JP2011081319A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動レンズ枠を移動させて位置決め部に当接させて、拡大観察状態と通常観察状態とを素早く切り替えることが可能で、挿入部先端部の細径化、或いは硬質部長の短縮化を可能にする撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮像装置３０は、移動レンズ４５を備え、光軸方向に進退可能で、位置規制部４３ａ、４３ｂによって前進位置及び後退位置に規定される移動レンズ枠４２と、移動レンズ枠４２の基端面に当接し、移動レンズ枠４２を常時、前進位置に保持する保持力を有する第１後バネ６２と、モーター７０等の動力によって、移動レンズ枠４２を移動させる移動レンズ枠移動機構部５０と、移動レンズ枠移動機構部５０からの動力に移動レンズ枠４２を進退させる状態、又は進退する移動レンズ枠４２が前進位置又は後退位置に到達する際、移動レンズ枠４２から移動レンズ枠移動機構部５０に衝撃が直接、伝達されない状態に切り替えるナット５４とを具備している。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば内視鏡に配設される対物光学系の光学特性を可変させる移動レンズ枠を備える撮像装置に関する。

電子内視鏡は、生体内の観察、処置等、又は工業用のプラント設備内の検査、修理等のため広く用いられている。内視鏡観察においては、観察部位、或いは観察の目的等によって観察対象部に対する焦点深度、結像倍率、視野角等、光学特性を変更することが可能なものが望まれている。

近年においては、撮像装置に含まれる対物レンズ群のうちの１つ、又は複数の光学レンズを光軸方向に移動可能に構成して、光学特性の調整、変更を可能にした撮像装置が知られている。

通常観察及び拡大観察が可能な内視鏡では、挿入部内に内蔵される撮像装置内に光学レンズを有する移動レンズ枠を光軸方向に移動させる移動機構が備えられている。移動レンズ枠は、例えば内視鏡挿入部の先端側に移動されているとき通常観察状態となり、基端側に移動されるにしたがって拡大観察状態になる。そして、移動レンズ枠が、最も基端側に移動されたとき、最大観察状態になる。

つまり、移動レンズが、先端側の所定位置に配置されることによって所定の通常観察状態を得られ、基端側の所定位置に配置されることによって最大観察状態を得られる構成になっている。

なお、内視鏡の撮像装置において、移動レンズの移動量は、微少量、例えば０．３ｍｍ−１．０ｍｍの範囲に設定される。

また、移動機構として、移動レンズ枠に接続されたワイヤーを操作部に設けられた操作レバー又は駆動モーターによって進退させる機構、或いは、内視鏡挿入部内に付勢バネと形状記憶合金とを設け、通電すること及び通電を停止することによって移動レンズ枠を進退させる機構等が公知である。

これら移動機構によれば、移動レンズは、移動レンズ枠の一部、或いは、移動レンズ枠に一体な部材が、先端側位置決め部材に当接することにより先端側所定位置に配置され、基端側位置決め部材に当接することにより基端側所定位置に配置されるようになっている。

また、特許文献１には、比較的簡素な構成で可動レンズ（前述の移動レンズに相当する）の位置選択を多段化し、且つ高精度を確保した内視鏡装置が示されている。この内視鏡装置では、可動レンズ部（前述の移動レンズ枠に相当する）を可動ストロークの前端側位置及び後端側位置に加えて、可動ストロークの中間位置に保持することができるようになっている。そして、この内視鏡装置では、ワイヤーを移動させる操作部本体に設けられたケース体にマグネットを設けるとともに、収容凹部にも前記マグネットとは逆極性のマグネットを複数設けて、可動レンズ部を可動ストロークの前端側位置、中間位置、後端側位置に保持する構成である。

