(57)【要約】【課題】レーザ光等の強い光が光学フィルタを設けた枠部材内を通過して撮像素子の受光面に向かうことを防止する対物光学ユニットを提供する。【解決手段】対物光学ユニット１は、同軸上に、枠先端開口１４を有する第１保持孔１１及び枠基端開口１５を有する第２保持孔１２が設けられ、第１保持孔１１と第２孔１２との段差面１６に段差面開口１７を有する枠部材１０と、第１保持孔１１内に配置され、外部からの光が入射する第１レンズ３１と、第２保持孔１２内に配置され、第１レンズ３１を通過した光を外部に向けて出射する第２レンズ３２と、第２保持孔１２内であって第１レンズ３１と第２レンズ３２との間に配置されるレーザ光用フィルタ４０と、を備え、レーザ光用フィルタ４０の外周面には雄型ねじ状部４１を設け、少なくとも第１レンズ３１と第２レンズ３２との間の第２保持孔１２の内周面には雄型ねじ状部４１が螺合する雌型ねじ状部１８を設けた。【選択図】図２
2017113079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に、第１の内径の開口を有する第１保持孔及び前記第１の内径より小さな内径の開口を有する第２保持孔が設けられ、前記第１保持孔と前記第２孔との段差面に前記第２保持孔の他の開口を有する枠部材と、
上記第１保持孔内に配置され、外部からの光が入射する第１レンズと、
上記第２保持孔内に配置され、前記第１レンズを通過した光を外部に向けて出射する第２レンズと、
上記第２保持孔内であって上記第１レンズの入射面の反対面と上記第２レンズの出射面の反対面との間に配置される光学部材と、を備え、
上記光学部材の外周面には予め定めた形状の雄型ねじ状部を設け、
少なくとも上記第１レンズと上記第２レンズとの間の第２保持孔内周面には上記光学部材の雄型ねじ状部が螺合する雌型ねじ状部を設けた、
ことを特徴とする対物光学ユニット。
【請求項２】
上記光学部材は、光学フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の対物光学ユニット。
【請求項３】
上記雌型ねじ状部は、上記段差面の開口側に完全ねじ部を備え、
前記光学フィルタは、前記第２保持孔の開口の内径より大きなことを特徴とする請求項２に記載の対物光学ユニット。
【請求項４】
上記雌型ねじ状部の完全ねじ部は、上記第２保持孔の内周面に少なくとも一周分、設けられることを特徴とする請求項３に記載の対物光学ユニット。
【請求項５】
上記段差面に面接触して配置される第１の絞りと、
上記光学フィルタと上記第２レンズとの間に配置される第２の絞りと、
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の対物光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枠部材内に光学フィルタを設けた対物光学ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡は、医療分野及び工業用分野等において利用されている。内視鏡には、細長な挿入部が硬性なタイプと軟性なタイプとがある、また、内視鏡には、挿入部に処置具チャンネルを備えたタイプのものがある。そして、内視鏡は、各種処置具と組み合わせて内視鏡システムとして構成される。
【０００３】
内視鏡システムの一例として内視鏡とレーザプローブと、を組み合わせる構成が知られている。内視鏡の挿入部の先端部に撮像素子を有する撮像装置が内蔵されている場合、或いは、内視鏡の接眼部に撮像装置が取り付けられている場合、レーザプローブから病変部位に向けて照射されたレーザ光が例えば生体内の粘膜表面で反射されて撮像装置に飛び込むおそれがある。
【０００４】
そして、反射されたレーザ光等の強い光が撮像素子の受光面に集光されると、表示装置に映し出されている画像中にハレーションが生じ、観察したい箇所が見えにくくなる不具合が発生する。
【０００５】
この不具合を解消するため、撮像装置の対物光学ユニットに光学フィルタを設けている。  
また、特許文献１には、レンズ鏡筒の内壁へ向かった迷光がレンズ鏡筒の内壁で反射することに起因してゴーストやフレアが発生する問題を防止するレンズ鏡筒が示されている。
【０００６】
