(57)【要約】【課題】ＳＭＡワイヤの伸縮によって、移動レンズ枠の先端側への移動及び基端側への移動を速やかに安定して行えるレンズユニットを提供すること【解決手段】レンズユニット４０は、先端側レンズ枠４１と、基端側レンズ枠４２と、先端側又は基端側に移動される移動レンズ枠４３と、移動レンズ枠４３を第１観察位置に配置させる付勢力を有する第１コイルバネ４６と、前記移動レンズ枠４３を第２観察位置に配置させる第１コイルバネ４６よりも大きな付勢力を有する第２コイルバネ５３と、押圧部材５４と、押圧部材の先端部に固定される当接部材５５と、第２コイルバネ５３及び押圧部材５４が配設される内孔５６ｉを備え、当接部材５５の基端面５５ｒが当接する、基端側レンズ枠４２に固定されたガイドパイプ５６と、印加される電流によって伸縮制御される、収縮時には当接部材５５を過加熱防止位置に保持するＳＭＡワイヤ５７とを具備する。【選択図】図３
2010020104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１光学部材を保持する先端側レンズ枠と、
この先端側レンズ枠に連設される、当該先端側レンズ枠に保持された第１光学部材の光軸に一致する光軸を有する複数の第２光学部材を保持する基端側レンズ枠と、
前記先端側レンズ枠の第１光学部材と前記基端側レンズ枠の第２光学部材との間に配置される第３光学部材を保持し、この第３光学部材を前記光軸の先端側又は基端側に移動させる移動レンズ枠と、
前記移動レンズ枠を基端方向に移動させる付勢力を有し、当該移動レンズ枠を第１の観察位置に配置させる第１の弾性部材と、
この第１の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を先端方向に移動させて、当該移動レンズ枠を第２の観察位置に配置させる第２の弾性部材と、
この第２の弾性部材の付勢力によって先端方向に移動される押圧部材と、
この押圧部材の先端部に固定される、前記移動レンズ枠に当接する先端面を備える当接部材と、
この当接部材の基端面が当接する先端面を有し、前記第２の弾性部材及び前記押圧部材が摺動自在に配設される内孔を備え、前記基端側レンズ枠に一体に固定されて、当該当接部材の移動距離を設定するガイドパイプと、
このガイドパイプ内を介して前記当接部材に固定され、外部電源から印加される電流によって所定の温度に可変されて伸縮制御される特性を有する、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記移動レンズ枠に当接した当接部材が固定されている前記押圧部材を前記第２の弾性部材の付勢力に抗して基端側に移動させるとともに、前記当接部材を前記当接部材の基端面が前記ガイドパイプの先端面から所定距離離間し、かつ当該当接部材の先端面が前記第１の観察位置に移動された前記移動レンズ枠から所定距離離間した位置に保持する形状記憶合金ワイヤと、
を具備することを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
さらに、
前記先端レンズ枠に固定される、前記移動レンズ枠の先端当接部が当接して当該移動レンズ枠の先端側の配置位置を規制する先端位置規制枠と、
前記基端側レンズ枠に噛合して配置される、前記移動レンズ枠の基端当接部が当接して当該移動レンズ枠の基端側の配置位置を規制する基端位置調整リングと、
を具備することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記当接部材の移動距離を、前記移動レンズ枠の移動距離より長く設定したことを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記先端位置規制枠に、前記第１の弾性部材を保持する保持部と、前記移動レンズ枠の先端方向または基端方向への移動を案内するガイド部とを兼ねるガイドピンを設けたことを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記当接部材は、
前記当接部材内に前記形状記憶合金ワイヤの中途部を巻回したリング部材が配設されるリング配設部と、
開口側から中途に至る外周面に前記当接部材内と外部とを連通する切り欠きと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記当接部材は、絶縁部材であることを特徴とする請求項１又は請求項５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記ガイドパイプ及び前記ガイドピンは、前記光軸に対して平行に配設されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記移動レンズ枠及び前記当接部材に、前記移動レンズ枠を前記光軸に対して直交する方向に移動させる移動レンズ枠規制部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡に配設される対物光学系の光学特性を可変させるレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、生体内の観察、処置等、又は工業用のプラント設備内の検査、修理等のため広く用いられている。内視鏡観察においては、観察部位、或いは観察の目的等によって観察対象部に対する焦点深度、結像倍率、視野角等、光学特性を変更することが可能なものが望まれている。近年においては、撮像ユニットに含まれる対物レンズ群のうちの１つ、又は複数の光学レンズを光軸方向に移動可能に構成して、光学特性の調整、変更を可能にした撮像ユニットが知られている。
