WO2022269671A1 - 内視鏡の撮像ユニット、内視鏡 - Google Patents

Abstract

内視鏡（１）の撮像ユニット（１１）は、第１の硬度の第１の枠（２０）と、光学部材（４２）が内設され、第１の枠（２０）の孔（２０ｈ）内に移動可能に保持された、第２の硬度の第２の枠（３０）と、孔（２０ｈ）の内面（２０ｉ）と第２の枠（３０）の外面（３０ｓ）との一方に形成された、第３の硬度の被膜（２１，３１）とを備える。第３の硬度は、第１および第２の硬度よりも低い。

Description

内視鏡の撮像ユニット、内視鏡

　本発明は、光学部材が内設された枠を、他の枠内に移動可能に保持する内視鏡の撮像ユニット、内視鏡に関する。

　内視鏡の挿入部の先端部には、被検体の光学像を撮像する撮像ユニットが設けられている。撮像ユニットとして、光学部材を保持する移動枠を、固定枠内において光軸方向に移動可能な光学系を備えるものが従来より提案されている。

　例えば、日本国特開２０１８－６６８７７号公報には、光学系の少なくとも一部を保持する移動枠を、光学系の光軸方向に沿って移動可能に保持枠（固定枠）内に保持することで、焦点を切り替え可能な内視鏡の撮像装置が記載されている。

　こうした撮像ユニットにおいて、画質のばらつきを抑制するために、移動枠および固定枠を高い精度で加工することが求められている。耐久性、耐薬性、小型組立性等の種々の要求も考慮すると、高い精度で加工するには、移動枠および固定枠を同一の硬い材料で形成することが効率的である。

　ただし、移動枠と固定枠を同一の硬い材料で形成した内視鏡を、洗浄装置により超音波洗浄すると、振動によるフレッティング現象（接触する２物体間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに表面損傷が生じる現象）が起きることがある。フレッティング現象で生じた摩耗粉は、摺動性能の低下の要因となる。

　また、内視鏡は、被写界深度を深くするために光学系のＦ値を大きくしており、比較的少ない画素数の画像を比較的大きなモニタに表示する。このため、摩耗紛によって生じる画像上のノイズや固定パターンは、画質への影響が大きい。

　そこで、上記日本国特開２０１８－６６８７７号公報に記載の技術では、移動枠と固定枠が摺動する表面に潤滑剤を塗布して、損傷を防ぐようにしている。

　しかしながら、内視鏡の撮像ユニットは小型であるために、潤滑剤の粘性は、移動枠を移動する際の無視し得ない抵抗となる。粘性に抗して移動枠を移動するには、駆動電流を大きくする必要があるが、この場合、駆動回路の規模が大きくなる。また、駆動電流を大きくすると、内視鏡においては、漏れ電流を防止し先端部の発熱を抑制する設計も必要になってくる。

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動電流を大きくすることなくフレッティングを抑制し、被検体像の倍率を可変できる内視鏡の撮像ユニット、内視鏡を提供することを目的としている。

　本発明の一態様による内視鏡の撮像ユニットは、孔が形成された、第１の硬度の第１の枠と、光学部材が内設され、前記第１の枠に対して相対的に移動可能に前記第１の枠の前記孔内に保持された、第２の硬度の第２の枠と、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方に形成され、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との他方と摺動する、前記第１の硬度および前記第２の硬度よりも低い第３の硬度の被膜と、を具備する。

　本発明の一態様による内視鏡は、孔が形成された、第１の硬度の第１の枠と、光学部材が内設され、前記第１の枠に対して相対的に移動可能に前記第１の枠の前記孔内に保持された、第２の硬度の第２の枠と、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方に形成され、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との他方と摺動する、前記第１の硬度および前記第２の硬度よりも低い第３の硬度の被膜と、を備える撮像ユニットと、前記撮像ユニットが配設され、被検体に挿入される挿入部と、を具備する。

本発明の第１の実施形態における撮像ユニットを備える内視鏡の外観を示す図。 上記第１の実施形態の撮像ユニットの光軸に沿った断面図。 上記第１の実施形態の撮像ユニットにおいて、移動枠の外周面に被膜を設ける構成例を示す図。 上記第１の実施形態の撮像ユニットにおいて、固定枠の内周面に被膜を設ける構成例を示す図。 上記第１の実施形態の撮像ユニットにおいて、移動枠の外周面に仲介材および被膜を設ける構成例を示す図。 上記第１の実施形態の撮像ユニットにおいて、固定枠の内周面に仲介材および被膜を設ける構成例を示す図。 本発明の第２の実施形態における移動枠の構成例を示す図。 本発明の第３の実施形態における移動枠の構成例を示す図。 本発明の第４の実施形態の撮像ユニットの一構成例を示す図。 本発明の第４の実施形態の撮像ユニットの他の構成例を示す図。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

