(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部の先端部に設けられ、少なくとも一部のレンズが光軸方向に対して前後に移動する移動光学系を有する対物光学系と、
前記挿入部の先端側から基端側に前記挿入部内を挿通する長尺なフレキシブルシャフトと、
前記フレキシブルシャフトの基端側に設けられ当該フレキシブルシャフトを長手軸を中心に回転させる回転駆動手段と、
前記フレキシブルシャフトの先端側に設けられ、前記挿入部に対して前記フレキシブルシャフトを長手軸方向に移動しないようにする係止部材と、
前記係止部材の前端を回転自在に支持する回転支持部材と、
前記係止部材に設けられた第１のネジ部と、
前記対物光学系と一体的に設けられ、前記第１のネジ部の回転動作に応じて移動するように前記第１のネジ部に対し螺合する第２のネジ部と、
を具備したことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記回転駆動手段に供給されるエネルギー量を検出する検出手段と、
前記検出結果に基づき、前記回転駆動手段へのエネルギー供給を制御する制御手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
基準位置に対する前記移動光学系の位置を検知する距離検知手段と、
前記距離検知手段の検知結果により前記移動光学系の位置に基づく光学情報を求める演算手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動レンズを移動して対物光学系の倍率を可変する機構を備えた内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は例えば特開平７−２９４８２６号公報に示すように、移動レンズを有するズーム式の内視鏡は、手元側の操作部に設けられたズームスイッチにより挿入部内に埋設されたワイヤを手動時に押し引きすることにより、レンズを移動させるものが提案されている。
【０００３】
ところが、ワイヤを繰り返し使用することによって劣化して伸びてしまい、所望の倍率が得られなくなるだけでなく、最高倍率も得られなくなっていた。また、手動で操作するため、所望の倍率に調整することが難しく、例えば挿入部がループを形成しているときなどは、操作力量が重くなり、更に所望の倍率に調整することが難しかった。
そこで、先端側に小型のモータを配置することにより、操作性が良好となる内視鏡が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、挿入性向上のため細径化を目指す内視鏡に用いるモータは、非常に小型にする必要があり、パワー、耐強度、耐繰り返し不足などに問題があった。また、正確な位置出し、同軸度が要求されるため、枠構造が複雑になったり、組み立て性が悪いといった問題があった。更には、観察中に挿入部が曲がったり、ループになったりした場合、ピントがズレてしまうなどの不具合があった。
（発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、挿入部が曲がったりしてもピントがずれるようなことがなく、倍率の変更等を操作性良く行うことができる内視鏡を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による内視鏡は、挿入部の先端部に設けられ、少なくとも一部のレンズが光軸方向に対して前後に移動する移動光学系を有する対物光学系と、前記挿入部の先端側から基端側に前記挿入部内を挿通する長尺なフレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフトの基端側に設けられ当該フレキシブルシャフトを長手軸を中心に回転させる回転駆動手段と、前記フレキシブルシャフトの先端側に設けられ、前記挿入部に対して前記フレキシブルシャフトを長手軸方向に移動しないようにする係止部材と、前記係止部材の前端を回転自在に支持する回転支持部材と、前記係止部材に設けられた第１のネジ部と、
前記対物光学系と一体的に設けられ、前記第１のネジ部の回転動作に応じて移動するように前記第１のネジ部に対し螺合する第２のネジ部と、を具備している。
【０００６】
つまり、フレキシブルシャフトを押し引きするのでなく、回転駆動手段により回転させ、その回転をネジ手段によって光軸方向の移動に変換して、光学系が設けられたレンズ枠をその光軸方向に移動し、挿入部が湾曲された場合にもその湾曲等に殆ど左右されることなく、移動光学系を移動でき、安定した倍率の変更等を操作性良く行うことができる。
【０００７】
【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を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内視鏡システムの構成を示し、図２は第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示し、図３はズームレンズを取り付けた移動レンズ枠の移動制御系の構成を示すブロック図である。
【０００８】
