JP3557936B2

JP3557936B2 - Endoscope with objective lens moving mechanism

Info

Publication number: JP3557936B2
Application number: JP01413399A
Authority: JP
Inventors: 尚武三森
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000210249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用等として用いられる内視鏡の挿入部に設けられ、観察部を構成する対物光学系として、観察深度、結像倍率、視野角等のうちの少なくとも１つを可変にするために、対物光学系を構成する少なくとも１個のレンズを遠隔操作により光軸方向に移動させるようにした対物レンズ移動機構付き内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療用等として用いられる内視鏡は、一般に、術者が手で把持して操作する本体操作部に体腔内への挿入部及び光源装置等に着脱可能に接続されるユニバーサルコードを連設して設けることにより大略構成される。挿入部は、その構造及び機能上、先端側から先端部本体，アングル部及び軟性部から構成され、軟性部は本体操作部への連設部側から大半の長さを有するもので、挿入経路に沿って任意の方向に曲がる構造となっている。先端部本体には、その先端面に照明部，観察部等が設けられると共に、鉗子等の処置具を導出させる処置具導出部が開口している。アングル部は本体操作部側からの遠隔操作で湾曲させることにより、先端部本体を任意の方向に向けることができるようになっている。
【０００３】
以上のように、先端部本体には少なくとも照明部と観察部とが設けられるが、照明部には光学繊維束からなるライトガイドの出射端が臨んでおり、このライトガイドは挿入部から本体操作部を経てユニバーサルコード内にまで延在される。また、観察部には対物光学系が装着されるが、電子内視鏡として構成した場合には、この対物光学系における結像位置に固体撮像素子が配置される。ここで、観察部は、通常、先端部本体の縦断面におけるほぼ中心位置に配置され、照明部はこの観察部に近接した位置に１乃至複数箇所設けられる。これによって、挿入部の概略中心位置に観察視野が形成され、またこの観察視野を中心とした視野範囲の全体に照明光が照射される。とりわけ、挿入部の先端にフードを装着した時に、観察視野がこのフードによりけられるのを最小限に抑制できる。
【０００４】
観察部に設けられる対物光学系としては対物レンズ群を備えているが、この対物レンズ群は複数枚のレンズで構成される。観察部位や治療の目的等によっては観察対象部に対する焦点深度や、結像倍率、さらに視野角等を変化させるようにするのが望ましい。そこで、対物レンズ群のうちの１乃至複数枚のレンズを光軸方向に移動可能な可動レンズとなし、この可動レンズを移動させることにより、焦点深度、結像倍率、視野角等を調整できるように構成したものは従来から知られている。このために、固定的に保持されるレンズは固定レンズ枠に設け、また可動レンズを可動レンズ枠に装着して、この可動レンズ枠を固定レンズ枠内に配置して、この固定レンズ枠をガイドとして可動レンズ枠を光軸方向に移動させるように構成する。
【０００５】
可動レンズを光軸方向に移動させるための駆動手段としては、例えば圧電素子や形状記憶合金、さらには人工筋肉等を用いることが提案されているが、通常は制御ケーブルを用い、この制御ケーブルの先端を可動レンズに連結し、かつその基端部を本体操作部内にまで延在させるようになし、この制御ケーブルを遠隔操作により可動レンズを光軸方向に移動させるように構成される。ここで、可動レンズは被写体側の位置と、結像側の位置との２位置に位置決めされる。つまり、可動レンズを結像側に位置させると、その結像倍率が小さくなるが、焦点深度が深くなる。一方、可動レンズを被写体側に位置させると、結像倍率が大きくなり、また視野角が狭く、焦点深度も浅くなる。従って、観察する箇所やどのような診断を行うか等に基づいて、術者は適宜伝達部材を駆動して、可動レンズの位置を変化させる。この操作は挿入部を体腔内に挿入した状態でも行われる。
【０００６】
このように、観察状態に応じて、可動レンズを光軸方向に移動させることができるが、鮮明な像を取得するには、前述した２つの位置において、可動レンズを正確に位置決めしなければならない。とりわけ、可動レンズの被写体側の位置では、焦点深度が浅くなることから、僅かでも位置がずれていると、像の劣化が著しく大きくなる。従って、少なくとも可動レンズが被写体側に移動した時に、それを正確に位置決めしなければならない。
【０００７】
前述したように、可動レンズの移動は挿入部を体腔内に挿入した状態でも行われることから、この可動レンズは遠隔操作により駆動されるようにする。従って、可動レンズの可動レンズ枠に制御ケーブルを連結して設け、この制御ケーブルを駆動することにより、可動レンズを光軸方向に移動させる。制御ケーブルとしては、可動レンズ枠を直接押し引きするものが知られている。このために、制御ケーブルとしては、スリーブ内に押し引き操作用のワイヤを挿通させて設ける構成とするのが一般的である。ここで、制御ケーブルの構成としては、例えば特開平４−１３１１２号公報に示されたものや、実公昭５５−５５０４１号公報に示されたもの等が従来から知られている。
【０００８】
特開平４−１３１１２号公報には、レンズ群の構成として、前群レンズと、後群レンズと、変倍レンズとからなり、変倍レンズを光軸方向に移動させる構成としたものが開示されている。そして、変倍レンズは前群レンズを支持する前群レンズ枠と後群レンズを支持する後群レンズ枠との間に設けた摺動部に沿って摺動できるようになっており、この変倍レンズを遠隔操作で移動させるために、変倍レンズ枠には操作ワイヤが接続されている。この操作ワイヤは後群レンズ枠に一体に設けた挿通部材に挿通されており、挿通部材には操作ワイヤを挿嵌させたスリーブが連結されている。そして、操作ワイヤの他端をソレノイドに連結して設け、このソレノイドを作動させることによって、変倍レンズを前群レンズ側の位置と後群レンズ側の位置とに移動させるようにしている。即ち、このタイプの制御ケーブルは押し引き操作タイプのものである。
【０００９】
また、実公昭５５−５５０４１号公報には、イメージガイドを用いた内視鏡において、このイメージガイドの入射端と対物光学系との間の距離を変化させる構成としたものが示されている。そして、イメージガイドを移動させるための手段としては、イメージガイドの先端側の口金に突片を設けて、この突片にねじ軸を挿通させ、このねじ軸にワイヤを連結して設け、このワイヤを螺旋管の内部に挿通させ、ワイヤを螺旋管内で軸回りに回転させて、ねじ軸を回転駆動することによって、イメージガイドの入射端位置を調整するようにしている。このタイプの制御ケーブルはワイヤ回転タイプのものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した２つのタイプの制御ケーブルのうち、押し引き操作タイプのものにあっては、操作ワイヤを引っ張る方向には良好な駆動力が作用するが、押し出す方向には十分な駆動力を伝達することができない。従って、操作ワイヤの先端部分に前群レンズ側に変倍レンズを付勢するための付勢手段を装着しなければならない。また、繰り返し操作を行っている間には、操作ワイヤが伸びてしまい、引っ張り時のストロークが変化するという問題点がある。一方、ワイヤ回転タイプの制御ケーブルにあっては、回転時にワイヤに捩れが生じて先端まで回転が円滑に伝達されないという問題点があり、また押し引き操作タイプのものと同様、繰り返し操作を行うと、ワイヤに伸びが生じるおそれもある。
【００１１】
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、遠隔操作により確実に駆動力を可動レンズに伝達して、この可動レンズを正確に往復移動させることができ、しかも常に安定した作動条件に保持できるようにすることにある。
【００１２】
【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、本発明は、挿入部の先端部本体に、固定レンズ枠に装着した固定レンズと、この固定レンズ枠の内面に対して摺動する可動レンズ枠に装着した少なくとも１個の可動レンズとを有する対物光学系を設け、この可動レンズ枠を遠隔操作で光軸方向に移動させる構成とした内視鏡であって、前記可動レンズ枠を前記固定レンズ枠の内面に沿ってガイドするようになし、またこの可動レンズ枠にはアーム部を延出させて設け、このアーム部にナット部を連設し、このナット部にねじ軸を挿嵌させて、このねじ軸に密着コイルからなるフレキシブルシャフトを挿通させ、さらに前記固定レンズ枠には前記ねじ軸を回転自在に支持する軸支部材を連設し、前記フレキシブルシャフトを被装するスリーブをこの軸支部材に固定して設け、かつ前記軸支部材に連設した前記固定レンズ枠に固体撮像素子を連結したプリズムを装着する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１３】
