JPS5993416A - 内視鏡用焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、対象物の光学像を鮮明に結像するための光学
系を円滑に移動できるようにして鮮明な観察像を得るこ
とのできる内視鏡用焦点調節装置に関するものである。

近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体
腔内８ｉ器等を観察したり、必要に応じ鉗子チャンネル
内を挿通した鉗子を用いて生体内組織を採取して患部を
詳しく診断したりすることのできる医療用内視鏡が広く
用いられている。又、工業用分野においても、ボイラ、
化学プラント類等の管内の状態を観察あるいは管内表面
の付荷物を採取して検査する等保守面にも内視鏡が利用
されている。

これらの内？ＪＩ鏡においては、挿入部を挿入した際、
手元側に供給された照明光を伝達して挿入部先端側から
外部の対象物側に照明光を出側する＋１＜１明光学系と
、該照明光学系によって照明された対象物を結像して手
元側の接眼部後方から観察できる観察光学系とが配設さ
れている。

上記内視鏡には、挿入部が軟性で、口腔等から挿入し、
屈曲した経路内を挿通できる構造の軟性内視鎧と、挿入
部が硬性で略直線状の硬性内？ｌＩｉ！鏡とがある。

、］−記硬性内視鏡においては、対物光学系で結像され
た光学像を手元側の接眼部に伝達する像伝達手段どじで
リレー光学系が広く用いられている。

このリレー光学系を用いた場合には、対物光学系によっ
て結像される光学像の位置が光軸方向に前後しても、接
眼部側で調整することができる。

しかしながら、像伝達手段として光学繊維束を用いてイ
メージガイドを形成した軟性内視鏡においては、鮮明な
像を得るためには、対物光学系による光学像をイメージ
ガイド端面に鮮明に結像する構造にしなければならない
。

従って、光学繊維束を用いてイメージガイドを形成した
第１図に示すような従来の内？［にあっては、第２図に
示すように上記対物先学系を光軸方向に前後に移動でき
る構造にしである１゜即ち、第１図に示す軟性内視鏡′
Ｉは手元操作部２の前端側にｌｌ１ｌ長の挿入Ｆ！Ａ３
を連に、Ｑ　Ｌ、、手元操作部２の後端側には接眼部４
が形成され、さらに手元操作部２の側部から可撓性のラ
イトガイドケーブル５が延出され、該ライトガイドケー
ブル５の端部に取付けられたコネクタ６を図示し７７い
光源装置に接続することにより、光源装圏内の照明ラン
プから照明光が供給されるように構成さ１”Ｌ　Ｔ、い
る。

上記手元操作部２にはアングルノブ７がｆｌｕ　ｌ−１
られており、該アングルノブ７を操作り′ることによっ
て挿入部３の先端（ｆＭ成）部８に隣接して形成された
湾曲部９を上下、左右等に湾曲できるように構成されて
いる。

さらに、上記手元操作部２には、第２図に示す対物光学
系（対物レンズ系）１０をその光軸方向に前後動可能に
する焦点１１ｖ用操作ノブ１１が設けられている。

上記挿入部３は可撓性の外套チューブ１２で被覆され、
ぞの前端は硬性の先＃ｉ１部８における若干＃Ｉ径にし
た後端外周に固定され、先端部８外周にはフード１３が
取付けである。

上記先端部８には、前記ライトガイドケーブル５及び挿
入部３内を挿通されたライトガイド１４の前端側が透孔
内壁に口金１５を介して固定され・　ている。このライ
トガイド１４は可撓性の光学繊維束で形成され、軟性チ
ューブ１６で被覆されている。又、ライトガイド１４の
前端にはカバーガラス１７が配設され、該ライトガイド
１４前端からカバーガラス１７を経て照明光が出射され
る照明窓が形成されている。

一方、上記ライトガイド１４用透孔に隣接するように形
成された透孔の前端の観察窓はカバーガラス１８で部室
され、その奥に対象物の光学像を結像するための対物レ
ンズ系１０が筒状のレンズ枠１９に取り付けられ、この
レンズ枠１９は、該レンズ枠１９外径を内径とする外装
部材としての保持筒２０に嵌合するように収容されてい
る。こ５− の保持［２０はその前端がＭ径の透孔内壁に１ヴ技、し
てビス等で固定され、その後端は途中から拡１￥にされ
た透孔における後端側に嵌合固定され、保持ＷＲ２０の
両端部の間の外周にはＩｌａ状の隙間が形成されている
。