図１に示すように内視鏡システム１は本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡２と、この電子内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡２の撮像手段に対する信号処理を行うビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４から出力される映像信号を表示するモニタ５とから構成され、ビデオプロセッサ４には図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ、ビデオディスク、画像ファイル装置等を接続できるようにしている。
【０００９】
電子内視鏡２は、細長で可撓性を有する挿入部６と、この挿入部６の後端に形成された太幅の操作部７と、この操作部７の側部から延出されたユニバーサルコード８とから構成され、このユニバーサルコード８の端部にはコネクタ部９が設けてある。
【００１０】
挿入部６は、その先端に設けられ、後述する撮像手段を内蔵した先端部１１と、この先端部１１の後端に隣接して設けられ、所望の角度に湾曲可能な湾曲部１２と、可撓性を有する可撓管部１３とが連設されて構成されている。
【００１１】
操作部７には、観察画像のフリーズ、レリーズ等の指示を出すリモートスイッチ１４と、後述するズーム指示するズームスイッチ１５、送気・送水操作を行う送気・送水ボタン１６、吸引操作を行う吸引ボタン１７、湾曲部１２の湾曲操作を行う湾曲操作ノブ１８が設けられている。
【００１２】
コネクタ部９には、光源装置３に着脱自在に接続されるライトガイド端部１９が先端面より突設されていると共に、側部には電気コネクタ受け２１９が設けられ、ビデオプロセッサ４に接続される接続コード２２の電気コネクタ２３が着脱自在に装着されるようになっている。
【００１３】
また、コネクタ部９には加圧管２４、送水管２５、吸引口金２６が設けられ、図示しない流体制御装置や吸引装置に接続されるようになっている。また、操作部７の前端付近には鉗子挿入口２７が設けてあり、この鉗子挿入口２７から生検鉗子等を挿入することにより、内部の鉗子チャンネルを経て先端部１１のチャンネル開口２８（図２参照）からその先端側を突出することができる。
【００１４】
図２に示すように先端部１１は、金属製の例えばステンレス等からなる略円柱上の先端部本体３１を備えており、この先端部本体３１の先端側外周には樹脂などの部材からなる先端カバー３２が装着されている。また、先端部本体３１には、対物光学系ユニット３３と図示しないライトガイドの先端部および照明レンズと、鉗子チャンネル３４を形成するチューブの先端が固定される口金３５が組み付けられている。
【００１５】
また、先端部本体３１の後端部には、湾曲部１２の主要構成部材である複数の金属の筒状部材を回動自在に連結さして湾曲自在となった湾曲駒３６の先端が接続固定されており、この湾曲駒３６の外周には金属の網管などからなるブレード３７、金属粉末などを含有するゴムからなる湾曲ゴムチューブ３８が被覆され、先端部本体３１より外周は熱伝導性の高い部材で構成されている。前記湾曲ゴムチューブ３８の先端側が糸巻き部３９により固定されている。
【００１６】
この先端部本体３１には段付きの貫通孔４０が設けられ、この貫通孔４０には後述するズームレンズ４１を設けた対物光学系ユニット３３が配置される。
この対物光学系ユニット３３は、第１レンズ枠４２にはカバーガラス４３とレーザカットフィルタ４４、赤外線カットフィルタ４５とが装着されている。この第１レンズ枠４２の後端部には前群レンズ枠４６が挿入され、この前群レンズ枠４６には前群レンズ４７が装着されている。
【００１７】
この前群レンズ枠４６の後端部は先端部本体３１より後方へ延出しており、この延出部の内側には後群レンズ枠４８が挿入されている。そして、前記第１レンズ枠４２、前群レンズ枠４６及び後群レンズ枠４８は同軸的に設けられ、この後群レンズ枠４８には後群レンズ４９が装着されている。
【００１８】
さらに、この後群レンズ枠４８の前方周壁は小径に形成されていて、前記前群レンズ枠４６の内周面との間に隙間部５０を形成しているとともに、この隙間部５０と対向する前群レンズ枠４６の一部には光軸方向に沿って切欠部５１が設けられている。
【００１９】
また、前記前群レンズ枠４６と後群レンズ枠４８との間には光軸方向に移動可能な移動レンズ枠５２が介装されている。この移動レンズ枠５２の前端部には移動するレンズとしてのズームレンズ４１が装着され、後端部は前記前群レンズ枠４６と後群レンズ枠４８との間の隙間部５０内に介装され、光軸方向に沿って前後に摺動するようになっている。
【００２０】
なお、このズームレンズ４１は光軸方向に沿って移動した場合に対物光学系の焦点距離が移動しないで倍率が変化する通常のズームレンズと異なり、移動と共に焦点距離が変化し且つ倍率も変化する変倍レンズである。また、倍率の変化と共に、被写界深度も変化する。
【００２１】
また、前記第１レンズ枠４２、移動レンズ枠５２及び後群レンズ枠４８の内側にはフレア、ゴースト防止のための複数のフレア絞り５３が設けられ、前群レンズ枠４６内側には明るさ絞り５４が設けられている。
【００２２】
また、移動レンズ枠５２にはズームレンズ４１の周囲に空気孔３０が設けてあり、移動レンズ枠５２を前群レンズ枠４６に嵌合して移動させた場合に、移動レンズ枠５２で仕切られた前後の空間部分の空気がこの空気孔３０によって容易に出入りできるようにして、移動の妨げとなるのを解消している。
【００２３】