特開２０００−２２１４１５号公報

しかしながら、上記移動機構において、例えば駆動モーターによるワイヤーの移動に伴って移動されている移動レンズ枠が、位置決め部材に突き当たって（衝突して）停止する構成である場合、移動レンズ枠と位置決め部材とが衝突した際の衝撃力によって撮像装置に不具合が発生するおそれがある。また、移動レンズ枠が位置決め部材に突き当たることにより、移動レンズ枠の移動が突然停止されることにより、ワイヤーに大きな負荷がかかってワイヤーが劣化するおそれある。また、移動レンズ枠が突然停止されることによって、駆動状態の駆動モーター或いは該モーターの駆動力をワイヤーに伝達する歯車列等も急停止されるため、駆動モーター、歯車に大きな負荷がかかって破損するおそれ等があった。

これら不具合を解消するため、駆動モーターによるワイヤーの進退速度を減じて衝突時の衝撃力を小さくする構成にした場合、ワイヤーによる進退速度が遅くなって、観察状態の切り替えを速やかに行えなくなる不具合が生じる。

一方、移動レンズ枠が位置決め部材に衝突する不具合を解消する目的で、撮像装置に光学センサー、圧電センサー等のセンサーを設けた場合、移動機構が複雑化、大型化して挿入部先端部の太径化、或いは硬質長が増大する不具合が生じる。

また、特許文献１においても、可動レンズ部は、固定レンズ鏡筒の内腔部後端面に当接したところで可動ストロークの後端側位置に保持され、操作ワイヤーの先端部が固定レンズ鏡筒のストッパー部に当接したところで可動ストロークの前端側位置に保持される構成である。したがって、上述した衝撃による不具合が発生する。加えて、可動レンズ部を、マグネットの吸着力によって可動ストロークの前端側位置、中間位置、後端側位置に保持させる構成では、可動レンズ部を一端側から他端側まで移動して、観察状態を最大観察状態から通常観察状態に切り替える際、マグネット同士の吸着状態を解除する操作、及び、中間位置で吸着されることなく通過させる操作をスムーズに行うことが難しく、観察状態を速やかに切り替えることが困難であった。

なお、移動機構に静電アクチュエータ、直動カムを用いた場合、移動レンズを移動させるための機構が大型化して、挿入部先端部の太径化、硬質長の増大を招く。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、移動レンズ枠を移動させて位置決め部に当接させて、最大観察状態と通常観察状態とを素早く切り替えることが可能で、挿入部先端部の細径化、或いは硬質部長の短縮化を可能にする撮像装置を提供することを目的にしている。

本発明の撮像装置は、光学レンズを備え、光軸方向に進退可能で、位置規制部によって前進位置及び後退位置に規定される移動レンズ枠と、前記移動レンズ枠の基端面に当接配置され、当該移動レンズ枠を常時、前進位置に保持する保持力を有する前進位置保持部材と、手動による動力或いはアクチュエータによる動力によって、前記移動レンズ枠を移動させる移動レンズ枠移動機構部と、前記移動レンズ枠移動機構部から前記移動レンズ枠に動力が伝達されて当該移動レンズ枠を進退させる状態、又は進退する前記移動レンズ枠が前記前進位置又は前記後退位置に到達した際、前記移動レンズ枠から前記移動レンズ枠移動機構部に衝撃力が伝達されない状態に切り替える伝達状態切替部と、を具備している。

本発明によれば、移動レンズ枠を移動させて位置決め部に当接させて、最大観察状態と通常観察状態とを素早く切り替えることが可能で、挿入部先端部の細径化、或いは硬質部長の短縮化を可能にする撮像装置を実現できる。