上記保持筒２０の後端側内周にはイメージガイド２１を
結束固定した口金２２が嵌装してビス等で固定され、該
口金２２後端外因にはイメージガイド２１を被覆する軟
性チューブ２３の前端側が接着剤等で固定されている。

上記保持筒２０には対物レンズ系１０の光軸方向に沿う
スリット（溝）２４が形成され、このスリット２４をレ
ンズ枠１９に形成した突片２５が買通し、該突片２５に
おける保持筒２０外因に突き出た部分にはワイヤ２６の
先端部が固定され、該ワイヤ２６の手元側端部は前記焦
点調節用操作ノブ１１まで挿通されている。しかして手
元操作部２の上記焦点調節用操作ノブ１１を操作部るこ
とによって、」−記ワイヤ２６が進退移動）ノ、１ノン
ズ枠１９が保持筒２０内周を光軸方向にスライド６− して前後に移動し、対物レンズ系１０の結像位置を調節
してイメージガイド２１の前端面２７に結像可能とする
焦点調節機構が形成されている。

このように構成された従来例における焦点調節機構にお
いては、レンズ枠１９を頻繁に前後に移動させる運動が
繰り返し行われる操作が１本のワイＡ７２６によって行
われるため、円滑に行われなくなり易い。つまりレンズ
枠１９外周而と保持筒２０内周面との摩擦抵抗のため、
円滑な＃ｊ！ｌｌｌ整が暉しく、繰り返し使用している
と摩耗してがたつき、作動不良を起こすことになる。

又、摩耗のため生じる微細な塵が、イメージガイド２１
の前端面２７に付着して、観察像を不明瞭にするという
欠点があった。

さらに、上記突片２５側部とスリット２４の側壁とが面
接触のため、摩耗し易く、上述のように作動不良を起こ
し易いし、好ましくない塵が発生Ｊることになる。

第３図は対物レンズ系１０を固定し、イメージガイド２
１側を移動できるようにした従来例を示す。

即ち対物レンズ系１０はレンズ枠１９′を介して先端部
８−の透孔内壁に固定され、イメージガイド２１は軟性
チコーーブ２３で′＃！ＩＭ３れｌいイ〉。

このイメージガイド２１の前端側は「１金２２−で結束
固定され、該口金２２′は前記透孔内周をスライド移動
できるように嵌装されている。この［］金２２−の外周
には突部が形成され、該突部を内側に嵌合収容する内径
を有する保持筒２０′が、その前端内周に形成したねじ
部を先端部１３パに形成した雄ねじに螺合させることに
よって固定されている。尚、−上記保持筒２０−の後端
には、［１金２２−が後方に移動した際のス１ヘツパど
し−Ｃ’　Ｉ￥ｈ向内側に突出する突縁部が形成されて
おり、上記突部がこの突縁部に当接した位置より後方に
移動しない様にしである。

上記口金２２−には上記突部より後方となる外周部に突
片２５−が突設され、該突片２５−にはワイヤ２６の先
端が取り付けられている。しかしてこのワイヤ２６を手
元側にて進退移動させることにＪ＝って、口金２２−は
対物レンズ系１０の光軸ＩＪそつ−Ｃ透孔内周面を前後
にスライド移動し、対物レンズ系１０で結像される位置
にイメージガイド２１の前端面２７を設定できる焦点調
節機構が形成されている。

照明光学系は第２図に示すものと略同様の構成Ｃあり、
同符号が付けである。

尚、先端部８−に隣接する外套チューブ１２内側には、
関鰭駒２９．２９．・・・、２９が挿入部３の軸方向に
縦続接続されて上下あるいは左右方向に湾曲自在となる
湾曲部９が形成されている。

このように構成された従来例においでは、口金２２″外
周面と透孔内周面とが面接触のため前述のように摩耗す
る欠点を有すると共に、イメージガイド２１は挿入部３
先端側から手元操作部２にかけて挿通されているため、
イメージガイド２１全体を移動させるには大きな力量を
必要とするため操作し難くなるし、ワイヤ２６が断線す
る欠点がある。又、挿入部３が屈曲されると、それに伴
ってイメージガイド２１が前後に動いてしまう等９− 安定性に欠ける。

本発明は上述した点にかんがみてなされたしので、イメ
ージガイド又はイメージセンサの端面に光学像を結像す
るための対物レンズ系の少くどもその一部が取付けられ
たレンズ枠又は前記イメージセンサを取付番）だ枠を移
動して、上記端面に光学像が結像されるよう可変調節で
きる焦点調節機構を備えた内視鏡において、前記レンズ
枠若しくは枠の外周と、これらが収容される外装部月内
周との間に、セラミック膜を介装することにより、円滑
に作動する焦点調節機構を形成して、作動不良を解消す
ると共に、摩耗による塵の発９ユを防１１して鮮明な観
察像を得ることを可能にする内視鏡用焦点調節装置を提
供することを目的と４る。