　なお、図面の記載において、同一または対応する要素には、適宜、同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、１つの図面内における、各要素の長さの関係、各要素の長さの比率、各要素の数量などは、説明を簡潔にするために現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、複数の図面の相互間においても、互いの長さの関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
［第１の実施形態］

　図１から図５は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１は撮像ユニット１１を備える内視鏡１の外観を示す図である。

　図１に示すように、内視鏡１は、挿入部２と、操作部３と、ユニバーサルコード８と、コネクタ９とを備えている。挿入部２は、被検体内に挿入される細長の部位である。操作部３は、挿入部２の基端側に連設されている。ユニバーサルコード８は、操作部３の例えば基端側の側面から延出されている。コネクタ９は、ユニバーサルコード８の延出端に設けられている。コネクタ９は、内視鏡１を、内視鏡プロセッサや光源装置等の図示しない外部装置と電気的に接続する。

　挿入部２は、先端側から順に、先端部２ｓと湾曲部２ｗと可撓管部２ｋとが連設されている。

　先端部２ｓの内部には、被検体の光学像を撮像するための、後述する撮像ユニット１１が配設されている。本実施形態の撮像ユニット１１は、後述するように、光学系の機能（ズーム、フォーカスなど）を変更可能に構成されている。これにより、撮像ユニット１１は、被検体像の倍率を可変できる。

　操作部３には、湾曲部２ｗを湾曲する操作を行うための湾曲操作ノブが設けられている。湾曲操作ノブは、湾曲部２ｗを上下方向に湾曲する操作を行うための上下用湾曲操作ノブ４と、湾曲部２ｗを左右方向に湾曲する操作を行うための左右用湾曲操作ノブ６とを含む。上下用湾曲操作ノブ４および左右用湾曲操作ノブ６は、挿入部２の内部に配設された湾曲ワイヤを経由して、湾曲部２ｗの内部に連設された複数の湾曲コマの内の最先端の湾曲コマに接続されている。

　上下用湾曲操作ノブ４および左右用湾曲操作ノブ６が例えば回動操作されると、湾曲ワイヤが牽引され、湾曲部２ｗが上または下方向と左または右方向とを組み合わせた任意の方向に湾曲する。湾曲部２ｗが湾曲されると、先端部２ｓの方向が変化し、撮像ユニット１１の観察方向が変化する。また、湾曲部２ｗは、被検体内における先端部２ｓの挿入性を向上するためにも湾曲される。

　また、操作部３には、固定レバー５と固定ノブ７とが設けられている。固定レバー５は、上下用湾曲操作ノブ４の回動位置を固定するために用いられる。固定ノブ７は、左右用湾曲操作ノブ６の回動位置を固定するために用いられる。

　さらに、操作部３には、撮像ユニット１１の光学系の機能を変更するための操作レバー１０が設けられている。操作レバー１０を操作することで、撮像ユニット１１に設けられた後述する移動枠３０が光軸Ｏ方向に移動する。

　可撓管部２ｋは、可撓性を有する細長の管状部である。可撓管部２ｋの内部には、上述した湾曲ワイヤ、光源装置からの照明光を先端部２ｓへ伝送するためのライトガイド、撮像ユニット１１を内視鏡プロセッサへ接続するための電気ケーブルなどが配設されている。

　図２は、撮像ユニット１１の光軸に沿った断面図である。

　撮像ユニット１１は、撮像素子１２と、コイル１３，１４と、磁石１５，１６と、磁性部材１７と、保持部材１８と、固定枠２０（第１の枠）と、移動枠３０（第２の枠）と、対物レンズ４１と、移動レンズ４２と、光学絞り４３と、を備えている。

　対物レンズ４１、移動レンズ４２、および光学絞り４３は、被検体の光学像を撮像素子１２上に結像する光学系を構成する。

　固定枠２０は、先端部２ｓ内に固定されており、光学系の光軸Ｏの方向の孔２０ｈ（第１の孔）を有する筒状に形成されている。具体的に、固定枠２０は、円筒形状をなし、孔２０ｈの形状も円筒形状である。固定枠２０の孔２０ｈの先端部には、先端側から順に、対物レンズ４１および光学絞り４３が固定されている。なお、図２においては対物レンズ４１、光学絞り４３はそれぞれ１つ配置されているが、対物レンズ、光学絞りは光軸Ｏの方向に複数設けてもよい。

　孔２０ｈ内の光学絞り４３の基端側に隣接して、移動枠３０の先端側への移動を規制する先端側ストッパ２０ｊが設けられている。孔２０ｈ内の基端側の端部には、移動枠３０の基端側への移動を規制する基端側ストッパ２０ｋが設けられている。