図１乃至図７は本発明の第１実施形態に係り、図１は電子内視鏡システムを説明する 電子内視鏡の先端部に配置されたレンズユニットに移動機構部を備える撮像装置を説明する図 図２の矢印Ｙ３−矢印Ｙ３線断面図であり、先端部に配置された移動機構部によって移動される移動レンズ枠を説明する正面図 移動機構部の作用を説明する図であり、駆動モーターが回転を開始した状態を説明する図 移動機構部の作用を説明する図であり、ナットが移動レンズ枠に当接して、移動を開始する状態を説明する図 移動機構部の作用を説明する図であり、移動している移動レンズ枠によって第１後バネが圧縮されて、移動レンズ枠が第２後バネに当接した状態を説明する図 移動機構部の作用を説明する図であり、移動レンズ枠が後退位置規制部に当接している状態を説明する図 第１実施形態の変形例にかかり、第１後バネ及び第２後バネを直列に配置したレンズユニットを説明する図 変形例の移動機構部の作用を説明する図であり、駆動モーターが回転を開始した状態を説明する図 変形例の移動機構部の作用を説明する図であり、ナットが移動レンズ枠に当接して、移動を開始する状態を説明する図 変形例の移動機構部の作用を説明する図であり、移動している移動レンズ枠によって第１後バネが圧縮されて、第２後バネのバネ力が移動レンズ枠に作用している状態を説明する図 変形例の移動機構部の作用を説明する図であり、移動レンズ枠が後退位置規制部に当接している状態を説明する図 第１後バネと第２後バネとを一体に構成した緩衝バネを説明する図 第２実施形態の移動機構部の作用を説明する図であり、駆動モーターが回転を開始した状態を説明する図 第２実施形態の移動機構部の作用を説明する図であり、前バネのバネ力と後バネのバネ力が釣り合って、移動レンズ枠が凸部付ナットの移動に伴って移動可能な状態を説明する図 第２実施形態移動機構部の作用を説明する図であり、移動レンズ枠が後退位置規制部に当接した状態を説明する図 移動機構部の作用を説明する図であり、移動レンズ枠が後退位置規制部に当接した後、凸部付ナットが後退して停止した状態を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１−図７を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように電子内視鏡システム１は、後述する撮像装置を備えた電子内視鏡（以下、内視鏡と略記する）２、と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、表示装置であるカラーモニター５とで構成されている。例えば、ビデオプロセッサ４には後述するドライブワイヤーを駆動させる駆動モーターに電力を供給する電源部（（不図示））が設けられている。

内視鏡２は、挿入部６と、操作部７と、操作部７から延出するユニバーサルコード８とを備えて構成されている。
挿入部６は、一端である先端から順に、先端部９、湾曲部１０、及び可撓管部１１を連設して構成されている。先端部９の先端面には、図示しない先端開口、観察窓、複数の照明窓、洗浄ノズル等が配設されている。観察窓の背面側には撮像装置が配設されている。また、複数の照明窓の背面側には、光源装置３からの照明光を伝送する、ライトガイドバンドルが臨まれている。なお、照明窓の背面側にライドガイドバンドルの代わりに、ＬＥＤ等の発光素子を配設する構成であってもよい。

操作部７は、把持部を兼ねる操作部本体１２を備え、その操作部本体１２には湾曲操作ノブ１３，１４を備えた湾曲操作部１５と、送気送水ボタン１６と、吸引ボタン１７と、複数のスイッチ１８とから構成されている。スイッチ１８は、主に撮像機能を制御するスイッチであり、例えば、観察状態を通常観察又は拡大観察に切り替える観察切替スイッチ、表示画像の明るさを調整するブライトネススイッチ、該モニター５に表示されている内視鏡画像の録画を指示する画像録画スイッチ、該モニター５に表示されている内視鏡画像を静止させる画像静止スイッチ等である。符号１９は鉗子口であり、生検鉗子等の処置具が挿通される処置具チャンネルに連通している。

ユニバーサルコード８の端部にはスコープコネクタ８ａが設けられ、このスコープコネクタ８ａは光源装置３に着脱自在に接続される。スコープコネクタ８ａの側部には、撮像装置用ケーブル２０の一端が着脱自在に接続される。撮像装置用ケーブル２０の他端はビデオプロセッサ４に着脱自在に接続される。

符号２１は操作ユニットである。操作ユニット２１は、滅菌消毒が可能なシート状部材２２で形成されている。操作ユニット２１は、例えば、第１スイッチ２３、第２スイッチ２４、及び第３スイッチ２５と、各スイッチ２３、２４、２５に対応する発信機２３ａ、２４ａ、２５ａを備えて構成されている。各スイッチ２３、２４、２５及び各発信機２３ａ、２４ａ、２５ａは、シート状部材２２に水密に設けられている。スイッチ２３、２４、２５は、ボタン式、感圧素子で構成され、スイッチ２３、２４、２５の操作面がシート状部材２２の表面に露出している。