このように構成された前群レンズ枠４６及び後群レンズ枠４８には、光軸方向に離間して互いに対向する突出部５５、５６が設けられている。そして、前群レンズ枠４６に設けた突出部５５は前記切欠部５１の前端部に位置しており、先端部本体３１に設けた貫通孔４０内に収納され、後群レンズ枠４８に設けた突出部５６は前記切欠部５１の後端部に位置している。
【００２４】
つまり、切欠部５１の前端部と後端部に突出部５５、５６が配置され、これらの間には前記移動レンズ枠５２から一体に突出する突起５７が配置されている。すなわち、突起５７は移動レンズ枠５２の周壁部に設けられ、前記切欠部５１を貫通して前群レンズ枠４６および後群レンズ枠４８の外方に突出している。
【００２５】
突起５７にはネジ孔、つまり雌ネジ部５８が貫通して設けられている。この雌ネジ部５８には、この雌ネジ部５８に螺合する雄ネジ部６０ａが設けられ、かつ回転力を伝達するフレキシブルシャフトとしてのワイヤ５９の先端との連結とを兼ね備えた連結子６０が係合している。
【００２６】
この連結子６０は、前記突出部５５、５６にそれぞれ設けられた貫通孔６１、６２によって回動自在に保持されている。そして、ワイヤ５９の基端が接続されたモータ８４（図３参照）を回転することにより、このワイヤ５９の先端に取り付けた係止部材としての連結子６０を回転させ、この連結子６０の雄ネジ部６０ａに螺合する雌ネジ部５８を設けた突起５７と共にこの突起５７を設けた移動レンズ枠５２を光軸方向に移動して変倍できるようにしている。
【００２７】
ここでワイヤ５９は、その先端側が連結子６０の貫通孔に通してその出口部分で例えば半田などで固定されている。なお、本実施の形態では半田であるが、エポキシ系の接着剤でも良い。また、連結子６０の中間にその軸方向に垂直な透孔を開け、この部分を半田付けすることにより、より強固に固定するようにしても良い。
【００２８】
また、本実施の形態では、モータ８４の回転を伝達するフレキシブルシャフトとして単にワイヤ５９と説明したが、このワイヤ５９はステンレス線を単純に束ねたものでも、数本を束ねそれを複数本束ねたものでもフレキシブルな特性を備えたシャフトであれば良い。また、二重巻きにして内側と外側の巻き方向を逆にしたものでも良く、ステンレス平板を巻装したタイプのものでも良い。
【００２９】
貫通孔６１の前端側にはネジがきってあり、固定ネジ６３によって、連結子６０の前端が回動自在に固定されている。固定ネジ６３の後面には凹部が設けられており、ワイヤ５９と連結子６０の半田などによる凸部にあたらないようになっている。凹部でなく貫通孔にしても良い。
【００３０】
突出部５６の後端側には、パイプ６４が半田などが固定されており、ワイヤ５９をガイドするためにこのワイヤ５９を覆うように設けられて例えばＰＴＦＥ等のガイドチューブ６５の先端が固着されている。なお、ＰＴＦＥ等としたが、ステンレス製のコイルでも良い。また、ＰＴＦＥの外周にステンレス製のコイルを巻装したものでも良い。
【００３１】
連結子６０には、移動レンズ枠５２が後方に移動したときに係止できるように、連結子６０に設けた雄ネジ部６０ａに環状のストッパ６６を螺合で取り付けている。このストッパ６６はピント調整、ズーム調整後に例えばエポキシ系の接着剤などで固着される。また、このストッパ６６にその中ほどに軸方向に垂直に透孔をあけ、この透孔にも接着剤を流し込むことにより、より強固に固着させるようにしても良い。連結子６０に設けた雄ネジ部６０ａは、突起５７の移動量とストッパ６６が嵌合できるように十分な長さを設定してある。
【００３２】
前群レンズ枠４６の突出部５５と後群レンズ枠４８の突出部５６との間には前記切欠部５１とともに突起５７を被嵌するように遮断部材としての防塵カバー６７が設けられている。これは金属板を突出部５５、５６を包容するように折り曲げて装着されている。
したがって、対物光学系ユニット３３の内部空間と内視鏡内部空間とは突出部５５、突出部５６および防塵カバー６７によって遮蔽されている。
【００３３】
対物光学系ユニット３３は、一体的に構成されており、先端部本体３１の後方から貫通孔４０に挿入することによって取り付けられる。すなわち、第１レンズ枠４２の外周面には断面Ｖ字状の固定溝６８が設けられ、対向する先端部本体３１には径方向に固定ネジ６９をねじ込み固定溝６８に当接させることによって先端部本体３１と対物光学系ユニット３３とを一体的に結合し固定されている。
【００３４】
対物光学系ユニット３３の後端側には素子枠７３により固体撮像素子７０が取り付けられている。
つまり、対物光学系ユニット３３の後端側には固体撮像素子７０が配置され、この固体撮像素子７０と保護レンズ７２とが接着固定された素子枠７３は、この素子枠７３の外周面に外嵌する後群レンズ枠４８との位置関係をピント調整を行った後、接着剤を用いて双方が嵌合固定されている。
【００３５】
後群レンズ枠４８の基端側外周には筒状に形成されて外周が絶縁カバー７４にて覆われたシールド枠７５の先端部が固定されている。このシールド枠７５の基端側は更に後方へ延出されており、この延出された部位内にセラミック製の回路基板７１が対物光学系ユニット３３の光軸と略平行に保護されていて、この回路基板７１と固体撮像素子７０の裏面側に突出する外部リード７６とが半田等で電気的に接続されている。
【００３６】
