| 【発明の名称】 |
内視鏡の対物駆動機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 慶時
|
| 【要約】 |
【課題】操作ワイヤを介する遠隔操作によって対物枠を傾けることなく軸線方向に移動させて、ピンぼけの発生なくフォーカシングやズーミングを行うことができ、しかも軽い操作力量で円滑な操作を行うことができる内視鏡の対物駆動機構を提供すること。
【解決手段】挿入部１の先端内に軸線方向にスライド自在に配置されたスライド筒５５に操作ワイヤ２５の先端を連結し、軸線回りに回転自在に配置されたカム筒５０にスライド筒５５から突設されたピン６５が係合するカム溝５１を形成して、操作ワイヤ２５によってスライド筒５５を軸線方向に移動させることによりカム筒５０が回転駆動され、それによって対物枠３４と受像部枠３５の少なくとも一方を軸線方向に駆動するようにした内視鏡の対物駆動機構において、カム溝５１を、軸線方向に対して１０°ないし４５°の角度をなす方向に傾けて形成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】遠隔操作によって軸線方向に移動する操作ワイヤの先端を挿入部の先端内に軸線方向にスライド自在に配置されたスライド筒に連結し、軸線回りに回転自在に配置されたカム筒に上記スライド筒から突設されたピンが係合するカム溝を形成して、上記操作ワイヤによって上記スライド筒を軸線方向に移動させることにより上記カム筒が回転駆動され、それによって、対物光学系が取り付けられた対物枠と像伝達手段の受像部が取り付けられた受像部枠の少なくとも一方を軸線方向に駆動するようにした内視鏡の対物駆動機構において、上記カム溝を、上記軸線方向に対して１０°ないし４５°の角度をなす方向に傾けて形成したことを特徴とする内視鏡の対物駆動機構。
【請求項２】上記対物枠と上記受像部枠のうち軸線方向に駆動されるように配置された枠と上記スライド筒の各々から上記カム筒に向けてピンが突設されていて、上記各ピンが別々に係合する複数のカム溝が上記カム筒に形成されている請求項１記載の内視鏡の対物駆動機構。
【請求項３】上記スライド筒を先側に向けて付勢する付勢手段が設けられている請求項１又は２記載の内視鏡の対物駆動機構。
【請求項４】上記対物枠と上記受像部枠とを引き離す方向に軸線方向に付勢する付勢手段が設けられている請求項２又は３記載の内視鏡の対物駆動機構。
【請求項５】上記対物枠と上記受像部枠の少なくとも一方の移動によって、フォーカシングとズーミングのいずれか一方又は両方が行われる請求項１、２、３又は４記載の内視鏡の対物駆動機構。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォーカシング又はズーミング等の機能を有する内視鏡の対物駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】内視鏡においてフォーカシング又はズーミング等を行うためには、挿入部の先端に内蔵された対物光学系部分を遠隔操作によって軸線方向に移動させる必要がある。
【０００３】そこで従来は、対物光学系が取り付けられた対物枠を挿入部の先端内に固定的に配置された固定筒内に軸線方向にスライド自在に嵌挿し、遠隔操作によって軸線方向に移動する操作ワイヤの先端を対物枠に連結して、操作ワイヤを介して対物枠を軸線方向にスライドさせることによりフォーカシング又はズーミングを行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】内視鏡の挿入部は細長くて各種の内蔵物が通されているので、フォーカシングやズーミング等の遠隔操作は操作ワイヤを介して行わざるを得ない。
【０００５】しかし、上述のように対物枠に操作ワイヤの先端を直接連結して操作ワイヤを進退させると、操作ワイヤの引っ張り力が対物枠に直接作用するので、対物枠が固定筒とのガタ分だけ傾いて観察画像が部分的にピンぼけになってしまう不具合が発生していた。
【０００６】そこで本発明は、操作ワイヤを介する遠隔操作によって対物枠を傾けることなく軸線方向に移動させて、ピンぼけの発生なくフォーカシングやズーミングを行うことができ、しかも軽い操作力量で円滑な操作を行うことができる内視鏡の対物駆動機構を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明の内視鏡の対物駆動機構は、遠隔操作によって軸線方向に移動する操作ワイヤの先端を挿入部の先端内に軸線方向にスライド自在に配置されたスライド筒に連結し、軸線回りに回転自在に配置されたカム筒に上記スライド筒から突設されたピンが係合するカム溝を形成して、上記操作ワイヤによって上記スライド筒を軸線方向に移動させることにより上記カム筒が回転駆動され、それによって、対物光学系が取り付けられた対物枠と像伝達手段の受像部が取り付けられた受像部枠の少なくとも一方を軸線方向に駆動するようにした内視鏡の対物駆動機構において、上記カム溝を、上記軸線方向に対して１０°ないし４５°の角度をなす方向に傾けて形成したことを特徴とする。