操作ユニット２１は、図中の破線に示すように挿入部６の操作部７側、或いはユニバーサルコード８の操作部側等に例えば巻いた状態で取り付けられるようになっている。そして、スイッチ２３、２４、２５から出力される信号は、それぞれの発信機２３ａ、２４ａ、２５ａから例えば光源装置３の受信機（不図示）、或いはビデオプロセッサ４の受信機（不図示）等に無線で送信される。

本実施形態においては、第１スイッチ２３を観察状態を通常観察に切り替える指示を行うためのスイッチとし、第３スイッチ２５を観察状態を拡大観察に切り替える指示を行うためのスイッチとしている。つまり、本実施形態の電子内視鏡システム１においては、操作部７のスイッチ１８である観察切替スイッチの他に観察状態を切り替える指示を行うためのスイッチが取り付け可能になっている。

なお、操作ユニット２１は、観察切替スイッチに限定されるものではなく、例えば、高周波焼灼装置を操作するためのスイッチ、気腹装置を操作するためのスイッチ等、フットスイッチの代わりに使用すること等が可能である。

また、操作ユニット２１の裏面に例えばマグネットシートを貼付し、内視鏡２の例えば操作部７等に磁性体を配設することにより、操作ユニット２１を操作部７の任意の位置に取り付けること等が可能になる。

図２、図３を参照して撮像装置について説明する。
図２に示すように挿入部６の先端部９には撮像装置３０が設けられている。符号７０は駆動モーターであり、駆動モーター７０は操作部７内に設けられている。
図２、図３に示すように先端部９は、先端硬性部材２６を備えて構成されている。先端硬性部材２６には、撮像装置配置用孔２７、照明用孔２８ａ、２８ｂ、処置具チャンネル用孔２９等が形成されている。符号２９ａはチャンネルチューブであり、符号２９ｂは口金である。

図２に示すように撮像装置３０は、素子ユニット３１とレンズユニット４０とを備えて構成されている。
素子ユニット３１は、撮像素子３２と、素子枠３３と、第１回路基板３４と、第２回路基板３５と、信号ケーブル３６と、撮像装置外装枠（以下、撮像枠と記載する）３７とを主に備えて構成されている。

撮像素子３２は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等である。撮像素子３２の受光面側には、光学部材であるカバーレンズ３８が接着固定されている。カバーレンズ３８の一面は、撮像素子３２の受光面に配置されている。

素子枠３３は、例えばステンレス鋼で形成され、素子枠３３の内面にはカバーレンズ３８が接着によって一体的に固定されている。素子枠３３の先端部内面には、レンズユニット４０を構成する後述するレンズ枠４１の基端部が配置される。レンズ枠４１と素子枠３３とは、ピント等の位置調整を完了した後、例えば半田によって一体に接合される。

第１回路基板３４は、積層基板であり、第２回路基板３５は、柔軟性を有する例えばフレキシブルプリント基板である。回路基板３４、３５には図示しない各種電子部品が実装されている。第１回路基板３４には撮像素子３２が電気的に接続され、第２回路基板３５には信号ケーブル３６内の信号線３６ａが接続されている。

信号ケーブル３６は、複数の信号線３６ａを内挿し、信号ケーブル３６の基端部は、挿入部６、操作部７、ユニバーサルコード８内を挿通して前記スコープコネクタ８ａ内に延出している。

撮像枠３７は、撮像素子３２、電子部品を実装した回路基板３４、３５、第２回路基板３５に接続された信号ケーブル３６の一部等を覆い包む。撮像枠３７は、例えば、熱収縮チューブにより構成される。

なお、撮像枠３７内の空間には絶縁性の封止樹脂（不図示）が充填される。封止樹脂は、第１回路基板３４と撮像素子３２との電気的な接続部の周囲、回路基板３４、３５に実装された電子部品の周囲、カバーレンズ３８及び撮像素子３２の周囲、信号ケーブル３６と第２回路基板３５との接続部を封止する。

