| 【発明の名称】 |
内視鏡の焦点調節装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伏見 正寛
【氏名】古澤 宏一
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内視鏡の対物レンズ群を光軸に沿って移動させる焦点調節装置であって、前記対物レンズ群を、その光軸と平行に移動自在にガイドするガイド部材と、前記対物レンズ群を光軸に沿って移動させる電磁アクチュエータとを備え、前記電磁アクチュエータは、内視鏡の固定部に固定された、前記光軸に沿って第１のピッチで配設されたコイルを備えた電磁アクチュエータ固定子と、前記レンズ枠に前記電磁アクチュエータ固定子に近接対向して固定された、前記コイルとは異なる第２のピッチで前記光軸に沿って配置された磁性体とを備えていること、を特徴とする内視鏡の焦点調節装置。
【請求項２】 前記第１、第２のピッチの比は、２：３である請求項１に記載の内視鏡の焦点調節装置。
【請求項３】 前記対物レンズ群は、レンズ保持枠に保持され、このレンズ保持枠がガイド部材に、光軸に沿って平行移動自在にガイドされている請求項１または２に記載の内視鏡の焦点調節装置。
【請求項４】 前記電磁アクチュエータは、リニアステッピングモータである請求項１から３のいずれか一項に記載の内視鏡の焦点調節装置。
【請求項５】 前記電磁アクチュエータは、内視鏡の体外操作部に設けられた操作スイッチおよび電源によって段階駆動され、前記対物レンズ群を段階的に移動させる請求項１から３の何れか一項に記載の内視鏡の焦点調節装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、内視鏡の焦点調節装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】内視鏡、硬性鏡など（以下「内視鏡」という）観察距離は、例えば胃に使用するものは一、二センチから十数センチであり、大腸に使用するものは数センチまでである。そこで従来は、これらの観察距離内でピントが合うパンフォーカスレンズを使用していた。この場合、広範囲で比較的良好なピントが得られるが、より精密な観察をするためには、どの距離でも、より近距離でも正確にピントが合うことが望まれる。そこで、焦点調節を可能とした内視鏡では、対物レンズ群をイメージファイバの入射端面に対して接離移動させる機構として、ワイヤあるいはモータが使用されていた。しかし、これらの従来のレンズ駆動機構は大型化し、機構が複雑化してしまう問題があった。そのため、小型、細径が要求されるものには搭載が困難であった。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、構成が簡単で、小型化を図ることができる内視鏡の焦点調節装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】この目的を達成する本発明は、内視鏡の対物レンズ群を光軸に沿って移動させる焦点調節装置であって、前記対物レンズ群を、その光軸と平行に移動自在にガイドするガイド部材と、前記対物レンズ群を光軸に沿って移動させる電磁アクチュエータとを備え、前記電磁アクチュエータは、内視鏡の固定部に固定された、前記光軸に沿って第１のピッチで配設されたコイルを備えた電磁アクチュエータ固定子と、前記レンズ枠に前記電磁アクチュエータ固定子に近接対向して固定された、前記コイルとは異なる第２のピッチで前記光軸に沿って配置された磁性体とを備えたことに特徴を有する。この対物レンズ群を、レンズ保持枠を介して光軸と平行に移動自在にガイドし、電磁アクチュエータによって、このレンズ保持枠を介して光軸に沿って移動させる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態である内視鏡の体内挿入部先端部の概要を示す斜視図である。内視鏡体内挿入部の先端部１１内には、イメージファイバー１３が導かれ、その入射端面１３ｉに、対物レンズ群Ｌ１によって観察像が形成される。対物レンズ群Ｌ１は、筒状のレンズ保持枠１５に固定され、レンズ保持枠１５は、固定鏡筒１７に対物レンズ群Ｌ１の光軸Ｏと平行移動自在にガイドされている。例えば、固定鏡筒１７の内周面に光軸Ｏと平行に１本または２本以上のガイド溝を形成し、レンズ保持枠１５にこのガイド溝に摺動自在に嵌合するガイド突起を設けて、これらのガイド溝およびガイド突起によってレンズ保持枠１５を平行移動自在にガイドする。ガイド溝に代えて、ガイドバーとこれに摺動自在に嵌るスライダとでガイド機構を構成することもできる。
【０００６】なお、図示しないが、内視鏡先端部１１内には、イメージファイバーと並行して、鉗子チャンネル、送吸気チャンネルなどが設けられている。そして、対物レンズ群Ｌ１の前方には、密閉用のカバーガラスが設けられている。
【０００７】固定鏡筒１７およびレンズ保持枠１５には、レンズ保持枠１５を光軸Ｏに沿って平行移動させる駆動手段として、電磁アクチュエータが連結されている。本実施の形態の電磁アクチュエータは、固定鏡筒１７に装着された、光軸Ｏと平行に延びる一対の電磁アクチュエータ固定子２１と、レンズ保持枠１５に装着された一対の電磁アクチュエータ移動子３１とを備えている。