【０００３】
内視鏡に設けられる撮像ユニットにおいて、光学レンズを備える移動レンズ枠を移動して光学特性を可変する技術として、例えば、特許文献１の内視鏡が開示されている。この内視鏡は、アクチュエータを有する撮像ユニットの小型化を可能にして、内視鏡挿入部の先端部の細径化を図るため、光学特性を可変する移動レンズを保持する移動レンズ枠を進退移動させるためのアクチュエータ装置として、付勢バネと形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙｓ、以下「ＳＭＡ」と称す）ワイヤを利用している。この内視鏡では、ＳＭＡワイヤを通電によって収縮させて、移動レンズ枠を付勢バネの付勢力に抗して後方に移動させ、収縮したＳＭＡワイヤへの通電を停止して伸長させるときに、付勢バネの付勢力により移動レンズ枠を前方へ移動させて光学特性を可変している。
【特許文献１】特開２００７−２２９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の内視鏡ではＳＭＡワイヤを収縮させて移動レンズ枠を後方の第３レンズ群方向に移動させ、この移動レンズ枠が位置決め部材に当接することによって、移動レンズ枠の後方位置の位置決めを行っている。
【０００５】
移動レンズが位置決め部材に当接状態のとき、ＳＭＡワイヤの温度が所定の温度範囲である場合と、ＳＭＡワイヤの温度が所定の温度より過加熱されている場合とが考えられる。ＳＭＡワイヤの伸長は、非通電時の自然冷却に委ねられている。そのため、過加熱されたＳＭＡワイヤを非通電状態にしたときの伸長応答性と、所定の温度範囲で加熱されたＳＭＡワイヤを非通電状態にしたときの伸長応答性とを比較すると、過加熱されたＳＭＡワイヤの伸長応答性が低下する。すなわち、ＳＭＡワイヤが過加熱されていると、ユーザーが光学特性の可変を指示した際、その指示のタイミングと光学特性の変化との間にズレが生じる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＳＭＡワイヤの伸縮によって、移動レンズ枠の先端側への移動及び基端側への移動を速やかに安定して行えるレンズユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレンズユニットは、複数の第１光学部材を保持する先端側レンズ枠と、この先端側レンズ枠に連設される、当該先端側レンズ枠に保持された第１光学部材の光軸に一致する光軸を有する複数の第２光学部材を保持する基端側レンズ枠と、前記先端側レンズ枠の第１光学部材と前記基端側レンズ枠の第２光学部材との間に配置される第３光学部材を保持し、この第３光学部材を前記光軸の先端側又は基端側に移動させる移動レンズ枠と、前記移動レンズ枠を基端方向に移動させる付勢力を有し、当該移動レンズ枠を第１の観察位置に配置させる第１の弾性部材と、この第１の弾性部材の付勢力よりも大きな付勢力を有し、前記移動レンズ枠を先端方向に移動させて、当該移動レンズ枠を第２の観察位置に配置させる第２の弾性部材と、この第２の弾性部材の付勢力によって先端方向に移動される押圧部材と、この押圧部材の先端部に固定される、前記移動レンズ枠に当接する先端面を備える当接部材と、この当接部材の基端面が当接する先端面を有し、前記第２の弾性部材及び前記押圧部材が摺動自在に配設される内孔を備え、前記基端側レンズ枠に一体に固定されて、当該当接部材の移動距離を設定するガイドパイプと、このガイドパイプ内を介して前記当接部材に固定され、外部電源から印加される電流によって所定の温度に可変されて伸縮制御される特性を有する、伸長時には非張力状態で、収縮時には前記移動レンズ枠に当接した当接部材が固定されている前記押圧部材を前記第２の弾性部材の付勢力に抗して基端側に移動させるとともに、前記当接部材を前記当接部材の基端面が前記ガイドパイプの先端面から所定距離離間し、かつ当該当接部材の先端面が前記第１の観察位置に移動された前記移動レンズ枠から所定距離離間した位置に保持する形状記憶合金ワイヤとを具備している。
【０００８】
この構成によれば、形状記憶合金ワイヤが非張力状態で伸長しているとき、移動レンズ枠は、第２の弾性部材の付勢力によって、当接部材を先端部に固定した押圧部材によって押圧されて第２の観察位置に保持される。一方、形状記憶合金ワイヤが収縮状態に切り替えられると、収縮の開始に伴って押圧部材が基端側に移動する。すると、押圧部材から移動レンズ枠に働いていた押圧力が解除されて、移動レンズ枠は第１の弾性部材の付勢力によって基端側に移動していく。そして、当接部材が前記当接部材の基端面が前記ガイドパイプの先端面から所定距離離間し、かつ当該当接部材の先端面が前記第１の観察位置に移動された前記移動レンズ枠から所定距離離間した位置に移動されて保持されたときには、移動レンズ枠が第１の観察位置に保持される。その後、形状記憶合金ワイヤが収縮状態から伸長状態に切り替えられると、自然冷却による伸長が開始されると略同時に、移動レンズ枠は、第２の弾性部材の付勢力によって第２の観察位置に移動していく。