(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系を装着したレンズ鏡筒を、一端に結像手段を連結した保持筒に、光軸方向に移動可能に挿嵌させてなり、内視鏡の挿入部の先端部本体に形成した挿通孔に挿通される内視鏡のレンズ装置において、前記保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部分であり、かつ挿通孔に挿嵌した部分の少なくとも一部を外径側が拡大した厚肉部となし、この厚肉部の内周面に円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリングを装着する構成としたことを特徴とする内視鏡のレンズ装置。
【請求項２】
前記レンズ鏡筒内の光学部品が装着されている部位の外周の位置に前記シールリングを装着した凹溝を配置する構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のレンズ装置。
【請求項３】
前記保持筒には前記先端部本体にセットビスを螺挿し、このセットビスはこの保持筒の前記シールリング装着部より先端側に位置させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の内視鏡のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の対物光学系として用いられるレンズ装置に関するものであり、特に防曇機能を有するレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内視鏡は本体操作部に体腔内等に挿入される挿入部を連設してなるものであるが、体腔内等の観察・検査を行うために、照明機構及び観察機構を備えている。照明機構は、光学繊維束からなり、内視鏡が着脱可能に接続される光源装置の光源ランプからの照明光を伝送するライトガイドを有する。ライトガイドの出射端は、先端部本体に形成した照明機構装着部に臨ませて設け、また照明機構装着部にはライトガイドからの照明光を発散させる照明用レンズが装着されている。一方、観察機構は照明機構により照明された体腔内像情報を外部に取り出すためのものであって、この体腔内像は、イメージガイドによって光学像のまま本体操作部に連結して設けた接眼部にまで伝送して、術者がこの接眼部に接眼することにより体腔内像の観察を行う光学式内視鏡と、撮像手段を用いて、この撮像手段によって体腔内像に関する情報を電気信号に変換して取り出し、この電気信号に基づいて所定の信号処理を行った上で、モニタ装置に内視鏡映像を表示するようにした電子内視鏡とがある。
【０００３】
光学式内視鏡であれ、電子内視鏡であれ、挿入部の先端部本体には照明機構装着部に近接した位置に観察機構装着部が設けられており、この観察機構装着部には対物光学系が配置される。対物光学系は、通常は、複数枚のレンズから構成され、これらのレンズはレンズ鏡筒に装着される。対物光学系の結像位置には結像手段が設けられる。この結像手段は、光学式内視鏡であればイメージガイド、電子内視鏡の場合には固体撮像素子等の撮像手段であり、従って対物光学系の結像位置には、イメージガイドの入射端または撮像手段の受光面が配置される。対物光学系は複数のレンズから構成され、これらはレンズ鏡筒に装着される。結像手段における結像面は、レンズ鏡筒に装着した対物光学系に対してピントが合った位置に配置されていなければならない。このために、結像手段を保持筒に装着して、レンズ鏡筒を保持筒に挿嵌させることにより光軸が一致する状態に組み込み、かつレンズ鏡筒を保持筒に対して摺動変位可能とすることにより、組み込み状態でピント調整を行えるようにする。
【０００４】
対物光学系を装着したレンズ鏡筒と、結像手段が連結されている保持筒とを組み込んだ状態で挿入部の先端部本体に装着されるが、このために先端部本体には挿通孔が設けられており、保持筒をこの挿通孔に挿入して、先端部本体の先端面（または側面）にレンズ鏡筒に装着した最も被写体側に位置する第１レンズを臨ませる。ここで、この第１レンズは、通常、平凹レンズで構成され、外部に臨むのは平面であり、凹面はレンズ鏡筒内に位置するようになっている。
【０００５】
観察機構を構成する第１レンズは、その表面が挿入部の先端に露出していることから、体腔内での検査中に体液等の汚損物が付着することがあり、この汚損物の付着により観察視野が悪くなる。従って、挿入部には、第１レンズの表面から汚損物を洗い流すレンズ面洗浄機構が設けられている。このレンズ面洗浄機構は、第１レンズの外面に向けて洗浄用流体を噴出させるノズルを設けておき、このノズルから洗浄液、通常は洗浄水を噴射させて、汚損物を洗い流し、次いで加圧エアを吹き付けて、レンズ面に残存する洗浄水を除去する。