【０００８】一対の電磁アクチュエータ固定子２１はそれぞれ、平板状の基板２２と、基板２２上に第１のピッチで直線上の配置された複数のコイル２３を備えている。一対の電磁アクチュエータ移動子３１はそれぞれ、平板状の基板３２と、基板３２上に、コイル２３の第１のピッチの１．５倍の第２のピッチで光軸Ｏと平行な直線上に配置された複数の磁性体３３を備えている（図３参照）。なお、コイル２３は、鉄芯に巻くことで、より強力な磁力を発揮できる。
【０００９】一対の電磁アクチュエータ固定子２１の各複数のコイル２３には、内視鏡の体外操作部に接続された電源回路４１から通電される。通電は、操作スイッチ４５から操作信号を受けた制御回路４３によって制御される（図３参照）。この実施例の電磁アクチュエータ固定子２１は三相である。つまり、３個の隣り合ったコイル２３を一組として、各組の第１番目、第２番目および第３番目のコイル２３を各番目毎に通電制御するのである。
【００１０】電磁アクチュエータ固定子２１（コイル２３）への通電制御および作動状態について、図４を参照して説明する。（Ａ）は、対物レンズ群Ｌ１を第１の位置に保持している状態を示している。図において、左端を第１番目のコイル２３とすると、各組の第１番目のコイル２３に通電している。図において、符号Ｎで示したコイル２３には正通電、符号Ｓで示したコイル２３には反転（負）通電している。この通電状態では、各通電されているコイル２３に、電磁アクチュエータ移動子３１の奇数番目の磁性体３２が吸引され、この吸引力によって基板３２が、したがって対物レンズ群Ｌ１が第１の位置に保持されている。なお、コイル２３への通電方向は特に問わず全て同方向でよい。また、磁性体３２が永久磁石であれば、そのＳ極またはＮ極と吸引し合うＮ極またはＳ極となる方向に通電する。
【００１１】対物レンズ群Ｌ１を第１の位置から右方向移動（イメージファイバー１３入射端面１３ｉに接近）させるときには、第１番目のコイル２３への通電を遮断し、第３番目のコイル２３に通電する（図４（Ｂ））。すると、電磁アクチュエータ移動子３１の偶数番目の磁性体３３が、励磁された第３番目のコイル２３に吸引されるので、対物レンズ群Ｌ１は右方向に移動し、第２の位置に保持される（図４（Ｃ））。
【００１２】さらに対物レンズ群Ｌ１を右方向移動（入射端面１３ｉに接近）させるときには、第３番目のコイル２３への通電を遮断し、第２番目のコイル２３に通電する（図４（Ｄ））。すると、電磁アクチュエータ移動子３１の奇数番目の磁性体３３がそれぞれ励磁された第２番目のコイル２３に吸引されるので、対物レンズ群Ｌ１は右方向に移動し、第３の位置に保持される（図４（Ｅ））。
【００１３】以上のようにコイル２３への通電を制御することで、対物レンズ群Ｌ１をイメージファイバー１３に向かって、０．５ピッチ単位で接近させることができる。逆に対物レンズＬ２をイメージファイバー１３から離反させるときには、前記通電シーケンスを逆にすれば、０．５ピッチ単位で離反できることは容易に理解できるであろう。なお、本実施例ではコイル２３の第１のピッチと磁性体３３の第２のピッチの比を２：３としたが、ピッチの比はこれに限定されない。このようにコイル２３と磁性体３３のピッチの比を変えることで、コイル２３および磁性体３３のピッチよりもより短いピッチでの移動制御が可能になる。例えば、コイル２３と磁性体３３のピッチの比を３：４にすれば、１／３ピッチで移動制御できる。
【００１４】このように、本実施例では、操作スイッチ４５を操作すると、電磁アクチュエータによって対物レンズ群Ｌ１がイメージファイバー１３の入射端面１３ｉに対して段階的に接離移動するので、近点、遠点を容易に調節することが可能になり、内視鏡先端部をより患部に接近しての拡大観察や、患部から離反しての全体観察をピントの合った状態で観察できる。
【００１５】以上、イメージファイバを備えた内視鏡に適用した実施例について説明したが、本発明は、硬性鏡や、イメージファイバに代えてＣＣＤ撮像素子を使用した電子内視鏡にも適用できる。また、図示実施例では、電磁アクチュエータ固定子、移動子を対物レンズ群を挟んで一対（２個）設けたが、１個でもよく、あるいは二対４個設けてもよい。電磁アクチュエータを、リニアステッピングモータとすることもできる。また、電磁アクチュエータを手動で駆動制御する構成としたが、イメージファイバーを介して入力した画像、あるいは電子内視鏡ではＣＣＤ撮像素子を介して入力した画像に基づいてデフォーカスを求め、そのデフォーカスに基づいて電磁アクチュエータを駆動する構成にもできる。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項１に記載の発明は、内視鏡の対物レンズ群を、直線ステップ移動する電磁アクチュエータによって光軸に沿って進退動させるので、構成が簡単で、小嵩な焦点調節機構を提供できる。電磁アクチュエータのコイルと磁性体のピッチを異ならせているので、それらのピッチよりもより短いピッチでのステップ制御が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００５２７
【氏名又は名称】旭光学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 邦夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−４８０２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１５９９３０ |
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