【０００８】なお、上記対物枠と上記受像部枠のうち軸線方向に駆動されるように配置された枠と上記スライド筒の各々から上記カム筒に向けてピンが突設されていて、上記各ピンが別々に係合する複数のカム溝が上記カム筒に形成されていてもよい。
【０００９】そして、上記スライド筒を先側に向けて付勢する付勢手段が設けられていてもよく、上記対物枠と上記受像部枠とを引き離す方向に軸線方向に付勢する付勢手段が設けられていてもよい。
【００１０】なお、上記対物枠と上記受像部枠の少なくとも一方の移動によって、フォーカシングとズーミングのいずれか一方又は両方が行われるとよい。
【００１１】
【発明の実態の形態】図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図２は内視鏡の全体構成を示しており、可撓管状の挿入部１の基端に操作部２が連結され、挿入部１の先端部分に形成された湾曲部４は、操作部２に設けられた湾曲操作ノブ３を回転操作することによって、任意の方向に任意の角度だけ屈曲させることができる。
【００１２】湾曲部４の先端には、対物光学系等が内蔵された先端部本体１０が連結されている。また、挿入部１と操作部２との連結部付近には、挿入部１内に挿通配置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入口５が突出配置されている。６は、フォーカシング又はズーミングの操作を行うための光学系操作レバーである。
【００１３】操作部２の後部に連結された可撓性連結管７の先端にはコネクタ８が連結されており、このコネクタ８は、後述する照明用ライトガイドファイババンドルに対する照明光の供給及び先端部本体１０に内蔵の固体撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光源装置兼ビデオプロセッサ（図示せず）に接続される。
【００１４】図３は先端部本体１０の正面図であり、１１は、観察像を取り入れるための観察窓、１２は、被写体を照明する照明光を射出するための照明窓、１３は処置具挿通チャンネルの出口、１４及び１５は送気ノズル及び送水ノズルである。
【００１５】図４は、観察窓１１と照明窓１２の各中心線を通る断面における挿入部１の先端部分の側面断面図、図５はそのＶ−Ｖ断面図であり、４及び１０は、前出の湾曲部及び先端部本体である。
【００１６】照明窓１２には照明光の配光角を広げる凹レンズ１７が嵌め込まれていて、その内側にライトガイドファイババンドル１８の射出端が配置されている。また観察窓１１には、対物光学系の第１レンズであるカバーレンズ２０が嵌め込まれており、その内側に、対物レンズ群２１と固体撮像素子２４等が配置されている。２２はＹＡＧレーザーカットフィルター、２３はカバーガラスである。
【００１７】湾曲部４の骨組みは、複数の節輪をリベットで回動自在に連結して構成されており、その最先端の節輪４ａが、先端部本体１０の後端部外周面に被嵌されて固定ネジ４ｂによって連結固定されている。
【００１８】４ｃは、固定ネジ４ｂを螺合させるために先端部本体１０に形成された凹み内に配置されたネジ駒、４ｄは湾曲操作ワイヤ、４ｅは、伸縮自在なゴム製の外装チューブである。
【００１９】図７は、通常観察状態における対物光学系２０，２１と固体撮像素子２４の周辺の構成を拡大して示し、図６及び図８は、VI−VI断面及びVIII−VIII断面を示している。
【００２０】先端部本体１０に軸線方向に形成された孔に嵌挿固定された固定外筒２７に対して、固定内筒２８（固定筒）が後側では図６にも示されるように直接嵌合して固定ネジ２９で固定され、前側においては両者２７，２８の間にスペース環３０が介挿固着されていて、両者２７，２８の間には両端部を除く全長にわたって一定の隙間が確保されている。
【００２１】カバーレンズ２０は固定内筒２８の先端に水密的にカシメ固定されていて、カバーレンズ２０の側面と先端部本体１０との間を塞ぐように前蓋３１がスペース環３０に接合されている。
【００２２】前蓋３１とカバーレンズ２０の側面との間の隙間には脱泡したエポキシ系接着剤が充填されており、前蓋３１と先端部本体１０との嵌合面にはシール用のＯリング３２が装着されている。
【００２３】固定内筒２８内には、対物レンズ群２１が取り付けられた対物枠３４と、観察像を撮像するための固体撮像素子２４が取り付けられた受像部枠３５とが、互いに独立して軸線方向に進退自在に嵌挿されている。３３はＯリングである。
【００２４】対物レンズ群２１はレンズ筒３６内に組み付けられてカシメ固定されており、そのレンズ筒３６が対物枠３４に接合されている。ただし、レンズ筒３６を対物枠３４にネジ固定してもよい。
【００２５】３７は、不要周辺光をカットするための遮光マスクである。明るさ絞りは対物レンズ群２１の前端面に配置されている。対物枠３４と受像部枠３５との間には、両者３４，３５を遠ざける方向に付勢する第１の圧縮コイルバネ４７が介装されていて、ガタつきが防止されている。
