(57)【要約】【課題】径が細くかつ多くの枚数のレンズが組み込まれるため、これらのレンズを組み込むレンズ枠が細長い円筒で形成されていても、組み込まれているレンズの状態を確認できないために生じる組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがない。【解決手段】内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットであって、円筒状の枠体と、枠体内に配置される複数のレンズを含んだ光学系とを有している２つのユニットに分割されている。【選択図】      図４
2004240346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットであって、
円筒状の枠体と、前記枠体内に配置される複数のレンズを含んだ光学系と、を有している２つのユニットに分割されていること、を特徴とする対物レンズユニット。
【請求項２】
前記２分割されているユニットのいずれか１つに、前記光学系を前記枠体内に押圧して固定し、さらに、前記２分割されているユニット間の位置を決定するレンズ押え手段を備えていること、を特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
【請求項３】
前記２つのユニットの少なくとも１つの前記光学系内に、前記光軸と垂直な方向に可動する調芯レンズを有していること、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の対物レンズユニット。
【請求項４】
前記調芯レンズを含んだ光学系を有している枠体の側面に、前記調芯レンズを押圧して、前記調芯レンズの前記光学系内の位置を移動させるピンを挿入する穴を有していること、を特徴とする請求項３に記載の対物レンズユニット。
【請求項５】
内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットの組立方法であって、
２つの円筒状の枠体の各々に、複数のレンズを含んだ光学系の各々のレンズを順に組み込み、
少なくとも１つの前記枠体の側面に設けられた穴に、前記光学系の一部である調芯レンズを前記光学系の光軸と垂直な方向に押圧して移動させるピンを挿入し、
挿入された前記ピンを用いて前記調芯レンズを押圧することによって、前記調芯レンズの前記光学系内の位置を調整し、
前記調芯レンズと前記枠体とを固定し、
前記光学系の光軸の各々を同軸にした状態で、前記調芯レンズを含んだ光学系が組み込まれた枠体を少なくとも１つ含んだ２つの前記枠体同士を固定すること、を特徴とする対物レンズユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内視鏡の先端部に備えられる対物レンズユニット、及び該対物レンズユニットの組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ光を体腔内の生体組織に照射して、その照射された生体組織からの反射光のうち、対物光学系の物体側焦点面における反射光のみを抽出して、その生体組織を、通常の内視鏡光学系によって得られる観察像より高倍率で観察することができる共焦点顕微鏡の光学系を備えた共焦点プローブが知られている。近年、この共焦点プローブと内視鏡と組み合わせてシステム化した共焦点プローブシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、共焦点プローブ先端部や内視鏡先端部に備えられている対物レンズユニットは、対物光学系を構成する複数のレンズと、それら複数のレンズを組み込んでいるレンズ枠から構成されている（例えば、特許文献２参照）。このような共焦点プローブや内視鏡などの精密機器が備えている小型の対物レンズユニットを組み立てる場合、作業者は、組立工程に従ってレンズを一枚ずつピンセットで抓み、顕微鏡を覗きながら、それらのレンズを一枚ずつ順にレンズ枠に落とし込んで嵌める。レンズ枠に落とし込んで嵌めたレンズを、押え環でレンズ枠内に押圧して固定している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１２１９６１号公報（第２〜８頁、第１、２図）
【特許文献２】
特開２０００−７５２１８号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
共焦点プローブは、上述したように共焦点顕微鏡の光学系を備えており、倍率の高い観察像を高分解能で観察できるように構成されている。すなわちこの共焦点プローブは、種々の収差の発生量を最小限に抑えるために、多くの枚数のレンズから構成されている光学系を備えている。
【０００６】
