(57)【要約】【課題】オートクレーブ滅菌可能な気密パッケージに収納し、且つ焦点調整の操作が容易な内視鏡用撮像装置が求められている。【解決手段】光学レンズ用のレンズ枠２２と、撮像素子２７を保持する撮像素子枠１９のいずれか一方を光軸上で移動可能に気密内蔵したパッケージ枠１７と、このパッケージ枠の外周、又は内周の所定位置に設けられた一対の永久磁石３３，３４と、パッケージ枠内のレンズ枠、あるいは撮像素子枠の外周又は内周に設け、永久磁石と磁気誘導させる磁界を発生させる磁気コイル２４からなり、磁気コイルへの通電方向を制御して磁気コイルからの磁界と永久磁石からの磁界でレンズ枠と撮像素子枠の相対距離を調整する内視鏡用撮像装置。【選択図】　　　図２
2004097292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、
前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、
前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、
前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、
前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、
を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴とした内視鏡用撮像装置。
【請求項２】
被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、
前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、
前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、
前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、
前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、
を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴とした内視鏡用撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡に装着される撮像装置に関し、特に、光学レンズと、撮像素子との位置関係を調整可能で、且つ、光学レンズと撮像素子を気密に収納保持された内視鏡用撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野で用いられる内視鏡用撮像装置は、消毒滅菌処理を確実に実行するために、高温高圧蒸気によるオートクレーブ滅菌が普及している。
【０００３】
一方、内視鏡用撮像装置は、内視鏡像を最適な状態で観察するために、焦点レンズや撮像素子の位置を移動して焦点調整をする必要がある。
【０００４】
このオートクレーブ滅菌において、高温高圧蒸気による焦点レンズや撮像素子の劣化を保護するために、焦点レンズや撮像素子を気密ユニット内に設ける必要があり、また、この気密ユニット内に設けられている焦点レンズや撮像素子の位置調整を外部から行う必要がある。
【０００５】
この要求に対応する内視鏡用撮像装置は、例えば特開２００２−１１２９５６号公報に提案されている。
【０００６】
この公報に提案されている内視鏡用撮像装置は、焦点レンズ群を保持するレンズ枠をフレーム枠の先端内部に固定し、後端内部に光軸方向に進退動可能に挿入された撮像素子を保持する撮像素子枠とをパッケージ枠内に気密保持させ、このパッケージ枠の外側に周方向に移動可能な外側磁石を配置し、この外側磁石と磁気的に連結して、外側磁石の移動に応じて前記パッケージ枠を周方向に移動させるためにパッケージ枠内側に内側磁石が設けられ、この内側磁石の移動によりカムリングを介して、前記撮像素子枠を光軸方向に進退動させて焦点調整するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に提案されている内視鏡用撮像装置は、パッケージ枠の外側に設けられた外側磁石と、内側に設けられた内側磁石との磁気的連結強度に限界があり、外側磁石をある一定以上の速さで操作すると、外側磁石と内側磁石の磁気的連　結が外れてしまい、焦点調整ができなくなってしまう場合がある。
【０００８】
このために、外側磁石をある一定以上の速さで操作しないように、例えば外側磁石の移動機能にＯリングを設けて、移動負荷をかける方法が一般的に採用されているが、この負荷を設けることで焦点調整がしにくいという問題も発生する。
【０００９】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、焦点調整の操作が容易で、操作性が良好であると共に、オートクレーブ滅菌可能な内視鏡用撮像装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡用撮像装置は、被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴としている。
【００１１】
本発明の内視鏡用撮像装置は、被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴としている。
【００１２】
本発明の内視鏡用撮像装置は、通電制御手段から可変磁界発生手段である磁気コイルに供給する電流量と電流方向を操作して、磁気コイルから発生する磁界の磁力と磁極を制御して、固定磁界発生手段である永久磁石との磁気誘導によりレンズ保持手段、又は撮像素子保持手段のいずれかを光軸方向に移動させて、レンズと撮像素子との相対距離を調整して焦点調節を可能とし、焦点調整が容易で操作性が良好となると共に、オートクレーブ滅菌における気密性も確実に確保できる。
【００１３】
【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詳細に説明する。最初に図１を用いて本発明に係る内視鏡用撮像装置の全体構成を説明する。
【００１４】
本発明に係る内視鏡用撮像装置１は、硬性内視鏡（以下、単に内視鏡と称する）２と、この内視鏡２に着脱自在に装着される撮像素子を内蔵した撮像装置６と、撮像装置６を制御するカメラコントロールユニツト（以下、ＣＣＵと称する）９と、このＣＣＵ９に接続され、撮像画面を表示するモニター１０と、内視鏡２に照明光を供給する光源装置１１と、この光源装置１１から照明光を内視鏡２に導くライトガイドケーブル１２から構成されている。
【００１５】
この内視鏡２は、細長で硬性の挿入部３と、その基端の操作部４と、及びこの操作部４の後端の接眼部５からなり、操作部４には、前記光源装置１１に接続されるライトガイドケーブル１２が延出されている。
【００１６】
この内視鏡３は、前記光源装置１１の図示しない照明ランプからの照明光をライトガイドケーブル１２と、操作部４と挿入部３内のライトガイドケーブルを介して、挿入部３の先端の照明窓から被検体である被写体へと投射する。
【００１７】
この照明光が投射された被写体は、挿入部３の先端の照明窓と隣接して設けた図示していない観察窓の対物レンズによって取り込まれて、リレー光学系により接眼部５に伝送されて、図示していない接眼レンズを介して、拡大観察できるようになっている。
【００１８】
この接眼部５に着脱自在に接続される撮像装置６は、カメラヘッド７とこのカメラヘッド７から延出して前記ＣＣＵ９に接続するカメラケーブル８からなっている。
【００１９】
この撮像装置６のカメラヘッド７には、後述する複数のレンズ２１と撮像素子である固体撮像素子（以下、ＣＣＤと称する）とが内蔵されており、前記内視鏡２の接眼部５に伝送された被写体像を、レンズ２１を介して、ＣＣＤに投影される。このＣＣＤに投影された被写体像は、ＣＣＵ９からの駆動制御の基で、光電変換されて撮像信号として出力される。この撮像信号は、ＣＣＵ９で所定の信号処理が行われてモニター１０に表示される撮像画像の映像信号が生成される。