特許文献１のレンズ鏡筒では、鏡筒本体の内壁へ向かった迷光を低減させる反射防止手段として例えば反射防止コイルを設けている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−６８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、コイルをレンズ鏡筒内に配置可能にするため予めクリアランスが設定されている。したがって、レーザ光等の強い光は、筒内周面とコイル外面との間に設けられた隙間を通過して撮像素子の受光面に向かうおそれがある。また、前述した光学フィルタを対物光学ユニットに設ける構成であっても、該光学フィルタを枠内面に配置するためのクリアランスが設定されているので、強い光が枠内周面と光学フィルタ外周面との隙間を通過して撮像素子の受光面に向かうおそれがある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光等の強い光が光学フィルタを設けた枠部材内を通過して撮像素子の受光面に向かうことを防止する対物光学ユニットを提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の対物光学ユニットは、同軸上に、第１の内径の開口を有する第１保持孔及び前記第１の内径より小さな内径の開口を有する第２保持孔が設けられ、前記第１保持孔と前記第２孔との段差面に前記第２保持孔の他の開口を有する枠部材と、上記第１保持孔内に配置され、外部からの光が入射する第１レンズと、上記第２保持孔内に配置され、前記第１レンズを通過した光を外部に向けて出射する第２レンズと、上記第２保持孔内であって上記第１レンズの入射面の反対面と上記第２レンズの出射面の反対面との間に配置される光学部材と、を備え、上記光学部材の外周面には予め定めた形状の雄型ねじ状部を設け、少なくとも上記第１レンズと上記第２レンズとの間の第２保持孔内周面には上記光学部材の雄型ねじ状部が螺合する雌型ねじ状部を設けている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レーザ光等の強い光が光学フィルタを設けた枠部材内を通過して撮像素子の受光面に向かうことを防止する対物光学ユニットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】対物光学ユニットを備える撮像装置を内蔵した内視鏡を説明する図
【図２】対物光学ユニットを説明する図
【図３】対物光学ユニットの作用を説明する図
【図４】光学部材としてさらに絞りを設けた対物光学ユニットを説明する図
【図５】レーザ光が雌型ねじ部の谷面と雄型ねじ部の山面とで繰り返し反射して谷面と山面との隙間を通過することを防止する雄型ねじ状部および雌型ねじ状部の構成を説明する図
【図６】第２保持孔の段差面開口から基端側開口に至る内周全面に雌型ねじ状部を設けた対物光学ユニットを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。即ち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【００１４】
図１に示す内視鏡６０は、電子式の内視鏡であって、先端部６１には撮像装置５０が内蔵されている。具体的に、撮像装置５０は、先端部６１を構成する先端硬質部材６２の観察光学系用貫通孔６３内に配置される。
【００１５】
撮像装置５０は、対物光学ユニット１と、素子ユニット２と、を一体にして構成されている。  
素子ユニット２は、撮像素子２１と、素子枠２２と、回路基板２３と、信号ケーブル（不図示）と、を備えて構成されている。撮像素子２１は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等である。撮像素子２１の受光面２４には例えばプリズム２５が透明接着剤によって接着固定されている。符号２６、２７はカバーレンズであり、プリズム２５の先端側面に透明接着剤によって接着固定されている。信号ケーブル内に挿通されている各信号線の先端部は、回路基板２３上の所定部位に電気的に接続されている。符号２８は、電子部品であって、回路基板２３上に１つ、または、複数実装されている。  
符号５１、５２は、絞りであり、後述する。
【００１６】
図１、図２を参照して対物光学ユニット１を説明する。  
対物光学ユニット１は、筒状の枠部材１０と、光学レンズである第１レンズ３１と、第２レンズ３２と、光学部材であるレーザ光用フィルタ４０と、を備えている。
【００１７】