ここで、可動レンズを固定レンズに対して正確に光軸が合った状態で移動させるには、可動レンズ枠の外周面に固定レンズ枠の内面に対して摺動する少なくとも２箇所の摺接面を形成する構成とすれば良い。また、スリーブとフレキシブルシャフトとの少なくとも一方には、その間の摺動性を良好にするための潤滑化処理を施すのが望ましい。そして、スリーブをシリコンオイルが含浸したシリコンゴムで構成することによって良好な摺動性を確保できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、観察部において、固体撮像素子を用い、かつ対物光学系の光軸をプリズムで９０・曲げるようにしたものとしている。
【００１５】
まず、図１に内視鏡の全体の概略構成を示す。同図から明らかなように、内視鏡１は、本体操作部２に体腔内等への挿入部３を連設し、かつこの本体操作部２からユニバーサルコード４を引き出すことにより大略構成されるものである。本体操作部２に連設した挿入部３は、その機能及び構造上、先端側から順に、先端部本体３ａ，アングル部３ｂ及び軟性部３ｃとに分かれている。
【００１６】
先端部本体３ａは、硬質の部材からなり、その先端面には、図２に示したように、照明部１０，観察部１１，処置具導出部１２，洗浄ノズル１３が設けられ、さらにジェット送水部１４が開口している。なお、図示した照明部１０としては、観察部１１を囲むように３箇所設ける構成としているが、この照明部１０は任意の数だけ設ければ良く、またジェット送水部１４は必ずしも設ける必要はない。アングル部３ｂは、先端部本体３ａを所望の方向に向けるべく、上下，左右の各方向に湾曲操作できるようになっている。さらに、軟性部３ｃは挿入部３の大半の長さを占めるもので、この軟性部３ｃは曲げ方向に可撓性があり、かつ耐潰性を有する構造となっており、従って挿入経路に沿って任意の方向に曲がることになる。
【００１７】
図３に挿入部３の先端側の部分の断面を示す。この図から明らかなように、先端部本体３ａは、例えば金属製の本体ブロック２０を有し、この本体ブロック２０には所要箇所に軸線方向に貫通する透孔が形成されている。そして、この本体ブロック２０の先端面には絶縁キャップ２１が装着されて、止めねじ２２により本体ブロック２０に固定されている。アングル部３ｂは、多数のアングルリング２３を枢着ピン２４により順次枢着した節輪構造となっており、アングルリング２３からなる節輪構造体の外周には金属ネットとフッ素ゴム，ＥＰＤＭ，ウレタンゴム等からなる外皮層とを含むカバー部材２５が設けられる。さらに、アングル部３ｂの内部から軟性部３ｃに向けて４本の操作ワイヤ２６が延在されており、これら操作ワイヤ２６は上下と、左右とでそれぞれ対をなし、上下の対の操作ワイヤの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部３ｂは上下方向に湾曲し、また左右の対の操作ワイヤの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部３ｂは左右方向に湾曲する。
【００１８】
また、アングル部３ｂを構成する多数連結されたアングルリング２３のうちの最先端に位置する先端リング２３ａは本体ブロック２０に連結されている。従って、挿入部３においては、絶縁キャップ２１の先端面から、アングル部３ｂのうちの先端リング２３ａとそれに枢着される他のアングルリング２３との枢着部の位置までが硬質部分となっている。
【００１９】
照明部１０は、周知のように、ライトガイドに伝送される照明光を体腔内に向けて照射するものであり、この照明光下で、体腔内を観察することができる。この体腔内の観察は観察部１１により行うが、この観察部１１は挿入部３の先端部本体３ａの先端面において、概略その中心位置に配置されている。これによって、挿入部３の中心位置が観察視野の中心とほぼ一致することなり、この挿入部３の体腔内への挿入操作等の点で有利であると共に、例えば先端部本体３ａにフードを被着させた場合等においては、観察視野のけられが最小限に抑制される。このように、先端部本体３ａの先端に設けた観察部１１の構成について図４乃至図６に基づいて説明する。
【００２０】
まず、図４において、３０は対物光学系を構成するレンズアセンブリであり、このレンズアセンブリ３０は本体ブロック２０に設けた観察部取付部１１ａ（図３参照）に設けた対物光学系を構成するレンズアセンブリ３０を有し、このレンズアセンブリ３０は対物レンズ群３１を備えたものであり、この対物レンズ群３１からの光路はプリズム３２により９０°下方に向けて曲げられるようになっている。そして、対物レンズ群３１の結像位置にはプリズム３２に接合させた固体撮像素子３３ａとその基板３３ｂとからなる固体撮像素子アセンブリ３３が配置されている。また、対物レンズ群３１とプリズム３２との間には所望の特性を有するフィルタ３４が設けられ、さらにこれらに加えて絞り（図示せず）等が設けられる。
【００２１】
図５及び図６からも明らかなように、対物レンズ群３１を構成する一部（１個または複数個）のレンズ３１ａは、光軸方向に移動可能な可動レンズで、残りのレンズ３１ｂは固定レンズとなっている。固定レンズ３１ｂは固定レンズ枠を構成するレンズ支持枠３５に固定的に装着され、このレンズ支持枠３５はプリズム３２の表面に接合されている。また、可動レンズ３１ａは可動レンズ枠３６に装着されて、この可動レンズ枠３６をレンズ支持枠３５の内面に沿って摺動させることによって、可動レンズ３１ａが光軸方向に移動することになる。
【００２２】
可動レンズ３１ａと固定レンズ３１ｂとの光軸を正確に一致させるために、可動レンズ３１ａを設けた可動レンズ枠３６はレンズ支持枠３５内において、光軸方向には移動可能で、それ以外の方向、つまり光軸と直交する方向及び倒れ方向には固定的に保持されている。しかも、光軸方向に移動する際の摺動抵抗を最小限に抑制するために、可動レンズ枠３６の外周面の少なくとも２箇所に摺接面部３６ａが形成されて、この摺接面部３６ａだけをレンズ支持枠３５の内面に当接させることによって、可動レンズ枠３６とレンズ支持枠３５との間の接触面積を少なくしている。而して、図示のものにあっては、摺接面部３６ａは２箇所設けられ、それらは相互に１８０°の位置関係にあり、しかも円周方向に所定の幅を持っている。また、可動レンズ枠３６にはアーム部３７が連設されており、このアーム部３７はレンズ支持枠３５に光軸方向に向けて設けたスリット３５ａを介して外部に導出され、その先端部にはナット部３８が連設されている。ここで、アーム部３７の幅方向の寸法はスリット３５ａの溝幅とほぼ一致しており、これにより可動レンズ枠３６の回転方向の動きが規制される。
【００２３】
以上の構成により、可動レンズ枠３６は光軸方向以外の動きがほぼ完全に規制される。そして、このナット部３８をねじ軸４０に沿って光軸と平行な方向に移動させることによって、可動レンズ枠３６が光軸方向に移動することになる。このように、可動レンズ３１ａを光軸方向に移動可能としたのは、観察深度、結像倍率、視野角等のうちの少なくとも１つを可変にするためのものである。
【００２４】
可動レンズ３１ａは本体操作部２側での遠隔操作により光軸方向に移動できるようになっている。このために、レンズ支持枠３５には突出部３５ｂが連設されており、この突出部３５ｂには概略筒状に形成した軸支部材３９が連設されている。ここで、軸支部材３９は可動レンズ枠３６の駆動手段を保持する支持部として機能する。駆動手段は、アーム部３７の先端に連設したナット部３８と、ねじ軸４０とを備え、またねじ軸４０を回転駆動するための制御ケーブル４１とから構成される。ねじ軸４０はねじ杆部４０ａと回転軸部４０ｂとからなり、回転軸部４０ｂは軸支部材３９に穿設した挿通孔３９ａに回転自在に移動不能に挿嵌されている。また、ねじ杆部４０ａは軸支部材３９から所定の長さ前方に向けて所定の長さ突出しており、ナット部３８はこのねじ杆部４０ａの突出部分に螺合されている。
【００２５】
制御ケーブル４１は、可撓性を有するスリーブ４２内にフレキシブルシャフト４３を挿通させたものから構成される。フレキシブルシャフト４３は、金属線材を密着コイル状に巻回したもので構成され、可動レンズ３１ａを正逆回転させることから、相互に反対方向に巻回した２重のコイルで構成される。これにより、フレキシブルシャフト４３は曲げ方向に可撓性を有し、かつ回転力を伝達する際には、コイルに密着力が作用することから、回転力を確実に先端部分にまで伝達できる。そして、この回転力を伝達する際には、フレキシブルシャフト４３は実質的に剛体となり、しかもそれが曲がった状態であっても、その形状に沿った状態に保持される。フレキシブルシャフト４３の先端は連結部材４４によりねじ軸４０に連結され、またスリーブ４２の先端は接続リング４５で軸支部材３９に固定される。従って、フレキシブルシャフト４３の基端部をスリーブ４２内で軸回りに回転させると、その回転がねじ軸４０にまで伝達されて、このねじ軸４０が回転することにより、ナット部３８及びそれに連結した可動レンズ枠３６が移動する。