この回路基板７１の先端側には固体撮像素子７０の外部リード７６と電気接続するための外部リード用ランドが形成され、基端側には複数の同軸線７７及び単純線７８により構成される信号ケーブル７９が接続される信号線接地用ランドが形成されている。この信号ケーブル７９は固体撮像素子７０の外部リード７６に直接半田などで接続固定されて、例えば固体撮像素子７０へ駆動信号が伝達される。また、この信号ケーブル７９の一部の同軸線７７及び単純線７８は、回路基板７１上に設けられている信号接地用ランドに接続されている。
【００３７】
回路基板７１上には、封止樹脂により封止されているＩＣ８０が電気的に接続配線され、電気的に接続され固体撮像素子７０、回路基板７１、信号ケーブル７９間で信号処理回路が形成されている。そして、固体撮像素子７０の入出力信号である固体撮像素子駆動信号、固体撮像素子出力信号及び固体撮像素子駆動電源などが全て回路基板７１上に経由する。
【００３８】
一方、シールド枠７５の内部には例えば非導電性の充填剤８１が充填されており固体撮像素子７０、回路基板７１、ＩＣ８０、信号ケーブル７９を封止している。同様に絶縁カバー７４の後端部にも非導電性の接着剤８２が充填されており、単純線７８をより強固に固定している。そして、シールド枠７５より基端側にはみ出すように形成した絶縁カバー７４の後端部では、信号ケーブル７９の外皮を覆うケーブル保護部材８３が保持・固定されている。このケーブル保護部材８３は、内視鏡内に配設される他の内蔵物からダメージを受けたり、他の内蔵物にダメージを与えたりするのを軽減するものである。
【００３９】
次に図３を参照して、移動レンズ枠５２の移動制御手段の構成を説明する。操作部７内にはモータ８４が内蔵されており、操作部７内の図示しないフレームに固定されている。
【００４０】
ガイドチューブ６５は同様に操作部７内の図示しないフレームに設けられた固定部材に固着されており、固定部材に設けられた貫通孔を介して、ワイヤ５９とモータ８４の回転軸が直結している。また、モータ８４にギヤヘッドを係合し、より大きなトルクが得られるようにしても良い。
モータ８４は例えば正逆回転の切り替え及び回転速度の切り替えが可能な小型のステッピングモータや、超音波モータ、ＤＣモータでも良い。
【００４１】
操作部７には、Ｗｉｄｅ側とＴｅｌｅ側に切り替えることができるズームスイッチ１５が設けられている。ズームスイッチ１５は、リモートスイッチ１４の一部を流用して使用しても、別体に設けても良い。また、例えばＷｉｄｅ側とＴｅｌｅ側に切り替えることができるシーソータイプのスイッチでも良い。また、ＯＮ／ＯＦＦタイプでも、アナログ式でも２段クリックタイプにしてズーム速度可変、あるいは正逆可変式にしても良い。
【００４２】
本実施の形態におけるビデオプロセッサ４は固体撮像素子７０に対する信号処理を行う固体撮像素子用ビデオプロセッサ部８５Ａと、モータ制御部８５Ｂとをからなる。
【００４３】
固体撮像素子用ビデオプロセッサ部８５Ａは固体撮像素子７０に対する信号処理を行う信号処理回路８６と、この信号処理回路８６から出力される映像信号をスーパインポーズ回路８７を介してモニタ５に出力する。
【００４４】
また、モータ制御部８５Ｂは、ズームスイッチ１５の信号を受けモータ８４を駆動するモータドライブ回路８８と、モータドライブ回路８８からの例えば電流値などの信号により移動レンズ枠５２の移動に伴う倍率を演算する倍率計算回路８９とを有し、倍率計算回路８９の演算により算出された倍率情報はスーパインポーズ回路８７に出力され、映像信号にスーパインポーズされてモニタ５の表示画面に内視鏡画像の表示と共に、倍率表示部９０で３０倍等の倍率の表示が行われるようになっている。
【００４５】
なお、固体撮像素子用ビデオプロセッサ部８５Ａはビデオプロセッサ４に内蔵されたタイプに限らず、別体にしたタイプでも良い。スーパインポーズする倍率情報は、モニタ５に映し出される物体の大きさを示すものが一般的であるが、概略の倍率を表示するようにしても良い。
【００４６】
モータ制御部８５Ｂは、ズームスイッチ１５を押している時間だけモータドライブ回路８８に信号を送り、モータ８４を回転させることにより、移動レンズ枠５２を移動させるように制御している。
【００４７】
ここでモータドライブ回路８８は、モータ８４にかかる電流を常に検知しており、予め設定している電流値、例えば連結子６０がストッパ６６に当たり更にストッパ６６を押すように回転するが、壊れない範囲の安全率を見込んだ電流値に設定しておき、この設定値以上の電流が流れると、モータ８４の回転を制止、あるいは設定した電流値になるまで逆回転するように制御している。
【００４８】
次に本実施の形態の作用を説明する。
所望の倍率を得ようとズームスイッチ１５を押すと、押している時間だけモータドライブ回路８８に信号が送られ、モータ８４を回転させる。モータ８４が回転するとワイヤ５９を介してその先端に係止された連結子６０を回転させる。
【００４９】
連結子６０の雄ネジ部６０ａと突起５７の雌ネジ部５８が係合しているため、連結子６０が回転するとズームレンズ４１を取り付けた移動レンズ枠５２が前後に進退する。移動レンズ枠５２が前後に進退することにより、拡大率が変わり所望の倍率を得ることができる。
【００５０】
ここで、移動レンズ枠５２が先端側（図２の左手方向）に移動すると前群レンズ枠４６に移動レンズ枠５２が突き当たり、停止する。逆に後端側に移動するとストッパ６６に移動レンズ枠５２に突起５７が突き当たり、停止する。モータドライブ回路８８は、モータ８４にかかる電流を常に検知しているため、例えばストッパ６６と突起５７が突き当たった状態で、更にズームスイッチ１５を押しつづけると設定以上の電流が流れるため、モータ８４を逆回転させることによりズーム機構が壊れないように制御している。