　固定枠２０の外周面には、先端側から順に、コイル１３およびコイル１４が光軸Ｏ方向の異なる位置に配設されている。コイル１３，１４は、移動枠３０を移動させるアクチュエータを構成する。コイル１３とコイル１４は逆向きに巻回されており、コイル１３に通電される電流の向きと、コイル１４に通電される電流の向きとは反対になっている。

　移動枠３０は、光学系の光軸Ｏ方向の孔３０ｈ（第２の孔）を有する筒状に形成されている。具体的に、移動枠３０は、円筒形状をなし、孔３０ｈの形状も円筒形状である。移動枠３０は、移動レンズ４２（光学部材）を、孔３０ｈの内部に配置している。なお、図２においては移動レンズ４２は１つ配置されているが、移動レンズは光軸Ｏの方向に複数設けてもよい。

　移動枠３０は、固定枠２０の孔２０ｈ内における、先端側ストッパ２０ｊと基端側ストッパ２０ｋとの間で、固定枠２０に対して相対的に移動可能に保持されている。固定枠２０に対する移動枠３０の移動方向は、主に光軸Ｏ方向である。ただし、孔２０ｈ内で移動枠３０を移動可能にするために、光軸Ｏを中心とした移動枠３０の外径は、固定枠２０の内径（孔２０ｈの径）よりも幾らか小さく、固定枠２０と移動枠３０の間には隙間がある。このため、固定枠２０に対する移動枠３０の移動方向は、光軸Ｏに垂直な方向を含んでいても構わない。また、固定枠２０に対する移動枠３０の移動方向は、光軸Ｏ周りの回転方向を含んでいてもよい。

　移動枠３０の外周側に、先端側から順に、磁石１５および磁石１６が配設されている。磁石１５，１６は、移動枠３０を移動させるアクチュエータを構成する。磁石１５，１６は、移動枠３０の外周側の周方向に沿って一定の角度毎に複数、例えば９０°毎に４つ設けられている。なお、磁石１５，１６の外径側の表面を移動枠３０の外周面よりも幾らか内径側に配置して、磁石１５，１６が固定枠２０の内周面と接触しないようにしている。

　磁石１５は、内径側がＳ極、外径側がＮ極に着磁され、磁石１６は、内径側がＮ極、外径側がＳ極に着磁されている。なお、磁石１５と磁石１６は着磁方向が反対であればよいため、磁石１５を、内径側がＮ極、外径側がＳ極に着磁し、磁石１６を、内径側がＳ極、外径側がＮ極に着磁しても構わない。

　上述したコイル１３は、磁石１５の光軸Ｏ方向の可動範囲に設けられ、コイル１４は、磁石１６の光軸Ｏ方向の可動範囲に設けられている。従って、磁石１５は固定枠２０を間に挟んでコイル１３に対向し、磁石１６は固定枠２０を間に挟んでコイル１４に対向している。

　コイル１３，１４は、通電することで、磁石１５，１６に作用する磁界を発生させ、移動枠３０に対して駆動力を発生する。

　このとき、磁石１５と磁石１６の着磁方向が反対であるため、コイル１３に通電する電流の向きと、コイル１４に通電する電流の向きとを逆にすることで、フレミングの左手の法則により、磁石１５および磁石１６に発生する駆動力は同一方向となる。

　また、コイル１３，１４に流す電流（移動枠３０を移動するための駆動電流）の向きを反転すると、移動枠３０が光軸Ｏに沿って移動する方向が反転する。これにより、駆動電流の向きを切り替えることで、光軸Ｏに沿った移動枠３０の移動方向を、先端方向と基端方向とに切り替えられる。移動枠３０が、先端側ストッパ２０ｊに当て付いたときと、基端側ストッパ２０ｋに当て付いたときとで、光学系の焦点が変化する。これにより、撮像素子１２上に結像する被検体の光学像の倍率を変化できる変倍機構が構成されている。

　保持部材１８は、固定枠２０の外周面の周方向における、ある角度位置に固定されている。保持部材１８は、固定枠２０の外周面（さらに、コイル１３，１４の外周面）から離隔した位置で磁性部材１７を保持する。

　磁性部材１７は、例えば光軸Ｏ方向に細長の平板状をなし、周方向に４つ設けられた磁石１５，１６の内の、何れかの磁石１５，１６に引力を及ぼすものである。磁性部材１７の引力により、移動枠３０の光軸Ｏ周りの回動が抑制される。また、移動枠３０は、固定枠２０の孔２０ｈ内において、磁性部材１７に近接する位置に引き寄せられる。

　次に、固定枠２０と移動枠３０の摺動に関連する構成について説明する。図３は撮像ユニット１１において、移動枠３０の外周面３０ｓ（外面）に被膜３１を設ける構成例を示す図、図４は撮像ユニット１１において、固定枠２０の内周面２０ｉ（内面）に被膜２１を設ける構成例を示す図である。