この共焦点プローブは外径が細くかつ多くの枚数のレンズを有しているため、この光学系を組み込むレンズ枠は、細長い円筒で形成されている。この共焦点プローブのように多くの枚数のレンズを有している小型な対物レンズユニットを組み立てていくと、レンズをレンズ枠に順に落とし込んで嵌めていくにしたがって、組み立て始めた段階でレンズ枠に嵌められたレンズ、すなわちレンズ枠の下底側で嵌められているレンズは、顕微鏡下において、その後にレンズ枠に嵌められた複数枚のレンズの下側に位置することになる。すなわちこれは、レンズ枠の下底側のレンズと作業者との間に複数枚のレンズが介在している状態である。従って、作業者側からのレンズ枠の下底側に対する光量は、その間に介在している複数枚のレンズにより減少している。さらに、これらのレンズを組み込むレンズ枠は細長く形成されているため、レンズ枠の下底側に顕微鏡からの光が周り込み難い。そのため、組立時に顕微鏡下でレンズ枠の下底側のレンズを確認したい場合であっても、作業者はこのレンズ枠の下底側のレンズを光量不足により確認することができない。その結果、レンズ枠の下底側のレンズの位置が本来組み込まれるべき位置に対してずれて組み立てられている状態あっても、作業者がそのずれているレンズを確認することができないため、このような組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがあった。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、径が細くかつ多くの枚数のレンズが組み込まれるため、これらのレンズを組み込むレンズ枠が細長い円筒で形成されていても、組み込まれているレンズの状態を確認できないために生じる組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがない対物レンズユニット、及びその対物レンズユニットの組立方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係る対物レンズユニットは、内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットであって、円筒状の枠体と、枠体内に配置される複数のレンズを含んだ光学系とを有している２つのユニットに分割されている。このように対物レンズユニットを２つのユニットから構成すると、組立時にそれぞれの枠体内で重ねられるレンズの枚数が減少するため、枠体内に組み込んだレンズの状態を作業者が確認できる程度に、それらのレンズに対する光量を確保することが可能となる。そのため、それらのレンズの状態を確認できないために生じる組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがなくなる。
【０００９】
また、上記対物レンズユニットは、２分割されているユニットのいずれか１つに、枠体内に配置されている光学系をその枠体内に押圧して固定し、さらに、２分割されているユニット間の位置を決定するレンズ押え手段を備えている。すなわち、２分割されているユニットのいずれか１つのレンズ押え手段は、光学系を枠体内に固定する機能と、２分割されているユニット間の位置を決定する機能とを兼ね備えている。
【００１０】
また、上記対物レンズユニットは、２つのユニットの少なくとも１つの光学系内に、光学系の光軸と垂直な方向に可動する調芯レンズを有している。すなわち、少なくとも１つの光学系の一部は光軸に対して偏芯可能であるため、組立誤差による光学系の光学性能の低下を、このレンズにより軽減させることが可能となる。
【００１１】
また、上記対物レンズユニットは、調芯レンズを含んだ光学系を有している枠体の側面に、調芯レンズを押圧して、調芯レンズの光学系内の位置を移動させるピンを挿入する穴を有している。すなわち、レンズ枠の側面に設けられた穴にピンを挿入し、枠体内に組み込まれた調芯レンズをピンによって押圧することによって、調芯レンズの光学系内の位置を移動させ、レンズユニットの調芯を行うことができる。従って、組立誤差によるレンズユニットの光学性能の低下を軽減させることが可能となる。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の一態様に係る対物レンズユニットの組立方法は、内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットを組み立てる方法である。先ず、２つの円筒状の枠体の各々に、複数のレンズを含んだ光学系の各々のレンズを順に組み込む。次に、少なくとも１つのレンズ枠の側面に設けられた穴に、光学系の一部である調芯レンズをその光学系の光軸と垂直な方向に押圧して移動させるピンを挿入する。