【０００６】
挿入部の先端、即ち第１レンズは、体腔内では体温とほぼ同じ程度の温度状態となっており、また電子内視鏡の場合には、固体撮像素子等の発熱体が存在することから、体温より高い温度状態になることもある。一方、洗浄水は格別加温されておらず、従って洗浄水温度はほぼ室温程度である。このために、洗浄水を第１レンズの外面に噴射させると、第１レンズが急速に冷却されることになる。レンズ鏡筒内の空気に湿気が含んでいると、第１レンズの内面側に曇り乃至結露を生じることになる。しかも、第１レンズの内面は凹曲面であり、その曲率は大きいことから、この第１レンズのうち、最も厚みの薄い中央部分乃至その近傍の温度低下が最も著しくなり、第１レンズの凹面における中央部分に集中的に曇り乃至結露する。この第１レンズの凹面の中央部分は結像に必要な光線が集中しており、この部位に僅かでも曇ると、得られる観察像の画質が急激に低下して、極めて見難いものとなる。
【０００７】
以上のことから、内視鏡の対物光学系として用いられるレンズ装置にあっては、レンズ鏡筒の第１レンズが曇ったり、結露したりするのを防止する防曇機能を持たせるために、レンズ鏡筒の内部を密閉して、外部から水分や湿気を含んだ空気が入り込まないようにしている。また、防曇機能をより完全に発揮させるために、レンズ鏡筒内おける空間部にドライエアや窒素ガス等、湿気を含まない気体を予め封入しておくようにしたものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
レンズ鏡筒の内部を密閉するには、まずレンズ鏡筒の先端部分の内周面と第１レンズの外周面との間にシール材が充填される。また、レンズ鏡筒には保持筒が嵌合されており、この保持筒には結像手段等が連結されていることから、この保持手段と結像手段との間の部位にもシール材を供給することにより密閉される。さらに、既に説明したように、レンズ鏡筒には保持筒が嵌合されており、レンズ鏡筒はピント調整を行うために摺動可能となっている。従って、レンズ鏡筒の外周面と保持筒の内周面との間もシールする必要がある。このために、ピント調整を行った後に、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位もシール材を用いてシールするようにしている。即ち、レンズ鏡筒は保持筒内に部分的に嵌合されており、従って保持筒の先端部はレンズ鏡筒の外周面上に位置することになる。そこで、保持筒の先端面とレンズ鏡筒の外周面との間にシール材を塗布するようにして、この間の部位をシールする構成としている。
【０００９】
ところで、内視鏡は体腔内等に挿入される関係から、挿入部に対する細径化の要請は極めて強く、先端部に設けられる観察機構もできるだけコンパクトに形成する必要がある。このために、レンズ鏡筒及び保持筒には必要以上の厚みを持たせるようなことはせず、従って必要最小限の肉厚となっている。従って、レンズ鏡筒の外周面と保持筒の端面との間に塗布されるシール材の量を多くすることができないことから、十分にシールを行えないことがある。内視鏡は使用の都度洗浄する必要があり、その洗浄は挿入部を含めて内視鏡全体を洗浄液に浸漬させることにより行われるようになっている等、水分と接触する機会が極めて多いものである。従って、長期間の間にはシール材に水分が吸収されるようになり、保持筒とレンズ鏡筒との間のように、十分な量のシール材を充填できない場合には、その間に水分が滲み込むおそれがある等の問題点があった。
【００１０】
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、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシールの完全性を期することにある。
【００１１】
【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、対物光学系を装着したレンズ鏡筒を、一端に結像手段を連結した保持筒に、光軸方向に移動可能に挿嵌させてなり、内視鏡の挿入部の先端部本体に形成した挿通孔に挿通される内視鏡のレンズ装置であって、保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部分であり、かつ挿通孔に挿嵌した部分の少なくとも一部を外径側が拡大した厚肉部となし、この厚肉部の内周面に円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリング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。