　固定枠２０は第１の硬度の材料により、移動枠３０は第２の硬度の材料により、それぞれ形成されている。第１の硬度と第２の硬度は同じである必要はない。

　ここで、移動枠３０および固定枠２０を高い精度で加工するには、移動枠３０および固定枠２０を同一の材料で形成することが効率的である。従って、第２の硬度は、第１の硬度と同じであることが好ましい。具体的に、固定枠２０および移動枠３０を形成する材料の一例は、耐食性が高いステンレスが挙げられる。さらに、ステンレスの中でも、ビッカース硬さが例えば１８０ＨＶ程度以上のものを用いるとよい。こうした硬度のステンレスを用いることで、固定枠２０および移動枠３０を高精度に形成でき、対物レンズ４１と移動レンズ４２との光軸ずれや光軸の傾きを抑制して、画質の低下を防止できる。

　孔２０ｈの内周面２０ｉと移動枠３０の外周面３０ｓとの何れか一方に、被膜３１（図３）または被膜２１（図４）が形成されている。被膜３１，２１は、第１の硬度および第２の硬度よりも低い第３の硬度の材料により形成されている。図３に示す被膜３１は、孔２０ｈの内周面２０ｉと摺動する。図４に示す被膜２１は、移動枠３０の外周面３０ｓと摺動する。

　ビッカース硬さにおいて、第３の硬度は、第１の硬度および第２の硬度よりも一桁小さいことが好ましい。また、ビッカース硬さにおいて、第３の硬度は、第１の硬度および第２の硬度の１／２以下であることが好ましく、１／３以下であることがさらに好ましい。

　ここで、被膜３１，２１を形成する材料に求められるのは、イオン化（酸化）しにくく、上述したステンレスと比べて、ビッカース硬さが一桁小さくかつ１／２～１／３以下となることである。

　こうした材料の金属における例として、貴金属を主成分とする、ビッカース硬さが９０ＨＶ以下の金属材料が挙げられる。ビッカース硬さが２０～５０ＨＶ程度の貴金属の具体例は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などである。ステンレスのビッカース硬さは上述したように例えば１８０ＨＶ程度以上であるから、ビッカース硬さ２０～５０ＨＶは、硬度が一桁小さいことおよび１／３以下であることの両方を満たす。

　ここでは、貴金属を主成分とする金属材料を例に挙げたが、イオン化（酸化）しにくく（化合物をつくりにくく）、ビッカース硬さが９０ＨＶ以下であれば、他の軟質金属を被膜３１，２１の材料として用いても構わない。

　被膜３１，２１を形成する他の材料の例として、フッ素樹脂が挙げられる。被膜３１，２１を形成するさらに他の材料の例として、ホウ素、またはホウ素化合物が挙げられる。ここで、ホウ素化合物の具体例は、窒化ホウ素である。これらの材料のビッカース硬さは、熱処理などで変更可能な場合があるが、例えば５０ＨＶ程度とすればよい。

　貴金属、フッ素樹脂、ホウ素、およびホウ素化合物は化学吸着しない、または化学吸着が弱い特性がある。このため、高温多湿な環境で使われる内視鏡において、周囲の水分・酸素と化学結合することによる被膜３１，２１の劣化を防ぐことができる。

　例えば内視鏡１を超音波洗浄すると、固定枠２０と移動枠３０が超音波振動により繰り返し摺動し、フレッティングがおきる。フレッティングによる表面損傷（機械的劣化）は摩擦により発生し、摩擦力Ｆは実用的に、
　　Ｆ＝（表面の剪断強さ）×（真実接触面積）
となることが知られている。ここで、物体の表面は、一見滑らかに見えても微小な凹凸があり、２つの物体の接触は主に、互いの微小な凸部で行われる。真実接触面積は、接触している部分の見かけ上の面積ではなく、実際に接触している部分の面積を指す。

　表面損傷を抑制するには、摩擦力Ｆを減らすことが有効である。摩擦力Ｆを減らすには、下記の（１）と（２）との何れか一方、好ましくは両方を行うとよい。
（１）表面の剪断強さを弱める
（２）真実接触面積を小さくする

　そこで、本実施形態では、（１）を達成するために、被膜３１，２１を固定枠２０および移動枠３０を形成する材料よりも硬度が低い材料（軟質材料）により形成して、軟質被膜としている。

　また、（２）を達成するために、固定枠２０および移動枠３０を形成する材料として、ビッカース硬さが例えば１８０ＨＶ程度以上のステンレスを用いている。固定枠２０および移動枠３０を硬い材料で形成した上に、柔らかい被膜３１，２１をメッキ、蒸着などで形成した場合、被膜３１，２１の厚さはほぼ均一となる。すると、移動枠３０、固定枠２０の表面上の凹凸形状が、被膜３１，２１上においてもほぼ維持される。このため、真実接触面積を小さくできる。