挿入されたピンを用いて調芯レンズを押圧することによって、調芯レンズの光学系内の位置を調整し、調芯レンズとレンズ枠とを固定する。そして、光学系の光軸の各々を同軸にした状態で、調芯レンズを含んだ光学系が組み込まれた枠体を少なくとも１つ含んだ２つの枠体同士を固定する。このように、光学系が組み込まれた２つの枠体から構成されている対物レンズユニットを組み立てることによって、組立時にそれぞれの枠体内で重ねられるレンズの枚数が減少するため、枠体内に組み込んだレンズの状態を作業者が確認できる程度に、それらのレンズに対する光量を確保することが可能となる。そのため、それらのレンズの状態を確認できないために生じる組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態の電子内視鏡システム５００を示す図である。この電子内視鏡システム５００は、体腔内の生体組織を観察するための光学系を２つ備えている電子内視鏡１００と、電子内視鏡１００に備えられた２つの光学系の各々によって得られる画像信号それぞれの処理を行うプロセッサ２１０、２２０と、プロセッサ２１０によって処理された画像を表示するモニタ３１０と、プロセッサ２２０によって処理された画像を表示するモニタ３２０から構成されている。
【００１４】
本発明の実施形態の電子内視鏡１００は、挿入部可撓管１０と、鉗子差込口２０と、操作部３０と、ユニバーサルコード４０と、内視鏡用コネクタ５０と、共焦点システム用コード６０と、共焦点システム用コネクタ７０と、先端部８０から構成されている。
【００１５】
この電子内視鏡１００が備える挿入部可撓管１０は、体腔内に挿入される管であり、可撓性を有している。この挿入部可撓管１０内部には、先端部８０に備えられている図示しない周知の固体撮像素子によって受光されて光電変換された画像信号を送信する信号線や、観察対象を照明する光を伝送する図示しないライトガイドなどが配設されている。この挿入部可撓管１０の電子内視鏡１００の先端側には、先端部８０が設けられている。図２は、先端部８０の構成を示す正面図である。また、図３は、先端部８０の構成を示す側断面図である。
【００１６】
先端部８０は、体腔内の生体組織を観察するための周知の内視鏡用対物光学系が組み込まれている内視鏡ユニット８１と、２つの照明窓８６と、鉗子チャンネル口８７と、体腔内の生体組織を内視鏡用対物光学系よりも高倍率で観察するための共焦点用対物光学系を備えている共焦点ユニット８９から構成されている。
【００１７】
先端部８０に備えられている共焦点ユニット８９は、光を伝送するシングルモード光ファイバ８２と、観察対象の像を得るための共焦点用の対物光学系を備えている共焦点用対物レンズユニット９０と、共焦点用の対物光学系の前群レンズの前面を保護するためのカバーガラス８４と、共焦点用対物レンズユニット９０全体を保護するための保護カバー８５から構成されている。この保護カバー８５は、共焦点用対物レンズユニット９０の先端部８０外形側を覆うように設けられている。
【００１８】
図４は、本発明の実施形態に用いられる共焦点用対物レンズユニット９０を２つのユニットに分解した状態の側断面図である。この共焦点用対物レンズユニット９０は、調芯用レンズユニット９０ａとレンズユニット９０ｂから構成されている。
【００１９】
調芯用レンズユニット９０ａは、共焦点用の対物光学系の一部である対物光学系９１と、対物光学系９１が組み込まれているレンズ枠９２と、対物光学系９１をレンズ枠９２内に押圧して固定するレンズ押え環９３とを備えている。レンズ枠９２は、レンズ押え環９３の側面に羅刻されているネジ部と羅合するネジ部９２ａを内径に有し、複数の調芯穴９２ｂ及び接着用穴９２ｃをその側面に有している。対物光学系９１は、５枚のレンズから構成されており、後述する調芯治具による調芯用レンズユニット９０ａの調芯に用いられる調芯レンズ９１ａを含んでいる。対物光学系９１を構成するレンズの各々は、レンズ枠９２に落とし込んで嵌められている。また、この対物光学系９１は、ネジ部９２ａと羅合して締められたレンズ押え環９３によってレンズ枠９２内に押圧されて固定し、さらに、接着用穴９２ｃから注入された接着剤によってレンズ枠９２に接着されて固定している。
【００２０】
レンズユニット９０ｂは、共焦点用の対物光学系の一部である対物光学系９５と、対物光学系９５が組み込まれているレンズ枠９６と、対物光学系９５をレンズ枠９６内に押圧して固定するレンズ押え環９７とを備えている。レンズ枠９６は、レンズ押え環９７の側面に羅刻されているネジ部と羅合するネジ部を内径に有し、レンズ枠９２のネジ部９２ａと羅合するネジ部９６ａをその側面に有している。対物光学系９５は、５枚のレンズから構成されており、これらのレンズの各々は、レンズ枠９６に落とし込んで嵌められている。また、この対物光学系９５は、レンズ枠９６内径のネジ部と羅合して締められたレンズ押え環９７によってレンズ枠９６内に押圧されて固定している。