図２、図３に示すようにレンズユニット４０は、レンズ枠４１と、移動レンズ枠４２と、移動レンズ枠移動機構部（以下、移動機構部と略記する）５０とを主に備えて構成されている。移動レンズ枠４２は、進退移動して後述する移動レンズを光軸方向に対して進退させる。

移動機構部５０は、駆動力伝達ワイヤー（以下、ドライブワイヤーと記載する）５１と、連結部材５２と、ネジ溝付シャフト（以下、リードスクリューと記載する）５３と、ナット５４と、前側緩衝部５５と、後側緩衝部５６とで構成されている。

前側緩衝部５５は、第１衝撃緩和部材である前バネ６１で構成され、後側緩衝部５６は前進位置保持部材である第１後バネ６２及び第２衝撃緩和部材である第２後バネ６３で構成されている。バネ６１、６２、６３は、リードスクリュー５３に対して摺動自在に配置される。

なお、符号４３はスリットであり、レンズ枠４１に形成されている。スリット４３には、移動レンズ枠４２の突起部４２ａが配置される。スリット４３の先端側端面は、移動レンズ枠４２の前進位置を規制する前進位置規制部（以下、ワイド端（Ｗ端）と略記する）４３ａであり、スリット４３の基端側端面は、移動レンズ枠４２の後退位置を規制する後退位置規制部（以下、テレ端（Ｔ端）と略記する）４３ｂである。

突起部４２ａには貫通孔４２ｂが形成されている。貫通孔４２ｂにはリードスクリュー５３が挿通される。符号４４は先端レンズであり、レンズ枠４１の先端側凹部４１ａに配置される。符号４５は移動レンズであり、移動レンズ枠４２に配置される。

符号４６は前側ホルダーであり、レンズ枠４１の例えば先端側の所定位置に固定されている。前側ホルダー４６には、前バネ６１の先端部が配置される凹部４６ａが形成されている。符号４７は後側ホルダーであり、素子枠３３の例えば先端側の所定位置に固定されている。後側ホルダー４７は、先端側凹部４７ａと、基端側凹部４７ｂと、連通孔４７ｃとを備えて構成されている。連通孔４７ｃは、先端側凹部４７ａと基端側凹部４７ｂとを連通する。先端側凹部４７ａには第１後バネ６２及び第２後バネ６３の基端部が配置される。連通孔４７ｃにはリードスクリュー５３が挿通される。

ドライブワイヤー５１は、回転力を伝達する伝達部材であって、一端部が駆動モーター７０に連結されて、時計回りの回転駆動力、及び反時計回りの回転駆動力を伝達する。ドライブワイヤー５１の他端部には連結部材５２を構成する雌ネジ部材５２ａが一体的に固定されている。

リードスクリュー５３は、シャフト部材であって、外周面には雄ネジ部を形成する螺旋突起を設けられている。リードスクリュー５３の一端部には連結部材５２を構成する雄ネジ部材５２ｂが一体的に固定されている。

リードスクリュー５３の他端部は、後側ホルダー４７の基端側凹部４７ｂ、連通孔４７ｃ、先端側凹部４７ａ、移動レンズ枠４２の貫通孔４２ｂを通過して前側ホルダー４６の凹部４６ａ内に回動自在に保持される。

雄ネジ部材５２ｂと雌ネジ部材５２ａとは螺合固定後、例えば接着剤を塗布して強固に一体的に固定されている。したがって、ドライブワイヤー５１が回転することによって、該ワイヤー５１に固定されたリードスクリュー５３もワイヤー５１の回転に伴って回転する。
なお、雄ネジ部材５２ｂと雌ネジ部材５２ａとを、接着剤の代わりに半田で固定するようにしてもよい。

ナット５４は、リードスクリュー５３の螺旋突起に螺合する雌ネジ部を形成する螺旋溝を有する。ナット５４は、リードスクリュー５３に対して螺合状態で配置される。ナット５４は、伝達状態切替部を兼用し、リードスクリュー５３の回転時に、リードスクリュー５３上を進退する構成になっている。