　（１）および（２）を満たすように構成することで、表面の損傷を起きにくくできることが、実験的にも確認されている。例えば、硬質の部材上に軟質の被膜３１，２１を形成し、被膜３１，２１の厚さを変えた場合の、動摩擦係数の値の変化が実験により調べられている。実験の結果、動摩擦係数の値は、特定の厚さで極小となり、特定の厚さより厚くても薄くても増加する。

　また、被膜３１，２１が薄すぎると、内視鏡１を繰り返し使用する場合に、製品として使える期間が短くなる。また、０．１μｍ未満の膜厚を形成するのは、技術的な難易度が高くなる。

　逆に、被膜３１，２１が厚すぎると、移動枠３０、固定枠２０に対して被膜３１，２１が分担する荷重の割合が大きくなる。また、被膜３１，２１が厚いと、厚さに対する公差も大きくなる。被膜３１，２１の厚さに対する公差が大きいと、移動枠３０の偏芯バラツキを招き、画質が低下する要因となる。公差が製品として許容範囲内となる膜厚は、例えば１０μm以下である。

　これらを考慮すると、移動枠３０または固定枠２０に形成する被膜３１，２１の厚さは、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下となることが好ましい。特に好ましい被膜３１，２１の厚さとして、例えば１μｍが挙げられる。

　また、図５は、撮像ユニット１１において、移動枠３０の外周面３０ｓに仲介材３２および被膜３１を設ける構成例を示す図である。

　図３に示した例では、被膜３１を移動枠３０の外周面３０ｓに直接設けたが、図５に示すように、移動枠３０の外周面３０ｓに仲介材３２を設け、仲介材３２の上に被膜３１を設けるようにしても構わない。ここに、仲介材３２は、移動枠３０と被膜３１とをより強固に結合させる（密着性を高める）被膜であり、メッキ、蒸着などにより形成する。また、仲介材３２を形成する材料の具体例は、ニッケル（Ｎｉ）である。

　図６は、撮像ユニット１１において、固定枠２０の内周面２０ｉに仲介材２２および被膜２１を設ける構成例を示す図である。固定枠２０の内周面２０ｉに被膜２１を設ける際に、ニッケル等の仲介材２２を用いてもよいことは、いうまでもない。

　図３～図５に示すように、孔２０ｈの内周面２０ｉ、および移動枠３０の外周面３０ｓは、移動レンズ４２の光軸Ｏを中心とした移動レンズ４２の半径Ｒよりも外側に位置する。従って、被膜３１，２１も、光軸Ｏを中心とした移動レンズ４２の半径Ｒよりも外側に形成される。

　このような第１の実施形態によれば、固定枠２０の内周面２０ｉと移動枠３０の外周面３０ｓとの何れか一方に、固定枠２０および移動枠３０よりも硬度が低い被膜２１または被膜３１を設けたために、フレッティングを抑制できる。フレッティングが抑制されるため、摩耗粉の発生が抑制され、画質の劣化を防げる。

　そして、内視鏡１を洗浄装置により超音波洗浄した場合等における、固定枠２０および移動枠３０のフレッティングを、潤滑剤を用いることなく抑制できる。このため、移動枠３０を移動するための駆動電流を大きくすることなく、被検体像の倍率を可変することが可能となる。

　さらに、潤滑剤を使用しないため、撮像ユニット１１の組み立て性が向上し、例えばシングルユース内視鏡に対しても好適な構成となる。

　固定枠２０および移動枠３０を同一の材料（つまり、同一の硬度の材料）で形成することで、高い精度の加工を効率的に行える。

　また、被膜３１，２１のビッカース硬さを、固定枠２０および移動枠３０のビッカース硬さよりも一桁小さくし、かつ値が１／２以下となるようにすることで、摺動による摩擦力を実用的なレベルまで低減できる。

　貴金属、フッ素樹脂、ホウ素、またはホウ素化合物を材料として被膜３１，２１を形成することで、周囲の水分・酸素と化学結合することによる劣化を防ぐことができ、劣化した状態で繰り返し摺動することによる撮像ユニット１１の寿命（使用可能期間）の低下を抑制できる。

　また、貴金属を主成分とする金属材料は、軟質金属の中でも化学的に安定しているために、被膜３１，２１の摺動耐性以外の耐久性、例えば薬品に対する耐久性なども高められる。

　被膜３１，２１の材料としてフッ素樹脂、ホウ素、またはホウ素化合物を用いた場合にも、加水分解などを防止できる。

　また、移動枠３０または固定枠２０と、被膜３１，２１と、の間に仲介材３２を設けることで、被膜３１，２１の密着性を高め、剥離を防止できる。このとき、仲介材３２の材料としてニッケルを用いることで、メッキ等による加工が容易となる。