【００２１】
レンズ枠９２のネジ部９２ａとレンズ枠９６のネジ部９６ａとを羅合させて、対物光学系９５の調芯用レンズユニット９０ａ側のレンズをレンズ押え環９３に当て付けるまで締めることによって、調芯用レンズユニット９０ａとレンズユニット９０ｂとが所定の間隔で固定された状態となり、共焦点用対物レンズユニット９０は組み上がる。なおこのとき、対物光学系９１と対物光学系９５との各々の光軸は同軸となる。上述した、観察対象の像を得るための共焦点用の対物光学系とは、共焦点用対物レンズユニット９０を組み上げた状態における対物光学系９１と対物光学系９５とから構成されているものである。
【００２２】
内視鏡用対物光学系によって取り込まれた観察対象の像は、固体撮像素子で光電変換されてプロセッサ２１０に伝送される。プロセッサ２１０に伝送された画像信号は、このプロセッサ２１０で所定の画像処理を施されて映像信号に変換される。そしてこの映像信号は、モニタ３１０において内視鏡用対物光学系による観察画像として表示される。また、共焦点用の対物光学系によって取り込まれた観察対象物の像は、シングルモード光ファイバ８２によってプロセッサ２２０に導光される。プロセッサ２２０に導光された観察対象物の像は、このプロセッサ２２０で所定の画像処理を施されて映像信号に変換される。そしてこの映像信号は、モニタ３２０において共焦点用の対物光学系による観察画像として表示される。
【００２３】
鉗子差込口２０は、生体組織の止血や採取など、さまざまな処置を行うための鉗子を挿入する部位である。ユーザーは、手術内容に応じてさまざまな鉗子を、この鉗子差込口２０にセットする。この鉗子差込口２０にセットされた鉗子は、挿入部可撓管１０に沿って配設されている鉗子チャンネルを挿通して、その先端部が鉗子チャンネル口８７から送出する。
【００２４】
内視鏡用コネクタ５０は、電子内視鏡１００をプロセッサ２１０に接続する部位である。この内視鏡用コネクタ５０は、主に、固体撮像素子から伝送される画像信号を伝送する信号線と、画像処理を行うプロセッサ側の信号線とを接続しており、さらに、プロセッサ２１０が備えている光源装置とライトガイドとを接続している。また、この内視鏡用コネクタ５０は、ユニバーサルコード４０を介して操作部３０と接続されている。なお、このプロセッサ２１０が備えている光源装置から照射された光束は、内視鏡用コネクタ５０、ユニバーサルコード４０、挿入部可撓管１０などに沿って配設されているライトガイドを介して２つの照明窓８６から出射する。そしてこの光束は、先端部８０の前面と対向している生体組織４００を照明する。
【００２５】
操作部３０は、ユーザーが電子内視鏡１００を操作するための部位であり、先端部８０を上下や左右に移動させて観察領域を自在に変更したり、鉗子差込口２０にセットされた鉗子を起上させたりするなどの操作機能を有している。この操作部３０に組み込まれている種々のノブを操作することによって、先端部８０近傍の挿入部可撓管１０が湾曲して先端部６０が上下や左右に移動したり、鉗子が起上したりする。
【００２６】
共焦点システム用コネクタ７０は、電子内視鏡１００をプロセッサ２２０に接続する部位である。この共焦点システム用コネクタ７０は、プロセッサ２２０が備えている光源装置と、シングルモード光ファイバ８２とを接続する。また、この共焦点システム用コネクタ７０は、共焦点システム用コード６０を介して操作部３０と接続されている。なお、このシングルモード光ファイバ８２の一端は共焦点システム用コネクタ７０のプロセッサ２２０との接続部に配設されている。また、このシングルモード光ファイバ８２のもう一端は、共焦点システム用コード６０、挿入部可撓管１０を介して先端部８０に配設されている。
【００２７】
次に、共焦点ユニット８９に備えられている光学系の動作を説明する。まず、プロセッサ２２０に備えられている光源装置からレーザ光が発振する。この発振したレーザ光は、共焦点システム用コネクタ７０のプロセッサ２２０との接続部にあるシングルモード光ファイバ８２の端部に入射する。入射したレーザ光は、シングルモード光ファイバ８２を伝送して先端部８０側の端部から出射する。シングルモード光ファイバ８２から出射した光束は共焦点用の対物光学系に入射して、カバーガラス８４を介して生体組織４００において焦点を結ぶ。
【００２８】
生体組織４００において焦点を結んだ光束は、生体組織４００で反射して、共焦点用の対物光学系を介してシングルモード光ファイバ８２の先端部８０側の端部近傍で焦点を結ぶ。この端部は、共焦点用の対物光学系から出射した光束が生体組織４００において焦点を結んだ位置と共役である。また、このシングルモード光ファイバ８２のコア径は極めて小さい。従って、生体組織４００で反射した反射光のうち、生体組織４００で焦点を結んだ光束の反射光のみがシングルモード光ファイバ８２を通過し、それ以外の反射光は、シングルモード光ファイバ８２ｚが有するクラッド部などによって遮光されてしまう。すなわち、シングルモード光ファイバ８２を通過する反射光は、生体組織４００で焦点を結んだ光束の反射光のみとなる。