枠部材１０には、枠部材中心軸２ａに直交する断面形状が円形の第１保持孔１１と、第２保持孔１２と、が設けられている。第１保持孔１１と、第２保持孔１２と、は中心軸２ａを同軸にして連続して設けられている。
【００１８】
すなわち、枠部材１０には第１保持孔１１と第２保持孔１２とを有する貫通孔１３が形成されている。
【００１９】
第１保持孔１１は、第１の内径ｄ１である枠先端開口１４を有している。一方、第２保持孔１２は、第１の内径より小さな第２内径の枠基端開口１５を有している。また、第２保持孔１２は、第１保持孔１１と第２保持孔１２との段差面１６に第２内径ｄ２の段差面開口１７を有している。段差面開口１７と枠基端開口１５とは同じ内径ｄ２である。すなわち、第２保持孔１２はストレート孔である。
【００２０】
第１保持孔１１内には第１レンズ３１が接着固定されるようになっている。第１レンズ３１の先端面は、第１レンズ入射面３３である。符号３４は、第１レンズ出射面であり、第１レンズ入射面３３の反対面である。
【００２１】
第２保持孔１２内には第２レンズ３２、及び、レーザ光用フィルタ４０が接着固定されるようになっている。第２レンズ３２は、枠基端開口１５側から第２保持孔１２内に挿入され、レーザ光用フィルタ４０は段差面開口１７側から第２保持孔１２内に挿入されるようになっている。  
符号３５は、第２レンズ入射面であり、符号３６は第２レンズ出射面である。
【００２２】
レーザ光用フィルタ４０は、第１レンズ３１の第１レンズ出射面３４と、第２レンズ３２の第２レンズ入射面３５と、の間に配置される。  
レーザ光用フィルタ４０の外周面には、雄型ねじ状部４１が設けられている。これに対して、第２保持孔１２の一部である第１レンズ３１と第２レンズ３２との間である第２保持孔１２の内周面には雌型ねじ状部１８が設けられている。雌型ねじ状部１８にはレーザ光用フィルタ４０の雄型ねじ状部４１が螺合配置されるようになっている。
【００２３】
雌型ねじ状部１８は、段差面開口１７から枠基端開口１５方向に至る頂と谷が完全な完全ねじ部１９を有している。完全ねじ部１９は、段差面開口１７から第２保持孔１２の内周面に少なくとも内周一周分、設けられている。
【００２４】
これに対して、雄型ねじ状部４１は、先端面である光学部材入射面４２側から少なくとも一周分設けられている。具体的に、雄型ねじ状部４１は、雌型ねじ状部１８に設けられた完全ねじ部１９に対応する完全ねじ部４４が設けられている。  
そして、レーザ光用フィルタ４０の雄型ねじ状部４１の外径Ｄ１は、段差面開口１７の内径ｄ２より大きく設定してある。
【００２５】
なお、符号４３は光学部材出射面であり、光学部材入射面４２の反対面である。雄型ねじ状部４１が光学部材入射面４２側の一部に設けられる構成において、レーザ光用フィルタ４０の光学部材出射面４３側の外周面の外径Ｄ２は、雄型ねじ状部４１の外径Ｄ１より小さく第２保持孔１２に挿通可能な外径である。つまり、レーザ光用フィルタ４０は、外径Ｄ１の太径部と、外径Ｄ２の細径部とを有する。
【００２６】
雌型ねじ状部１８の内径と段差面開口１７の内径とは内径ｄ２である。雌型ねじ状部１８の谷の径ｄ３は、段差面開口１７の内径より大きい。そして、本実施形態において、雌型ねじ状部１８は、内周面に段差面開口１７から少なくとも一周分以上の完全ねじ部１９を有している。
【００２７】
ここで、対物光学ユニット１の組付け例を説明する。  
対物光学ユニット１を組付けるにあたって、作業者は、図２に示す枠部材１０、第１レンズ３１、第２レンズ３２、レーザ光用フィルタ４０を用意する。  
先ず、作業者は、第２レンズ３２を枠部材１０の基端側開口１５から第２保持孔１２内に挿入し、第２レンズ３２を第２保持孔１２内に固定する。
【００２８】
次に、作業者は、レーザ光用フィルタ４０を枠部材１０の先端側開口１４から第１保持孔１１に挿入し、第１保持孔１１を介してレーザ光用フィルタ４０の細径部を第２保持孔１２内に配置する。その後、作業者は、レーザ光用フィルタ４０の細径部を第２レンズ３２に向けて移動させていく。すると、雄型ねじ状部４１の基端が雌型ねじ状部１８の先端に当接する。
【００２９】
次いで、作業者は、レーザ光用フィルタ４０を所定の方向に回転させ、該フィルタ４０を第２保持孔１２内に螺合しつつ、レーザ光用フィルタ４０の光学部材出射面４３を第２レンズ３２の第２レンズ入射面３５に面接触させる。そして、作業者は、螺合状態でレーザ光用フィルタ４０を第２保持孔１２内に接着固定する。
【００３０】