【００２６】
而して、このフレキシブルシャフト４３の回転時には、スリーブ４２の内面と摺接するが、この時に生じる摺動摩擦を低減させて、フレキシブルシャフト４３を円滑に回転駆動するために、スリーブ４２には少なくともその内面側に潤滑化処理を行うようにしている。この潤滑化処理は、例えばスリーブ４２をシリコンゴム、特に加硫型シリコンゴムで形成した場合には、メチルフェニルシリコンオイルを含浸させるようにすることができる。なお、これらスリーブの材質及び潤滑化処理剤はこれ以外にも適宜のものを設定でき、また潤滑化処理はスリーブ４２の内面側ではなく、フレキシブルシャフト４３側でも、さらに両部材を共に潤滑化処理することもできる。ただし、スリーブ４２の内部を密閉するのが困難であることから、二硫化モリブデン等の粉末乃至潤滑油等の液体からなる潤滑化処理剤を用いるのは望ましくはない。
【００２７】
ここで、ねじ軸４０は回転は自在であるが、軸線方向に動かないように保持する必要がある。このために、ねじ軸４０におけるねじ杆部４０ａと回転軸部４０ｂとの間の部位にはフランジ部４０ｃが設けられている。従って、このフランジ部４０ｃは挿通孔３９ａの孔径より大きくなっている。一方、ねじ軸４０の基端部に螺挿される連結部材４４は、その外径寸法が挿通孔３９ａより大きくなっており、従ってこの連結部材４４をねじ軸４０に対して螺入することによって、軸支部材３９における挿通孔３９ａの前後の位置にそれぞれフランジ部４０ｃと連結部材４４とが当接する結果、ねじ軸４０は軸線方向に移動不能となる。ただし、連結部材４４をあまり強く締め付けると、ねじ軸４０の回転に対する抵抗が大きくなるので、ねじ軸４０は軸線方向において実質的にがたがなく、しかも挾持力が生じないようにして装着するのが望ましい。
【００２８】
制御ケーブル４１は挿入部３から本体操作部２内に延在されており、そのフレキシブルシャフト４３の基端部は回転軸４７に連結され、またスリーブ４２の基端部は本体操作部２のケーシング等に固定的に保持される。回転軸４７には従動ギア４８が連結して設けられ、この従動ギア４８にはモータ４９の出力軸に設けた駆動ギア５０と噛合しており、モータ４９により駆動ギア５０を回転駆動すると、従動ギア４８がそれに追従して回転することになる結果、回転軸４７及びそれに連結したフレキシブルシャフト４３が軸回りに回転して、このフレキシブルシャフト４３に連結したねじ軸４０が遠隔操作により回転駆動されて、可動レンズ３１ａが光軸方向に移動することになる。そして、このモータ４９の作動を制御するために、本体操作部２にはレンズ制御手段５が設けられており、このレンズ制御手段５は、例えば操作ボタン，トグルスイッチ等で構成される。このレンズ制御手段５を押動することにより、モータ４９のＯＮ，ＯＦＦ制御が行われ、特にトグルスイッチを用いる場合には、可動レンズ３１ａはその可動ストロークの途中位置でも位置決めできる。なお、このフレキシブルシャフト４３の回転は手動操作等でも行える。
【００２９】
而して、可動レンズ３１ａは、図４に示した結像側位置と、図６に示した被写体側位置との２位置に変位可能となっている。結像側位置では、結像倍率が小さく、かつ視野角が広くなる。これに対して、可動レンズ３１ａが被写体側位置に配置されると、結像倍率が大きくなると共に視野角が狭くなる。しかも、可動レンズ３１ａのこれら各位置での焦点深度も変化することになり、被写体側位置では焦点深度が浅くなる。そして、挿入部３を体腔内に挿入した状態で、観察部位により、またどのような診断を行うのか、どのような治療を行うのか、等に応じて、この可動レンズ３１ａを前述した２位置のいずれかに変位させる。従って、制御ケーブル４１を操作することにより可動レンズ３１ａを変位させた時に、この可動レンズ３１ａを前述した結像側位置及び被写体側位置の２位置で正確に位置決めされなければならない。このフレキシブルシャフト４３の回転がねじ軸４０に伝達され、このねじ軸４０が回転することによりナット部３８が軸線方向に移動することから、ねじ軸４０とナット部３８とは回転運動を直進運動に変換する手段である。
【００３０】
このように、制御ケーブル４１を操作してねじ軸４０を回転させることにより可動レンズ３１ａを移動させるが、この可動レンズ３１ａは常に対物レンズ群３１全体の光軸に沿って、つまり固定レンズ３１ｂと光軸が一致した状態を保つようにしなければならない。可動レンズ枠３６の摺接面部３６ａをレンズ支持枠３５の内面に沿って摺動させるのはこのためであり、従って２箇所設けられる摺接面部３６ａは共にレンズ支持枠３５に対して実質的に面接触状態とする。また、可動レンズ３１ａが移動中にみだりに回転方向に変位しないように保持する必要もあり、このためにアーム部３７は、その幅方向において、つまり回転方向において、レンズ支持枠３５のスリット３５ａに対してほぼ隙間のない状態にして挿通されている。その結果、可動レンズ３１ａは極めて正確に位置決めされ、光軸方向以外の動きは実質的に規制される。
【００３１】
以上のように、可動レンズ枠３６から延在させた１本のアーム部３７に連設して設けたナット部３８に作用させて、可動レンズ３１ａを結像側位置と被写体側位置との２位置に変位させるが、これら２位置において、可動レンズ３１ａは極めて正確に位置決めされる。ここで、これら２つの位置で可動レンズ３１ａを位置決めするにはねじ軸４０とナット部３８との間で行うようにしている。この可動レンズ３１ａの位置決めは、レンズ支持枠３５に適宜のストッパを設けることにより行うこともできるが、この可動レンズ３１ａの駆動はねじ軸４０側で行うことから、このねじ軸４０に位置決め手段を設けるのが望ましい。
【００３２】
このために、ねじ軸４０には前後に一対のストッパリング５１，５２が設けられ、ストッパリング５１は可動レンズ３１ａの結像側位置での位置決め手段を構成し、またストッパリング５２は可動レンズ３１ａの被写体側位置での位置決め手段を構成する。ただし、これら各ストッパリング５１，５２は直接可動レンズ３１ａを位置決めするものではないので、各部材の組み付け誤差の影響等を排除するために、観察部１１を構成する各部を組み立てた後に、このアセンブリを挿入部３の先端部本体３ａに装着する前の段階で、ストッパリング５１，５２の位置を調整できるようにしている。ここで、ストッパリング５１，５２は種々の構成を採用できるが、以下にストッパリング５１の一例とこのストッパリング５１とは異なる構成のストッパリング５２の構成の一例を示す。
【００３３】
結像側位置を規制するストッパリング５１は、ねじ軸４０のねじ杆部４０ａに螺合されるものであり、従ってナット部３８がこのストッパリング５１に当接すると、可動レンズ３１ａは結像側位置に正確に位置決めされる。そして、このストッパリング５１を螺回して、そのねじ軸４０への螺合位置を調整することにより結像側位置の調整が行われる。ただし、ナット部３８がこのストッパリング５１に当接した状態で、このナット部３８を回転させると、ストッパリング５１が共回りする可能性があるので、ストッパリング５１はねじ杆部４０ａに対して所定の位置となるように調整された後に、このストッパリング５１を、その周胴部に止めねじを装着させるか、または接着，スポット溶接等により固定するのが望ましい。
【００３４】
一方、被写体側位置を規制するストッパリング５２は、ねじ杆部４０ａに直接螺合させるのではなく、ねじ杆部４０ａから前方に張り出すように設けた小径の第２のねじ部４０ｄに軸線方向に位置調整可能に螺合させるように構成している。そして、第２のねじ部４０ｄは、ねじ杆部４０ａに対して、逆ねじとなるようにするか、または送りピッチ間隔を変えるようにする。この結果、ナット部３８がこのストッパリング５２に接合された状態で、このナット部３８をさらに回転させたとしても、ストッパリング５２が共回りするおそれはない。特に、可動レンズ３１ａの被写体側位置では、対物レンズ群３１における焦点深度が浅くなるので、結像側位置と比較して、より正確な位置決めが必要となり、また観察部１１を組み立てた後にも、その位置調整も行えるようにする。そこで、ナット部３８は螺回されるものであるから、ナット部３８の停止位置でこのナット部３８をさらに高精度に位置決めするには、図７及び図８に示したように構成するのが望ましい。
【００３５】
而して、ストッパリング５２には、その円周方向の一部分に軸線方向への突出部５２ａが形成されており、またナット部３８の先端部にも、それに対応する突出部３８ａが設けられている。そして、これら両突出部５２ａ，３８ａには、それぞれ相対向するように接合面５２Ｔ，３８Ｔが形成され、これら接合面５２Ｔ，３８Ｔがナット部３８を所定の位置に位置決めする位置決め壁として機能するようになっている。これによって、ナット部３８は図８に矢印で示した回転方向に押圧力を加えることにより位置決めされる結果、その位置設定は極めて微細に行えるようになる。