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＳＭＡワイヤの伸縮によって、移動レンズ枠の先端側への移動及び基端側への移動を速やかに安定して行えるレンズユニットを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１から図７は本発明の一実施形態にかかり、図１は電子内視鏡システムの全体を示す構成図、図２は撮像ユニットの構成を説明する図、図３は図２の矢印Ａで示す部分の拡大図、図４は当接部材にＳＭＡワイヤが固定されたリング部材を固設する工程を説明する図、図５は当接部材を過加熱防止位置に配置させたときの当接部材とガイドパイプとの位置関係及び当接部材と移動レンズ枠との位置関係を説明する図、図６は先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の一構成例及びその作用を説明する図、図７は先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の他の構成を説明する図である。
【００１２】
図１に示すように電子内視鏡システム１は、後述するレンズユニットを備えた電子内視鏡（以下、内視鏡と略記する）２、と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、表示装置であるカラーモニタ５とで構成されている。例えば、光源装置３には後述するワイヤ状の形状記憶合金である形状記憶合金ワイヤ（以下、ＳＭＡワイヤと略記）に電流を印加する外部電源としての電源部が設けられている。  
内視鏡２は、挿入部９と、操作部１０と、操作部１０から延出するユニバーサルコード１９とを備えて構成されている。
【００１３】
挿入部９は、一端である先端から順に、先端部６、湾曲部７、及び可撓管部８を連設して構成されている。先端部６の先端面には、図示しない先端開口、観察窓、複数の照明窓、洗浄ノズル等が配設されている。観察窓の背面側には、先端部６に内蔵された、後述する撮像ユニットが配設されている。また、複数の照明窓の背面側には、光源装置３からの照明光を伝送する、ライトガイドバンドルが臨まれている。
【００１４】
操作部１０は、把持部を兼ねる操作部本体１１を備え、その操作部本体１１には湾曲操作ノブ１２，１３を備えた湾曲操作部１４と、送気送水制御部１５と、吸引制御部１６と、複数のスイッチから構成され、主に撮像機能（例えば、ズーミング機能）を操作する複数のスイッチ部１７とを備えている。符号１８は鉗子口であり、生検鉗子等の処置具が挿通される。
【００１５】
ユニバーサルコード１９の端部にはスコープコネクタ１９ａが設けられ、このスコープコネクタ１９ａは光源装置３に着脱自在に接続される。スコープコネクタ１９ａの側部には、撮像装置用ケーブル２０の一端が着脱自在に接続される。撮像装置用ケーブル２０の他端はビデオプロセッサ４に着脱自在に接続される。
【００１６】
図２から図５を参照して先端部６内に設けられたに撮像ユニットについて説明する。  
図２に示すように撮像ユニット３０は、素子ユニット３１とレンズユニット４０とを備えて構成されている。  
素子ユニット３１は、撮像素子３２と、素子枠３３と、回路基板３４と、信号ケーブル３５と、撮像装置外装枠（以下、撮像枠と記載する）３６とを主に備えて構成されている。
【００１７】
撮像素子３２は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等である。撮像素子３２の受光面側には、例えば２枚の光学部材であるカバーレンズ３７ａ、３７ｂが接着固定されている。第２カバーレンズ３７ｂは、撮像素子３２の受光面に配置されている。
【００１８】
素子枠３３は、例えばステンレス鋼で形成され、撮像素子３２の受光面側に配設された２枚のカバーレンズ３７ａ、３７ｂのうち、第１カバーレンズ３７ａが素子枠３３の基端部内面に接着によって一体的に固定されている。つまり、撮像素子３２はカバーレンズ３７ａ、３７ｂを介して素子枠３３に固定されている。素子枠３３の先端部内面には、レンズユニット４０を構成する後述する基端側レンズ枠４２の基端部が配置される。基端側レンズ枠４２と素子枠３３とは、ピント等の位置調整を完了した後、例えば半田２１によって接合される。
【００１９】
回路基板３４は柔軟性を有する例えばフレキシブルプリント基板である。回路基板３４には図示しない各種電子部品が実装されている。これら電子部品を実装した回路基板３４の先端側は、撮像素子３２に電気的に接続されている。
【００２０】
信号ケーブル３５内には複数の信号線３８が挿通している。複数の信号線３８の先端部は、回路基板３４に設けられた図示しない電気接続部に接続されている。信号ケーブル３５の基端部は、挿入部９、操作部１０、ユニバーサルコード１９内を挿通して前記スコープコネクタ１９ａ内に延出している。
【００２１】
撮像枠３６は、撮像素子３２、電子部品を実装した回路基板３４、この回路基板３４に接続された信号ケーブル３５の一部等を覆い包む。撮像枠３６は、例えば、ステンレス製で長方形状の１枚の薄板を丸めて、或いは折り曲げて所定形状に形成される。符号３９は熱収縮チューブであり、撮像枠３６の外面を被覆して素子ユニット３１の外装を構成する。