【００１２】
シール性を向上させるには、シールリングはレンズ鏡筒の外周面に圧接するように装着する必要があり、レンズ鏡筒はかなり肉厚の薄いものであるから、このレンズ鏡筒の保形性を維持させるためには、レンズ鏡筒の内部に装着したレンズ等の光学部品に対応する位置にシールリングを配置するのが好ましい。また、レンズ鏡筒を保持筒に組み込んだ状態で、先端部本体の周胴部からセットビスを螺挿して保持筒を固定するが、このセットビスの装着部を保持筒におけるシールリング装着部より先端側に位置させると、このセットビスの押圧力でシールリングを撓めることになるから、シールリングの圧接力がより強力になり、シール性が高められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の一形態について説明する。まず、図１に内視鏡の挿入部の先端部分の外観を示す。図中において、１は挿入部であって、この挿入部１の先端部分は硬質部材からなる先端硬質部１ａとなっており、この先端硬質部１ａには所定の長さにわたって所望の方向に湾曲操作可能なアングル部１ｂが連設され、さらに図示は省略するが、アングル部１ｂには軟性部が連設される。先端硬質部１ａの先端面（または側面）には照明窓２及び観察窓３が設けられると共に、鉗子その他の処置具を挿通させる処置具挿通チャンネル４が開口すると共に、観察窓３が汚損された時に、この観察窓３に向けて洗浄用流体、例えば洗浄水と加圧エアとを噴射させるノズル５が設けられている。
【００１４】
図２に先端硬質部１ａの断面を示す。ここで、先端硬質部１ａは金属等の高い強度を持った部材からなる先端部本体６を有し、この先端部本体６は軸線方向に所定の長さを有する円柱状部６ａに円環状部６ｂを連設した形状となっている。そして、円環状部６ｂの外周面にはアングル部１ｂにおける最先端のアングルリング７が嵌合・固定されており、このアングルリング７にはネット及び外皮層からなる被覆体８により被覆されている。また、先端部本体６の先端面の部位には、絶縁キャップ９が嵌着・固定されて、金属からなる先端部本体６が外部に露出しないように保持されている。
【００１５】
先端硬質部１ａにおける先端部本体６の円環状部６ｂからアングルリング７までの部位は、空間となっておりまた円柱状部６ａには照明窓２にライトガイドの入射端を臨ませるために、照明機構装着部を構成する挿通孔（図示せず）等が穿設されており、また観察窓３の部位には観察機構装着部を構成する挿通孔１０が穿設されており、この挿通孔１０内に観察機構を構成する撮像ユニット１１が挿嵌されている。また、絶縁キャップ９の撮像ユニット１１が装着される部位にも透孔９ａが設けられている。ここで、撮像ユニット１１は対物光学系と撮像手段とから構成され、対物光学系はレンズ鏡筒１２内に装着されており、このレンズ鏡筒１２には保持筒１３が嵌合されている。保持筒１３にはフィルタ１４及び対物光学系からの光路を９０°曲げるためのプリズム１５が設けられると共に、このプリズム１５には基板１６ａに搭載させた固体撮像素子１６がプリズム１５に接合されるようにして装着されている。さらに、プリズム１５には基板１６ａに装着した撮像手段としての固体撮像素子１６が接合されている。なお、プリズムを設けず、固体撮像素子を直接保持筒に連結する等の構成としても良い。
【００１６】
レンズ鏡筒１２に設けられる対物光学系のレンズ構成としては、例えば４枚のレンズＬ１  ，Ｌ２  ，Ｌ３  及びＬ４  から構成される。これら各レンズＬ１  〜Ｌ４  のうち、最も被写体側に位置する第１レンズＬ１  は被写体側が平面で、結像側が凹面となった平凹レンズであり、その平面側は観察窓３に露出している。また、第１レンズＬ１  より被写体側に位置する第２レンズＬ２  は凸面を結像側に向けた平凸レンズである。さらに第３レンズＬ３  と第４レンズＬ４  とは接合レンズで構成される。そして、第１レンズＬ１  と第２レンズＬ２  との間は外周側の部分に円環状の遮光板１７が設けられており、この遮光板１７により有害光をカットするようにしている。また、第２レンズＬ２  と第３レンズＬ３  との間にはレンズ鏡筒１２の内面に設けた突条からなるスペーサ１２ａが装着され、かつこのスペーサ１２ａと第３レンズＬ３  との間には絞り１８が介装されている。そして、第４レンズＬ４  の結像側の位置にはストッパリング１９が設けられている。
