて間隔内
で浮遊していると、対物レンズにおける画像を形成する
ための有効領域に入り込むことから、固体撮像素子１５
で得られる画像にこの気泡が映し出されることになる。
この間隔に気泡が発生していたとしても、画像を形成す
るために必要な光線が通る部位から外れた位置において
捕捉されて、安定しておれば、気泡が存在したとして
も、格別支障を来すことはない。そこで、レンズ鏡筒１
１の内面における第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との
間の部位に複数箇所の凹部２４を形成しておくと、気泡
はこの凹部２４内に捕捉されて、安定した状態を保つこ
とになる。

【００２１】第１レンズＬ₁ ，第２レンズＬ₂ 間に封入
される液体としては、高い透明度を有するものとする必
要があるが、レンズを構成するガラス等との間に屈折率
の差がなければならない。さらに、長期間にわたって劣
化したり、濁ったりしない安定したものでなければなら
ない。従って、液体としては、パラフィン油が好適に用
いられるが、このパラフィン油以外でも、例えばセダ油
等のオイルを用いることもできる。さらに、気泡を含ま
ない水等他の液体を用いることもできる。そして、レン
ズ鏡筒１１内の液体に濁りが生じた時に、それを交換で
きるようにするために、液体を注入するための注入口２
１に対する栓部材２３は着脱可能な構成とするのが好ま
しい。また、液体は単一種類である必要はなく、例えば
比重の異なる２種類の液体を注入しておけば、体腔内で
の挿入部１の回転方向の位置検出が可能となり、アング
ル部１ｂを湾曲操作する際等の手懸かりが得られる。

【００２２】次に、図４には本発明の第２の実施の形態
が示されている。この実施の形態でも、レンズ鏡筒３０
には前述と同様の４枚のレンズＬ₁ 〜Ｌ₄ から構成され
るが、第１レンズＬ₁ と第２レンズＬ₂ との間のスペー
サ３１はレンズ鏡筒３０とは別個の部材で構成されてい
る。また、第２レンズＬ₂ と第３レンズＬ₃ との間に設
けられるスペーサ３２はレンズ鏡筒３０と一体に形成さ
れている。さらに、第４レンズＬ₄ の結像側の位置には
ストッパリング３３が固着して設けられるが、このスト
ッパリング３３と第４レンズＬ₄ との間にはシール部材
３４が介在している。第１レンズＬ₁ は、第１の実施の
形態と同様、接着剤を用いてレンズ鏡筒３０に固着され
るが、さらに第１レンズＬ₁ の外周部にはシール材３５
を充填することによりシールされており、これと第４レ
ンズＬ₄ とストッパリング３３との間に設けたシール部
材３４とによって、第１レンズＬ₁ から第４レンズＬ₄
までの部位が密閉された空間となっている。

【００２３】レンズ鏡筒３０の周胴部には、その第３レ
ンズＬ₃ と第４レンズＬ₄ との間の部位に透孔からなる
注入口３６が形成されており、この注入口３６からパラ
フィン油３７を封入できるようになっている。ここで、
パラフィン油３７はレンズ鏡筒３０の内部の全ての空気
と完全に置換しなければならない。このために、注入口
３６から第１，第２レンズＬ₁ ，Ｌ₂ 間の部位にまで連
通路を形成する必要がある。そこで、図５に示したよう
に、第３レンズＬ₃ の外周面には、複数箇所に溝３８が
光軸方向に貫通する状態に形成されており、また第２レ
ンズＬ₂ にも同様の溝３９が形成されている。さらに、
レンズ鏡筒３０と一体に設けたスペーサ３２にも、図６
に示したように、連通孔４０が形成されている。

【００２４】パラフィン油３７の注入は注入口３６から
行われるが、注入口３６から注入されたパラフィン油３
７は、溝３８や連通孔４０等を経てレンズ鏡筒３０の全
体に円滑に行き渡るには、注入口３６だけでは第１レン
ズＬ₁ と第４レンズＬ₄ との間の密閉空間に存在する空
気と完全に置換させなければならない。そこで、この空
気抜きをより確実に、しかも効率的に行うために、レン
ズ鏡筒３０に空気抜き孔４１を形成しておき、この空気
抜き孔４１に吸引装置を接続して、この吸引装置により
内部の空気を吸引しながら注入口３６にパラフィン油３
７を供給する。これによって、円滑に内部の空気をパラ
フィン油で置換させることができる。そして、これら注
入口３６及び空気抜き孔４１は栓部材を嵌着させたり、
シール材を充填する等により密閉できるようにする。

【００２５】以上のように、第１レンズＬ₁ と第２レン
ズＬ₂ との間だけでなく、第１レンズＬ₁ から第４レン
ズＬ₄ に至るまでの部位から完全に空気を排除して、パ
ラフィン油を封入することによって、全てのレンズＬ₁
〜Ｌ₄ のいずれの表面も曇ったり、結露したりすること
がない。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように、レンズ鏡筒の第
１レンズと第２レンズとの間に透明な液体を封入する構
成としたので、この第１レンズのレンズ鏡筒内に位置す
る面等が曇ったり、結露したりする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】挿入部における先端部本体の構成説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態を示すレンズ装置の断面
図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示すレンズ装置の
断面図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。

【図６】図４のＹ−Ｙ断面図である。

【符号の説明】

１挿入部１ａ先端部本体３観察窓１０対物レンズユニット１１，３０レンズ鏡筒１７，１８，３１，３２スぺーサ１９，３５シール材２０，３４シール部材２１，３６注入口２２，３７パラフィン油２３栓部材２４，３８，３９溝４０連通孔４１空気抜き孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも最被写体側に位置する第１レ
ンズと、この第１レンズより結像側に所定の間隔を置い
て配置した第２レンズとを含む複数のレンズをレンズ鏡
筒内に装着してなるレンズ装置において、前記レンズ鏡
筒の少なくとも第１レンズと第２レンズとの間に透明な
液体を封入して、この液体が封入された部位をシール部
材により液密に保持する構成としたことを特徴とするレ
ンズ装置。
【請求項２】前記レンズ鏡筒には前記第２レンズより
結像側の位置に１または複数のレンズを装着し、前記第
１レンズ及び最結像側のレンズとレンズ鏡筒との間をシ
ール部材によりシールし、第１レンズと最結像側のレン
ズとの間に位置する各レンズ間を連通路で連通させて、
第１レンズと最結像側のレンズとの間に液体を封入する
構成としたことを特徴とする請求項１記載のレンズ装
置。
【請求項３】前記レンズ鏡筒の周胴部に液体を注入す
るための注入口を設けて、この注入口を栓部材で密閉可
能な構成としたことを特徴とする請求項１記載のレンズ
装置。
【請求項４】前記レンズ鏡筒の周胴部に液体封入部位
の空気を吸引するための空気抜き孔を設けて、この空気
抜き孔を密閉可能な構成としたことを特徴とする請求項
３記載のレンズ装置。
【請求項５】前記レンズ鏡筒の内面には内部に存在す
る気泡を捕捉する凹部を形成する構成としたことを特徴
とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項６】前記液体はパラフィン油，セダ油のいず
れかで構成したことを特徴とする請求項１記載のレンズ
装置。
【請求項７】前記レンズ鏡筒は内視鏡の挿入部におけ
る観察機構装着部に装着する構成としたことを特徴とす
る請求項１記載のレンズ装置。