【００３６】
ここで、可動レンズ枠３６の駆動はねじ軸４０とナット部３８との螺合部で行うことから、その間の螺合条件をできるだけ良好に保つ必要がある。例えば、アングル部３ｂの湾曲操作時には、操作ワイヤ２６が押し引き操作されるが、この時に摺動による摩耗粉が発生する等のことから、ねじ軸４０またはナット部３８の表面に異物や汚損物等が付着するおそれがある。そうすると、その間の螺合条件が悪くなり、ナット部３８の動きの円滑性が確保されなくなる。これを避けるために、レンズ支持枠３５の先端近傍の部位から立ち上がり、軸支部材３９の上部における先端部分にかけて、これらねじ軸４０及びナット部３８の部位を密閉する保護カバー５３が装着されている。
【００３７】
而して、対物光学系は、その全体を組み立てた後に、挿入部３における先端部本体３ａに組み込まれる。まず、レンズ支持枠３５内には、固定レンズ３１ｂを取り外した状態で、可動レンズ３１ａを装着した可動レンズ枠３６を装着するが、この時にはねじ軸４０にはストッパリング５１を螺挿しておき、可動レンズ枠３６と一体に設けたナット部３８をねじ軸４０のねじ杆部４０ａに螺合させ、さらにストッパリング５１を第２のねじ部４０ｄに螺合させる。この状態にして、可動レンズ枠３６をレンズ支持枠３５内に挿入して、この可動レンズ枠３６から延在させたアーム部３７をスリット３５ａから外部に導出させる。
【００３８】
可動レンズ枠３６をレンズ支持枠３５に挿入すると、このレンズ支持枠３５と一体に設けた軸支部材３９における挿通孔３９ａ内にねじ軸４０の回転軸部４０ｂが挿入されることになり、フランジ部４０ｃを軸支部材３９の端面に当接させると、回転軸部４０ｂが軸支部材３９の挿通孔３９ａを貫通することになる。そこで、制御ケーブル４１を構成するフレキシブルシャフト４３の先端に連結した連結部材４４をねじ軸４０の回転軸部４０ｂの端面に螺挿して、この連結部材４４とフランジ部４０ｃとの間で軸支部材３９を挾持するように組み込んだ後に、スリーブ４２に連結した接続リング４５を軸支部材３９に取り付ける。さらに、対物レンズ群３１を構成する固定レンズ３１ｂをレンズ支持枠３５内の所定の位置に組み込む。これによって、対物光学系及び固体撮像素子アセンブリ３３からなる観察部１１の全体が組み立てられる。
【００３９】
そこで、フレキシブルシャフト４３を回転駆動して、可動レンズ３１ａを光軸方向に動かして、ナット部３８がストッパリング５１に当接する結像側位置に変位させて、その時における最も鮮明な画像が得られるように、ストッパリング５１の螺合位置を調整する。また、ナット部３８がストッパリング５２と当接する被写体位置でも、同様の作業を行うことによって、ストッパリング５２の位置を、被写体側位置で最も鮮明な画像が得られる位置となるように調整する。これらの調整は、対物光学系を組み込んだ後に行えるものである。そして、以上のようにして観察部１１を組み立てた後に、内視鏡１における挿入部３の先端部本体３ａに設けた観察部取付部１１ａに組み込まれて、止めねじ等によりこの観察部取付部１１ａに固定される。
【００４０】
内視鏡１における挿入部３を患者の体腔内に挿入した状態で、例えば検査・診断を行う患部等の体腔内壁の全体を見るか、または部分的に拡大して検査するために、観察部１１を体腔内壁に近づけるように操作することがある。このために、対物光学系の結像倍率や視野角を変えることになるが、この操作は本体操作部２に設けたレンズ制御手段５を操作することにより行われる。つまり、レンズ制御手段５を操作すると、モータ４９が作動して、制御ケーブル４１を構成するフレキシブルシャフト４３をスリーブ４２内で軸回りに回転させることによって、この回転をねじ軸４０にまで伝達する。ここで、制御ケーブル４１が曲がっている際等においては、フレキシブルシャフト４３はスリーブ４２の内面に対して摺動するが、このスリーブ４２の内面はメチルフェニルシリコンオイルを含浸させる等により潤滑化処理が施されているので、このフレキシブルシャフト４３の摺動が円滑に行われ、その回転に対する抵抗が小さくなり、軽い負荷で円滑に回転する。
【００４１】
ねじ軸４０が回転すると、そのねじ杆部４０ａに螺合させたナット部３８が作動する。ここで、ナット部３８に連設したアーム部３７はレンズ支持枠３５のスリット３５ａに実質的に当接しているので、このナット部３８は回転不能となっている。従って、ねじ軸４０の回転によりナット部３８は、このねじ軸４０の軸線方向に移動することになる結果、可動レンズ枠３６はレンズ支持枠３５の内面に沿って固定レンズ３１ｂに近接・離間する方向に移動して、結像側位置または被写体側位置に変位する。
【００４２】
ねじ軸４０はレンズ支持枠３５に一体に設けた軸支部材３９に支持され、しかもこの可動レンズ枠３６は倒れ方向にも、また回転方向にも規制されている。従って、この軸支部材３９に穿設した挿通孔３９ａの軸線を対物レンズ群３１の光軸と正確に平行に設け、かつねじ軸４０の直進性を保持させることによって、可動レンズ枠３６を確実に光軸方向に移動させることができ、対物レンズ群３１を構成する可動レンズ３１ａと固定レンズ３１ｂとの間で光軸のずれが生じることはない。
【００４３】
可動レンズ３１ａの光軸がずれないようにして正確に移動させるためには、可動レンズ枠３６の摺接面部３６ａをレンズ支持枠３５の内面に対して密着させる必要があり、このために可動レンズ枠３６を移動させる時の摺動抵抗が大きくなるが、制御ケーブル４１を構成するフレキシブルシャフト４３の回転を、ねじ軸４０とナット部３８との螺合により直進運動に変換しているので、可動レンズ３１ａを結像側位置に変位させる時にも、また被写体側位置に変位させる時にも、実質的に同じ駆動力で、しかも可動レンズ枠３６の摺動抵抗に十分打ち勝つだけの強力な駆動力を作用させることができる。しかも、このねじ軸４０とナット部３８との螺合部において、必要なバックラッシュを持たせることによって、この螺合部で加工誤差や組み付け誤差等を吸収できるので、これらの誤差が存在していても、可動レンズ枠３６の動きに支障を来すことはない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、固定レンズ枠に支持される可動レンズ枠を光軸方向に移動させるに当って、遠隔操作により確実に駆動力を可動レンズ枠に伝達して、可動レンズを正確に結像側位置と被写体側位置との間で往復移動させることができ、かつ常に安定した作動条件に保持できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す内視鏡の概略構成図である。
【図２】図１の内視鏡の挿入部の先端面を示す外観図である。
【図３】挿入部の先端近傍の縦断面図である。
【図４】観察部の可動レンズの駆動機構を示す縦断面図である。
【図５】レンズアセンブリの分解斜視図である。
【図６】可動レンズを前進させた状態を示す図４と同様の断面図である。
【図７】ナット部とストッパリングとの係合前の状態を示す作用説明図である。
【図８】ナット部とストッパリングとの係合状態を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１内視鏡２本体操作部
３挿入部３ａ先端部本体
３ｂアングル部１１観察部
３０レンズアセンブリ３１対物レンズ群
３５レンズ支持枠３５ａスリット
３５ｂ突出部３６可動レンズ枠
３６ａ摺接面部３７アーム部
３８ナット部３８ａ突出部
３８Ｔ接合面３９軸支部材
３９ａ挿通孔４０ねじ軸
４０ａねじ杆部４０ｂ回転軸部
４０ｃフランジ部４０ｄ第２のねじ部
５１，５２ストッパリング５３カバー部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides at least one of an observation depth, an imaging magnification, a viewing angle, and the like as an objective optical system provided in an insertion section of an endoscope used for medical use and the like, which constitutes an observation section. Therefore, the present invention relates to an endoscope with an objective lens moving mechanism in which at least one lens constituting an objective optical system is moved in an optical axis direction by remote control.