【００２０】
このような構成の内視鏡用撮像装置において、高温高圧蒸気による滅菌であるオートクレーブ滅菌が可能で、且つ、焦点調整が容易な、本発明に係る内視鏡用撮像装置の第１の実施形態を図２と図３を用いて説明する。
【００２１】
図２は本発明の第１の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図で、図３は図２の切断面Ａ−Ａから見た断面図である。
【００２２】
前記撮像装置６のカメラヘッド７は、前記内視鏡３の接眼部５に装着される内視鏡接続部１５、外装１６、及びパッケージ枠１７から構成されている。
【００２３】
内視鏡接続部１５は、前記内視鏡３の接眼部５に装着固定される形状構造を有している。
【００２４】
パッケージ枠１７は、有底円筒形状で、先端側の有底部分には、内視鏡接続部１５に接続された内視鏡２の接眼部５からの被写体光を取り込む開口が設けられ、この開口にカバーカラス１８が気密装着されている。このカバーガラス１８が装着された先端側は、外装１６の開口部に対向して密着固定されている。このカバーカラス１８は、高温高圧蒸気の下でも変形変質しないサファイヤなどの材料が用いられる。
【００２５】
このパッケージ枠１７の内側には、複数の焦点レンズ２１を保持するレンズ枠２２が光軸方向に移動可能に装着されている。さらに、パッケージ枠１７の後端には、ＣＣＤ２７が取付固定されている撮像素子枠１９によって気密に接合されている。
【００２６】
つまり、パッケージ枠１７は、先端の被写体光を取り込む開口に設けたカバーガラス１８と、後端の撮像素子枠１９によって、複数の焦点レンズ２１を保持するレンズ枠２２と、撮像素子枠１９に取り付けたＣＣＤ２７とを収納する内部を完全気密にパッケージしている。
【００２７】
このパッケージ枠１７の内部の前記カバーガラス１８が設けられた側には、複数の焦点レンズ２１を保持しているレンズ枠２２が、光軸方向に進退移動可能に嵌合されるために、このレンズ枠２２の外周には、前記パッケージ枠１７の内周面との摺動に際しての進退速度を適切に調整するための摺動部材２３が配設されており、さらに、このレンズ枠２２の外周には、磁気コイル２１が巻回配置されている。
【００２８】
また、前記パッケージ枠１７の外周の対向する位置に、一対の永久磁石３３，３４設けられ、この永久磁石３３，３４は、パッケージ枠１７の内面側がＮ極となるように設置されている。
【００２９】
つまり、パッケージ枠１７の外周に一対の永久磁石３３，３４を設け、この永久磁石３３，３４が設けられたパッケージ枠１７の内周側で、且つ、永久磁石３３，３４から発生される磁界内にレンズ枠２２の外周面に磁気コイル２１が位置するように巻回されている。この磁気コイル２４の始端と終端は、それぞれ第１の接続線２５と第２の接続線２６が接続されている。
【００３０】
前記パッケージ枠１７の後端の撮像素子枠１９は、略有底円筒状で、その外周面は、パッケージ枠１７と気密接合されており、有底部分には、前記複数の焦点レンズ２１の光軸上に撮像素子であるＣＣＤ２７が取付固定されており、焦点レンズ２１から投影された被写体光がＣＣＤ２７の撮像面に投影されるようになっている。
【００３１】
この撮像素子枠１９には、前記ＣＣＤ２７からの複数の接続線２８を挿通させる挿通孔１９ａと、前記磁気コイル２４の第１の接続線２５と第２の接続線２６を挿通させる挿通孔１９ｂがそれぞれ設けられている。
【００３２】
さらに、前記撮像素子枠１９の後端側には、端子板２０が気密接合されており、この端子板２０には、複数のＣＣＤ端子２９と、一対のコイル端子３０とが端子板２０の内外面を挿通するように気密植設されている。
【００３３】
前記端子板２０の複数のＣＣＤ端子２９には、前記撮像素子枠１９の挿通孔１９ａを介して導出された前記ＣＣＤ２７の複数の接続線２８がそれぞれ接続され、コイル端子３０には、前記撮像素子枠１９の挿通孔１９ｂを介して導出された前記磁気コイル２４の第１と第２の接続線２５，２６がそれぞれ接続されている。なお、前記磁気コイル２４の第１と第２の接続線２５，２６は、前記レンズ枠２２を摺動させた際に、磁気コイル２１とコイル端子３０との間で余裕のある長さを有している。
【００３４】
この端子板２０の外側に延出されている複数のＣＣＤ端子２９とコイル端子３０には、前記カメラケーブル８のＣＣＤ用の信号線と磁気コイル用の電流供給線がそれぞれ接続されている。
【００３５】
なお、前記外装１６の後端側は、漏斗状に絞り込まれて、前記カメラケーブル８を保持固定しており、この外装１６の側面には、前記磁気コイル２４に供給する電流の方向を切り換え指示入力するスイッチ３１が設けられている。このスイッチ３１は、シーソースイッチで、共通接片と、接点３２ａ，３２ｂとを有し、その共通接片と接点３２ａと３２ｂからの接続線が前記カメラケーブル８のスイッチ用信号線に接続されている。
【００３６】
このスイッチ３１の共通接片を接点３２ａと３２ｂのいずれかと接続させることで、磁気コイル２４への電流の方向を指示入力するものである。
【００３７】
前記カメラケーブル８が接続される前記ＣＣＵ９には、前述したＣＣＤ２７を駆動制御する機能と、ＣＣＤ２７で光電変換生成した撮像信号を読み出し、その撮像信号に所定の信号処理を加えて、モニター１０に撮像画像表示させる映像信号生成する処理機能に加えて、前記スイッチ３１の指示入力の基で、前記磁気コイル２４へに供給する電流方向と電流量とを制御する通電制御機能とを有している。
【００３８】
このようにパッケージ枠１７の内部に焦点レンズ２１とＣＣＤ２７を内装し、このパッケージ枠１７の内部をカバーガラス１８と、撮像素子枠１９とで気密接合されることで、オートクレーブ滅菌において、パッケージ枠１７内に高温高圧蒸気が侵入することがなく、焦点レンズ２１やＣＣＤ２７の劣化が防止できる。
【００３９】
次に、このようにパッケージ枠１７内に気密内装された焦点レンズ２１とＣＣＤ２７の相対位置調整である焦点調節について説明する。
【００４０】
前記内視鏡３で観察している被写体像は、接眼部５に内視鏡接続部１５によって接続装着されたカメラヘッド７のカバーガラス１８と、複数の焦点レンズ２１を介して、前記ＣＣＤ２７に投影される。
【００４１】
この被写体像が投影されたＣＣＤ２７は、前記ＣＣＵ９からカメラケーブル８を介して駆動制御されて、投影被写体像を光電変換した撮像信号を生成し、この撮像信号をＣＣＵ９で所定の信号処理を行い、モニター１０に撮像画像表示される。このモニター１０に表示された撮像画像がぼやけたりして画像の焦点が不一致である場合には、前記スイッチ３１を操作して焦点調整指示入力を行う。
【００４２】
例えば、スイッチ３１の共通接片を接点３２ａと接続するように操作すると、この接点３２ａとの接続信号がＣＣＵ９に伝送され、この接点３２ａの信号の基で、ＣＣＵ９の通電制御機能は、前記第１の接続線２５から磁気コイル２４を介して、第２の接続線２６へと流動する電流を供給する。つまり、磁気コイル２４に図３の図中の矢印Ｅの方向に電流を流すと、この磁気コイル２４に生じる電磁界と、永久磁石３３、３４付近で生じる磁界との電磁誘導により、レンズ枠２２は図２の図中の矢印Ｂの方向に摺動移動する。
【００４３】
反対に、スイッチ３１を接点部３２ｂと接続する操作を行うと、第２の接続線２６から磁気コイル２４を介して第１の接続線２５へと流動する電流を供給する。つまり、磁気コイル２４に図３の図中の矢印Ｄの方向に電流を流すと、この磁気コイル２４に生じる電磁界と、永久磁石３３、３４付近で生じる磁界との電磁誘導効果によりレンズ枠２２は図２の図中の矢印Ｃの方向に摺動移動する。
【００４４】
すなわち、レンズ枠２２の外周に設けられた磁気コイル２４に供給する電流の方向をスイッチ３１の操作により指示入力すると、通電制御機能からその指示入力された方向の電流が磁気コイル２４に供給され、磁気コイル２４に生じる電磁界と永久磁石３３，３４から生じている磁界との電磁誘導効果により、レンズ枠２２が光軸方向に摺動移動して、複数のレンズ２１とＣＣＤ２７の相対距離を調整する。このモニタ１０に表示された撮像画像が合焦した時点で、前記スイッチ３１からの指示入力を停止させて磁気コイル２４への通電を遮断されて、レンズ枠２２は、合焦位置で停止させる。