次に、作業者は、第１レンズ３１を枠部材１０の先端側開口１４から第１保持孔１１内に挿入し、第１レンズ３１の第１レンズ出射面３４を段差面１６に面接触した状態に配置して接着固定する。  
この結果、対物光学ユニット１が完成する。
【００３１】
上述のように構成された対物光学ユニット１は、素子ユニット２と組み合わせられて撮像装置５０として構成されて、先端部６１の先端硬質部材６２に固設される。  
なお、作業者は、対物光学ユニット１を構成する枠部材１０の細径部を素子ユニット２を構成する素子枠２２の先端側内孔内に配置し、ピント調整を行った後、接着或いは接合によって枠部材１０と素子枠２２とを一体に固定する。
【００３２】
ここで、撮像装置５０を先端部６１に備える内視鏡６０の作用を説明する。  
病変部位の組織を壊死させる手技を行うにあたって、医療スタッフは、内視鏡６０とレーザプローブ（不図示）とを用意する。
【００３３】
術者は、表示装置の画面に表示される内視鏡画像を確認しつつ、挿入部を病変部位近傍まで挿入する。その後、術者は、内視鏡６０に設けられた処置具チャンネル（不図示）を介してレーザプローブを体内に導き、病変部位に対峙させる。
【００３４】
そして、術者は、病変部位に向けてレーザ光を照射する。このとき、レーザ光の一部は、粘膜表面で反射される。すると、図３に示すようにレーザ光が図３の矢印Ｙ３Ａ、Ｙ３Ｂ等に示すように対物光学ユニット１の第１レンズ３１の第１レンズ入射面３３から該ユニット１内に向かって入射する。
【００３５】
第１レンズ入射面３３から対物光学ユニット１内に入射したレーザ光のうち、大部分は矢印Ｙ３Ａに示すようにレーザ光用フィルタ４０の光学部材入射面４２に向かい、残りレーザ光は矢印Ｙ３Ｂに示すように段差面１６に向かい、さらにそのレーザ光の一部が矢印Ｙ３Ｃに示すようにレーザ光用フィルタ４０と第２保持孔１２との境界部分に向かっていく。
【００３６】
光学部材入射面４２に向かったレーザ光は、レーザ光用フィルタ４０内に入射して対物光学ユニット１を通過することがなくなる。段差面１６に向かったレーザ光は、段差面１６で反射されて対物光学ユニット１を通過することがない。
【００３７】
これらに対して、境界部分に向かったレーザ光は、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入する。本実施形態において、レーザ光用フィルタ４０の段差面１６側には雄型ねじ部４１が設けられ、第２保持孔１２の段差面１６側には雌型ねじ部１８が設けられている。
【００３８】
したがって、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入したレーザ光は、雌型ねじ部１８の段差面開口１７に向かう谷面によって対物光学ユニット１内を直進することが阻まれて該ユニット１内を通過することができない。
【００３９】
このように、レーザ光用フィルタ４０を第２保持孔１２内に配設すると共に、段差面１６側に雄型ねじ部４１が螺合する雌型ねじ部１８の完全ねじ部１９を設け、該ねじ部１９にレーザ光用フィルタ４０の雄型ねじ部４１を螺合状態にする。
【００４０】
この結果、対物光学ユニット１の第１レンズ３１の第１レンズ入射面３３から入射したレーザ光は、レーザ光用フィルタ４０によって対物光学ユニット１を通過すること及びレーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に形成された雌型ねじ部１８によって、対物光学ユニット１の貫通孔１３内を通過して該ユニット１を通過することが防止される。  
したがって、レーザ光等の強い光が対向光学ユニット１内を通過して撮像素子２１の受光面２４に向かうことが防止されて、表示装置に映し出されている画像中にハレーションが生じて観察したい箇所が見えにくくなる不具合の解消を図れる。
【００４１】
なお、図４に示すように第１絞り５１を第１保持孔１１内である、第１レンズ３１と段差面１６との間に設ける。第１絞り５１は、開口５３を有し、開口５３の内径は第２保持孔１２の内径ｄ２より小さい。
【００４２】
この構成によれば、対物光学ユニット１の第１レンズ３１の第１レンズ入射面３３から入射したレーザ光が直接的にレーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入することをより確実に防止することができる。言い換えれば、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間からレーザ光が直線的に侵入することを防止して、レーザ光が対向光学ユニット１の貫通孔１３内を通過して撮像素子２１の受光面２４に向かう不具合の解消を図れる。