[0002]
[Prior art]
In general, endoscopes used for medical purposes are provided with a main body operation unit that is grasped and operated by a surgeon's hand and a universal cord that is detachably connected to an insertion unit into a body cavity and a light source device. It is roughly configured by providing the same. The insertion portion is composed of a distal end main body, an angle portion, and a flexible portion from the distal end side in terms of its structure and function, and the flexible portion has most of the length from the side of the connecting portion to the main body operation portion. Bends in any direction along. The distal end main body is provided with an illumination unit, an observation unit, and the like on the distal end surface thereof, and has an opening for a treatment tool lead-out unit for leading a treatment tool such as forceps. By bending the angle portion by remote operation from the main body operation portion side, the tip portion main body can be directed in an arbitrary direction.
[0003]
As described above, at least the illumination unit and the observation unit are provided on the distal end main body, and the emission end of the light guide made of an optical fiber bundle faces the illumination unit. And extended into the universal cord through the section. An objective optical system is mounted on the observation unit. When the objective optical system is configured as an electronic endoscope, a solid-state image sensor is arranged at an image forming position in the objective optical system. Here, the observation unit is usually arranged at a substantially central position in a vertical section of the distal end body, and one or a plurality of illumination units are provided at positions close to the observation unit. As a result, an observation field is formed at the approximate center position of the insertion section, and illumination light is applied to the entire field range centered on the observation field. In particular, when a hood is attached to the distal end of the insertion portion, it is possible to minimize the shading of the observation visual field by the hood.
[0004]
The objective optical system provided in the observation unit includes an objective lens group, and the objective lens group includes a plurality of lenses. Depending on the observation site, the purpose of the treatment, and the like, it is desirable to change the depth of focus with respect to the observation target portion, the imaging magnification, the viewing angle, and the like. Therefore, one or more lenses of the objective lens group are formed as movable lenses that can be moved in the optical axis direction, and by moving this movable lens, the depth of focus, the imaging magnification, the viewing angle, and the like can be adjusted. Is conventionally known. For this purpose, the fixedly held lens is provided on the fixed lens frame, the movable lens is mounted on the movable lens frame, and the movable lens frame is disposed in the fixed lens frame, and the fixed lens frame is guided. To move the movable lens frame in the optical axis direction.
[0005]
As a driving means for moving the movable lens in the optical axis direction, for example, it has been proposed to use a piezoelectric element, a shape memory alloy, or an artificial muscle. The distal end is connected to the movable lens, and the proximal end thereof is extended into the main body operation section. The control cable is configured to remotely move the movable lens in the optical axis direction. Here, the movable lens is positioned at two positions: a position on the subject side and a position on the imaging side. That is, when the movable lens is positioned on the image forming side, the image forming magnification is reduced, but the depth of focus is increased. On the other hand, when the movable lens is positioned on the subject side, the imaging magnification increases, the viewing angle becomes narrow, and the depth of focus also becomes shallow. Therefore, the operator appropriately changes the position of the movable lens by driving the transmission member based on the location to be observed and what kind of diagnosis is performed. This operation is performed even when the insertion section is inserted into the body cavity.
[0006]
As described above, the movable lens can be moved in the optical axis direction according to the observation state, but in order to obtain a clear image, the movable lens must be accurately positioned at the above-described two positions. . In particular, since the depth of focus is shallow at the position of the movable lens on the subject side, even if the position is slightly deviated, the deterioration of the image becomes extremely large. Therefore, at least when the movable lens moves to the subject side, it must be accurately positioned.
[0007]
As described above, since the movement of the movable lens is performed even when the insertion portion is inserted into the body cavity, the movable lens is driven by remote control. Accordingly, a control cable is connected to the movable lens frame of the movable lens and provided, and the movable cable is moved in the optical axis direction by driving the control cable. As a control cable, a cable that directly pushes and pulls a movable lens frame is known. For this reason, the control cable generally has a configuration in which a wire for push / pull operation is inserted through the sleeve. Here, as a configuration of the control cable, for example, a configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-131312, a configuration disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 55-55041, and the like are conventionally known.
[0008]
Japanese Patent Laying-Open No. 4-13112 discloses a lens group comprising a front lens group, a rear lens group, and a variable power lens, and configured to move the variable power lens in the optical axis direction. ing. The variable power lens is slidable along a sliding portion provided between the front lens frame supporting the front lens group and the rear lens frame supporting the rear lens group. An operation wire is connected to the variable magnification lens frame in order to move the magnification lens remotely. The operation wire is inserted through an insertion member provided integrally with the rear lens frame, and a sleeve into which the operation wire is inserted is connected to the insertion member. The other end of the operation wire is connected to a solenoid, and the solenoid is operated to move the variable power lens to a position on the front group lens side and a position on the rear group lens side. That is, this type of control cable is of a push-pull operation type.
[0009]
Japanese Utility Model Publication No. 55-55041 discloses an endoscope using an image guide in which the distance between the entrance end of the image guide and the objective optical system is changed. As means for moving the image guide, a protrusion is provided on the base on the tip side of the image guide, a screw shaft is inserted through the protrusion, and a wire is connected to the screw shaft and provided. Is inserted into the spiral tube, the wire is rotated around the axis in the spiral tube, and the screw shaft is rotationally driven to adjust the position of the incident end of the image guide. This type of control cable is of the wire rotating type.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, among the two types of control cables described above, in the push-pull operation type, a good driving force acts in the pulling direction of the operation wire, but a sufficient driving force is transmitted in the pushing direction. Can not do it. Therefore, an urging means for urging the zoom lens toward the front lens group must be attached to the distal end of the operation wire. In addition, there is a problem in that the operation wire is elongated during the repeated operation, and the stroke at the time of pulling changes. On the other hand, in the case of a wire rotation type control cable, there is a problem that the wire is twisted at the time of rotation and the rotation is not smoothly transmitted to the distal end. In addition, the wire may be stretched.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reliably transmit a driving force to a movable lens by remote control, and to accurately reciprocate the movable lens. Another object of the present invention is to always maintain stable operating conditions.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a method for fixing a fixed lens mounted on a fixed lens frame to a distal end main body of an insertion portion, and at least mounting a movable lens frame sliding on an inner surface of the fixed lens frame. An endoscope provided with an objective optical system having one movable lens and moving the movable lens frame in the optical axis direction by remote control, wherein the movable lens frame is mounted on an inner surface of the fixed lens frame. The movable lens frame is provided with an arm extending therefrom, a nut is connected to the arm, a screw shaft is inserted into the nut, and a screw shaft is inserted into the arm. A flexible shaft made of a close-contact coil is inserted into the fixed lens frame, and a supporting member for rotatably supporting the screw shaft is connected to the fixed lens frame, and a sleeve for covering the flexible shaft is attached to the supporting member. Provided constant And mounting a prism having a solid-state imaging device connected to the fixed lens frame connected to the shaft support member. It is characterized by having a configuration.
[0013]
Here, in order to move the movable lens with the optical axis accurately aligned with the fixed lens, at least two sliding contact surfaces sliding on the outer peripheral surface of the movable lens frame with respect to the inner surface of the fixed lens frame. May be formed. Further, it is desirable that at least one of the sleeve and the flexible shaft is subjected to a lubrication treatment for improving the slidability therebetween. Good slidability can be ensured by forming the sleeve from silicone rubber impregnated with silicone oil.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a solid-state imaging device is used in the observation unit, and the optical axis of the objective optical system is bent by 90 degrees using a prism. .