【００２２】
符号３９ａは絶縁性の封止樹脂である。封止樹脂３９ａは撮像枠３６内の空間に充填されて、回路基板３４と撮像素子３２との電気的な接続部の周囲、回路基板３４に実装された電子部品の周囲、及びカバーレンズ３７ｂ、撮像素子３２の周囲、信号ケーブル３５と回路基板３４との接続部を封止する。
【００２３】
図２、図３に示すようにレンズユニット４０は、先端側レンズ枠４１と、基端側レンズ枠４２と、移動レンズ枠４３と、先端位置規制枠４４と、基端位置調整リング４５と、第１移動機構部５１と、第２移動機構部５２とを主に備えて構成されている。
【００２４】
第１移動機構部５１は、移動レンズ枠４３を第１観察位置である拡大観察位置に移動させると共に、その位置に保持する機構であり、第１の弾性部材である第１圧縮コイルバネ４６と、ガイドピン４７とを備えて構成されている。
【００２５】
第２移動機構部５２は、移動レンズ枠４３を第２観察位置である広角観察位置に移動させると共にその位置に保持する移動レンズ枠保持機構及び、この保持状態を解除して後述する当接部材５５を、当接部材５５の基端面が後述するガイドパイプ５６の先端面から所定距離離間し、かつ前記当接部材５５の先端面が第１観察位置に移動された移動レンズ枠４３から所定距離離間した位置（以下、この位置を過加熱防止位置と記載する）に、保持する当接部材保持機構を備え、第２の弾性部材である第２圧縮コイルバネ５３と、管状の押圧部材５４と、当接部材５５と、ガイドパイプ５６と、ＳＭＡワイヤ５７とで主に構成されている。
【００２６】
先端側レンズ枠４１は、複数の第１光学部材である第１光学レンズ群６１及び絞り等を保持する。先端側レンズ枠４１には、先端位置規制枠４４が固設される。
【００２７】
基端側レンズ枠４２は、複数の第２光学部材である第２光学レンズ群６２及び絞り等を保持する。第２光学レンズ群６２及び絞りは、基端側レンズ枠４２の基端部側に設けられている。基端側レンズ枠４２の外周面の所定位置には、雄ネジ部４２ｍが設けられるとともに、外周面から外側に突出した基端枠凸部４２ａが設けられている。基端枠凸部４２ａには、ガイドパイプ５６を光軸に平行に固設するための貫通孔４２ｂが形成されている。
【００２８】
移動レンズ枠４３は、少なくとも１つの光学レンズ６３を保持する。移動レンズ枠４３は、例えば先端側に、先端側レンズ枠４１の後端側の外周面に係入する係合部４３ａを有している。
【００２９】
また、移動レンズ枠４３の係合部４３ａには、外周面から外側に突出した移動枠凸部４３ｂが設けられている。移動枠凸部４３ｂには、ガイドピン４７の一端部が挿通される摺動孔４３ｃと第１圧縮コイルバネ４６の一端部が配置される凹部４３ｄとが形成されている。移動枠凸部４３ｂは、基端側レンズ枠４２の先端側外周面の先端から中途部まで形成された切り欠き溝４２ｃを介して基端側レンズ枠４２の外周面外側に突出される。移動枠凸部４３ｂの先端面及び基端面は、前側位置決め面４３ｆ及び後側位置決め面４３ｒとして構成されている。
【００３０】
先端位置規制枠４４は、先端側レンズ枠４１の外周面に例えば接着剤２２によって接合される。先端位置規制枠４４の凹部４４ａ内には、基端側レンズ枠４２の先端部４２ｄが配置される。この先端部４２ｄは、例えば接着剤２３によって凹部４４ａ内に接合される。
【００３１】
先端位置規制枠４４の先端側には、段付き孔４４ｂが形成されている。段付き孔４４ｂは、凹部４４ｃとピン孔４４ｄとを備えて構成される。ピン孔４４ｄの径寸法は、凹部４４ｃの外径に比べて小径である。ピン孔４４ｄにはガイドピン４７の他端部が固設される。凹部４４ｃには第１圧縮コイルバネ４６の他端部が配設される。ガイドピン４７は、光軸と平行に設けられる。
【００３２】
第１圧縮コイルバネ４６は、移動レンズ枠４３を拡大観察位置を設定する基端位置調整リング４５に当接させてその状態を保持する付勢力を備えている。第１圧縮コイルバネ４６は、ピン孔４４ｄから突出したガイドピン４７に挿通される。ガイドピン４７を第１圧縮コイルバネ４６内に挿通させたことにより、第１圧縮コイルバネ４６の座屈等が防止される。また、ガイドピン４７の一端部を摺動孔４３ｃ内に挿通させたことにより、移動レンズ枠４３はガイドピン４７を案内にしてスムーズに軸方向に移動させることができる。すなわち、本実施形態において、ガイドピン４７は、圧縮コイルバネ４６の座屈防止機構と、移動レンズ枠４３の移動を案内するガイド機構とを兼用している。
【００３３】
基端位置調整リング４５は、その内周面に、基端側レンズ枠４２の雄ネジ部４２ｍに噛合する雌ネジ部４５ｆを有している。基端位置調整リング４５の先端面は、移動レンズ枠４３が備える移動枠凸部４３ｂの後側位置決め面４３ｒが当接する移動レンズ枠基端規制面４５ａを構成している。基端位置調整リング４５は、拡大観察位置を設定する部材であり、回動によりピント等の位置調整を行った後、例えば接着剤等で固定される。
【００３４】
ガイドパイプ５６は、内孔５６ｉを備え、その内孔５６ｉには前記第２圧縮コイルバネ５３及び押圧部材５４の端部と、絶縁チューブ５８の先端部とが配設される。第２圧縮コイルバネ５３及び押圧部材５４は、内孔５６ｉに摺動自在に配置され、絶縁チューブ５８は内孔５６ｉに例えば、接着によって固定される。
【００３５】