【００２６】固体撮像素子２４は、例えばＴＡＢ（テープオートメイティングボンディング）基板等の可撓性基板４４の先端に固着されていて、カバーガラス２３が固体撮像素子２４の前端面に接合され、ＹＡＧレーザーカットフィルター２２がカバーガラス２３の前端面に接合されている。
【００２７】可撓性基板４４内には、固体撮像素子２４の駆動回路等を構成する電子部品が搭載されたバッファ基板４３が配置されていて、その後方に信号ケーブル４５が引き出されている。
【００２８】カバーガラス２３と固体撮像素子２４と可撓性基板４４の外周面には、電気絶縁性の薄い絶縁テープ３８が連続的に巻かれていて、導電性の筒状体からなるシールド筒４０がその外側に被嵌されている。シールド筒４０には信号ケーブル４５のシールド線が接続されている。
【００２９】シールド筒４０の先端は固体撮像素子２４の側面の途中の位置にあるので、そこからカバーガラス２３の先端位置まで、絶縁テープ３８の外面部分には脱泡した電気絶縁性のエポキシ系接着剤４１が充填されている。
【００３０】そして、その部分からシールド筒４０の外周にわたってさらに絶縁テープ３９が連続的に巻かれていて、シールド筒４０と受像部枠３５との間の電気絶縁性が確保されている。４６は、受像部枠３５内にゴミが侵入するのを防止するために後端側に充填されたシリコン系接着剤である。
【００３１】このようにして固体撮像素子２４と電子回路とが収容されたシールド筒４０は、受像部枠３５にねじ込まれた固定ネジ４２により押圧固定されている。この固定ネジ４２は、通常観察状態でピント出し調整を行う際に一旦緩めて、さらに後述する近接拡大観察状態に切り換えてピントの確認を行い、良い状態ならば締め付けてシールド筒４０を受像部枠３５に固定する。
【００３２】ただし、その固定ネジ４２の先端面とシールド筒４０の外周面との間には絶縁テープ３９が介在しているので、受像部枠３５とシールド筒４０との間の電気絶縁性が確保されている。
【００３３】固定内筒２８の外周面には、第１、第２及び第３のカム溝５１，５２，５３が形成された円筒形のカム筒５０が、軸線回りに回転自在に被嵌されており、そのカム筒５０を囲む位置に、操作ワイヤ２５によって駆動されて軸線方向にスライドするスライド筒５５が配置されている。
【００３４】スライド筒５５に穿設された孔に操作ワイヤ２５の先端が通されていて、その先端に抜け止め環５７が固着されている。スライド筒５５は、光学系操作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を操作部２側から牽引する動作によって、図７において右方にスライド駆動される。
【００３５】そして、操作ワイヤ２５を逆方向（即ち、前方）に移動させると固定内筒２８の外周を囲んで配置された第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力により、図７において左方にスライド筒５５がスライド駆動される。なお、第２の圧縮コイルバネ５８の付勢力は、通常観察状態において第１の圧縮コイルバネ４７の付勢力より強く設定されている。
【００３６】６２と６３は、挿入部１内において操作ワイヤ２５を案内する二重構造の案内管であり、内側が可撓性チューブ６２、外側が断面形状が矩形の密着巻きコイルパイプ６３からなり、固定外筒２７に半田付け固定された接続パイプ６１に接着固定されている。可撓性チューブ６２は、挿入部１内の各種内蔵物に塗布された潤滑剤が侵入するのを防止する機能を有する。
【００３７】スライド筒５５には、カム筒５０に形成された第１のカム溝５１に先端がガタ無く移動自在に係合する第１のピン６５が、内方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。
【００３８】また対物枠３４には、第２のカム溝５２に頭部が係合する第２のピン６６が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されており、受像部枠３５には、第３のカム溝５３に頭部が係合する第３のピン６７が外方に向けて突出する状態にねじ込み固定されている。
【００３９】なお、固定内筒２８には、第２のピン６６と第３のピン６７が通過する直進溝６８，６９が軸線と平行方向に形成されている。また、第２のピン６６と第３のピン６７は、頭部が第２のカム溝５２と第３のカム溝５３に係合するので、図９にも示されるように、組み立て時にドライバーの先を係合させるスリ割り溝６６ａ，６７ａが、側面に露出しない半月状の窪みにより形成されている。
【００４０】図１は、第１ないし第３のカム溝５１，５２，５３と第１ないし第３のピン６５，６６，６７との係合状態を示す展開図であり、各ピン６５，６６，６７は図７及び図８等に示される通常観察状態の位置にある。