[0015]
First, FIG. 1 shows a schematic configuration of the entire endoscope. As is apparent from FIG. 1, the endoscope 1 is generally configured by connecting an insertion portion 3 into a body cavity or the like to a main body operation portion 2 and pulling out a universal cord 4 from the main body operation portion 2. Things. The insertion section 3 connected to the main body operation section 2 is divided into a front end main body 3a, an angle section 3b, and a flexible section 3c in order from the front end side in terms of function and structure.
[0016]
The distal end body 3a is made of a hard member, and on its distal end surface, as shown in FIG. 2, an illumination unit 10, an observation unit 11, a treatment tool lead-out unit 12, and a cleaning nozzle 13 are provided. The part 14 is open. The illustrated illumination unit 10 is provided at three locations so as to surround the observation unit 11, but the illumination unit 10 may be provided in an arbitrary number, and the jet water supply unit 14 is not necessarily provided. . The angle portion 3b can be operated to bend in up, down, left and right directions in order to direct the distal end portion main body 3a in a desired direction. Furthermore, the flexible portion 3c occupies most of the length of the insertion portion 3, and the flexible portion 3c has a structure that is flexible in the bending direction and has a crush-resistant structure. Bends in any direction.
[0017]
FIG. 3 shows a cross section of a portion on the distal end side of the insertion section 3. As is apparent from this figure, the distal end portion main body 3a has a main body block 20 made of, for example, a metal, and a through hole is formed in a required portion of the main body block 20 so as to penetrate in the axial direction. An insulating cap 21 is attached to the tip end surface of the main body block 20, and is fixed to the main body block 20 by a set screw 22. The angle portion 3b has a node ring structure in which a number of angle rings 23 are sequentially pivoted by pivot pins 24. A metal net and fluoro rubber, EPDM, urethane are provided around the node ring structure composed of the angle rings 23. A cover member 25 including an outer layer made of rubber or the like is provided. Further, four operation wires 26 extend from the inside of the angle portion 3b toward the flexible portion 3c, and these operation wires 26 form a pair at the top and bottom, and at the left and right, respectively. When one is pulled and the other is extended, the angle portion 3b is bent in the vertical direction. When one of the pair of left and right operation wires is pulled and the other is extended, the angle portion 3b is curved in the left and right direction.
[0018]
The tip ring 23a located at the forefront of the multiple connected angle rings 23 constituting the angle portion 3b is connected to the main body block 20. Therefore, in the insertion portion 3, the portion from the distal end surface of the insulating cap 21 to the position of the pivotal connection between the distal end ring 23a of the angle portion 3b and the other angle ring 23 pivotally connected thereto is a hard portion. I have.
[0019]
As is well known, the illumination unit 10 irradiates the illumination light transmitted to the light guide toward the inside of the body cavity, and can observe the inside of the body cavity under the illumination light. The observation of the inside of the body cavity is performed by the observation unit 11, and the observation unit 11 is disposed approximately at the center of the distal end surface of the distal end main body 3 a of the insertion unit 3. As a result, the center position of the insertion section 3 substantially coincides with the center of the observation field of view, which is advantageous in terms of the operation of inserting the insertion section 3 into the body cavity, and also, for example, covering the tip main body 3a with a hood. In the case of wearing, for example, blurring of the observation visual field is suppressed to a minimum. The configuration of the observation unit 11 provided at the distal end of the distal end body 3a will be described with reference to FIGS.
[0020]
First, in FIG. 4, reference numeral 30 denotes a lens assembly constituting an objective optical system, and the lens assembly 30 comprises a lens constituting an objective optical system provided on an observation unit mounting portion 11a provided on the main body block 20 (see FIG. 3). The lens assembly 30 includes an objective lens group 31. An optical path from the objective lens group 31 is bent downward by 90 ° by a prism 32. A solid-state imaging device assembly 33 including a solid-state imaging device 33a joined to a prism 32 and a substrate 33b is arranged at an image forming position of the objective lens group 31. In addition, a filter 34 having desired characteristics is provided between the objective lens group 31 and the prism 32, and an aperture (not shown) and the like are further provided in addition to these.
[0021]
As is clear from FIGS. 5 and 6, a part (one or a plurality) of lenses 31a constituting the objective lens group 31 is a movable lens movable in the optical axis direction, and the remaining lens 31b is fixed. Has become a lens. The fixed lens 31b is fixedly mounted on a lens support frame 35 constituting a fixed lens frame, and the lens support frame 35 is joined to the surface of the prism 32. Further, the movable lens 31a is mounted on the movable lens frame 36, and the movable lens frame 36 is slid along the inner surface of the lens support frame 35, whereby the movable lens 31a moves in the optical axis direction.
[0022]
In order to accurately match the optical axes of the movable lens 31a and the fixed lens 31b, the movable lens frame 36 provided with the movable lens 31a is movable in the optical axis direction in the lens support frame 35, and is movable in other directions. That is, it is fixedly held in a direction perpendicular to the optical axis and in a falling direction. In addition, in order to minimize the sliding resistance when moving in the optical axis direction, at least two sliding contact surfaces 36a are formed on the outer peripheral surface of the movable lens frame 36, and only the sliding contact surface 36a is used. By contacting the inner surface of the lens support frame 35, the contact area between the movable lens frame 36 and the lens support frame 35 is reduced. Thus, in the illustrated embodiment, two sliding contact surface portions 36a are provided at two positions, and they have a positional relationship of 180 ° with each other and have a predetermined width in the circumferential direction. An arm 37 is connected to the movable lens frame 36. The arm 37 is led out through a slit 35a provided in the lens support frame 35 in the optical axis direction. Is provided with a nut portion 38 continuously. Here, the dimension of the arm portion 37 in the width direction is substantially equal to the groove width of the slit 35a, thereby restricting the movement of the movable lens frame 36 in the rotation direction.
[0023]
With the above configuration, the movement of the movable lens frame 36 other than in the optical axis direction is almost completely restricted. The movable lens frame 36 moves in the direction of the optical axis by moving the nut 38 along the screw axis 40 in a direction parallel to the optical axis. The reason why the movable lens 31a is movable in the optical axis direction is to change at least one of the observation depth, the imaging magnification, the viewing angle, and the like.
[0024]
The movable lens 31a can be moved in the optical axis direction by remote control on the main body operation unit 2 side. For this purpose, a protrusion 35b is continuously provided on the lens support frame 35, and a shaft support member 39 formed in a substantially cylindrical shape is continuously provided on the protrusion 35b. Here, the shaft support member 39 functions as a support unit that holds a driving unit of the movable lens frame 36. The driving means includes a nut 38 connected to the tip of the arm 37, a screw shaft 40, and a control cable 41 for driving the screw shaft 40 to rotate. The screw shaft 40 includes a screw rod portion 40a and a rotating shaft portion 40b. The rotating shaft portion 40b is rotatably and non-movably inserted into an insertion hole 39a formed in the shaft support member 39. The screw rod portion 40a protrudes a predetermined length forward from the shaft support member 39 by a predetermined length, and the nut portion 38 is screwed to a protruding portion of the screw rod portion 40a.
[0025]
The control cable 41 is configured by inserting a flexible shaft 43 into a sleeve 42 having flexibility. The flexible shaft 43 is configured by winding a metal wire in a contact coil shape, and is configured by a double coil wound in opposite directions because the movable lens 31a is rotated forward and reverse. Accordingly, the flexible shaft 43 has flexibility in the bending direction, and when transmitting the rotational force, the adhesive force acts on the coil, so that the rotational force can be reliably transmitted to the distal end portion. Then, when transmitting this rotational force, the flexible shaft 43 becomes substantially rigid, and even if it is bent, it is maintained in a state conforming to its shape. The distal end of the flexible shaft 43 is connected to the screw shaft 40 by a connecting member 44, and the distal end of the sleeve 42 is fixed to the shaft support member 39 by a connection ring 45. Therefore, when the base end of the flexible shaft 43 is rotated around the axis in the sleeve 42, the rotation is transmitted to the screw shaft 40, and the screw shaft 40 rotates, thereby connecting the nut portion 38 and the nut portion 38 thereto. The movable lens frame 36 moves.