【００４３】
また、図４に示すように第２絞り５２を第２保持孔１２内である、レーザ光用フィルタ４０の光学部材出射面４３と第２レンズ３２の第２レンズ入射面３５との間に非透光性の接着剤（不図示）で固設する。第２絞り５２は、開口５４を有し、開口５４の内径は予め定めた内径である。
【００４４】
この構成によれば、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入したレーザ光が、雌型ねじ部１８の谷面と雄型ねじ部４１の山面とで繰り返し反射してレーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間を通過した場合であっても、第２絞り５２の外周面及び非透光性の接着剤によって該レーザ光が対向光学ユニット１の貫通孔１３内を通過して撮像素子２１の受光面２４に向かう不具合の解消をより確実に図れる。
【００４５】
上述した第１絞り５１及び第２絞り５２をそれぞれ配設することによって、表示装置に映し出されている画像中にハレーションが生じて観察したい箇所が見えにくくなる不具合が解消される。
【００４６】
また、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入したレーザ光が、雌型ねじ部１８の谷面と雄型ねじ部４１の山面とで繰り返し反射して、該レーザ光がレーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間を通過することを防止するため、図５に示すように雌型ねじ部１８の谷面のうち、段差面開口１７側の第１谷面１８ａと光軸Ａとの交差角度を予め規定した鋭角θａに設定し、基端側開口１５側の第２谷面１８ｂと光軸Ａとの交差角度を予め定めた鈍角θｂに設定する。
【００４７】
この構成によれば、レーザ光用フィルタ４０の外周面と第２保持孔１２の内周面との隙間に侵入したレーザ光が、雌型ねじ部１８の谷面と雄型ねじ部４１の山面とで繰り返し反射して谷面と山面との隙間を通過することを防止できる。
【００４８】
また、図６に示すように第２保持孔１２の内周面に段差面開口１７から基端側開口１５に至る雌型ねじ状部１８を設け、レーザ光用フィルタ４０の外周面全周、第２絞り５２の外周面全周、及び第２レンズ３２の外周面全周にそれぞれ雄型ねじ状部４１、５２ｍ、３２ｍを設ける。
【００４９】
この構成によれば、レーザ光用フィルタ４０の第２保持孔１２内への組付けを段差面開口１７側と基端側開口１５側との二方向から行うことを可能にすることができる。また、第２レンズ３２を固定する接着部５５が収縮した場合に、雄型ねじ状部３２ｍの基端側開口１５側山面が雌型ねじ状部１８の第２谷面１８ｂに密着する僅かな距離だけ移動されて、第２レンズ３２が第２絞り５２に対して大きく浮いた状態となることを防止できる。
【００５０】
なお、符号５６は、凹部であり、凹部５６はレーザ光用フィルタ４０の端面に設けられ、凹部５６内には例えばピンセット等の締め具の先端が配置可能である。このように、レーザ光用フィルタ４０の端面に凹部５６を設けることによって、締め具を用いてレーザ光用フィルタ４０を容易に第２保持孔１２内の所望する位置に配置することができる。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１…対物光学ユニット  ２…素子ユニット  １０…枠部材  １１…第１保持孔  
１２…第２保持孔  １４…枠先端開口  １５…枠基端開口  １６…段差面  
１７…段差面開口  １８…雌型ねじ状部  １９…完全ねじ部  ３１…第１レンズ  
３２…第２レンズ  ３３…第１レンズ入射面  ３４…第１レンズ出射面  
３５…第２レンズ入射面  ３６…第２レンズ出射面  ４０…レーザ光用フィルタ  
４１…雄型ねじ状部  ４２…光学部材入射面  ４３…光学部材出射面  ５０…撮像装置
【図１】
2017113079.tif 000003
【図２】
2017113079.tif 000004
【図３】
2017113079.tif 000005
【図４】
2017113079.tif 000006
【図５】
2017113079.tif 000007
【図６】
2017113079.tif 000008