ガイドパイプ５６の基端側から中途部にいたる外周面には、カバーチューブ５９の先端部が被覆されている。カバーチューブ５９は、絶縁チューブ５８及び後述する電気ケーブル６０の外周を覆っている。
【００３６】
ガイドパイプ５６は、その先端側が基端側レンズ枠４２の基端枠凸部４２ａに形成されている貫通孔４２ｂに配置される。このとき、ガイドパイプ５６の先端面５６ａは、基端枠凸部４２ａの先端面４２ｆより所定量、突出して半田或いは接着剤によって固定される。この先端面４２ｆには当接部材５５の基端面５５ｒが当接する。
【００３７】
ガイドパイプ５６の内孔５６ｉに配設される第２圧縮コイルバネ５３は、第１圧縮コイルバネ４６の付勢力よりも大きな付勢力を有している。具体的に、第２の圧縮コイルバネ５３は、第１の圧縮コイルバネ４６が移動レンズ枠４３を付勢している状態において、第１の圧縮コイルバネ４６の付勢力に抗して、移動レンズ枠４３の前側位置決め面４３ｆを先端位置規制枠４４に当接させてその状態を保持する付勢力を備えている。移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂの前側位置決め面４３ｆが先端位置規制枠４４に当接することによって、移動レンズ枠４３は広角観察位置に配置される。
【００３８】
ガイドパイプ５６の内孔５６ｉに配設される押圧部材５４は管状であり、先端部には絶縁部材で筒状に形成された当接部材５５が固設される。押圧部材５４の有する貫通孔５４ａ内には、絶縁チューブ５８の貫通孔５８ａ及び第２圧縮コイルバネ５３内を挿通して導かれたＳＭＡワイヤ５７が挿通される。  
ＳＭＡワイヤ５７は、電流が印加されて加熱されると収縮し、電流の印加が停止されて冷却（常温へ自然冷却）されると伸長する特性を有している。
【００３９】
押圧部材５４の貫通孔５４ａから導出されたＳＭＡワイヤ５７の先端側の中途部５７ｍは、図４に示すようにリング部材６４の孔６４ａに挿通されたのち所定状態に曲げられ、ＳＭＡワイヤ５７の先端側をリング部材６４の側方から延出させ、接着剤２４によって固定される。ＳＭＡワイヤ５７が固定されたリング部材６４は、当接部材５５に固設される。
【００４０】
当接部材５５は、図４に示すように凹空間である押圧部材固定部５５ａと、開口５５ｂ側から側周面の中途部まで形成された切り欠き５５ｃとを備えて構成されている。切り欠き５５ｃは、押圧部材固定部５５ａと外部とを連通している。
【００４１】
ここで、ＳＭＡワイヤ５７の中途部５７ｍが固定されたリング部材６４を、当接部材５５の押圧部材固定部５５ａ内に配置するとともに、当接部材５５を押圧部材５４の先端部に外嵌状態で固定する当接部材固定工程について説明する。
【００４２】
まず、リング部材６４の孔６４ａから延出しているＳＭＡワイヤ５７を押圧部材５４の貫通孔５４ａに挿通する。そして、リング部材６４を押圧部材５４の先端面に配置する。
【００４３】
次に、押圧部材５４の先端及びリング部材６４に接着剤を塗布する。そして、矢印Ｂに示すように押圧部材固定部５５ａ内にリング部材６４と押圧部材５４の先端部とを配置する。このとき、リング部材６４の側方から延出しているＳＭＡワイヤ５７を切り欠き５５ｃに配置しておく。
【００４４】
その後、接着剤が硬化することによって、図２、図３に示すように当接部材５５と、リング部材６４及びＳＭＡワイヤ５７と押圧部材５４とが一体に固定される。この固定状態において、ＳＭＡワイヤ５７の先端側は、当接部材５５の切り欠き５５ｃから外部に延出される。このため、ＳＭＡワイヤ５７が、基端面５５ｒ側に配置されることが防止される。
【００４５】
このことによって、先端部に当接部材５５を固設した押圧部材５４が構成される。この押圧部材５４は、第２圧縮コイルバネ５３が配設されたガイドパイプ５６の内孔５６ｉ内に配置される。
【００４６】
なお、当接部材５５の側周面に切り欠き５５ｃを形成する代わりに、押圧部材固定部５５ａと外部とを連通する貫通孔を形成するようにしてもよい。このことによって、ＳＭＡワイヤ５７が、基端面５５ｒ側に配置されることが確実に防止できる。
【００４７】
また、当接部材５５の外部に延出されたＳＭＡワイヤ５７の先端部は、図示しない絶縁チューブ内を挿通されて例えば、内視鏡２の挿入部９を構成する湾曲部７の基端側に挿通されている図示しない接地用の信号線に接続される。
【００４８】
一方、ＳＭＡワイヤ５７の基端は、内視鏡２の挿入部９を構成する湾曲部７の基端側に配置され、この基端にはＳＭＡワイヤ５７に電流を供給する電気ケーブル６０に挿通された電線６０ａが例えばカシメ部材６５を介して接続されている。したがって、ビデオプロセッサ４に設けられた電源部から電気ケーブル６０を介してＳＭＡワイヤ５７に電流が印加されることによって、ＳＭＡワイヤ５７の温度が上昇して、ＳＭＡワイヤ５７が収縮する。
【００４９】
ここで、レンズユニット４０の組み付け工程を説明する。  
まず、枠４１、４２、４３、４４、リング４５及び第１移動機構部５１を組み付けて枠体を構成する工程を説明する。
【００５０】
枠体を構成するに当たって、先端位置規制枠４４を先端側レンズ枠４１に固定する。このとき、ピン孔４４ｄにガイドピン４７の一端部を固設しておく。また、また、基端側レンズ枠４２の雄ネジ部４２ｍに基端位置調整リング４５を螺合しておく。
【００５１】