　被膜３１，２１の厚さを０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることで、摺動寿命を長くすることと画質を高画質にすることの両立が可能となる。

　光軸Ｏを中心とした移動レンズ４２の半径Ｒよりも外側に被膜３１，２１を設けることで、被膜３１，２１により反射される光が移動レンズ４２に入射するのを回避することができ、反射光による画質の低下を抑制できる。
［第２の実施形態］

　図７は本発明の第２の実施形態を示したものであり、移動枠３０の構成例を示す図である。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　第１の実施形態の図３または図５に示す例では、被膜３１を移動枠３０の外周面３０ｓに設けたが、メッキや蒸着により被膜３１を形成する場合、外周面３０ｓだけに形成することは技術的に難しい。そして、被膜３１は、例えば金属材料で形成した場合、光の反射率が比較的高い。

　そこで、本実施形態は、被膜３１の一部が移動枠３０の孔３０ｈ内に形成されてしまったとしても、被膜３１による光束の反射を防止するように構成したものとなっている。

　具体的に、図７に示すように、外周面３０ｓに被膜３１が形成された移動枠３０における、孔３０ｈの例えば先端側（図７における光軸Ｏに沿った左側が、対物レンズ４１が配設された先端側となる）に、被膜３１を除去する処理を行った被膜除去部３５が形成されている。被膜３１の除去は、例えば、研磨、エッチングなどの適宜の方法で行う。

　移動枠３０の孔３０ｈにおける、被膜除去部３５の基端側に隣接した部分に、低反射部材３３が固定されている。低反射部材３３は、被膜３１，２１よりも光の反射率が低い部材である。低反射部材３３は、例えば、肉薄の円筒形状をなす部材である。低反射部材３３は、単独の部材として構成することに限定されず、例えば、反射防止コーティングなどにより形成しても構わない。

　移動枠３０の孔３０ｈにおける、低反射部材３３の基端側に隣接した部分に、不要光遮蔽部材３４が固定されている。不要光遮蔽部材３４は、被検体像の結像に用いられる光を通過させ、被検体像の結像に用いられない光（不要光）を遮光する部材である。不要光遮蔽部材３４は、例えば、中央部に必要な光を通過させる孔が形成された平板なトーラス形状の部材であり、絞りと類似した形状に形成されている。

　図７に示す例では、移動枠３０の孔３０ｈ内に、被膜除去部３５、低反射部材３３、および不要光遮蔽部材３４を設けているが、これら全て設ける必要はなく、少なくとも１つを設ければよい。

　また、図７に示す例では、被膜除去部３５、低反射部材３３、および不要光遮蔽部材３４を、移動レンズ４２の先端側にのみ設けているが、これは先端側が光が入射してくる側であり、先端側に設けると高い効果が得られるためである。ただし、これに限定されず、被膜除去部３５、低反射部材３３、不要光遮蔽部材３４の内の少なくとも１つを、移動レンズ４２の基端側に設けても構わない。

　このような第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、外周面３０ｓに被膜３１が形成された移動枠３０の孔３０ｈ内に、被膜除去部３５、低反射部材３３、不要光遮蔽部材３４の内の少なくとも１つを設けることにより、撮像素子１２へ入射する不要光を低減できる。これにより、フレアやゴーストなどの光学的ノイズを少なくして、画像の品位を向上できる。
［第３の実施形態］

　図８は本発明の第３の実施形態を示したものであり、移動枠３０の構成例を示す図である。この第３の実施形態において、上述の第１，２の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　本実施形態の移動枠３０の孔３０ｈの内部には、光軸Ｏの方向に移動可能な環状部材３６がさらに配設されている。環状部材３６は、中央部が、被検体像の結像に用いられる光を通過させる孔となっている。

　移動枠３０は、孔３０ｈから内径方向に突設する基端側ストッパ３０ｋを備えている。基端側ストッパ３０ｋは、例えば、移動レンズ４２の光軸Ｏ方向の位置決め部材を兼ねている。

　また、移動枠３０の孔３０ｈの先端側には、先端側ストッパ３０ｊが、例えば接着剤３０ｇを用いて固定されている。接着剤３０ｇによる先端側ストッパ３０ｊの固定は、環状部材３６を孔３０ｈの内部に配置した後に行う。

　このような構成において、環状部材３６は、先端側ストッパ３０ｊと基端側ストッパ３０ｋとの間で、光軸Ｏの方向に移動可能となっている。なお、環状部材３６が光軸Ｏの方向に移動しても、被検体像の結像に用いられる光を遮ることはないために、画質に影響は及ぼさない。