【００４５】
このような内視鏡用撮像装置により、レンズ枠２２とＣＣＤ２７をパッケージ枠１７内に気密保持させることで、オートクレーブ滅菌に対しての気密性が維持でき、且つ、その気密保持されたレンズ枠２２を永久磁石３３，３４と、磁気コイル２４とから発生する磁界の範囲内で焦点調整摺動が可能となり、レンズ枠２２の摺動移動方向と停止位置をスイッチ３１の操作で確実に指示入力できるようになった。
【００４６】
なお、前記レンズ枠２２に保持される複数の焦点レンズ２１は、ズームレンズに置き換えるとズームレンズのズーム操作も可能となり、さらに、前記スイッチ３１は、カメラヘッド７の外装１６の外表面以外にフットスイッチ等の他の操作性の良いスイッチや位置に置換することも可能である。
【００４７】
次に、本発明の第１の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの応用例を図４を用いて説明する。図４は本発明の第１の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図である。なお、図１乃至図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００４８】
この第１の実施形態の応用例の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド部７ａは、外装１６の内部に有底円筒形状のパッケージ枠４０が設けられている。この有底円筒形状のパッケージ枠４０の先端は、前記内視鏡接続部１５から入射される被写体光を透過させるサファイアなどで形成されたカバーガラス１８が気密接合され、後端は略円盤状の端子板２０が気密接合され、パッケージ枠４０の内部を完全に気密パッケージされている。
【００４９】
このパッケージ枠４０の図中略後端側の外周の所定の位置に一対の永久磁石３３，３４が配置されている。このパッケージ枠４０の先端部の内側には、複数の焦点レンズ２１が保持固定されている。この複数の焦点レンズ２１が保持固定された後方の前記パッケージ枠４０の後側部分の内側には、撮像素子であるＣＣＤ２７を保持固定した有底円筒状の撮像素子枠４１が光軸方向に進退摺動可能に嵌合されている。このＣＣＤ２７は、前記カバーガラス１８と複数の焦点レンズ２１側に被写体光の撮像面が位置するように保持固定されている。
【００５０】
この撮像素子枠４１の外周には、前記パッケージ枠４０の内周面との間に摺動部材２３が設けられている。また、撮像素子枠４１の外周の別の位置、図中では、撮像素子枠４１の焦点レンズ２１側である先端の外周に磁気コイル２４が巻回されている。つまり、パッケージ枠４０の内周面側の撮像素子枠４１の外周面に磁気コイル２４が巻回されており、この磁気コイル２４は、前記パッケージ枠４０の外周に設けられた永久磁石３３，３４の磁界の範囲内で電磁結合効果を発生する位置に設けられている。
【００５１】
さらに、前記撮像素子枠４１には、ＣＣＤ２７の複数の接続線４２を挿通させる挿通孔４１ａと、前記磁気コイル２４の始端と終端に接続された第１の接続線２５と第２の接続線２６を挿通させる挿通孔４１ｂが設けられている。
【００５２】
前記端子板２０には、前記ＣＣＤ２７からの複数の接続線４２がそれぞれ接続される複数のＣＣＤ端子２９と、前記磁気コイル２４からの第１と第２の接続線２５，２６がそれぞれ接続されるコイル端子３０が設けられている。
【００５３】
この端子板２０の複数のＣＣＤ端子２９とコイル端子３０には、カメラケーブル８の各信号線が接続されている。
【００５４】
このように、外周部に一対の永久磁石３３，３４を設けたパッケージ枠４０の内部に複数の焦点レンズ２１を保持固定させ、且つ、ＣＣＤ２７と磁気コイル２４を装着した撮像素子枠４１を光軸方向に進退摺動可能に嵌合させて、このパッケージ枠４０の内部をカバーガラス１８と端子板２０で気密接合させたことで、オートクレーブ滅菌時のパッケージ枠４０の内部への高温高圧蒸気の侵入が防止でき、複数の焦点レンズ２１とＣＣＤ２７の劣化が防止できる。
【００５５】
また、スイッチ３１を操作指示入力して磁気コイル２４に通電させる電流方向により、磁気コイル２４から発生した電磁界と、前記永久磁石３３，３４からの磁界との電磁誘導効果により、撮像素子枠４１を図中の矢印Ｂ又は矢印Ｃの方向に摺動移動させることが出来、スイッチ３１の入力操作を停止させた時点で、磁気コイル２４の通電が停止されて、撮像素子枠４１を停止させることが出来る。これにより、撮像素子枠４１に固定保持されているＣＣＤ２７と焦点レンズ２１ととの相対距離の調整が出来、焦点レンズ２１からＣＣＤ２７の撮像面に投影される被写体像の合焦が可能となる。
【００５６】
なお、前記ＣＣＤ２７の複数の接続線４２と、磁気コイル２４の第１と第２の接続線２５，２６は、前記撮像素子枠４１が摺動移動した際に、端子板２０との間で余裕がある長さに設定されている。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態である内視鏡用撮像装置を図５を用いて説明する。図５は本発明の第２の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図である。なお、図１乃至図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００５８】
この第２の実施形態の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド７ｂは、内視鏡接続部１５、外装４４、及びパッケージ枠４５から構成され、パッケージ枠４５は、複数の焦点レンズ２１を保持するレンズ枠４６、ＣＣＤ２７を取付固定している撮像素子枠４８、及びレンズ枠４６と撮像素子枠４８とを接続する蛇腹体からなる管体４７からなっている。
【００５９】
円筒形状に形成された前記外装４４の先端部の内視鏡接続部１５側の内周には、パッケージ枠４５を構成する円筒形状のレンズ枠４６の先端部分が固定されている。このレンズ枠４６の先端中央部には、前記内視鏡接続部１５からの被写体光を取り込むと共に、レンズ枠４６内を気密にするサファイヤのカバーガラス１８が気密接合されている。このレンズ枠４６の内周には、前記カバーカラス１８から入射された被写体光を合焦収光する複数の焦点レンズ２１が配置保持されている。
【００６０】
前記外装４４の後端部の内周には、前記パッケージ枠４５を構成する有底円筒形状の撮像素子枠４８が光軸方向に進退摺動自在に嵌合されている。この撮像素子枠４８の底面の焦点レンズ２１から被写体光が投影される側に、ＣＣＤ２７の撮像面が位置するように取付固定されている。この取付固定されたＣＣＤ２７の外周側で、撮像素子枠４８の内周に磁気コイル２４が巻回配置されている。前記撮像素子枠４８の有底部には、前記ＣＣＤ２７の接続線２８が挿通される挿通孔４８ａと、前記磁気コイル２４の第１と第２の接続線２５，２６を挿通される挿通孔４８ｂとが設けられており、それらＣＣＤ２７の接続線２８と磁気コイル２４の第１と第２の接続線２５，２６は、撮像素子枠４８の後端側に設けられている端子板２０のＣＣＤ端子２９とコイル端子３０にそれぞれ接続されて、それら各端子は図示していないカメラケーブルを介してＣＣＵ９に接続される。
【００６１】
前記レンズ枠４６の後端である被写体光の出射側の外周と、前記撮像素子枠４８の先端である被写体光の入射側の外周との間には、変形自在の蛇腹体からなる管体４７が気密接合されている。
【００６２】
前記外装４４の後端側の内周で、前記撮像素子枠４８に設けられている磁気コイル２４と電磁誘導可能な位置に一対の永久磁石３３，３４が配置されている。
【００６３】
つまり、このカメラヘッド７ｂは、複数の焦点レンズ２１とＣＣＤ２７は、カバーガラス１８を有するレンズ枠４６と、撮像素子枠４８と、及び蛇腹体からなる管体４７で構成されるパッケージ枠４５内に気密状態で保持固定されている。