【００２９】
生体組織４００で焦点を結んだ反射光のみに絞られたそれぞれの光束は、上述したように、シングルモード光ファイバ８２によってプロセッサ２２０に導光されてプロセッサ２２０で処理されて映像信号に変換される。そしてこの変換された映像信号は、共焦点用の対物光学系による観察画像としてモニタ３２０に表示される。
【００３０】
次に、先端部８０における内視鏡ユニット８１と共焦点ユニット８９との位置関係を説明する。内視鏡ユニット８１前面は、照明窓８６、鉗子チャンネル口８７、送水ノズル、送気ノズルなどを備えている図３において一点鎖線で示されている面８１ａと同一面上に位置する。そして共焦点ユニット８９は、この面８１ａよりも先端部８０前方に突出している突出部８９ａを有している。すなわち先端部８０の前方部では、共焦点ユニット８９のみが他の部位に対して突出するよう形成されている。
【００３１】
また、体腔内の細い管に先端部８０を挿入した際の患者に対する安全性を確保するために、保護カバー８５における突出部８９ａに相当する部分は、共焦点用の対物光学系の光軸に対してテーパーを有した形状となっている。従って、このような突出部８９ａが設けられている電子内視鏡１００を体腔内の細い管に挿入する場合でも、この先端部８０が管内で引っ掛かることはなくスムーズに挿入される。なお、共焦点ユニット８９は他の部位より先端部８０前方に突出して形成されているため、その突出部は細く形成されてしまう。また、電子内視鏡１００の最も先端に位置しているため、大きな負荷が掛かってしまう。この保護カバー８５は、それらの問題を鑑みて、突出部８９ａの強度を上げ、かつ共焦点用の対物光学系を保護するために、先端部８０に備えられたものである。
【００３２】
図５は、本発明の実施形態に用いられる調芯治具１０５と、その調芯治具１０５にセットされた調芯用レンズユニット９０ａの構成を示す上面図である。また、図６は、図５におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。また、図７は、図５におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。この調芯治具１０５は調芯用レンズユニット９０ａの調芯を行う治具である。
【００３３】
レンズ枠９２は、上述したように、その側面に調芯穴９２ｂを複数有している。これらの調芯穴９２ｂは、後述する調芯ピン１２２が挿入される穴であり、レンズ枠９２内に組み込まれた調芯レンズ９１ａの側面を覗く位置に備えられている。
【００３４】
対物光学系９１を構成する複数枚のレンズの各々の径は、レンズ枠９２との嵌め合いを考慮して、レンズ枠９２の内径より小さく形成されている。すなわち、レンズ枠９２と対物光学系９１のレンズの各々との間にクリアランスができるようこれらの部品は形成されている。この調芯用レンズユニット９０ａは、調芯レンズ９１ａを、対物光学系９１を構成する他のレンズに対して相対的に移動されることによって、レンズ枠９２と対物光学系９１との組立誤差による光学性能の低下を軽減するよう構成されている。すなわち、レンズ枠９２と調芯レンズ９１ａとのクリアランスは、レンズ枠９２と対物光学系９１を構成する他のレンズとのクリアランスよりも大きくなっており、このクリアランスは、光学性能の優れた（すなわち、組立誤差による調芯用レンズユニット９０ａの光学性能の低下をなくす）位置に調芯レンズ９１ａを移動させることができる程度確保されている。なお、ここでいう組立誤差とは、上記クリアランスや、レンズ枠９２や対物光学系９１を構成する各レンズの部品個々の許容公差の範囲内の加工誤差により発生するものである。また、調芯レンズ９１ａは、共焦点用の対物光学系のうち、最も偏芯感度が高いレンズである。
【００３５】
調芯治具１０５は、本体部１１０と、調芯レンズ９１ａを移動させる調芯部１２０と、調芯用レンズユニット９０ａを本体部１１０に固定する固定部１５０と、対物光学系９１が調芯されているかどうかを確認するための干渉計１６０から構成されている。
【００３６】
本体部１１０は、調芯治具１０５を構成する種々の部位の土台であり、その側面に、４つの調芯部１２０と、１つの固定部１５０とを備えている。また、中心部に、調芯用レンズユニット９０ａがセットされる収容部１１１を有している。
【００３７】