そのため、ナット５４は、図示しない回転防止機構によってリードスクリュー５３の回転に伴って回転することが規制されている。また、ナット５４は、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たっている状態において、前側ホルダー４６の基端面と移動レンズ枠４２の先端面とに当接することなく配置される。

なお、回転防止機構としては、例えば、撮像装置配置用孔２７の例えば壁に設けられる凸部と、この凸部が係入するナット５４に形成される凹部とによる構成、或いは、壁に設けられる凹部と、この凹部に係入するナット５４に形成される凸部とによる構成である。

前側緩衝部５５である前バネ６１は、緩衝部材と伝達状態切替部とを兼用し、ナット５４の先端側に配置される。前バネ６１の基端面は、ナット５４の先端面に当接する。前バネ６１は、ナット５４を常時移動レンズ枠４２に押し当てる所定のバネ力を有する。即ち、前バネ６１は、ナット５４がリードスクリュー５３の回転に伴って後退して移動レンズ枠４２に当接された状態において、ナット５４を移動レンズ枠４２に押し付けてその当接状態を保持する。
そして、その保持状態において、リードスクリュー５３の回転力が、ナット５４を介して移動レンズ枠４２に伝達される。

後側緩衝部５６を構成する第１後バネ６２は、移動レンズ枠４２を常に先端側に付勢するバネ力を有する。第１後バネ６２は、ナット５４が移動レンズ枠４２から離間されている状態においては、バネ力によって移動レンズ枠４２をＷ端４３ａに突き当て、安定した状態で保持する。

本実施形態において、第２後バネ６３は緩衝部材であって、第１後バネ６２のバネ定数より大きなバネ定数を有し、第１後バネ６２の例えば内部側に配置される。即ち、第１後バネ６２及び第２後バネ６３は、リードスクリュー５３に対して、いわゆる、並列に配置される。

第２後バネ６３は、移動レンズ枠４２の移動に伴って第１後バネ６２が所定量圧縮された状態において、移動レンズ枠４２の基端面に当接して該枠４２がＴ端４３ｂに突き当たる際の衝撃を緩和する所定のバネ力を有する保護バネである。

第１後バネ６２と、この第１後バネ６２の内部に配置される第２後バネ６３とを比較すると、第１後バネ６２が第２後バネ６３よりも太径で、長さ寸法は第１後バネ６２が第２後バネ６３より長い。また、第１後バネ６２の内部に第２後バネ６３が配置された状態で、第１後バネ６２と第２後バネ６３とが引っかかることを防止するため、バネ６２、６３の線経及びピッチが所定の値で設定されている。

駆動モーター７０は、例えばステッピングモーターであり、移動距離に対応するパルス数より、所定の割合だけ多くのパルス数だけ回転してナット５４をリードスクリュー５３上で進退移動させるように設定されている。

なお、本実施形態において、内視鏡２による観察を開始する際、レンズユニット４０の移動レンズ枠４２は、Ｗ端４３ａに突き当てられて、通常観察状態になっている。そして、移動レンズ枠４２が移動されてＴ端４３ｂに突き当てられることにより、拡大観察状態になる。また、本実施形態においては、前進位置規制部をＷ端４３ａとしているが、前進位置規制部がＴ端となるように光学系を構成するようにしてもよい。

上述のように構成したレンズユニット４０を備える撮像装置３０の作用を説明する。
術者は、通常観察状態において、ポリープ等を発見したとき、例えば操作ユニット２１の第３スイッチ２５を押す。すると、発信機２５ａから信号が出力され、その信号がビデオプロセッサ４の受信機で受信され、ビデオプロセッサ４は観察状態を拡大観察に切り替えるための信号を駆動モーター７０に出力する。

駆動モーター７０は、移動レンズ４５を前方から後方に移動させるため、モーター軸（不図示）を時計回りに所定の回転速度で回転させる。
駆動モーター７０のモーター軸の回転は、ドライブワイヤー５１に伝達されて、ドライブワイヤー５１が、図４の矢印Ｙ４ａに示すように回転する。その後、ドライブワイヤー５１の回転は、連結部材５２、リードスクリュー５３を介してナット５４に伝達される。