【００６４】
このような構成のカメラヘッド７ｂの焦点レンズ２１を有するレンズ枠４６とＣＣＤ２７を有する撮像素子枠４８の相対位置関係の調整は、前記磁気コイル２４への通電電流の方向により生じる電磁界と、永久磁石３３，３４から発生している磁界との電磁誘導効果で、図中の矢印Ｂ又はＣで示すように光軸上で撮像素子枠４８を進退摺動移動させる。この撮像子枠４８の進退摺動の際に、管体４７の蛇腹体が変形される。
【００６５】
このカメラヘッド７ｂは、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７をパッケージ枠４５の内部に気密配置されているために、オートクレーブ滅菌時の高温高圧蒸気の下に晒されることがなく、性能機能の劣化が防止でき、且つ、撮像画像の焦点調整も磁気コイル２４への通電電流の方向により容易に焦点調整が可能となる。
【００６６】
次に、この第２の実施形態の応用例を図６を用いて説明する。図６は本発明の第２の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図である。なお、図５と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６７】
この第２の実施形態の応用例のカメラヘッド７ｃは、パッケージ枠４５のレンズ枠４６を外装４４に光軸方向に進退摺動可能に嵌合させ、前記撮像素子枠４８は、前記外装４４に固定合され、且つ、レンズ枠４６の被写体光出射側の内周に磁気コイル２４を巻回配置されている。さらに、このレンズ枠４６に設けられた磁気コイル２４と電磁誘導可能な位置に一対の永久磁石３３，３４が外装４４の内周に配置されている。
【００６８】
このような構成のカメラヘッド７ｃは、磁気コイル２４への通電電流方向により、永久磁石３３，３４との電磁誘導効果でレンズ枠４６を図中に示す矢印ＢとＣの方向に光軸上の進退摺動移動ができ、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７の撮像画像の合焦調整が可能となり、且つ、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７のオートクレーブ滅菌時の高温高圧蒸気に晒されることもなくなる。
【００６９】
次に、本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置を図７乃至図１０を用いて説明する。図７は本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図、図８は本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整原理を説明する説明図、図９は本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整動作を説明する説明図、図１０は本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整動作を説明する説明図である。なお、図１乃至図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００７０】
図７は、前記内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド７のパッケージ枠内を示している。例えば、図２または図４に示す外装１６に内装されるパッケージ枠１６に関連する。
【００７１】
この第３の実施形態のカメラヘッド７のパッケージ枠５０は、円筒形状で形成され、このパッケージ枠５０の前記内視鏡接続部１５側には、入射される被写体光を透過させるカバーガラス１８が気密接合された開口が設けられている。このパッケージ枠５０の内側には、複数の焦点レンズ２１を取付固定したレンズ枠５１が光軸上に進退摺動可能に嵌合されている。
【００７２】
このレンズ枠５１の外周の所定の位置に、進退速度を適切に調整するための摺動部材２３が設けられている。さらに、このレンズ枠５１の外周には、第１の磁気コイル５２と第２の磁気コイル５３が光軸方向に配置されている。
【００７３】
また、前記パッケージ枠５０の外周には、異なる磁極を複数配置した永久磁石５６が設けられている。この永久磁石５６は、前記レンズ枠５１に設けられている第１と第２の磁気コイル５２，５３の電磁誘導可能な位置に設けられると共に、この第１と第２の磁気コイル５２，５３の間隔は、図７に示すように、永久磁石５６のＮ極の下に第１の磁気コイル５２が位置し、この第１の磁気コイル５２の位置にあるＮ極から図中右隣のＳ極とＮ極の境目に第２の磁気コイル５３が位置するようなっている。
【００７４】
前記パッケージ枠５０の後端は、ＣＣＤ２７と端子板２０を有する撮像素子枠１９が気密接合されており、前記第１と第２の磁気コイル５２，５３は、コイルケーブル５４を介して端子板２０のコイル端子５５に接続されている。
【００７５】
このような構成のパッケージ枠５０を有するカメラヘッド７の焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対位置調整は、図７に示すように、永久磁石５６のＮ極の下に第１の磁気コイル５２が位置し、永久磁石Ｓ極とＮ極の境目に第２の磁気コイル５３が位置しているとし、この時の第１と第２の磁気コイル５２、５３には、図８に示すように電磁界が生じているとする。つまり、第１の磁気コイル５２には、永久磁石５６のＮ極側にＳ極が発生するように通電制御され、第２の磁気コイル５３には通電停止されていると、第１の磁気コイル５２の発生磁界のＳ極と永久磁石５６のＮ極との吸引効果によりレンズ枠５１は、パッケージ枠５０内で固定される。
【００７６】
このように、レンズ枠５１が固定されている状態で、図７の図中矢印Ｂ方向にレンズ枠５１を動かす場合は、図９に示すように、第１の磁気コイル５２と第２の磁気コイル５３への通電電流で発生磁界を制御して摺動移動させる。つまり、図７又は図８で示した第１と第２の磁気コイル５２，５３の磁界状態の時間ｔ０から時間ｔ−１において、第１の磁気コイル５２は通電停止し、第２の磁気コイル５３は永久磁石５６側がＮ極の磁界が発生するように通電すると、第２の磁気コイル５３の磁界と永久磁石５６のＳ極とＮ極との電磁誘導によりレンズ枠５１が矢印Ｂの方向へ永久磁石５６の半磁極分移動する。次の時間ｔ−２で、第１の磁気コイル５２は、永久磁石５６側がＮ極となるように通電し、第２の磁気コイル５３の通電を停止させると、第１の磁気コイル５２の磁界と永久磁石５６のＳ極とＮ極との電磁誘導なよりレンズ枠５１が矢印Ｂの方向に永久磁石５６の半磁極分移動する。このように、時間ｔ−３，ｔ−４の順に第１と第２の磁気コイル５２、５３に通電方向と通電停止の通電制御による発生磁界と、永久磁石５６からの磁界との誘導効果で図中の矢印Ｂの方向に摺動移動させることができる。
【００７７】
また、図１０に示すように、前記時間ｔ０のレンズ枠５２の第１の磁気コイル５２と第２の電子コイル５３の磁界状態（図７と図８で示す第１と第２の磁気コイル５２，５３の位置状態）から矢印Ｃの方向に移動させる場合は、時間ｔ＋１で、第１の磁気コイル５２の通電を停止し、第２の磁気コイル５３の永久磁石５６側がＳ極となるように通電すると、第２の磁気コイル５３の磁界と永久磁石５６のＳ極とＮ極との磁界の誘導によりレンズ枠５２は矢印Ｃの方向に永久磁石５６の半磁極分移動し、次の時間ｔ＋２で、第１の磁気コイル５２の永久磁石５６側がＮ極となるように通電し、第２の磁気コイル５３の通電を停止すると、第１の磁気コイル５３の磁界と永久磁石５６のＳ極とＮ極との磁界の誘導によりレンズ枠５２はさらに矢印Ｃの方向に永久磁石５６の半磁極分移動する。このように時間ｔ＋３，ｔ＋４の順に第１と第２の磁気コイル５２，５３の通電方向と通電停止の通電制御による発生磁界と永久磁石５６の磁界との誘導効果で図中の矢印Ｃの方向に摺動移動させることができる。
【００７８】