【００１７】
以上の対物光学系を装着したレンズ鏡筒１２は保持筒１３に摺動可能に挿嵌されており、このレンズ鏡筒１２を光軸方向に移動させて、レンズＬ１  〜Ｌ４  からなる対物光学系と固体撮像素子１６の受光面との間の間隔を調整することにより、ピント調整を行えるようにしている。そして、ピント調整が行われた後に、レンズ鏡筒１２と保持筒１３とを固定して、先端部本体６に設けた挿通孔１０に挿通することにより組み込まれる。ここで、レンズ鏡筒１２は保持筒１３に部分的に挿嵌されており、その先端側におけるある長さ分は保持筒１３から突出している。ここで、レンズ鏡筒１２の保持筒１３への嵌合長は、ピント調整により多少の前後はあるものの、少なくともこのレンズ鏡筒１２の重心位置は保持筒１３内に挿嵌されており、これによってレンズ鏡筒１２が安定的に保持される。また、挿通孔１０の内壁に当接しているのは保持筒１３の一部分であり、この保持筒１３の挿通孔１０内壁への当接部分は、撮像ユニット１１全体の重心位置を含む所定の長さ分である。
【００１８】
ここで、レンズ鏡筒１２の内部に装着したレンズＬ１  〜Ｌ４  、特にその最先端に位置する第１レンズＬ１  の凹面に曇りや結露等が発生するのを防止する、防曇機能を発揮させるために、第１レンズＬ１  をレンズ鏡筒１２の端面より突出させて設けて、第１レンズＬ１  の外周面と、絶縁キャップ９の透孔９ａの内周面と、レンズ鏡筒１２の先端面との間の円環状隙間にシール材２０が充填されている。また、保持筒１３の基端部におけるプリズム１５の接合面からプリズム１５全体を含み、さらに固体撮像素子１６の全面、さらに基板１６ａの一部に及ぶように１シール材２１が充填されている。これによって、レンズ鏡筒１２の内部を密閉するようにしている。然るに、ピント調整を行うために、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間が摺動可能になっており、従ってこの部位は完全な気密を保てない。シール材２０によるレンズ鏡筒１２の先端部分における気密が完全に取れておればともかく、このシール材２０の充填部の容積は少ないことから、僅かでも湿気を含んだ空気が浸入すると、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間を介してレンズ鏡筒１２内に水分が浸入するのを防止できない。そこで、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間にもシール機能を持たせるように構成している。ただし、この部位のシールはシール材を用いるのではなく、シールリング２２を用いてシールを行っている。
【００１９】
図２に示したように、先端部本体６の円環状部６ａから最先端のアングルリング７の部位にかけての空間には、プリズム１５及び基板１６ａに搭載された固体撮像素子１６が配設されている関係から、充填率は非常に高くなっている。これに対して、先端部本体６の円柱状部６ａに挿通されるのは保持筒１３である。撮像ユニット１１の光軸方向における断面形状のうち、基板１６ａが位置している部位、即ち図２のＸ−Ｘの部位が最も大きく、保持筒１３の部位Ｙ−Ｙはそれより断面形状はＸ−Ｘの部位と比較するとかなり小さい。
【００２０】
以上のように、挿入部１における最も充填率の高いのは、Ｘ−Ｘの位置であり、従って挿入部１の外径寸法はこの部位を基準として設定され、保持筒１３の外径を多少大きくしたとしても、挿入部１が太径化することはない。また、先端部本体６には、観察窓３だけでなく照明窓２も設けられており、照明窓２と観察窓３とはある程度離間させなければ、照明窓２からの照明光が直接観察窓３に入る等の不都合があるために、照明窓２と観察窓３とはある程度離す必要はあるものの、観察窓３に臨むのはレンズ鏡筒１２である。そこで、保持筒１３における先端側の部位の外径を大きくして、厚肉部１３ａとなし、かつ先端部本体６における円柱上部６ａに穿設した挿通孔１０の孔径をこの厚肉部１３ａを挿嵌させるのに適した寸法としている。
【００２１】