以下図面を参照して本発明を具体的に説明づる。

第４図は本発明の第１実施例を示ター。第４図４．−示
す第１実施例の内視鏡用焦点調節装置３１は、例えば第
１図に示す軟性内視１！１の挿入部３先端側に配設され
た対物レンズ系１０の焦点調節機構に用いられるもので
あり、第２図に示１従来例と１０− 同一部材には同符号を付けて示す。

即ち、筒状の外装部材としての保持筒２０は先端部に形
成した透孔に固定され、この保持筒２０内には該保持筒
２０内径よりわずかに小さい昇任を有する筒状のレンズ
枠３２が収容され、該レンズ枠３２内には対物レンズ系
１０が取付けられている。

、ト記１ノンズ枠３２外周面全体に、ジルコニア。

シリノＪ　、窒化珪素、炭化珪素等を主成分として弗素
樹脂複合の表面薄膜用セラミックコーティング剤を用い
たセラミック３Ｎ膜３３が形成され、このセラミックコ
ーティング剤よるセラミック１ｌｌｌ１３３を外周面に
形成したレンズ枠３２は保持筒２０内周面をスライドし
て移動できるように嵌合収容されている。

上記セラミックコーティング剤は、上述の成分にて構成
され、通常のセラミックとは異り、高温による焼成と必
要とせず、例えば１００℃において２０分加熱するのみ
で強固なセラミックＩｌｌを形成でき、耐磨耗性が非常
に高く、摩擦抵抗も小さいものである。つまり−に記し
ンズ枠３２タト周面に上記セラミックコーティング剤を
塗布等（／　／ζ侵、１００°Ｃ程度で数１０分加熱す
れば、十ｊ！ドの１！ラミツクＲ［３３を形成できる。

上記レンズ枠３２には前述の従来例ように突ｊキ２５が
保持筒２０に形成したスリット２４を偽通ずるように突
設され、該突片２５にはワイＸ’　２　（’ｒの先端部
が固定されている。

上記対物レンズ系１０の光軸上後方となる保持筒２０内
側にはイメージガイド２１のｉｔＩ端側が１−、−１金
２２を介して固定されており、」二記ワイ’＋’　２６
を操作してレンズ枠３２を移動覆ることに３１．す、対
物レンズ系１０による対象物の光学像が結像できる位置
を可変調節でき、対象物の距頗に応じてレンズ枠３２を
移動することによって、所定の結像面、つまりイメージ
ガイド２１の前端面２７に対象物の光学−を鮮明に結像
できる焦点調節機構が形成されている。

このように構成された本発明の第１実施例によれば、レ
ンズ枠３２外局面にセラミックコーティング剤を用いた
セラミック薄膜３３が形成しであるので、鮮明なＩｌ！
察像を得るための焦点１節操作としてワイヤ２６を手元
側にて押し引き等操作することによって、レンズ枠３２
の外周面に形成したセラミック１ｌＩｌ！３３が保持筒
２０内周面を小さな摩擦抵抗でもって円滑にスライド移
動できるので、レンズ枠３２を円滑に移動調節でき、摩
擦による熱の発生が少くてファイバを結束する接着剤等
を焼損することもなく、且つレンズ枠３２あるいは保持
筒２０が摩耗することも殆んどないので、塵の発生も防
止できる。

従って摩耗のためにがたつきが生じたりすることと、塵
によって１！察知が不鮮明になること等を解消できるこ
とになる。

第５図は本発明の第２実施例を横断面図にて示す。

即ち、同図に示すように、レンズ枠３２の筒状外周面に
は第１実施例にように弗素樹脂複合のセラミックコーテ
ィング剤によるセラミック薄膜３３が形成されると共に
、スリット２４の幅よりわ１３− ずかに狭い幅の突片２５の両側面にも、上記セラミック
コーティング剤によるセラミック薄膜３４を形成して、
該セラミック薄膜３４を形成した突片２５がスリッ］−
２４内壁而を円泗に移動できるように構成されている。