このように、パッケージ枠５０の外周にＳとＮの電極を交互に設けた永久磁石５６を設け、この永久磁石５６の磁界誘導範囲内で磁気誘導する一対の磁気コイル５２，５３を有するレンズ枠５１をパッケージ枠５０の内部に摺動自在に設けて、レンズ枠５１に設けた一対の磁気コイル５２，５３の通電方向と通電停止制御することで、レンズ枠５１を微細摺動移動させ、ＣＣＤ２７で撮像される撮像画像の合焦調整が容易に実行でき、パッケージ枠５０に内蔵された焦点レンズ２１とＣＣＤ２７のオートクレーブ滅菌時の気密も確保できる。
【００７９】
次に、本発明の第３の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置を図１１乃至図１２を用いて説明する。図１１は本発明の第３の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図、図８は本発明の第３の実施形態の他の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図である。なお、図１乃至図４、及び図７と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００８０】
図１１は、前記内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド７のパッケージ枠内を示している。例えば、図２または図４に示す外装１６に内装されるパッケージ枠１６に関連する。
【００８１】
この第３の実施形態の応用例のカメラヘッド７のパッケージ枠６０は、円筒形状で形成され、このパッケージ枠６０の前記内視鏡接続部１５側には、入射される被写体光を透過させるカバーガラス１８が気密接合された開口が設けられている。このパッケージ枠６０の内側には、複数の焦点レンズ２１を取付固定したレンズ枠６１が光軸上に進退摺動可能に嵌合されている。
【００８２】
このレンズ枠６１の外周の所定の位置に、進退速度を適切に調整するための摺動部材２３が設けられている。さらに、このレンズ枠６１の外周には、磁気コイル２４が巻回配置されている。
【００８３】
また、前記パッケージ枠６０の内周には、所定の位置に一対永久磁石３３，３４が設けられている。この永久磁石３３，３４は、前記レンズ枠６１に設けられている磁気コイル３４の電磁誘導可能な位置に設けられている。
【００８４】
前記パッケージ枠６０の後端には、ＣＣＤ２７と端子板２０を有する撮像素子枠１９が気密接合されている。前記レンズ枠６１に設けられた磁気コイル２４の接続線２５，２６は、端子板２０のコイル端子３０に接続されている。
【００８５】
このような構成のパッケージ枠６０を有するカメラヘッド７の焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対位置調整は、磁気コイル２４の通電方向により発生する磁界と永久磁石３３，３４の磁界との誘導効果により、レンズ枠６１が図中矢印Ｂ、又はＣの方向に摺動移動させることができる。
【００８６】
次に、第３の実施形態の他の応用例を図１２を用いて説明する。この他の応用例は、パッケージ枠６０のカバーガラス１８側の内周に複数の焦点レンズ２１が直接保持固定されている。このパッケージ枠６０の後端は、ＣＣＤ２７の複数の接続線４２を接続するＣＣＤ端子２９と、磁気コイル２４の接続線を接続するコイル端子３０とを設けた端子板２０が気密接合されている。
【００８７】
このカバーガラス１８と端子板２０が気密接合されたパッケージ枠６０の内部の焦点レンズ２１の後方には、ＣＣＤ２７を取付固定した撮像素子枠６２が光軸方向に進退摺動自在に嵌合されている。この撮像素子枠６２の外周には、進退速度を適切に調整するための摺動部材２３が設けられ、且つ、磁気コイル２４が巻回配置されている。
【００８８】
前記パッケージ枠６０の内周には、一対の永久磁石３３，３４が配置されている。この一対の永久磁石３３，３４は、前記撮像素子枠６２の磁気コイル２４との間で磁気誘導効果が生じる位置に設けられている。
【００８９】
このような構成のパッケージ枠６０を有するカメラヘッド７は、磁気コイル２４への通電方向を制御することで、磁気コイル２４から発生する磁界と永久磁石３３，３４から生ずる磁界との磁界誘導効果により、図中矢印Ｂ又はＣの方向に移動調節でき、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対距離調整である撮像画像の合焦調整が可能となり、且つ、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７をオートクレーブ滅菌における高温高圧蒸気から保護できる。
【００９０】
次に、本発明の第４の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを図１３と図１４を用いて説明する。図１３は本発明の第４の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図、図１４は本発明の第４の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図である。なお、図１乃至図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００９１】
この第４の実施形態の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド部７ｄは、図１３に示すように、外装１６の内部に有底円筒形状のパッケージ枠６５が設けられている。この有底円筒形状のパッケージ枠６５の先端は、前記内視鏡接続部１５から入射される被写体光を透過させるサファイアなどで形成されたカバーガラス１８が気密接合され、後端はＣＣＤ２７を取付固定した撮像素子枠１９が気密接合され、パッケージ枠６５の内部を完全に気密にパッケージされている。
【００９２】
このパッケージ枠６５の図中略後端側の外周の所定の位置に第１の磁気コイル６８と第２の磁気コイル６９が所定の間隔で巻回配置されている。このパッケージ枠６５の先端部の内側には、複数の焦点レンズ２１が保持固定されているレンズ枠６６が光軸方向に進退摺動可能に嵌合されている。このレンズ枠６５の後端の外周には、磁性体６７が配置されている。この磁性体６７は、前記パッケージ枠６５の外周に巻回配置されている第１と第２の磁気コイル６８，６９の間で電磁誘導を受けるように設けられている。なお、図１３では、第２の電子コイル６９は、パッケージ枠６５の外周と同一面の撮像素子枠１９の外周に設けた例を示している。
【００９３】
前記パッケージ枠６５の後端に気密接合されている撮像素子枠１９は、ＣＣＤ２７が前記焦点レンズ２１の光軸上に配置され、この撮像素子枠１９の後端には、ＣＣＤ２７の接続線２８が接続されるＣＣＤ端子２９を有する端子板２０が気密接合されている。なお、前記第１と第２の磁気コイル６８，６９の接続線６８ａ，６９ａは、カメラケーブル８の磁気コイル通電線に接続されている。
【００９４】
この第１と第２の磁気コイル６８，６９への通電をスイッチ３１からの指示入力して、第１の磁気コイル６８を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引するとレンズ枠６６が図中矢印Ｂ方向に移動し、スイッチ３１から指示入力して、第２の磁気コイル６９を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引するとレンズ枠６６が図中矢印Ｃ方向に移動されることで、レンズ枠６６が光軸方向に進退摺動される。
【００９５】
このような構成のパッケージ枠６５を有するカメラヘッド７ｄは、パッケージ枠６５の内部に焦点レンズ２１とＣＣＤ２７が気密収納されることでオートクレーブ滅菌での高温高圧蒸気の侵入が防止でき、第１と第２の磁気コイル６８，６９の通電方向を制御することで、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対距離調整がなされ、撮像画像の合焦調整が可能となる。
【００９６】