調芯部１２０は、本体部１１０の側面から収容部１１１にかけて、本体部１１０を貫通するように９０度間隔で４つ設けられている。この調芯部１２０は、マイクロメータ１２１と、調芯ピン１２２と、調芯ピン用バネ１２３から構成されている。マイクロメータ１２１は、周知のマイクロメータと同様の構造を有しており、回転ツマミ１２１ａを回転させると、軸１２１ｂの突出量が変化するよう構成されている。回転ツマミ１２１ａを右廻りに回転させると、軸１２１ｂの先端は本体部１１０の中心に向かって移動し、回転ツマミ１２１ａを左廻りに回転させると、軸１２１ｂの先端は本体部１１０の外側に向かって移動する。この軸１２１ｂの先端には、調芯ピン１２２が配設されている。この調芯ピン１２２の先端は、収容部１１１内にまで延びている。調芯ピン１２２の外周には、調芯ピン用バネ１２３が巻き付けられている。この調芯ピン用バネ１２３は、調芯ピン１２２に、軸１２１ｂ側への付勢が掛かるように設けられている。すなわち、軸１２１ｂと調芯ピン１２２は調芯ピン用バネ１２３の付勢力によって常に接している。従って、回転ツマミ１２１ａを右廻りに回転させて軸１２１ｂを本体部１１０の中心に向かって移動させると、調芯ピン１２２は軸１２１ｂの先端に押圧され、軸１２１ｂの移動量と同様の量、本体部１１０の中心に向かって移動する。また、回転ツマミ１２１ａを左廻りに回転させて軸１２１ｂを本体部１１０の外側に向かって移動させると、調芯ピン１２２は調芯ピン用バネ１２３の付勢力によって、軸１２１ｂの移動量と同様の量、本体部１１０の外側に向かって移動する。
【００３８】
固定部１５０は、本体部１１０の側面から収容部１１１にかけて、本体部１１０を貫通するように設けられている。この固定部１５０は、収納部１１１内で調芯用レンズユニット９０ａを固定するものであり、固定枠１５１と、固定棒ツマミ１５２と、ネジ部１５３と、固定棒１５４と、固定棒用バネ１５５から構成されている。固定枠１５１はネジ部を有しており、この固定枠１５１のネジ部は、ネジ部１５３と羅合している。固定棒ツマミ１５２、ネジ部１５３、及び固定棒１５４は、一体形成されている。固定棒ツマミ１５２を右廻りに回転させると、固定枠１５１のネジ部とネジ部１５３によって固定棒１５４は本体部１１０の中心に向かって移動し、固定棒ツマミ１５２を左廻りに回転させると、固定枠１５１のネジ部とネジ部１５３によって固定棒１５４は本体部１１０の外側に向かって移動する。この固定棒１５４の先端は、収容部１１１内にまで延びている。固定棒１５４の外周には、固定棒用バネ１５５が巻き付けられている。この固定棒用バネ１５５は、固定棒１５４に、本体部１１０の外側に向かって付勢が掛かるように設けられている。すなわち、固定枠１５１のネジ部とネジ部１５３は、ガタ寄せされている。
【００３９】
図８は、本発明の実施形態に用いられる干渉計１６０の構成を示すブロック図である。この干渉計１６０は、対物光学系９１を通過する光線群と、干渉計１６０内で生じる参照光とを干渉させることにより生じる干渉縞を観察することによって、対物光学系９１が調芯されているかどうかを確認するものであり、レーザー光源１６１と、レンズ１６２と、ビームスプリッタ１６３と、コリメータレンズ１６４と、基準平面板１６５と、観察系１６６と、スクリーン１６７と、凹面鏡１６８から構成されている。
【００４０】
レーザー光源１６１は、波長６３２ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを発振する。このレーザー光源１６１から発振された光束は、レンズ１６２で拡大されて、ビームスプリッタ１６３を透過する。そして、このビームスプリッタ１６３を透過した光束は、コリメータレンズ１６４に入射し、このコリメータレンズ１６４によって平行光束になり、基準平面板１６５に入射する。
【００４１】
基準平面板１６５は、光軸に対して僅かに傾斜して配設されている。この基準平面板１６５に入射した光束の一部は基準平面板１６５によって反射し、その光束の一部は基準平面板１６５を透過する。基準平面板１６５で反射した光束は、ビームスプリッタ１６３に戻り、このビームスプリッタ１６３によって観察系１６６に向かって９０度折り曲げられる。
【００４２】
基準平面板１６５を透過した光束は、観察対象である調芯用レンズユニット９０ａに入射する。調芯用レンズユニット９０ａに入射した平行光束は、調芯用レンズユニット９０ａから出射し、位置ｆで焦点を結ぶ。そして、位置ｆで焦点を結んだ光束は凹面鏡１６８で反射し、再び調芯用レンズユニット９０ａに入射する。なお、凹面鏡１６８の反射面は球面であり、その曲率中心が調芯用レンズユニット９０ａの焦点位置ｆに一致するように配設されている。また、調芯されるレンズユニットの種類によって位置ｆは異なる。そのため、凹面鏡１６８は、光軸方向に移動可能に構成されている。つまり、凹面鏡１６８は、調芯治具１０５にセットされるレンズユニットの焦点距離に合わせて、そのレンズユニットの焦点の位置ｆが凹面鏡１６８の曲率中心と一致するように、光軸方向に移動される。