[0026]
When the flexible shaft 43 rotates, the inner surface of the sleeve 42 comes into sliding contact with the inner surface of the sleeve 42. To reduce the sliding friction generated at this time and smoothly rotate the flexible shaft 43, the sleeve 42 has at least the inner surface. The lubrication process is performed on the side. In the lubrication process, for example, when the sleeve 42 is formed of silicone rubber, particularly vulcanized silicone rubber, it can be impregnated with methylphenyl silicone oil. In addition, the material of the sleeve and the lubricating agent can be appropriately set in addition to the above, and the lubricating process is performed not only on the inner surface side of the sleeve 42 but also on the flexible shaft 43 side. You can also. However, since it is difficult to seal the inside of the sleeve 42, it is not desirable to use a lubricating agent composed of a powder such as molybdenum disulfide or a liquid such as a lubricating oil.
[0027]
Here, the screw shaft 40 is freely rotatable, but needs to be held so as not to move in the axial direction. For this purpose, a flange portion 40c is provided in a portion of the screw shaft 40 between the screw rod portion 40a and the rotating shaft portion 40b. Therefore, the flange portion 40c is larger than the hole diameter of the insertion hole 39a. On the other hand, the outer diameter of the connecting member 44 screwed into the base end of the screw shaft 40 is larger than the insertion hole 39a. Therefore, by screwing the connecting member 44 into the screw shaft 40, As a result of the flange portion 40c and the connecting member 44 abutting on the front and rear positions of the insertion hole 39a in the shaft support member 39, the screw shaft 40 cannot move in the axial direction. However, if the connecting member 44 is tightened too strongly, the resistance to the rotation of the screw shaft 40 increases. Therefore, the screw shaft 40 is mounted so that there is substantially no play in the axial direction and no clamping force is generated. Is desirable.
[0028]
The control cable 41 extends from the insertion section 3 into the main body operation section 2. The base end of the flexible shaft 43 is connected to the rotating shaft 47, and the base end of the sleeve 42 is the casing of the main body operation section 2. Are fixedly held. A driven gear 48 is connected to the rotating shaft 47, and is meshed with a driving gear 50 provided on an output shaft of a motor 49. When the driving gear 50 is driven to rotate by the motor 49, the driven gear 48 is driven. As a result of the rotation of the gear 48 following the rotation, the rotation shaft 47 and the flexible shaft 43 connected thereto rotate around the axis, and the screw shaft 40 connected to the flexible shaft 43 is rotationally driven by remote control. Thus, the movable lens 31a moves in the optical axis direction. In order to control the operation of the motor 49, a lens control unit 5 is provided in the main body operation unit 2, and the lens control unit 5 includes, for example, an operation button, a toggle switch, and the like. By pressing the lens control means 5, ON / OFF control of the motor 49 is performed. In particular, when a toggle switch is used, the movable lens 31a can be positioned even in the middle of its movable stroke. The rotation of the flexible shaft 43 can be performed by manual operation or the like.
[0029]
Thus, the movable lens 31a can be displaced to two positions, that is, the imaging side position shown in FIG. 4 and the subject side position shown in FIG. At the imaging side position, the imaging magnification is small and the viewing angle is wide. On the other hand, when the movable lens 31a is disposed at the position on the subject side, the imaging magnification increases and the viewing angle decreases. In addition, the depth of focus of the movable lens 31a at each of these positions also changes, and the depth of focus becomes shallow at the position on the subject side. Then, with the insertion portion 3 inserted into the body cavity, the movable lens 31a is moved to the above-described two positions depending on the observation site, what kind of diagnosis is to be performed, what kind of treatment is to be performed, and the like. Displace to either. Therefore, when the movable lens 31a is displaced by operating the control cable 41, the movable lens 31a must be accurately positioned at the above-described two positions of the imaging side position and the subject side position. The rotation of the flexible shaft 43 is transmitted to the screw shaft 40, and the rotation of the screw shaft 40 causes the nut portion 38 to move in the axial direction. Therefore, the rotation of the screw shaft 40 and the nut portion 38 is changed to a linear motion. It is a means to convert.
[0030]
As described above, the movable lens 31a is moved by operating the control cable 41 and rotating the screw shaft 40. The movable lens 31a is always moved along the optical axis of the entire objective lens group 31, that is, the movable lens 31a is moved along with the fixed lens 31b. The optical axes must be kept aligned. It is for this reason that the sliding contact surface portion 36a of the movable lens frame 36 is slid along the inner surface of the lens support frame 35. Therefore, the sliding contact surface portions 36a provided at two places are substantially both with respect to the lens supporting frame 35. The surface is in contact. In addition, it is necessary to hold the movable lens 31a so as not to be displaced in the rotation direction unnecessarily during the movement. For this reason, the arm portion 37 is moved with respect to the slit 35a of the lens support frame 35 in the width direction, that is, in the rotation direction. It is inserted with almost no gap. As a result, the movable lens 31a is positioned very accurately, and movement in directions other than the optical axis direction is substantially restricted.
[0031]
As described above, the movable lens 31a is caused to act on the nut portion 38 provided continuously with the one arm portion 37 extending from the movable lens frame 36, thereby moving the movable lens 31a between the image forming side position and the subject side position. The movable lens 31a is extremely accurately positioned at these two positions. Here, positioning of the movable lens 31a at these two positions is performed between the screw shaft 40 and the nut portion 38. The positioning of the movable lens 31a can be performed by providing an appropriate stopper on the lens support frame 35, but since the driving of the movable lens 31a is performed on the screw shaft 40 side, positioning means is provided on the screw shaft 40. It is desirable to provide.
[0032]
For this purpose, a pair of stopper rings 51 and 52 are provided on the screw shaft 40 at the front and rear, the stopper ring 51 constitutes a positioning means at the image-forming side position of the movable lens 31a, and the stopper ring 52 is provided at the movable lens 31a. The positioning means at the object side position is constituted. However, since these stopper rings 51 and 52 do not directly position the movable lens 31a, in order to eliminate the effects of assembly errors of the members, etc. The stopper rings 51 and 52 can be adjusted in position before the is mounted on the distal end body 3a of the insertion section 3. Here, various configurations can be adopted for the stopper rings 51 and 52. Hereinafter, an example of the stopper ring 51 and an example of the configuration of the stopper ring 52 having a different configuration from the stopper ring 51 will be described.
[0033]
The stopper ring 51 for regulating the position on the image forming side is screwed to the screw rod portion 40a of the screw shaft 40. Therefore, when the nut portion 38 comes into contact with the stopper ring 51, the movable lens 31a is moved to the image forming side. Positioned accurately in position. Then, by screwing the stopper ring 51 and adjusting the screwing position of the stopper ring 51 to the screw shaft 40, the image forming side position is adjusted. However, if the nut portion 38 is rotated while the nut portion 38 is in contact with the stopper ring 51, the stopper ring 51 may rotate together. After being adjusted to a predetermined position, it is desirable to fix the stopper ring 51 by attaching a set screw to its peripheral body or by bonding, spot welding, or the like.
[0034]
On the other hand, the stopper ring 52 for regulating the position on the subject side is not directly screwed to the screw rod portion 40a, but is axially attached to a small-diameter second screw portion 40d provided to project forward from the screw rod portion 40a. It is configured to be screwed so that the position can be adjusted. Then, the second screw portion 40d is configured to be reverse-threaded or to change the feed pitch interval with respect to the screw rod portion 40a. As a result, even if the nut portion 38 is further rotated in a state where the nut portion 38 is joined to the stopper ring 52, there is no possibility that the stopper ring 52 rotates together. In particular, at the object side position of the movable lens 31a, the depth of focus in the objective lens group 31 becomes shallower, so that more accurate positioning is required as compared with the image forming side position, and even after assembling the observation unit 11, The position can be adjusted. Then, since the nut portion 38 is screwed, in order to position the nut portion 38 with higher accuracy at the stop position of the nut portion 38, the configuration as shown in FIGS. desirable.
[0035]
Thus, the stopper ring 52 is formed with a protruding portion 52 a in the axial direction at a part in the circumferential direction, and the tip portion of the nut portion 38 is also provided with a corresponding protruding portion 38 a. I have. Joining surfaces 52T, 38T are formed on the both protruding portions 52a, 38a so as to face each other, and these joining surfaces 52T, 38T function as positioning walls for positioning the nut portion 38 at a predetermined position. It has become. As a result, the nut portion 38 is positioned by applying a pressing force in the rotational direction indicated by the arrow in FIG. 8, so that the position can be set extremely finely.