この第４の実施形態の応用例を図１４を用いて説明する。この第４の実施形態の応用例の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド部７ｅは、外装１６の内部に有底円筒形状のパッケージ枠６５が設けられている。この有底円筒形状のパッケージ枠６５の先端は、前記内視鏡接続部１５から入射される被写体光を透過させるサファイアなどで形成されたカバーガラス１８が気密接合され、後端は端子板２０が気密接合されて内部を完全に気密にパッケージされている。
【００９７】
このパッケージ枠６５の先端のカバーガラス１８側の内側には、複数の焦点レンズ２１が直接保持固定されている。この焦点レンズ２１の図中の後方には、ＣＣＤ２７を取付固定された撮像素子枠７０が光軸方向に進退摺動可能に嵌合されている。この撮像素子枠７０の外周の所定位置には、前記パッケージ枠６５の内周との間で円滑摺動させるための摺動部材２３が設けられ、且つ、撮像素子枠７０の外周に磁性体６７が設けられている。
【００９８】
前記パッケージ枠６５の図中略後端側の外周の所定の位置に第１の磁気コイル６８と第２の磁気コイル６９が所定の間隔で巻回配置されている。この第１と第２の磁気コイル６８，６９の間で前記撮像素子枠７０の磁性体６７が電磁誘導を受けるように設けられている。なお、図１４では、第２の磁気コイル６９は、パッケージ枠６５の外周と同一面の端子板２０の外周に設けた例を示している。
【００９９】
前記パッケージ枠６５の後端に気密接合されている端子板２０は、前記焦点レンズ２１の光軸上に配置された撮像素子枠１９のＣＣＤ２７の接続線４２が接続されるＣＣＤ端子２９を有している。なお、前記第１と第２の磁気コイル６８，６９の接続線６８ａ，６９ａは、カメラケーブル８の磁気コイル通電線に接続されている。
【０１００】
この第１と第２の磁気コイル６８，６９への通電をスイッチ３１からの指示入力して、第１の磁気コイル６８を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引すると撮像素子枠７０が図中矢印Ｂ方向に移動し、スイッチ３１から指示入力して、第２の磁気コイル６９を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引すると撮像素子枠７０が図中矢印Ｃ方向に移動されることで、撮像素子枠７０が光軸方向に進退摺動される。
【０１０１】
このような構成のパッケージ枠６５を有するカメラヘッド７ｅは、パッケージ枠６５の内部に焦点レンズ２１とＣＣＤ２７が気密収納されることでオートクレーブ滅菌での高温高圧蒸気の侵入が防止でき、第１と第２の磁気コイル６８，６９の通電方向を制御することで、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対距離調整がなされ、撮像画像の合焦調整が可能となる。
【０１０２】
次に、本発明の第５の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを図１５と図１６を用いて説明する。図１５は本発明の第５の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図、図１６は本発明の第５の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図である。なお、図１乃至図３と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【０１０３】
この第５の実施形態の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド部７ｆは、図１５に示すように、外装１６の内部に有底円筒形状のパッケージ枠７５が設けられている。この有底円筒形状のパッケージ枠７５の先端は、前記内視鏡接続部１５から入射される被写体光を透過させるサファイアなどで形成されたカバーガラス１８が気密接合され、後端はＣＣＤ２７を取付固定した撮像素子枠７６が気密接合され、パッケージ枠７５の内部を完全に気密にパッケージされている。
【０１０４】
このパッケージ枠７５の先端のカバーガラス１８側の内周に、複数の焦点レンズ２１が保持固定されているレンズ枠７７が光軸方向に進退摺動可能に嵌合されている。このレンズ枠７７の外周の所定の位置には、前記パッケージ枠７５の内周との間で円滑摺動させるための摺動部材２３が設けられ、且つ、レンズ枠７７の外周に磁性体６７が配置されている。
【０１０５】
前記パッケージ枠７５の内周の所定の位置に第１の磁気コイル６８と第２の磁気コイル６９が所定の間隔で巻回配置されている。この第１と第２の磁性コイル６８，６９の間に前記レンズ枠７７の磁性体６７が電磁誘導を受けるように設けられている。なお、図１５では、第２の電子コイル６９は、パッケージ枠６５の内周と同一面の撮像素子枠１９の内周に設けた例を示している。
【０１０６】
前記パッケージ枠７５の後端に気密接合されている撮像素子枠１９は、ＣＣＤ２７が前記焦点レンズ２１の光軸上に配置され、この撮像素子枠１９の後端には、ＣＣＤ２７の接続線２８が接続されるＣＣＤ端子２９と、前記第１と第２の磁気コイル６８，６９の接続線６８ａ，６９ａが接続されるコイル端子３０を有する端子板２０が気密接合されている。
【０１０７】
この第１と第２の磁気コイル６８，６９への通電をスイッチ３１からの指示入力して、第１の磁気コイル６８を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引するとレンズ枠７７が図中矢印Ｂ方向に移動し、スイッチ３１から指示入力して、第２の磁気コイル６９を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引するとレンズ枠７７が図中矢印Ｃ方向に移動されることで、レンズ枠７７が光軸方向に進退摺動される。
【０１０８】
このような構成のパッケージ枠７５を有するカメラヘッド７ｆは、パッケージ枠７５の内部に焦点レンズ２１とＣＣＤ２７が気密収納されることでオートクレーブ滅菌での高温高圧蒸気の侵入が防止でき、第１と第２の磁気コイル６８，６９の通電方向を制御することで、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対距離調整がなされ、撮像画像の合焦調整が可能となる。
【０１０９】
この第５の実施形態の応用例のカメラヘッド７ｇを図１６を用いて説明する。この第５の実施形態の応用例の内視鏡用撮像装置１に用いる撮像装置６のカメラヘッド部７ｇは、外装１６の内部に有底円筒形状のパッケージ枠７５が設けられている。この有底円筒形状のパッケージ枠７５の先端は、前記内視鏡接続部１５から入射される被写体光を透過させるサファイアなどで形成されたカバーガラス１８が気密接合され、後端は端子板２０が気密接合されて内部を完全に気密にパッケージされている。
【０１１０】
このパッケージ枠７５の先端のカバーガラス１８側の内側には、複数の焦点レンズ２１が直接保持固定されている。この焦点レンズ２１の図中の後方には、ＣＣＤ２７を取付固定された撮像素子枠７８が光軸方向に進退摺動可能に嵌合されている。この撮像素子枠７８の外周の所定位置には、前記パッケージ枠７５の内周との間で円滑摺動させるための摺動部材２３が設けられ、且つ、撮像素子枠７０の外周部分に磁性体６７が設けられている。
【０１１１】
前記パッケージ枠７５の図中略後端側の内周の所定の位置に第１の磁気コイル６８と第２の磁気コイル６９が所定の間隔で巻回配置されている。この第１と第２の磁気コイル６８，６９の間で前記撮像素子枠７８の磁性体６７が電磁誘導を受けるように設けられている。なお、図１６では、第２の電子コイル６９は、パッケージ枠６５の内周の第１の磁気コイル６８と同一面の端子板２０の内周に設けた例を示している。
【０１１２】
前記パッケージ枠７５の後端に気密接合されている端子板２０は、前記焦点レンズ２１の光軸上に配置された撮像素子枠７８のＣＣＤ２７の接続線４２が挿通孔７８ａを介して接続されるＣＣＤ端子２９と、前記第１と第２の磁気コイル６８，６９の接続線６８ａ，６９ａが挿通孔７８ｂを介して接続されるコイル端子３０と有している。