【００５１】
本実施の形態によれば以下の効果がある。
ワイヤ５９を回転させて使用するため、ワイヤ５９の伸びが少なくてすみ、延命効果があり、たとえワイヤ５９が繰り返しの使用により伸びたとしても、移動レンズ枠５２が前群レンズ枠４６に突き当たるか、移動レンズ枠５２の突起５７がストッパ６６に突き当たらない限りはモータ８４は回転しつづけるので、確実にＷｉｄｅ時の倍率とＴｅｌｅ時の倍率を得ることができる。
【００５２】
また、手元側のズームスイッチ１５は軽い力量で押すことができ、良好な操作性でズーム操作ができる。また、挿入部６が曲がったり、ループになったりした場合でもワイヤ５９の屈曲の程度には殆ど依存しないで回転力を伝達でき、所望の倍率を容易に得ることができる。観察中に挿入部６が曲がったり、ループになったりした場合でも、ピントがズレないので、安定してそのピント状態を維持でき、観察がしやすい。
【００５３】
また、移動レンズ枠５２には空気孔３０が設けてあるので、空気孔３０が設けてない場合には移動レンズ枠５２により仕切られた両空間の空気が移動レンズ枠５２を移動を妨げる抵抗となるが、空気孔３０が設けてあるのでこれを解消でき、（無駄に電力消費をしないで）容易に移動レンズ枠５２を移動できる。
【００５４】
モータ８４が超小型である方が望ましいが、モータ８４を操作部７に内蔵させるため、市販の小型モータを使用することができ、パワー、耐強度、耐繰り返し性の面で有利であり、また、安価ですむ。また、構造的に簡単であり、モータ８４の軸とフレキシブルシャフトを接続するだけなので、あまり正確な同軸度がいらない利点もある。
【００５５】
本実施の形態ではモータ８４を操作部７に内蔵したタイプとしたが、コネクタ部９に内蔵したものでも良い。
本実施の形態は電子内視鏡２の場合で説明したが、これに限られたものではなく、光学内視鏡に用いてもよい。
【００５６】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図４及び図５を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示し、図５は移動制御系の全体構成を示す。説明を簡単にするため、主に第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
【００５７】
図４に示すように対物光学系ユニット３３に設けている突出部５５、ストッパ６６には突起５７が接触したことを認識できるように、それぞれ圧力センサ９１、９２が突起５７と対向する位置に設けられている。
【００５８】
図５に示すように圧力センサ９１、９２は信号線によってビデオプロセッサ４のモータ制御部８５Ｂ内に設けた接触抵抗検知回路９３に接続されるようになっている。
【００５９】
また、突出部５６には突起５７と対向する位置に、正確な倍率を演算処理できるようにするために、光学式の距離センサ９４が埋設されており、信号線９５によって、倍率計算回路８９内に接続されるようになっている。
【００６０】
ビデオプロセッサ４のモータ制御部８５Ｂ内には、突出部５５、ストッパ６６に突起５７が接触したことを圧力センサ９１、９２を介して認識する接触抵抗検知回路９３が内蔵され、この出力でモータドライブ回路８８を介してモータ８４の回転動作を制御を行う。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６１】
次に本実施の形態の作用を説明する。
距離センサ９４は常に突起５７までの距離を検知しており、検知された信号は信号線９５を介して、倍率計算回路８９に入力される。倍率計算回路８９で正確な倍率を計算し、スーパインポーズ回路８７を介してモニタ５の表示画面に倍率表示をする。
【００６２】
一方、突起５７が移動し、例えば圧力センサ９１に接触すると、その情報が接触抵抗検知回路９３に入力される。接触抵抗検知回路９３では接触状態であることをモータドライブ回路８８に制止信号として送り、モータ８４の回転を止める。
【００６３】
さらに接触抵抗が増すと、接触抵抗検知回路９３ではそのままの状態にしておくと、故障等が発生する可能性がある状態と判断して、モータドライブ回路８８に逆回転信号として送り、モータ８４を静止状態の接触抵抗値になるまでモータ８４を逆回転させるようになっている。突起５７が移動し圧力センサ９２に接触した場合も同様である。
【００６４】
本実施の形態によれば、突起５７の位置を検知しているため光学的理論計算より、より正確な倍率を得ることができる。また、圧力センサ９１、９２により突起５７の移動範囲を制御しているので、壊れることを少なくできる。その他、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
なお、距離センサ９４だけで倍率、モータ８４の回転動作の制御を行うようにしたものでも良い。
以上述べたように第１及び第２の実施の形態によれば以下の効果がある。
フレキシブルシャフト、具体的にはワイヤ５９を回転させて使用するため、伸びが少なく延命効果があり、たとえワイヤ５９が繰り返しの使用により伸びたとしても、移動レンズ枠５２が突き当たらない限りはモータ８４が回転しつづけるので、確実にＷｉｄｅ時の倍率とＴｅｌｅ時の倍率を得ることができる。