このように構成された第２実施例によれば、ワイヤ２６
の押し引き等の操作によって、レンズ枠３２は、小さな
力最によって移動し、焦点調節操作を容易できる。つま
りレンズ枠３２の円筒状外周面にセラミック１４Ｎ膜３
３が形成しであるので円筒状外周面が保持筒２０内周面
を円満に移動できると共に、突片２５側部にもセラミッ
ク１１ｇ１３４が形成しであるので突片２５がスリット
２４内壁面を円滑に移動できるので、ワイヤ２６を押し
たり引いたりする力祉が小さくてｂレンズ枠３２を移動
できる。

従って、第１実浦例の場合よりもＩｌｉ’ｌａによる熱
の発生が少く、且つ摩耗による塵の発生も解消できる。

尚、上述の各実施例においては対物レンズ糸１１４− Ｏ全体をレンズ枠３２に取り付けて、このレンズ枠３２
を移動づるよう構成しであるが、第６図に示す本発明の
第３実施例にように対物レンズ系１０の一部を移動する
よう構成することもできる。

即ち、対物レンズ系１０を例えば二分割してその前”Ｊ
ｈ　１０　Ａは保持筒２０　Ｅレンズ枠３２Ａを介して
固定され、対物レンズ系１０の後玉１０Ｂは外周面に」
−述のセラミックコーティング剤を用いたセラミック薄
膜３３が形成されたレンズ枠３２Ｂに取り付けられ、該
レンズ枠３２Ｂが保持筒２０内周面に嵌合して、円滑に
移動できる構造になっている。

なお、レンズ枠３２Ｂに形成した突片２５は上記第２実
施例の構造にすることができる（勿論第１実施例の構造
とすることもできる。）。

このように構成された第３実施例によれば、移動される
負荷がＪ：り軽減されるので、レンズ枠３２ＢをＪ：り
円滑に移動できる。

尚、上述の各実施例において、セラミック薄膜３３はレ
ンズ枠３２，３２８外周に形成するよう述べであるが、
これらの外装部材としての保持筒２０内周面に形成する
よう構成でき（図示略）、この場合にも同様の作用効果
を有する。

又、第２及び第３実施例において、セラミック薄膜３４
には突片２５側に形成４るよう述べＣあるが、スリット
２４内壁而に形成するよう構成でき（図示略）、この場
合にも同様の作用効果を有することになる。

さらに、上述においては像伝達手段としてイメージガイ
ド２１が用いであるが、イメージガイド２１の代りにＣ
ＯＤ　（９！荷結合デバイス）、ＢＢＤ（バケツリレー
デバイス）、ＭＯＳイメージヒンサ等のイメージセンサ
を対物レンズ系１０によって対象物の光学像が結像され
る位置近傍に配設した場合にも同様に適用できる（図示
略）。

さらに上記イメージセンサを用いた場合において、第７
図に示す本発明の第４実施例のように構成することもで
きる。

即ち、対物レンズ系１０をレンズ枠３２゛を介して保持
筒２０に固定し、イメージセンサ４１を円筒状枠４２に
取り付（づ、該枠４２外周面に前述のけラミックコーテ
ィング剤を塗布し、熱処理してセラミック薄膜４３を形
成し、このセラミック薄膜４３を形成した枠４２力会保
持筒２０内周面を円滑に移動できるようにする。

しかして、上記枠４２の外周に、側部にセラミック薄膜
を形成して保持筒２０のスリット２４を内通するように
突設し、該突片２５にワイヤ２６の先端部を固定する。

］−配イメージセンサ４１の前端面４１Δに結像された
光学像は光電変換されて信号線４４を経て手元側に伝達
され、ブラウン管等の表示器に再生されるように構成さ
れている。

この第４実施例においては、第７図にはワイヤ２６が保
持部材２０外周に配設されているが、イメージセンサ４
１の裏面中央等に取付けて挿入部内を挿通ずるよう構成
することもできる。

この第４実施例の作用効果は前述の第２及び第３実施例
と略同様のものとなる。

尚、この第４実施例において、上述のようにセ１７− ラミック薄膜４３を保持筒２０内周面側に形成したり、
突片２５側部ではなくスリット２７１内壁面側にセラミ
ック薄膜を形成することもできる。

尚、上述におけるセラミック薄膜３３．３４゜４３は、
前述した成分のセラミックコーティング剤を用いたもの
に限定されるものでなく、耐摩耗性及び摩擦抵抗の小さ
いものであれば良い。勿論低い温度で焼成できる方が望
ましいが多少高い測度で焼成するものを用いることもで
きる場合がある。又、セラミック薄膜を厚く形成して躾
状のものを用いることもできる。

尚、上述におけるレンズ枠３２．３２Ｂ若しくは枠４２
と、外装部材としての保持筒２０の形状は円筒状に限定
されるものでなく、横断面が正方形、長方形状等であっ
ても本発明は適用できるものである。