【０１１３】
この第１と第２の磁気コイル６８，６９への通電をスイッチ３１から指示入力して、第１の磁気コイル６８を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引すると撮像素子枠７８が図中矢印Ｂ方向に移動し、スイッチ３１から指示入力して、第２の磁気コイル６９を通電して，その発生磁界で磁性体６７を吸引すると撮像素子枠７０が図中矢印Ｃ方向に移動されることで、撮像素子枠７８が光軸方向に進退摺動される。
【０１１４】
このような構成のパッケージ枠７５を有するカメラヘッド７ｇは、パッケージ枠７５の内部に焦点レンズ２１とＣＣＤ２７が気密収納され定ることでオートクレーブ滅菌での高温高圧蒸気の侵入が防止でき、第１と第２の磁気コイル６８，６９の通電方向を制御することで、焦点レンズ２１とＣＣＤ２７との相対距離調整がなされ、撮像画像の合焦調整が可能となる。
【０１１５】
なお、本発明の各実施形態の説明において、スイッチ３１からの磁気コイルに通電する電流方向の指示入力に応じて、ＣＣＵ９の磁気コイル通電手段から指示された方向の電流を通電すると説明したが、スイッチ３１をオンしている時間をＣＣＵ９でカウントして、そのカウントした時間に応じて通電電流量を増加させることで、レンズ枠又は撮像素子枠の進退摺動速度を増加させることもできる。つまり、スイッチのオンされている時間が長い場合は、進退摺動させられるレンズ枠又は撮像素子枠の位置調整距離が長いためであり、その調整距離が長い場合には、移動速度を速くするために磁気コイルへの通電電流量を増やして、発生磁界を強くすることも可能である。
【０１１６】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【０１１７】
（付記１）　被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、
前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、
前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、
前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、
前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、
を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴とした内視鏡用撮像装置。
【０１１８】
（付記２）　被写体像が入射される光学レンズを内周面に保持する筒状のレンズ保持手段と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、且つ、前記光学レンズから投射される被写体像を光電変換して被写体撮像信号を生成する撮像素子を保持する筒状の撮像素子保持手段と、
前記レンズ保持手段と撮像素子保持手段とを気密に内蔵すると共に、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整するために、前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段のいずれか一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に内蔵した筒状の気密手段と、
前記気密手段に移動可能に内蔵させた前記レンズ保持手段の外周部又は内周部、あるいは前記撮像素子保持手段の外周部又は内周部に設けられた少なくとも一対の永久磁石からなり、固定磁界を発生させる固定磁界発生手段と、
前記気密手段の外周部、又は内周部の所定位置に設けられ、前記固定磁界発生手段から発生される固定磁界に対して、磁気誘導させる可変磁界を発生させる磁気コイルからなる可変磁界発生手段と、
前記気密手段の外部に設けられ、前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して可変磁界を調整制御する通電制御手段と、
を具備し、前記通電制御手段から前記可変磁界発生手段に供給する電流量と電流方向を操作して、前記可変磁界発生手段から発生する磁界の磁力と磁極とを調整制御し、前記固定磁界発生手段の固定磁力との間の磁気誘導により前記レンズ保持手段と前記撮像素子保持手段との相対距離を調整することを特徴とした内視鏡用撮像装置。
【０１１９】
（付記３）　被写体像が入射される光学レンズと、
前記光学レンズを支持する内周面を有する筒状部材からなるレンズ支持部材と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、前記レンズから出射された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を支持する筒状部材からなる撮像手段支持部材と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材とを配置する管部を有し、前記管部への気体の侵入を阻止するための隔壁部材で、前記管部を気密封止した筒状部材からなる気密枠と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するために前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の少なくとも一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に構成した相対移動手段と、
前記気密枠の外に設けられた磁石と、
前記気密枠内、かつ前記レンズ支持部材または撮像手段支持部材の外周面に設けられ、前記磁石と磁力による結合と分離が可能に構成されたコイル部材と、
前記コイル部材に接続されて前記気密枠が有する前記管部外に延出させた前記コイル部材に流す電流を導くための電導性材料からなる導線部材と、
前記導線部材へ流す電流の大きさと方向とを制御する通電制御手段と、
前記気密粋が有する前記管部外に設けられ、前記通電制御手段を操作して前記相対移動手段を動作させることで前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するための操作信号を生成する操作手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【０１２０】
（付記４）　被写体像が入射される光学レンズと、
前記光学レンズを支持する内周面を有する筒状部材からなるレンズ支持部材と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、前記レンズから出射された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を支持する筒状部材からなる撮像手段支持部材と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材とを配置する管部を有し、前記管部への気体の侵入を阻止するための隔壁部材で、前記管部を気密封止した筒状部材からなる気密枠と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するために前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の少なくとも一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に構成した相対移動手段と、
前記気密枠の中に設けられた磁石と、前記気密枠内、かつ前記レンズ支持部材または撮像手段支持部材の外周面に設けられ、前記磁石と磁力による結合と分離が可能に構成されたコイル部材と、
前記コイル部材に接続されてコイル部材に流す電流を導くための電導性材料からなる導線部材と、
前記導線部材へ流す電流の大きさと方向とを制御する通電制御手段と、