次に、先端側レンズ枠４１に固定された先端位置規制枠４４に設けられたガイドピン４７に第１圧縮コイルバネ４６を配設する。そして、先端側レンズ枠４１の後端側に移動レンズ枠４３を配設する。このとき、ガイドピン４７を移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂに形成されている摺動孔４３ｃに挿通させるとともに、第１圧縮コイルバネ４６を凹部４３ｄ内に配設する。
【００５２】
次いで、先端位置規制枠４４の凹部４４ａ内に、基端位置調整リング４５が取り付けられている基端側レンズ枠４２の先端部４２ｄを配置する。このとき、基端側レンズ枠４２に形成されている切り欠き溝４２ｃに、移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂを配置させる。その後、基端側レンズ枠４２と先端位置規制枠４４とを例えば接着剤２２によって固定する。
【００５３】
このことによって、第１光学レンズ群６１と第２光学レンズ群６２との間に光学レンズ６３が移動自在に配置した枠体が構成される。この枠体において、移動レンズ枠４３は、第１圧縮コイルバネ４６の付勢力によって基端側レンズ枠４２の第２光学レンズ群６２側に移動されている。このとき、移動レンズ枠４３に設けられている移動枠凸部４３ｂの後側位置決め面４３ｒが基端位置調整リング４５の移動レンズ枠基端規制面４５ａに当接している。ここで、基端位置調整リング４５の位置を調整して光学レンズ６３の位置を決定する。位置調整完了後、基端位置調整リング４５を基端側レンズ枠４２に一体に固定する。
【００５４】
次に、枠体に第２移動機構部５２を組み付けてレンズユニット４０を構成する工程を説明する。  
まず、レンズユニット４０を構成するに当たって、絶縁チューブ５８及びカバーチューブ５９が固定され、かつＳＭＡワイヤ５７が挿通されているガイドパイプ５６を用意する。
【００５５】
次に、基端側レンズ枠４２の貫通孔４２ｂに前記ガイドパイプ５６を配置する。そして、ガイドパイプ５６の先端面５６ａの基端枠凸部４２ａの先端面４２ｆからの突出量を、基端位置調整リング４５の位置、すなわち、図３のＬ１で示す移動レンズ枠移動距離を考慮して固定する。
【００５６】
このとき、図３のＬ１で示す移動レンズ枠移動距離より、Ｌ２で示す当接部材移動距離が、予め設定された所定量より長くなるように突出量の調整を行う。
【００５７】
これは、実線に示すように当接部材５５の基端面５５ｒがガイドパイプ５６の先端面５６ａに当接した状態で、二点鎖線に示すように移動レンズ枠４３に設けられている移動枠凸部４３ｂの後側位置決め面４３ｒが基端位置調整リング４５の移動レンズ枠基端規制面４５ａに当接したとき、移動枠凸部４３ｂの後面４３ｅと当接部材５５の先端面５５ｆとの間に、予め設定した隙間ｔを設けることによって、当接部材５５に当接して移動レンズ枠４３の拡大観察位置への移動が妨げられることを防止するためである。
【００５８】
次いで、基端側レンズ枠４２に一体なガイドパイプ５６の内孔５６ｉ内に第２圧縮コイルバネ５３を配設する。このとき、第２圧縮コイルバネ５３の内孔にＳＭＡワイヤ５７を挿通させる。
【００５９】
次に、押圧部材５４の基端側から貫通孔５４ａにＳＭＡワイヤ５７を挿通して、先端側の貫通孔５４ａから導出されたＳＭＡワイヤ５７の中途部５７ｍをリング部材６４に固定する。そして、上述した当接部材固定工程にしたがって、ＳＭＡワイヤ５７が固定されたリング部材６４を、当接部材５５の押圧部材固定部５５ａ内に配置するとともに、当接部材５５を押圧部材５４の先端部に固定する。
【００６０】
つまり、まず、リング部材６４を押圧部材５４の先端面に配置する。このとき、ＳＭＡワイヤ５７の基端側を引っ張り弛み取りを行う。そして、押圧部材５４の先端及びリング部材６４に接着剤を塗布する。次に、ＳＭＡワイヤ５７を切り欠き５５ｃに一致させて、押圧部材固定部５５ａ内にリング部材６４と押圧部材５４の先端部とを配置する。
【００６１】
次いで、当接部材５５が先端部に配置されている押圧部材５４の基端側を第２圧縮コイルバネ５３の付勢力に抗して内孔５６ｉ内に押し込む。その後、当接部材５５の先端面５５ｆを移動枠凸部４３ｂの後面４３ｅ側に配置させる。
【００６２】
そして、先端面５５ｆが後面４３ｅに配置されたなら、第２圧縮コイルバネ５３の付勢力によって押圧部材５４を移動させる。すると、当接部材５５の先端面５５ｆが後面４３ｅに当接して、第１の圧縮コイルバネ５３の付勢力によって拡大観察位置に配置されていた移動レンズ枠４３が広角観察位置に移動されていく。そして、移動枠凸部４３ｂの前側位置決め面４３ｆが先端位置規制枠４４に当接して、移動レンズ枠４３が通常の観察位置である広角観察位置に配置される。この状態で、接着剤を硬化させる。そして、接着剤が硬化することによって、レンズユニット４０が構成される。このレンズユニット４０によれば、ＳＭＡワイヤ５７に電流が印加されていないとき、移動レンズ枠４３は、第２圧縮コイルバネ５３の付勢力によって広角観察位置に配置される。
【００６３】
このレンズユニット４０によれば、ＳＭＡワイヤ５７が絶縁部材で構成された当接部材５５が備える押圧部材固定部５５ａ内で折り返されて、当接部材５５の側面から延出される構成である。このため、ＳＭＡワイヤ５７と移動レンズ枠４３との絶縁を確保することができるとともに、ＳＭＡワイヤ５７が基端面５５ｒ側に配置されることを防止することができる。