【００４３】
凹面鏡１６８で反射した光束は、調芯用レンズユニット９０ａ、基準平面板１６５、コリメータレンズ１６４を介してビームスプリッタ１６３に戻り、このビームスプリッタ１６３によって観察系１６６に向かって９０度折り曲げられる。上述した基準平面板１６５で反射した光束と、調芯用レンズユニット９０ａを通過して凹面鏡１６８で反射した光束とが干渉し、この干渉した光が観察系１６６を介してスクリーン１６７に干渉縞の像として投影される。
【００４４】
対物光学系９１が調芯されて、レンズ枠９２と対物光学系９１、及び対物光学系９１を構成する複数のレンズの各々の組立誤差による光学性能の低下が少ない状態であれば、調芯用レンズユニット９０ａを介してスクリーン１６７に導かれる光束は平面波となる。基準平面板１６５で反射してスクリーン１６７に導かれる光束も平面波であるため、スクリーン１６７には、基準平面板１６５の光軸に対する僅かな傾斜によって生じる平面波同士の干渉縞、すなわち直線の干渉縞が投影される。また、調芯用レンズユニット９０ａが調芯されておらず、レンズ枠９２と対物光学系９１との組立誤差による光学性能の低下が多い状態であれば、調芯用レンズユニット９０ａを介してスクリーン１６７に導かれる光束は波面収差を含む波面となるため、スクリーン１６７には、基準平面板１６５の光軸に対する僅かな傾斜によって生じる平面波と、上記波面収差を含む波面との干渉縞、すなわち歪んだ干渉縞が投影される。
【００４５】
以下に、本発明の実施形態に用いられる調芯治具１０５による対物光学系９１の調芯方法を説明する。
【００４６】
先ず、作業者は、レンズ枠９２の内径側を顕微鏡で上方から覗くことできるように、長手方向が垂直となりかつネジ部９２ａ側が上側となるように、レンズ枠９２を設置する。そして、対物光学系９１を構成するレンズを一枚ずつピンセットで抓み、顕微鏡を覗きながら、それらのレンズを一枚ずつ順にレンズ枠９２に落とし込んで嵌めていく。このとき作業者は、レンズ枠９２の下側の方で嵌められているレンズの位置を確認しながら、レンズを順にレンズ枠９２に落とし込んで嵌めていく。なお、確認したレンズが本来組み込まれるべきレンズ枠９２の位置に対してずれて嵌められている場合、ピンセットでそのレンズの位置を調整する。
【００４７】
対物光学系９１を構成する全てのレンズをレンズ枠９２に嵌めると、次に、レンズ押え環９３を仮締めする。そして、対物光学系９１が嵌め込まれたレンズ枠９２、すなわち調芯用レンズユニット９０ａを収容部１１１にセットする。調芯用レンズユニット９０ａを収容部１１１にセットする際に、レンズ枠９２の側面に設けられた複数の調芯穴１１ａの各々に４本の調芯ピン１２２の各々が挿入できるように、調芯穴９２ｂと調芯ピン１２２との位置を合わせる。互いの位置を合わせたら、固定部１５０を操作して、固定棒１５４で調芯用レンズユニット９０ａを押圧して固定する。なお、レンズ押え環９３の仮締めは、後述する調芯ピン１２２の押圧力で調芯レンズ９１ａが移動でき、かつ、調芯レンズ９１ａが光軸方向には移動しない程度に対物光学系９１を押圧するものである。
【００４８】
調芯穴９２ｂは調芯レンズ９１ａの側面を覗く位置に設けられているため、マイクロメータ１２１を操作して、４つの調芯穴９２ｂに４本の調芯ピン１２２を挿入させて調芯レンズ９１ａを押圧することによって、調芯レンズ９１ａを対物光学系９１に対して相対的に移動させることができる。ある１つの調芯部１２０の回転ツマミ１２１ａを右廻りに回転させて軸１２１ｂによって調芯レンズ９１ａを本体部１１０の中心に向かって押圧しつつ、その調芯部１２０と対向する位置に設けられている調芯部１２０の回転ツマミ１２１ａを左廻りに回転させて軸１２１ｂを本体部１１０の外側に向かって移動させると、調芯レンズ９１ａは、軸１２１ｂの移動量と同様の量、対物光学系９１の他のレンズに対して相対的に移動する。上述した干渉計１６０によって得られた干渉縞は、図示しないＣＣＤによって撮像されてモニタに表示されるため、操作者はこのモニタに写し出される干渉縞を確認しながら調芯ピン１２２を操作して、調芯レンズ９１ａを移動させ、対物光学系９１の調芯を行う。
【００４９】
調芯ピン１２２によって調芯レンズ９１ａの位置を調節して対物光学系９１を調芯したら、固定部１５０を操作して固定棒１５４を緩めて、それぞれの調芯ピン１２２をそれぞれの調芯穴１１ａから抜いて、調芯用レンズユニット９０ａを収容部１１１から取り出す。調芯用レンズユニット９０ａを取り出したら、複数の接着用穴９２ｃのそれぞれに接着剤を注入して調芯レンズ９１ａと固定状態にあるスペーサーの周りに接着剤を充填させる。注入した接着剤が乾燥して硬化したら、レンズ押え環９３の本締めを行い、対物光学系９１を押圧して固定する。すなわち、レンズ枠９２と調芯レンズ９１ａとが調芯治具１０５によって調芯された位置で固定されて、対物光学系９１の調芯が完了して、調芯用レンズユニット９０ａが組み上がる。