[0036]
Here, the driving of the movable lens frame 36 is performed at a screwing portion between the screw shaft 40 and the nut portion 38, so that it is necessary to keep screwing conditions therebetween as good as possible. For example, when the bending operation of the angle portion 3b is performed, the operation wire 26 is pushed and pulled. At this time, abrasion powder is generated due to the sliding, so that foreign matters and contaminants are present on the surface of the screw shaft 40 or the nut portion 38. Etc. may adhere. Then, the screwing condition during that time is deteriorated, and the smoothness of the movement of the nut portion 38 cannot be ensured. In order to avoid this, a protective cover 53 that stands up from a portion near the front end of the lens support frame 35 and extends over the front end portion of the upper portion of the shaft support member 39 to seal the portions of the screw shaft 40 and the nut portion 38 is attached. .
[0037]
Thus, after assembling the entire objective optical system, the objective optical system is incorporated into the distal end main body 3a of the insertion section 3. First, in the lens support frame 35, with the fixed lens 31b removed, the movable lens frame 36 with the movable lens 31a attached is mounted. At this time, the stopper ring 51 is screwed into the screw shaft 40, The nut part 38 provided integrally with the movable lens frame 36 is screwed to the screw rod part 40a of the screw shaft 40, and the stopper ring 51 is screwed to the second screw part 40d. In this state, the movable lens frame 36 is inserted into the lens support frame 35, and the arm portion 37 extended from the movable lens frame 36 is led out from the slit 35a.
[0038]
When the movable lens frame 36 is inserted into the lens support frame 35, the rotary shaft portion 40b of the screw shaft 40 is inserted into the insertion hole 39a of the shaft support member 39 provided integrally with the lens support frame 35, and the flange is formed. When the portion 40c is brought into contact with the end face of the shaft support member 39, the rotating shaft portion 40b passes through the insertion hole 39a of the shaft support member 39. Therefore, a connecting member 44 connected to the distal end of the flexible shaft 43 constituting the control cable 41 is screwed into the end surface of the rotating shaft portion 40b of the screw shaft 40, and a shaft supporting member is provided between the connecting member 44 and the flange portion 40c. After assembling so as to hold 39, the connection ring 45 connected to the sleeve 42 is attached to the shaft support member 39. Further, the fixed lens 31b constituting the objective lens group 31 is assembled at a predetermined position in the lens support frame 35. Thus, the entire observation unit 11 including the objective optical system and the solid-state imaging device assembly 33 is assembled.
[0039]
Then, the flexible shaft 43 is rotationally driven, the movable lens 31a is moved in the optical axis direction, and the nut portion 38 is displaced to the image-forming side position where it comes into contact with the stopper ring 51, so that the clearest image at that time is obtained. Thus, the screwing position of the stopper ring 51 is adjusted. Also, at the subject position where the nut portion 38 contacts the stopper ring 52, the same operation is performed to adjust the position of the stopper ring 52 so that the clearest image can be obtained at the subject side position. These adjustments can be made after incorporating the objective optical system. After the observation section 11 is assembled as described above, the observation section 11 is assembled into the observation section mounting section 11a provided on the distal end main body 3a of the insertion section 3 of the endoscope 1, and this observation section mounting section is set with a set screw or the like. 11a.
[0040]
In a state where the insertion section 3 of the endoscope 1 is inserted into the body cavity of the patient, for example, the observation section is used to view the entire inner wall of the body cavity such as an affected part to be inspected / diagnosed or to perform a partially enlarged examination. 11 may be operated so as to approach the inner wall of the body cavity. For this purpose, the imaging magnification and the viewing angle of the objective optical system are changed. This operation is performed by operating the lens control means 5 provided in the main body operation unit 2. That is, when the lens control means 5 is operated, the motor 49 is operated to rotate the flexible shaft 43 constituting the control cable 41 around the axis in the sleeve 42, thereby transmitting this rotation to the screw shaft 40. Here, when the control cable 41 is bent or the like, the flexible shaft 43 slides on the inner surface of the sleeve 42, but the inner surface of the sleeve 42 is lubricated by impregnating with methylphenyl silicone oil. As a result, the flexible shaft 43 is smoothly slid, the resistance to the rotation is reduced, and the flexible shaft 43 is smoothly rotated with a light load.
[0041]
When the screw shaft 40 rotates, the nut 38 screwed to the screw rod 40a operates. Here, since the arm portion 37 connected to the nut portion 38 is substantially in contact with the slit 35a of the lens support frame 35, the nut portion 38 cannot be rotated. Accordingly, the rotation of the screw shaft 40 causes the nut portion 38 to move in the axial direction of the screw shaft 40, and as a result, the movable lens frame 36 approaches and separates from the fixed lens 31 b along the inner surface of the lens support frame 35. , And is displaced to the imaging side position or the subject side position.
[0042]
The screw shaft 40 is supported by a shaft support member 39 provided integrally with the lens support frame 35, and the movable lens frame 36 is restricted in the falling direction and the rotating direction. Therefore, by providing the axis of the insertion hole 39a formed in the shaft support member 39 exactly in parallel with the optical axis of the objective lens group 31 and maintaining the straightness of the screw shaft 40, the movable lens frame 36 can be reliably secured. The movable lens 31a and the fixed lens 31b constituting the objective lens group 31 do not shift in the optical axis.
[0043]
In order to move the movable lens 31a accurately without shifting the optical axis, the sliding contact surface portion 36a of the movable lens frame 36 needs to be in close contact with the inner surface of the lens support frame 35. Although the sliding resistance when moving the frame 36 increases, the rotation of the flexible shaft 43 constituting the control cable 41 is converted into a linear motion by screwing the screw shaft 40 and the nut portion 38, so that the movable shaft is movable. When displacing the lens 31a to the imaging side position or the subject side position, a strong driving force with substantially the same driving force and sufficiently overcoming the sliding resistance of the movable lens frame 36 is used. Can work. Moreover, by providing a necessary backlash in the threaded portion between the screw shaft 40 and the nut portion 38, a machining error, an assembly error, and the like can be absorbed by the threaded portion. However, the movement of the movable lens frame 36 is not hindered.
[0044]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, in moving the movable lens frame supported by the fixed lens frame in the optical axis direction, the driving force is reliably transmitted to the movable lens frame by remote control, and the movable lens Can be accurately reciprocated between the image-forming side position and the subject-side position, and the operation conditions can always be kept stable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an endoscope showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view showing a distal end surface of an insertion section of the endoscope in FIG. 1;
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view near the distal end of an insertion portion.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a driving mechanism of a movable lens of an observation unit.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the lens assembly.
FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 4, showing a state in which the movable lens has been advanced.
FIG. 7 is an operation explanatory view showing a state before engagement between a nut portion and a stopper ring.
FIG. 8 is an operation explanatory view showing an engagement state between a nut portion and a stopper ring.
[Explanation of symbols]
1 Endoscope 2 Main body operation unit
3 Insertion section 3a Tip body
3b Angle part 11 Observation part
30 lens assembly 31 objective lens group
35 Lens support frame 35a Slit
35b Projection 36 Movable lens frame
36a Sliding contact surface 37 Arm
38 Nut 38a Projection
38T joint surface 39 shaft support member
39a insertion hole 40 screw shaft
40a Screw rod part 40b Rotation shaft part
40c Flange part 40d Second screw part
51, 52 Stopper ring 53 Cover member

Claims

An objective optical system having a fixed lens mounted on a fixed lens frame and at least one movable lens mounted on a movable lens frame that slides on the inner surface of the fixed lens frame is provided at a distal end main body of the insertion portion. In an endoscope configured to move the movable lens frame in the optical axis direction by remote control,
To guide the movable lens frame along the inner surface of the fixed lens frame,
In addition, an arm is provided to extend to the movable lens frame, and a nut is connected to the arm,
A screw shaft is inserted into this nut part, and a flexible shaft made of a close-contact coil is inserted through this screw shaft,
Further, a supporting member for rotatably supporting the screw shaft is connected to the fixed lens frame, and a sleeve for covering the flexible shaft is fixedly provided on the supporting member .
An endoscope with an objective lens moving mechanism , wherein a prism having a solid-state imaging device connected thereto is mounted on the fixed lens frame connected to the shaft support member .

Wherein the movable lens frame, in order to slide against the inner surface of the fixed lens frame in its outer peripheral surface, that has a structure which forms a sliding surface of at least two positions with a predetermined width in the circumferential direction The endoscope with an objective lens moving mechanism according to claim 1.

2. The endoscope with an objective lens moving mechanism according to claim 1, wherein a lubrication process is performed to improve a slidability between the sleeve and the flexible shaft.

4. The endoscope with an objective lens moving mechanism according to claim 3, wherein said sleeve is made of silicone rubber impregnated with silicone oil.