【００６４】
次に、レンズユニット４０の動作チェックを行うとともに、キャリブレーション値及び過加熱防止位置情報の取得を行う。  
キャリブレーション値とは、当接部材５５の基端面５５ｒがガイドパイプ５６の先端面５６ａに到達（当接）したときのＳＭＡワイヤ５７の抵抗値であり、過加熱防止位置情報とは、拡大観察中に当接部材５５を過加熱防止位置に配置させる抵抗値であり、図５に示すように当接部材５５を過加熱防止位置に配置させることによって、当接部材５５の基端面５５ｒはガイドパイプ５６の先端面５６ａから第１離間距離（ｔ１）離間し、当接部材５５の先端面５５ｆは移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂの後面４３ｅから第２離間距離（ｔ２）離間する。この離間距離ｔ１、ｔ２は、隙間ｔに基づいて設定される値である。
【００６５】
動作チェックを行うため、まず、ＳＭＡワイヤ５７の先端側及び基端を接続して電源部からＳＭＡワイヤ５７に電流を印加する。すると、ＳＭＡワイヤ５７は、温度の上昇に伴い収縮を開始する。すると、ＳＭＡワイヤ５７の収縮に伴って第２圧縮コイルバネ５３の付勢力で移動レンズ枠４３を広角観察位置に保持していた当接部材５５を設けた押圧部材５４が、基端方向、すなわち拡大観察方向に移動される。言い換えれば、ＳＭＡワイヤ５７は、電流印加時、第２圧縮コイルバネ５３の付勢力に抗して当接部材５５が固設された押圧部材５４を基端方向に移動させる。このことによって、上述したように、移動レンズ枠４３が第１圧縮コイルバネ４６の付勢力で拡大観察位置方向に移動していく。
【００６６】
さらに、ＳＭＡワイヤ５７の温度が上昇することによって、当接部材５５の基端面５５ｒがガイドパイプ５６の先端面５６ａに近づいてくる。このとき、温度の上昇と共に抵抗値が減少していく。
【００６７】
そして、当接部材５５の基端面５５ｒがガイドパイプ５６の先端面５６ａに当接すると、この当接に伴って、温度上昇にかかわらずＳＭＡワイヤ５７の収縮が停止する。すなわち抵抗値が変化しなくなる。このときの抵抗値は、当接部材５５の基端面５５ｒがガイドパイプ５６の先端面５６ａに突き当たった状態になったことを告知する値である。そして、この抵抗値を、キャリブレーション値として取得するとともに、このキャリブレーション値に基づいて当接部材５５の基端面５５ｒをガイドパイプ５６の先端面５６ａより所定距離手前で停止させる抵抗値を過加熱防止位置情報として取得する。
【００６８】
ここで、ＳＭＡワイヤ５７を過加熱防止位置情報として取得した抵抗値で制御して、ＳＭＡワイヤ５７を収縮させる。そして、当接部材５５が過加熱防止位置に配置されているか否かを確認する。すなわち、当接部材５５が、ガイドパイプ５６の先端面５６ａ及び移動レンズ枠４３の後面４３ｅに当接することなく、所定の隙間が形成されているか否かを確認する。
【００６９】
そして、当接部材５５が過加熱防止位置に配置されていることを確認したら、ＳＭＡワイヤ５７への電流の印加を停止して、観察位置の切り替えを確認する。このとき、当接部材５５が過加熱防止位置に配置されている場合、ＳＭＡワイヤ５７への電流の印加が停止されると、ＳＭＡワイヤ５７は、自然冷却に伴う伸長を開始する。すると、移動レンズ枠４３が第２圧縮コイルバネ５３の付勢力によって拡大観察位置から広角観察位置に移動される。  
その後、キャリブレーション値及び過加熱防止位置情報をレンズユニット４０の特定値として、このレンズユニット４０が搭載される内視鏡のメモリに登録する。
【００７０】
上記レンズユニット４０を搭載した内視鏡２で内視鏡検査を行うとき、ユーザーは、検査前に、当接部材５５の基端面５５ｒをガイドパイプ５６の先端面５６ａに当接させるキャリブレーション処理を行う。内視鏡システム１の制御部（不図示）では、キャリブレーション処理時に取得した抵抗値と、メモリに登録されているキャリブレーション値との比較を行い。「異常なし」と判定されたときには、メモリに登録されている過加熱防止位置情報を基に、拡大観察時には、当接部材５５が過加熱防止位置に配置されるようにＳＭＡワイヤ５７の抵抗の制御を行う。なお、「異常有り」と判定されたときには、ユーザーに告知を行い、その内視鏡のメンテナンスを行う。
【００７１】
このように、レンズユニットの個体毎にキャリブレーション値及び過加熱防止位置情報を取得することによって、拡大観察時、ＳＭＡワイヤの抵抗値を過加熱防止位置情報を基に情制して、当接部材をガイドパイプ及び移動レンズ枠に当接しない過加熱防止位置に配置させて、ＳＭＡワイヤが過加熱されることを防止することができる。
【００７２】
このことによって、内視鏡観察中に拡大観察から広角観察に切り替えるためにＳＭＡワイヤへの電流の印加を停止したとき、自然冷却が開始されると同時にＳＭＡワイヤの伸長を開始させて光学特性の変更をスムーズに行うことができる。言い換えれば、ユーザーが、光学特性の可変を指示したときの伸長応答性が向上させて、その指示のタイミングで光学特性の変化を行うことができる。
【００７３】
また、ＳＭＡワイヤの収縮を、広角観察から拡大観察に切り替えるときの第２圧縮コイルバネの付勢力の解除に特定したことによって、第２圧縮コイルバネの付勢力を解除した後、第１圧縮コイルバネによる光学特性の変更をスムーズに行うことができる。