【００５０】
次に、レンズユニット９０ｂを組み立てる。作業者は、レンズ枠９６の内径側を顕微鏡で上方から覗くことができるように、長手方向が垂直となりかつレンズ枠９６内径に備えられているネジ部側が上側となるように、レンズ枠９６を設置する。そして、対物光学系９５を構成するレンズを一枚ずつピンセットで抓み、顕微鏡を覗きながら、それらのレンズを一枚ずつ順にレンズ枠９６に落とし込んで嵌めていく。このとき作業者は、レンズ枠９６の下側の方で嵌められているレンズの位置を確認しながら、レンズを順にレンズ枠９６に落とし込んで嵌めていく。なお、確認したレンズが本来組み込まれるべきレンズ枠９６の位置に対してずれて嵌められている場合、ピンセットでそのレンズの位置を調整する。対物光学系９５を構成する全てのレンズをレンズ枠９６に嵌めると、次に、レンズ押え環９３を締めて、対物光学系９５をレンズ枠９６内に押圧して固定して、レンズユニット９０ｂを組み上げる。
【００５１】
組み上がった調芯用レンズユニット９０ａとレンズユニット９０ｂとを、ネジ部９２ａとネジ部９６ａとにより締める。そして、対物光学系９５の調芯用レンズユニット９０ａ側のレンズがレンズ押え環９３に当て付けられるまでレンズユニット９０ｂを調芯用レンズユニット９０ａに締めると、共焦点用対物レンズユニット９０は組み上がる。なお、共焦点用対物レンズユニット９０を組み上げる際に、組立誤差の小さい調芯用レンズユニット９０ａ及びレンズユニット９０ｂを各々選択して組み立てると、組立誤差による光学性能の低下のない共焦点用対物レンズユニット９０が完成する。
【００５２】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【００５３】
なお、本発明の実施形態において、調芯用レンズユニット９０ａとレンズユニット９０ｂをそれぞれ別工程で組み上げてから一体化させて共焦点用対物レンズユニット９０を形成しているが、調芯前の調芯用レンズユニット９０ａとレンズユニット９０ｂとを一体化させた後、この一体化させたレンズユニットを調芯治具１０５で調芯して共焦点用対物レンズユニット９０を形成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明の対物レンズユニットは、内視鏡の先端部に配置される外径寸法を有している対物レンズユニットであって、円筒状の枠体と、枠体内に配置される複数のレンズを含んだ光学系とを有している２つのユニットに分割されている。このように対物レンズユニットを２つのユニットから構成すると、組立時にそれぞれの枠体内で重ねられるレンズの枚数が減少するため、枠体内に組み込んだレンズの状態を作業者が確認できる程度に、それらのレンズに対する光量を確保することが可能となる。そのため、それらのレンズの状態を確認できないために生じる組立誤差による光学系の光学性能の低下を引き起こすことがなくなる。また、組立誤差の小さいレンズユニットを各々選択して組み立てると、組立誤差による光学性能の低下のない対物レンズユニットを組み上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電子内視鏡システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態の電子内視鏡の先端部の構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態の電子内視鏡の先端部の構成を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施形態に用いられる共焦点用対物レンズユニットを２つのユニットに分解した状態の側断面図である。
【図５】本発明の実施形態に用いられる調芯治具と、その調芯治具にセットされたレンズユニットの構成を示す上面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に用いられる干渉計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
９０  共焦点用対物レンズユニット
９０ａ  調芯用レンズユニット
９０ｂ  レンズユニット
９１ａ  調芯レンズ
９２ｂ  調芯穴
１００  電子内視鏡
１０５  調芯治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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