【００６５】
また、手元のズームスイッチ１５は軽い力量で押すことができ、挿入部６が曲がったり、ループになったりした場合でも所望の倍率を容易に得ることができる。観察中に挿入部が曲がったり、ループになったりした場合でも、その場合におけるワイヤ５９の屈曲の程度に依存しないのでピントがズレないで、安定した倍率とかフォーカス状態を維持でき観察がしやすい。
【００６６】
モータ８４が超小型である方が望ましいが、モータ８４を操作部７、もしくはコネクタ部９に内蔵させるため、市販の小型モータを使用することができ、パワー、耐強度、耐繰り返し性の面で有利であり、また、安価ですむ。また、構造的に簡単であり、モータ８４の軸とフレキシブルシャフトを接続するだけなので、それほど正確な同軸度がいらない。
【００６７】
なお、移動される光学系は移動により、倍率及び焦点距離が変化する変倍レンズ或いは焦点距離が変化しないで倍率が変化するズームレンズの場合に限定されるものでなく、任意の観察距離に設定した場合にフォーカス状態に設定するフォーカスレンズでも良い。
【００６８】
また、電気的駆動手段でフォーカス調整を行うものに限定されるものでなく、撮像された信号の輝度信号の高周波成分を抽出して１フレーム或いは１フィールドの積算値が最大となるように移動レンズを移動調整するいわゆる山登り方式で自動的にフォーカス状態になるようにモータ８４の回転を制御するオートフォーカス機構を構成しても良い。
【００６９】
次に移動される光学素子の保持枠に孔を設けた他の内視鏡装置を図６ないし図１０を参照して説明する。
図６は本実施の形態の内視鏡装置１００全体の概略構成を示すものである。この内視鏡装置１００には直視型の内視鏡１０１と、この内視鏡１０１の照明光を発生する光源１０２と、カメラコントロールユニット（以下ＣＣＵ）１０３と、モニタ１０４とが設けられている。
【００７０】
また、内視鏡１０１には体内に挿入される挿入部１０５と、この挿入部１０５の基端部に連結された手元側の操作部１０６と、この操作部１０６の外周面に基端部が連結されたユニバーサルコード１０７と、このユニバーサルコード１０７の端部に連結されたコネクタ１０８とから形成されている。さらに、内視鏡１０１の挿入部１０５には細長い長尺の可撓管部１０９が設けられている。この可撓管部１０９の先端部には湾曲部１１０を介して先端構成部１１１が連結されている。
【００７１】
また、内視鏡１０１の先端構成部１１１には図８に示すように硬質の先端構成部本体１１２が設けられている。この先端構成部本体１１２の内部には対物光学系１１３と、この対物光学系１１３を通して入射される被写体の観察像を撮像する撮像素子、例えば固体撮像素子、さらに好ましくは電荷結合素子（以下ＣＣＤ）１１４とが配設されている。この対物光学系１１３は複数のレンズ（光学素子）１１５等で構成されている。
【００７２】
具体的には、対物光学系１１３の複数のレンズは、複数の固定レンズ１１５ａ，１１５ｃと、対物光学系１１３の光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ（ズームレンズでも良い）１１５ｂとが設けられている。ここで、複数の固定レンズ１１５ａは先端構成部本体１１２に固定された固定鏡筒１１６に固定されている。
【００７３】
さらに、フォーカシングレンズ１１５ｂは固定鏡筒１１６に対して対物光学系１１３の光軸方向に移動可能に支持された可動鏡筒１１７に固定されている。なお、可動鏡筒１１７は図１０に示すように空気孔１１７ｂ，１１７ｂ，１１７ｂ，１１７ｂが設けられている。
【００７４】
また、ＣＣＤ１１４にはＣＣＤケーブル１１８の一端部が接続されている。このＣＣＤケーブル１１８の他端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作部１０６内およびユニバーサルコード１０７内を経てユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８側に延出されている。
【００７５】
さらに、先端構成部本体１１２の内部にはフォーカシングレンズ１１５ｂを対物光学系１１３の光軸方向に移動操作するアクチュエータ１１９の収容部１２０が設けられている。そして、このアクチュエータ収容部１２０の内底面と固定鏡筒１１６との間にアクチュエータ１１９が配設されている。
【００７６】
ここで、固定鏡筒１１６には図９に示すように対物光学系１１３の光軸方向に延出されたスリット状のガイド溝１２１が形成されている。さらに、フォーカシングレンズ１１５ｂを支持する可動鏡筒１１７には固定鏡筒１１６のガイド溝１２１を通してアクチュエータ収容部１２０側に延出される連結腕１１７ａが突設されている。
【００７７】
また、アクチュエータ１１９は圧電アクチュエータによって形成されている。このアクチュエータ１１９には連結腕１１７ａに連結部材１２２を介して連結された移動体１２３と、この移動体１２３に固定された衝撃力発生部としての圧電素子（又は電歪素子）１２４とが設けられている。
【００７８】
ここで、圧電素子１２４は例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、磁器等のセラミックスに電極を形成し、この電極に直流電流を加えることにより機械的な伸び変形を生じるものである。なお、圧電素子は逆電圧効果により電界強度に比例した歪が生ずる素子である。さらに、電歪素子は駆動電圧の２乗に比例した歪が生じる素子である。