【００７４】
これらのことによって、ＳＭＡワイヤの伸縮によって、直接的に移動レンズ枠を移動させることなく、２種類の圧縮コイルバネの付勢力によって行うことによって、移動レンズ枠の先端側及び基端側への移動を安定させて、速やかに行うことができる。
【００７５】
さらに、移動レンズ枠の拡大観察位置への保持を第１圧縮コイルバネの付勢力で行い、広角観察位置への保持を第２圧縮コイルバネの付勢力で行うことにより、観察中に、ＳＭＡワイヤの温度が変化してＳＭＡワイヤが収縮、伸長することによって、移動レンズ枠の位置が変化する不具合を解消することができる。
【００７６】
又、観察中にＳＭＡワイヤへの電流の印加が停止された場合には、ＳＭＡワイヤが伸長することによって、移動レンズ枠が第２圧縮コイルバネの付勢力によって広角観察位置に配置される。このため、ＳＭＡワイヤへの電流の印加が停止されても、広角による観察を継続して行うことができる。
【００７７】
なお、上述した実施形態においては、当接部材５５の先端面５５ｆを移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂの後面４３ｅに当接させる構成としている。しかし、図６、図７に示すように当接部材と移動枠凸部とを構成して、クリアランスを有する移動レンズ枠を所望する方向に押圧して保持することによって、移動レンズ枠に設けられた光学レンズ６３の芯ぶれによる画像のケラレを防止することができる。
【００７８】
図６は先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の一構成例及びその作用を説明する図、図７は先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の他の構成及びその作用を説明する図である。
【００７９】
図６に示すように本実施形態の当接部材５５Ｄは、その先端部に移動レンズ枠規制部である曲面部５５ｅを有している。一方、移動レンズ枠４３の移動枠凸部４３ｂには曲面部５５ｅが当接する移動レンズ枠規制部である斜面４３ｇを備えている。この構成によれば、第２圧縮コイルバネ５３の付勢力によって移動レンズ枠４３を広角観察位置に保持するとき、曲面部５５ｅが斜面４３ｇに当接する。
【００８０】
このことによって、移動レンズ枠４３が、クリアランスの範囲で破線に示すように移動されて、先端側レンズ枠４１の後端側外周面、又は基端側レンズ枠４２の先端部４２ｄ内周面に当接する。このため、観察中に光学レンズ６３の位置がずれることによって発生する画像ケラレを防止することができる。
【００８１】
なお、図７に示すように当接部材５５Ｆに移動レンズ枠規制部と例えば円錐形状部５５ｇを設け、移動枠凸部４３ｂに円錐形状部５５ｇが係入する係入孔４３ｈを設けるようにしてもよい。この構成によれば、第２圧縮コイルバネ５３の付勢力によって移動レンズ枠４３を広角観察位置に保持するとき、円錐形状部５５ｇが係入孔４３ｈ内に係入して上述と同様の作用を植えることができる。
【００８２】
なお、曲面部と斜面、円錐形状の凹凸部等に限定されるものではなく、半球形状部、テーパー部等で構成するようにしてもよい。
【００８３】
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】電子内視鏡システムの全体を示す構成図
【図２】撮像ユニットの構成を説明する図
【図３】図２の矢印Ａで示す部分の拡大図
【図４】当接部材にＳＭＡワイヤが固定されたリング部材を固設する工程を説明する図
【図５】当接部材を過加熱防止位置に配置させたときの当接部材とガイドパイプとの位置関係及び当接部材と移動レンズ枠との位置関係を説明する図
【図６】先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の一構成例及びその作用を説明する図
【図７】先端面の形状に特徴のある当接部材及びその当接部材に対応する移動枠凸部を備える移動レンズ枠の他の構成を説明する図
【符号の説明】
【００８５】
２…電子内視鏡    ３０…撮像ユニット    ４０…レンズユニット    
４１…先端側レンズ枠    ４２…基端側レンズ枠    ４２ａ…基端枠凸部
４２ｂ…貫通孔    ４３…移動レンズ枠    ４３ａ…係合部    ４３ｂ…移動枠凸部
４３ｃ…摺動孔    ４３ｄ…凹部    ４３ｅ…後面    ４３ｆ…前側位置決め面面
４３ｒ…後側位置決め面面    ４６…第１の圧縮コイルバネ    ４７…ガイドピン
５１…移動機構部    ５２…移動機構５２    ５３…第２の圧縮コイルバネ
５４…押圧部材    ５４ａ…貫通孔    ５５…当接部材    ５５ａ…押圧部材固定部
５５ｂ…開口    ５５ｆ…先端面    ５５ｒ…基端面    ５６…ガイドパイプ
５６ａ…先端面    ５６ｉ…内孔    ５７…ＳＭＡワイヤ    ５８…絶縁チューブ
５８ａ…貫通孔
【図１】
2010020104.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010020104.tif 000006
【図５】
2010020104.tif 000007
【図６】
2010020104.tif 000008
【図７】
2010020104.tif 000009