前記気密枠が有する前記管部外に設けられ、前記通電制御手段を操作して前記相対移動手段を動作させることで前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するための操作信号を生成する操作手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【０１２１】
（付記５）　被写体像が入射される光学レンズと、
前記光学レンズを支持する内周面を有する筒状部材からなるレンズ支持部材と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、前記レンズから出射された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を支持する筒状部材からなる撮像手段支持部材と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材とを配置する管部を有し、前記管部への気体の侵入を阻止するための隔壁部材で、前記管部を気密封止した筒状部材からなる気密枠と、
前記気密枠が有する前記管部内に設けられ、前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するために前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の少なくとも一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に構成した相対移動手段と、
前記気密枠内、かつ前記レンズ支持部材または撮像手段支持部材の外周面に設けられた磁石と、
前記気密枠の外に設けられ、前記磁石と磁力による結合と分離が可能に構成されたコイル部材と、
前記コイル部材に接続されてコイル部材に流す電流を導くための電導性材料からなる導線部材と、
前記導線部材へ流す電流の大きさと方向とを制御する通電制御手段と、
前記気密枠が有する前記管部外に設けられ、前記通電制御手段を操作して前記相対移動手段を動作させることで前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するための操作信号を生成する操作手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【０１２２】
（付記６）　被写体像が入射される光学レンズと、
前記光学レンズを支持する内周面を有する筒状部材からなるレンズ支持部材と、
前記光学レンズの光軸上に配置され、前記レンズから出射された被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を支持する筒状部材からなる撮像手段支持部材と、
前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材とを配置する管部を有し、前記管部への気体の侵入を阻止するための隔壁部材で、前記管部を気密封止した筒状部材からなる気密枠と、
前記気密枠が有する前記管部内に設けられ、前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するために前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の少なくとも一方を前記光学レンズの光軸上で移動可能に構成した相対移動手段と、
前記気密枠内、かつ前記レンズ支持部材または撮像手段支持部材の外周面に周面に設けられた磁石と、
前記気密枠の中に設けられ、前記磁石と磁力による結合と分離が可能に構成されたコイル部材と、
前記コイル部材に接続されてコイル部材に流す電流を導くための電導性材料からなる導線部材と、
前記導線部材へ流す電流の大きさと方向とを制御する通電制御手段と、
前記気密枠が有する前記管部外に設けられ、前記通電制御手段を操作して前記相対移動手段を動作させることで前記レンズ支持部材と前記撮像手段支持部材の相対距離を調整するための操作信号を生成する操作手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明の内視鏡用撮像装置は、焦点レンズと撮像素子とをパッケージ枠内に気密収納させたことで、オートクレーブ滅菌の高温高圧蒸気の侵入が防止でき、光学部材と電子部材の劣化が生じることなく、且つ、このパッケージ枠内に気密収納させた焦点レンズを保持するレンズ枠、又は撮像素子を保持する撮像素子枠のいずれかに磁気コイルを設け、この磁気コイルへの通電方向と通電量を制御することで、パッケージ枠に設けられた永久磁石の磁界との間の電磁誘導効果で確実に焦点レンズと撮像素子との相対距離の調整が容易に確実に実現できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内視鏡用撮像装置の全体構成を説明するブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図３】図２の切断面Ａ−Ａから見た断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整原理を説明する説明図。
【図９】本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整動作を説明する説明図。
【図１０】本発明の第３の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドの焦点調整動作を説明する説明図。
【図１１】本発明の第３の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図。
【図１２】本発明の第３の実施形態の他の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドのパッケージ枠内を光軸方向に切断した断面図。
【図１３】本発明の第４の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図１４】本発明の第４の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図１５】本発明の第５の実施形態である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【図１６】本発明の第５の実施形態の応用例である内視鏡用撮像装置のカメラヘッドを光軸方向に切断した断面図。
【符号の説明】
１…内視鏡用撮像装置
２…内視鏡
３…挿入部
６…撮像装置
７…カメラヘッド
８…カメラケーブル
９…カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
１０…モニタ
１１…光源装置
１５…内視鏡接続部
１６…外装
１７…パッケージ枠
１８…カバーガラス
１９…撮像素子枠
２０…端子板
２１…焦点レンズ
２２…レンズ枠
２４…磁気コイル
２７…撮像素子（ＣＣＤ）
３１…スイッチ
３３，３４…永久磁石
【図１】
2004097292.tif 000003
【図２】
2004097292.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004097292.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004097292.tif 000009
【図８】
2004097292.tif 000010
【図９】
2004097292.tif 000011
【図１０】
2004097292.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2004097292.tif 000014
【図１３】
2004097292.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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