【００７９】
また、移動体１２３の外周部位には後方側に向けて延出された梁部１２３ａ，１２３ａが突設されている。この梁部１２３ａ，１２３ａの延出端部１２３ｂ，１２３ｂは先端構成部本体１１２のアクチュエータ収容部１２０の内底面との接触面および固定鏡筒１１６との接触面にそれぞれ摩擦係合されている。
【００８０】
さらに、圧電素子１２４にはリード線１２５の一端部が接続されている。このリード線１２５の他端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作部１０６内およびユニバーサルコード１０７内を経てユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８側に延出されている。
【００８１】
また、図６に示すように内視鏡１０１の操作部１０６にはアクチュエータ操作用スイッチ１２６が設けられている。このスイッチ１２６は対物光学系１１３のフォーカシングレンズ１１５ｂを対物光学系１１３の光軸方向に移動させることにより対物光学系１１３のフォーカシング調整や、ズーム調整を行うためのものである。
【００８２】
このスイッチ１２６には信号線１２７（図７参照）の一端部が接続されている。この信号線１２７の他端部は内視鏡１０１の挿入部１０５内から操作部１０６内およびユニバーサルコード１０７内を経てユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８側に延出されている。
【００８３】
また、ユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８の先端部には光源１０２に着脱自在に接続される光源接続部１２８が形成されている。この光源接続部１２８には図８に示すように内視鏡１０１に内蔵されるライトガイドファイバ１２９の入射端部および送気管路１３０、送水管路１３１に連結された管路連結部がそれぞれ設けられている。
【００８４】
そして、ユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８の光源接続部１２８が光源１０２のコネクタ部１０２ａに接続された状態で、ライトガイドファイバ１２９の入射端部からライトガイドファイバ１２９に照射光が入射されるとともに、送気管路１３０、送水管路１３１の管路連結部から送気管路１３０、送水管路１３１に空気、水が供給されるようになっている。さらに、コネクタ１０８の外周面にはコード接続部１３２が形成されている。
【００８５】
また、ユニバーサルコード１０７のコネクタ１０８とＣＣＵ１０３との間は接続コード１３３を介して接続されている。ここで、接続コード１３３の一端部には第１のコネクト部１３３ａ、他端部には第２のコネクト部１３３ｂがそれぞれ設けられている。
【００８６】
そして、接続コード１３３の第１のコネクト部１３３ａはコネクタ１０８のコード接続部１３２に着脱可能に固定されている。さらに、接続コード１３３の第２のコネクト部１３３ｂはＣＣＵ１０３のコード接続部１３４に着脱可能に固定されている。
【００８７】
また、接続コード１３３の内部には図７に示すように内視鏡１０１内のＣＣＤケーブル１１８、リード線１２５および信号線１２７にそれぞれ接続されるＣＣＤケーブル１３５、リード線１３６および信号線１３７が設けられている。
【００８８】
さらに、ＣＣＵ１０３の内部にはＣＣＤ１１４を駆動し、このＣＣＤ１１４からの出力信号を映像信号に変換する信号処理回路１３８およびアクチュエータ１１９の圧電素子１２４に駆動電力を供給する駆動回路１３９がそれぞれ設けられている。
【００８９】
ここで、信号処理回路１３８にはＣＣＤケーブル１４０および出力ケーブル１４１の各一端部が接続されている。そして、ＣＣＤケーブル１４０の他端部は接続コード１３３内のＣＣＤケーブル１３５に接続され、出力ケーブル１４１の他端部はモニタ１０４との接続ケーブル１４２に接続されている。
【００９０】
これにより、ＣＣＤ１１４の撮像信号はＣＣＤケーブル１１８、１３５、１４０を介してＣＣＵ１０３内の信号処理回路１３８に入力されるとともに、ＣＣＵ１０３の信号処理回路１３８からの出力画像はモニタ１０４に表示されるようになっている。
【００９１】
また、駆動回路１３９にはリード線１４３および信号線１４４の各一端部が接続されている。これらのリード線１４３および信号線１４４の各他端部は接続コード１３３内のリード線１３６および信号線１３７にそれぞれ接続されている。そして、スイッチ１２６の操作信号は信号線１２７、１３７、１４４を介して駆動回路１３９に入力され、このとき駆動回路１３９からアクチュエータ駆動電力がリード線１４３、１３６、１２５を介してアクチュエータ１１９の圧電素子１２４に供給されるようになっている。
【００９２】
また、アクチュエータ１１９は圧電素子１２４に電圧を印加することでこの圧電素子１２４が伸縮動作をし、この伸縮動作によって移動体１２３に衝撃力を与え、対物光学系１１３の光軸方向に可動鏡筒１１７を移動するようになっている。このとき、可動鏡筒１１７とともにフォーカシングレンズ１１５ｂも対物光学系１１３の光軸方向に移動するようになっている。
【００９３】
なお、接続コード１３３の第１のコネクト部１３３ａにはアクチュエータ１１９を内蔵しないタイプの内視鏡（図示せず）も動作可能に接続されるようになっている。