上述においては、両面が接触し、一方がスライの間に回
転接触する部材を介装させ、その介装さ１８− れる部材の表面にセラミック（薄）膜を形成した構造の
ように介装させた部材の表面にセラミック膜を形成して
両面との間にセラミック膜を介装させることもできる。

例えば、レンズ枠３２外周に凹部を形成し、各凹部にセ
ラミック薄膜を外周に形成したボールを一部が突出して
回転自在となるように嵌合収容する。しかしてボールを
回転自在に取り付けたレンズ枠３２をボールの突出する
球面が保持筒２０内周而に接するように収容して（つま
りレンズ枠３２の外径は保持筒２０内径より突出させる
ボールの部分だけ小さい）保持筒２０の軸方向にスライ
ド移動できるように構成する。

尚、上記レンズ枠３２の（ｔｉに上記枠４２に対しても
同様に適用できるし、外装部材としての保持筒２０側に
四部を形成してセラミック薄膜を形成したボールを枢着
するよう構成しても良い。

尚、本発明はイメージセンサ又は光学［を束を用いたイ
メージガイドを有する構造の硬性内視鏡に対しても同様
に適用でるきものである。

以上の述べたように本発明によれば、ス・１物１ノンズ
系の少くとも一部を取付しプたレンズ枠、又はイメージ
センサを取付けた枠の外周面と、これらの枠体の外装部
材内周面との間に耐摩耗ｔｑが良りｆで摩擦抵抗の小さ
いセラミック膜を介装し−（あるので、接触する両面の
＊ｗＡを小さくづるど」しに、摩耗して塵を発生するこ
とを解消できる。

従って焦点調節の操作を円滑に１１つことがて“きると
共に、長期にわたり鮮明な観Ｍ　１ｍを嵜ることができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図従来例に係り、；５１１図は従来例
を適用した軟性内視鏡の全体を小Ｊ概略斜視図、第２図
は従来例が形成されている挿入部先端側を示す縦断面図
、第３図は、他の従来例を承り縦断面図、第４図は本発
明の第１１ｆＡ例を示９’＄ｌｌ断面図、第５図は本発
明の第２実施例を承り横断面図、第６図は本発明の第３
実施例を示ＴＩ縦帝１面図、第７図は本発明の第４実施
例を示ＪＩ！ｉ断「ｎ１図である。 １０・・・対物レンズ系　　　２０・・・保持筒２１・
・・イメージガイド　　２４・・・スリット２５・・・
突片　　　　　　　２６・・・ワイヤ３２．３２Ｂ・・
・レンズ枠 ３３．３４．４３・・・セラミック薄膜４１・・・イメ
ージセンサ　　４２・・・枠２１− −ン 第６図 第７図 手　　続　　補　　正　　棗　　（方式）％式％ ２、発明の名称　　　　内視鏡用焦点調節装置０、補１
１−の対象　　　明細書の図面の簡単な説明の欄７、補
１丁の内容　　　別紙の通り １、明ｍｓ第２０ページ第１２行ＦＡ　（図面６’）ｆ
！ａｌＪｌな説明）に、「対１図」とあるを［第１図ｊ
に補正します。 以　１− 手　　続　　補　　　正　　　店　　（自発）２、発明
の名称　　　内視鏡用焦点調節裂開６、補正の対象　　
　明細書の発明の詳細な説明７。補正の内容　　　別紙
の通り １、明りｌ１ｌ書第１３ページ第１８行目に「第１実施
例にように」とあるのを「第１実施例に示すように」と
補正しまず。 以　　」二 ８９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 く１）光学１維束を用いて形成したイメージガイドの端
   面、又は電荷結合デバイス等のイメージセンサの端面に
   対象物の光学像を結像するための対物レンズ系の少なく
   ともその一部が取付けられたレンズ枠又はイメージセン
   サを取付けた枠を外装部材内で可動することにより、前
   記端面に光学像を結像可能とする内視鏡の焦点調節機構
   において、前記レンズ枠又は枠の外周面と、外装部材内
   周面との間にセラミック膜を介装したことを特徴とする
   内視鏡用焦点調節装置。 （２）前記セラミック膜は、外装部材に形成したスリッ
   ト内壁面と、該スリットに貫装される突片側面との間に
   も介装されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内視鏡用焦点調節装！。 （３）前記セラミック膜は、ジルコニア、シリカ。 窒化珪素、炭化珪素等を主成分としたセラミック