　内視鏡１が洗浄装置により超音波洗浄された際に、固定枠２０に相対して移動枠３０が光軸Ｏ方向に振動する。移動枠３０が光軸Ｏ方向に振動すると、環状部材３６も移動枠３０との摺動抵抗により光軸Ｏ方向に振動しようとするが、環状部材３６の振動の位相は、移動枠３０の振動の位相とずれる（例えば、位相が遅れる）。これにより、環状部材３６が移動枠３０に対する制震機構として機能し、移動枠３０の微小な高速振動の振幅、速度、回数などが抑制される。

　なお、環状部材３６が制震機構として機能するためには、移動枠３０の重量と比較し得る、ある程度の重量が必要となる。このため、環状部材３６は、例えばリング状に形成したフッ素樹脂の内周側の、光軸Ｏ周りの等角度位置の複数箇所に、荷重体を配置した構成にするとよい。

　このような第３の実施形態によれば、上述した第１，２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、移動枠３０の孔３０ｈの内部に環状部材３６を設けたために、内視鏡１が超音波洗浄される際の移動枠３０の振動の振幅、速度、回数などを抑制でき、超音波洗浄が撮像ユニット１１に与える負荷を軽減できる。これにより、撮像ユニット１１の劣化を抑制して寿命を延ばすことができる。
［第４の実施形態］

　図９および図１０は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図９は撮像ユニット１１の一構成例を示す図である。この第４の実施形態において、上述の第１～３の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を適宜省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

　図９に示す構成例では、移動枠３０の円筒形状をなす外周面３０ｓの周方向の一部に、平坦形状部３０ｆが設けられている。平坦形状部３０ｆは、外周面３０ｓの光軸Ｏ方向の少なくとも一部（好ましくは、光軸Ｏ方向における両端部の少なくとも一方）に設けられていればよく、光軸Ｏ方向の全てに渡って設けられている必要はない。

　移動枠３０の中心軸および固定枠２０の中心軸を何れも光軸Ｏに一致させた配置のときに、円筒形状をなす外周面３０ｓと、円筒状をなす内周面２０ｉとの隙間の間隔がＤ０であるとする。このとき、平坦形状部３０ｆと内周面２０ｉとの隙間の間隔Ｄ１が、Ｄ０よりも大きくなるように、移動枠３０が構成されている。

　なお、本実施形態においても、移動枠３０の外周面３０ｓに被膜３１が形成されているか、または固定枠２０の内周面２０ｉに被膜２１が形成されているが、図９および図１０においては図示を省略している。

　また、図１０は、撮像ユニット１１の他の構成例を示す図である。

　図１０に示す構成例では、円筒形状をなす外周面３０ｓに、凸状部３０ｃが例えば２つ設けられている。２つの凸状部３０ｃは、外周面３０ｓ周方向の１８０°位置に、外周面３０ｓから外径方向に突出されている。凸状部３０ｃは、外径側の面が平坦形状部３０ｄ、両側面が平坦形状部３０ｅとなっている。

　また、円筒状をなす内周面２０ｉに、上述した２つの凸状部３０ｃが入り込むための凹状部２０ｃが２つ設けられている。凹状部２０ｃは、外径側の面（凹状の底面）が平坦形状部２０ｄ、両側面が平坦形状部２０ｅとなっている。

　なお、凸状部３０ｃおよび凹状部２０ｃは、外周面３０ｓおよび内周面２０ｉの光軸Ｏ方向の少なくとも一部（好ましくは、光軸Ｏ方向における両端部の少なくとも一方）に設けられていればよく、外周面３０ｓおよび内周面２０ｉの光軸Ｏ方向の全てに渡って設けられている必要はない。また、凸状部３０ｃおよび凹状部２０ｃは、周方向に２つ設けることに限定されず、１つ、または３つ以上設けても構わない。

　移動枠３０の中心軸および固定枠２０の中心軸を何れも光軸Ｏに一致させた配置のときに、円筒形状をなす外周面３０ｓと、円筒状をなす内周面２０ｉとの隙間の間隔がＤ０であるとする。また、凸状部３０ｃが、周方向において凹状部２０ｃの中央に位置したときの、平坦形状部２０ｄと平坦形状部３０ｄとの隙間の間隔をＤ２、平坦形状部２０ｅと平坦形状部３０ｅとの隙間の間隔をＤ３とする。このとき、Ｄ２はＤ０よりも大きく、かつＤ３はＤ０よりも大きくなるように、固定枠２０および移動枠３０が構成されている。

　内視鏡１は、挿入性を高めるために、挿入部２が細径となることが望まれている。このため、撮像ユニット１１の移動枠３０はサイズが小さく、均等な厚みの被膜３１を形成するのは技術的に困難である。もし均等な厚みの被膜３１を形成できないと、摺動による劣化が集中する箇所が生じて、撮像ユニット１１の寿命が短くなってしまう。