【００４１】なお、第１のカム溝５１がカム筒５０の軸線方向（即ち、光軸方向）となす角度θは、軽い操作力量で円滑な動作を行わせるために１０°〜４５°の範囲にあることが望ましい。この実施の形態ではθ≒３０°に設定されている。
【００４２】この通常観察状態から操作部２の光学系操作レバー６を操作して操作ワイヤ２５を牽引すると、図１０に示されるように、スライド筒５５が第２のコイルバネ５８の付勢力に抗して後方（図１０において右方）にスライドし、それと共に移動する第１のピン６５と第１のカム溝５１との係合によって、カム筒５０が軸線回りに回転駆動される。その回転角度は最大で９０°である。
【００４３】カム筒５０が軸線回りに回転すると、カム筒５０に形成された第２及び第３のカム溝５２，５３と係合する第２及び第３のピン６６，６７が軸線方向に移動させられ、対物枠３４が前方（図１０において左方）にスライドすると共に受像部枠３５が後方（図１０において右方）にスライドする。
【００４４】なお、第１のカム溝５１の長さはカム筒５０の回転角にしてちょうど９０°であるが、第２と第３のカム溝５２，５３はカム筒５０を９０°回転させたときの両端部分が共に第１のカム溝５１より長く形成されている。その結果、第１のカム溝５１とそれに係合する第１のピン６５が、カム筒５０の回転角度を規制するストッパになっている。
【００４５】図１１は、カム筒５０が９０°回転した状態の第１ないし第３のカム溝５１，５２，５３と第１ないし第３のピン６５，６６，６７との係合状態を示す展開図であり、図１２はXII−XII断面を示している。
【００４６】この図１０ないし図１２に示される状態においては、カバーレンズ２０は移動することなく対物レンズ群２１が前方に移動して、固体撮像素子２４が後方に移動する。
【００４７】その結果、ズーミングが行われて、例えば通常観察時には視野角が１２０°で観察距離が５〜１００ｍｍの範囲だったものが、視野角が４０°で観察距離が２〜４ｍｍの範囲になって、顕微鏡的な近接拡大観察状態になる。
【００４８】そして、光学系操作レバー６を中間の任意の位置で止めれば、操作ワイヤ２５とスライド筒５５を介して駆動される対物枠３４と受像部枠３５とが移動範囲の中間位置で止まって、通常観察状態と近接拡大観察状態との間の任意の倍率で観察することができる。
【００４９】なお、θが４５°を越える程度に第１のカム溝５１がカム筒５０の軸線方向に対して大きく傾いていると、操作力量が大きくなるだけでなく、近接拡大状態から通常観察状態に切り換える際の抵抗が大きくなるので、第２の圧縮コイルバネ５８のバネ力を強くする必要があり、そのために第２の圧縮コイルバネ５８の素線径が太くなって先端部本体１０が太くなってしまう。
【００５０】しかし、本発明においては、第１のカム溝５１がカム筒５０の軸線方向に対してなす角度が１０°ないし４５°の範囲なので、第２の圧縮コイルバネ５８の素線径を細くすることができ、その結果、先端部本体１０を細径に形成して優れた挿入性を得ることができる。
【００５１】なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばフォーカシングだけが行われるものでもよく、フォーカシングとズーミングの両方が行われるものでもよい。また、操作ワイヤ２５の牽引によって移動するのが対物レンズ群２１と固体撮像素子２４のいずれか一方でもよい。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、遠隔操作によって操作ワイヤを牽引すると、軸線方向にスライドするスライド筒によってカム筒が軸線回りに回転駆動され、それによって対物枠と受像部枠の一方又は両方が軸線方向に駆動されてフォーカシングやズーミングが行われるので、対物枠を傾けることなく良好なピント状態でフォーカシングやズーミングを行って鮮明な観察像を得ることができ、カム筒を回転駆動するためにスライド筒に突設されたピンが係合するカム溝を、軸線方向に対して１０°ないし４５°の角度でカム筒に形成したことにより、軽い操作力量で円滑に動作させることができると共に、スライド筒を操作ワイヤの牽引方向と反対の方向に向けて付勢してある場合にその付勢手段を小さくして、挿入部の先端を小型化することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】００００００５２７
【氏名又は名称】旭光学工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月２９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三井 和彦
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−４２２０３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）２月１６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２０２６７８ |
|