そして、保持筒１３における厚肉部１３ａの内面に円環状の凹溝２３を形成して、この凹溝２３内にシールリング２１を装着して、このシールリング２２により保持筒１３の内面とレンズ鏡筒１２の外面との間をシールする構成としている。ところで、シールリング２２によるシール機能を十分に発揮させるには、シールリング２２が凹溝２３とレンズ鏡筒１２の外周面との間に圧接されて、ある程度撓むようになっていなければならない。既に説明したように、挿入部の細径化の要請から、レンズ鏡筒１２の肉厚はかなり薄いものであり、シールリング２２を圧接させると、レンズ鏡筒１２が押圧されて変形するおそれがある。
【００２２】
しかしながら、レンズ鏡筒１２内には複数のレンズＬ１  〜Ｌ４  が装着されており、例えば第３レンズＬ３  は平凹のレンズであり、外周面は所定の幅を有するものである。従って、レンズ鏡筒１２のこの部位は第３レンズＬ３  により保形性が極めて良好であるから、保持筒１３におけるシールリング２２の装着部を、レンズ鏡筒１２の第３レンズＬ３  が装着されている部位の外周側に位置させることによって、シールリング２２が十分シール機能を発揮する状態に装着できるようになる。ここで、対物光学系のピント調整を行うために、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間で相対的に摺動させるが、第３レンズＬ３  の外周面の軸線方向の長さはかなり長いものであり、またピント調整を行うための動き量は０．４ｍｍ程度というように、極めて微小な動きであるから、ピント調整を行った時に、シールリング２２が第３レンズＬ３  の位置からずれるおそれはない。また、シールリング２２を確実に光学部品の位置に配置するには、第３レンズＬ３  と第２レンズＬ２  との間に平行平面板を介在させる等の構成とすれば良い。
【００２３】
さらに、レンズ鏡筒１２を組み込んだ保持筒１３は、先端硬質部１ａの所定の位置に固定的に保持する必要があり、このために先端硬質部１ａの周胴部にねじ孔２４が設けられ、このねじ孔２４にセットビス２５を螺挿させて、このセットビス２５の先端を保持筒１３の外周面に圧接させることによって、保持筒１３がみだりに動かないように固定される。そこで、保持筒１３におけるこのセットビス２５の当接部をシールリング２２の装着部より先端側に位置させる。これによって、セットビス２５が当る部位は、保持筒１３のうち強度の高い厚肉部１３ａとなるから、セットビス２５を強く締め付けても、保持筒１３及びその内部に挿嵌されているレンズ鏡筒１２が変形するおそれはない。しかも、セットビス２５による押圧力を受けるのは、シールリング２２より先端側になるから、このセットビス２５の押圧力によりシールリング２２がさらに撓められる方向に力が作用することになるので、この部位のシール性がより向上する。
【００２４】
レンズ鏡筒１２と第１レンズＬ１  の外周面との間、及び保持筒１３のプリズム１５及び基板１５上の固体撮像素子１６の部位を覆うように、それぞれシール材２０，２１が設けられており、これらシール材２０，２１と、レンズ鏡筒１２と保持筒１３との間に介装したシールリング２２とによって、レンズ鏡筒１２内が完全に気密状態に保たれる。従って、レンズ鏡筒１２の内部に窒素ガス等、湿気を含まない気体を封入しておく。これにより観察窓３に洗浄液を供給する等、観察窓３に臨む第１レンズＬ１  の温度が急激に低下したとしても、この第１レンズＬ１  のレンズ鏡筒１２の内部側の面、即ち凹面が曇ったり、結露したりするおそれはない。しかも、レンズ鏡筒１２の内部の気密性は極めて高くなるから、長期間にわたって湿気を含まない気体が外部に漏れ出すようなことがなく、極めて長期間にわたり、安定した防曇機能を発揮することになる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように、保持筒のレンズ鏡筒への嵌合部を厚肉部として、この厚肉部の内面側に円環状の凹溝を形成して、この凹溝にシールリングを装着する構成としたので、レンズ鏡筒と保持筒との間の部位のシールの完全性が図られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】内視鏡の挿入部における先端部分を示す外観図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示す挿入部における先端部の構成説明図である。
【符号の説明】
１  挿入部
１ａ  先端部
３  観察窓
１０  挿通孔
１１  撮像ユニット
１２  レンズ鏡筒
１３  保持筒
１３ａ  厚肉部
２０，２１  シール材
２２  シールリング
２３  凹溝
２４  ねじ孔
２５  セットビス
【図１】
0003591180.tif 000002
【図２】
0003591180.tif 000003