　小型の移動枠３０に均等な厚みの被膜３１を形成するには、移動枠３０を掴む箇所、または移動枠３０を治具に固定する箇所があることが望ましい。こうした箇所（以下、特定形状部という）があると、蒸着により被膜３１を形成する場合には、蒸着窯の中で適切なレイアウトで配置することが可能となる。また、メッキにより被膜３１を形成する場合は、メッキ液の中で液流に流されないようにでき、作業工程を管理し易くなる。

　こうして、図９に示す平坦形状部３０ｆ、または図１０に示す平坦形状部３０ｄ，３０ｅを設けることで、平坦形状部３０ｄ，３０ｅ，３０ｆを、移動枠３０を掴む箇所、または移動枠３０を治具に固定する箇所として利用することが可能となる。

　ただし、特定形状部は、被膜３１を形成する工程で、掴む、治具に固定する等が行われるために、特定形状部以外の部分と同様の被膜３１は形成されない。従って、特定形状部は、固定枠２０の内周面２０ｉと接触しないか、または常時は接触しないことが求められる。このために、特定形状部の隙間の間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が、特定形状部以外の隙間の間隔Ｄ０よりも大きくなるように構成している。

　例えば、平坦形状部３０ｆは、基本的に、内周面２０ｉと接触しない。また、平坦形状部３０ｄも、基本的に、平坦形状部２０ｄと接触しない。さらに、平坦形状部３０ｅは、移動枠３０が光軸Ｏ周りに回動した際に、一時的に平坦形状部２０ｅと接触することがあっても、常時接触することはない。従って、特定形状部を設けても、摺動する際の摩擦が増加することは基本的になく、移動枠３０の移動は妨げられない。

　このような第４の実施形態によれば、上述した第１～３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、移動枠３０に平坦形状部３０ｆを設けたために、または移動枠３０に平坦形状部３０ｄ，３０ｅを設け、かつ固定枠２０に平坦形状部２０ｄ，２０ｅを設けたために、小型の移動枠３０に均等な厚みの被膜３１を形成できる。これにより、摺動寿命の長い撮像ユニット１１を実現できる。

　なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

Claims (15)

1. 　孔が形成された、第１の硬度の第１の枠と、
   　光学部材が内設され、前記第１の枠に対して相対的に移動可能に前記第１の枠の前記孔内に保持された、第２の硬度の第２の枠と、
   　前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方に形成され、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との他方と摺動する、前記第１の硬度および前記第２の硬度よりも低い第３の硬度の被膜と、
   　を具備することを特徴とする内視鏡の撮像ユニット。
2. 　ビッカース硬さにおいて、前記第３の硬度は、前記第１の硬度および前記第２の硬度よりも一桁小さいことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
3. 　ビッカース硬さにおいて、前記第３の硬度は、前記第１の硬度および前記第２の硬度の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
4. 　前記第２の硬度は、前記第１の硬度と同じであることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
5. 　前記被膜は、貴金属を主成分とする、ビッカース硬さが９０ＨＶ以下の金属材料により形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
6. 　前記被膜は、フッ素樹脂により形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
7. 　前記被膜は、ホウ素、またはホウ素化合物により形成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
8. 　前記被膜が形成される前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方と、前記被膜との間に、前記一方と前記被膜とを結合させる仲介材をさらに設けることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
9. 　前記仲介材は、ニッケルにより形成されることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡の撮像ユニット。
10. 　前記被膜の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
11. 　前記被膜が形成される前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方は、前記光学部材の光軸を中心とした前記光学部材の半径よりも外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
12. 　前記光学部材は、前記第２の枠に形成された第２の孔の内部に配設され、
    　前記第２の孔の内面に固定された、前記被膜よりも光の反射率が低い低反射部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
13. 　前記光学部材は、前記第２の枠に形成された第２の孔の内部に配設され、
    　前記第２の孔の内部に配設された、前記光学部材の光軸の方向に移動可能な環状部材をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
14. 　前記第２の枠の外面は、平坦形状部を有し、
    　前記平坦形状部と前記孔の内面との隙間は、前記平坦形状部以外の前記第２の枠の外面と前記孔の内面との隙間よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡の撮像ユニット。
15. 　　孔が形成された、第１の硬度の第１の枠と、
    　　光学部材が内設され、前記第１の枠に対して相対的に移動可能に前記第１の枠の前記孔内に保持された、第２の硬度の第２の枠と、
    　　前記孔の内面と前記第２の枠の外面との一方に形成され、前記孔の内面と前記第２の枠の外面との他方と摺動する、前記第１の硬度および前記第２の硬度よりも低い第３の硬度の被膜と、
    　を備える撮像ユニットと、
    　前記撮像ユニットが配設され、被検体に挿入される挿入部と、
    　を具備することを特徴とする内視鏡。

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