【００９４】
次に、上記構成による空気孔１１７ｂの作用について説明する。可動鏡筒１１７が移動する際、空気孔１１７ｂを通して、空気がスムーズに流れるので、軽い力量で可動鏡筒１１７が移動可能である。
【００９５】
なお、図１０に示すように空気孔１１７ｂは移動される光学素子としてのフォーカシングレンズ１１５ｂが取り付けられた可動鏡筒１１７に設けたが、フォーカシングレンズ１１５ｂ自体に設けても良い。この場合には、光線が当たらない部分（撮像素子に結像する部分の外側等）に設けると良い。
【００９６】
［付記］
１．挿入部の先端部に設けられ、少なくとも一部のレンズが光軸方向に対して前後に移動する移動光学系を有する対物光学系と、前記移動光学系を前記光軸方向に沿って前後に移動させる光学系駆動手段とを備えた内視鏡において、
前記光学系駆動手段は、手元側の操作部に配置されるモータと、前記モータの回転駆動力を前記移動光学系に伝達するフレキシブルシャフトと、前記移動光学系のレンズ枠の一部に設けた突出部と、前記突出部に設けた雌ネジ部と、前記フレキシブルシャフトの係止部材と、前記係止部材に雄ネジ部を設けたことを特徴とする内視鏡。
【００９７】
２．付記１の内視鏡において、前記フレキシブルシャフトの係止部材の位置確認手段を前記先端部に設けたことを特徴とする内視鏡。
３．付記１の内視鏡において、前記移動光学系の移動により前記対物光学系の倍率を算出し、算出した倍率を表示する手段を設けたことを特徴とする内視鏡。
【００９８】
４．挿入部の先端部に配設された対物光学系を通して入射される被写体を撮像すする撮像素子が内蔵され、上記対物光学系の少なくとも１部の光学素子又はこの光学素子を保持する光学素子保持枠を移動させる移動手段を有する内視鏡において、
上記光学素子及び／又は光学素子保持枠に孔を設けたことを特徴とする内視鏡。
【００９９】
５．付記４において、移動手段は内視鏡挿入部先端に設けられた圧電アクチュエータである。
６．付記４において、移動手段はフレキシブルシャフトである。
７．付記４において、上記孔は、光線の当たらない位置に設けた。
【０１００】
（付記４〜７の背景）
（付記４〜７に対する従来技術）特開平９−７０３８３号公報の図３に示すようにフォーカシングレンズ１５ｂが移動しても光軸がずれないように、フォーカシングレンズ１５ｂの可動鏡筒１７の外径はそのレンズ枠をガイドする固定鏡枠１６内径とほぼ等しく製作されており、シリンダ／ピストンのような関係となっており、フォーカシングレンズ１５ｂ移動時に抵抗となっていた。
【０１０１】
（付記４〜７の目的）
軽い力量でフォーカシングレンズ等の光学素子を移動することを目的として付記４〜７の構成にした。
【０１０２】
（付記４〜７の作用効果）
軽い力量でフォーカシングレンズ等の光学素子を移動することができ、軽い力量で駆動できるので、電気駆動系の場合には無駄な電力消費を低減できるし、駆動系を構成する部材等に大きな負荷がかかることを解消でき、長寿命化できる。また、マニュアルで駆動する場合にも軽い力量で駆動できる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、挿入部が湾曲された場合にもその湾曲等に殆ど左右されることなく、移動光学系を移動でき、安定した倍率の変更等を操作性良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡システムの構成図。
【図２】第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図３】移動制御系の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図５】移動制御系の構成を示すブロック図。
【図６】内視鏡装置の全体構成図。
【図７】図６における電気系の構成を示すブロック図。
【図８】図６の内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図９】図８におけるアクチュエータの構造を示す断面図。
【図１０】空気孔が設けられた可動鏡筒を示す正面図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム
２…電子内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…モニタ
６…挿入部
７…操作部
８…ユニバーサルコード
１１…先端部
１５…ズームスイッチ
３１…先端部本体
３２…先端カバー
３３…対物光学系ユニット
４０…貫通孔
４１…ズームレンズ
４６…前群レンズ枠
４８…後群レンズ枠
５２…移動レンズ枠
５５、５６…突出部
５７…突起
５８…雌ネジ部
５９…ワイヤ
６０…連結子
６０ａ…雄ネジ部
７０…固体撮像素子
８４…モータ
８８…モータドライブ回路
８９…倍率計算回路
９０…倍率表示部
【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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【図９】
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【図１０】
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