このことによって、ナット５４は、単独で矢印Ｙ４ｂ方向に移動を開始し、その後、図５に示すように移動レンズ枠４２の先端面に当接する。すると、ナット５４は、第１後バネ６２のバネ力に抗して移動レンズ枠４２を矢印Ｙ５に示すようにＴ端４３ｂに向けて所定の速度で移動していく。その後、移動レンズ枠４２は、リードスクリュー５３の回転によって移動するナット５４と共に所定の速度で移動を続ける。

そして、移動レンズ枠４２の移動に伴って第１後バネ６２が所定量圧縮されたとき、図６に示すように移動レンズ枠４２の基端面が第２後バネ６３に接触する。すると、第２後バネ６３のバネ力によって、移動レンズ枠４２の移動速度が徐々に減速される。その後、移動速度が減速された移動レンズ枠４２が図７に示すようにＴ端４３ｂに突き当たる。このことによって、移動レンズ４５が拡大観察位置に配置されて、モニター５の画面上にポリープの拡大観察画像が表示される。

駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂに突き当たった後も、所定のパルス数に到達するまで駆動を続け、所定のパルス数に到達した後、駆動を停止する。駆動停止後、移動レンズ枠４２は、Ｔ端４３ｂに突き当たった状態で保持される。

なお、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂに突き当たった状態で、所定のパルス分だけ駆動モーター７０が駆動されているとき、該モーター７０は滑り状態になって、モーターへの負荷が増大することを防止する。また、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂに突き当たった状態のとき、バネ６２、６３は圧縮されるが密着状態には至らない。

拡大観察画像による観察を終了すると、術者は、観察状態を元の通常観察状態に復帰させるため、操作ユニット２１の第１スイッチ２３を押す。すると、発信機２３ａから信号が出力され、その信号がビデオプロセッサ４の受信機で受信され、ビデオプロセッサ４は観察状態を通常観察状態に切り替える（戻す）ための信号を駆動モーター７０に出力する。

駆動モーター７０は、移動レンズ４５を後方から前方に移動させるため、モーター軸（不図示）を反時計回りに所定の回転速度で回転させる。
駆動モーター７０のモーター軸の回転は、ドライブワイヤー５１に伝達されて、ドライブワイヤー５１が、図７の矢印Ｙ７ａに示すように回転する。その後、ドライブワイヤー５１の回転は、連結部材５２、リードスクリュー５３を介してナット５４に伝達される。

このことによって、ナット５４は、単独で矢印Ｙ７ｂ方向に移動を開始する。そして、ナット５４の移動開始と同時に、第１後バネ６２のバネ力及び第２後バネ６３のバネ力によって移動レンズ枠４２が押圧され、該移動レンズ枠４２もＷ端４３ａに向かって移動を開始する。

そして、ナット５４が、リードスクリュー５３の回転によって移動を続けると図６に示すように第２後バネ６３が自然長状態になる。この後、移動レンズ枠４２は、ナット５４の移動と第１後バネ６２のバネ力とによって移動を続け、図５に示すようＷ端４３ａに突き当たる。

このとき、駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たると同時に停止されることなく、所定のパルス数に到達するまでの間、駆動を続ける。すなわち、ナット５４は、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たった後、前バネ６１のバネ力に抗して移動を続け、図４に示すように移動レンズ枠４２から離間し、かつ前側ホルダー４６の基端面から離間した位置まで移動されて停止する。

このように、後側緩衝部５６を、所定のバネ力を有する第１後バネ６２及び第２後バネ６３で構成したことによって、所定の速度でＴ端４３ｂに向かって移動する移動レンズ枠４２を、Ｔ端４３ｂに当接する直前で減速させて、言い換えれば、衝撃を緩和した状態でＴ端４３ｂに突き当てることができる。

この結果、駆動モーター７０が急激に停止されることによってモーター及び歯車等に大きな負荷が急激に働く不具合が防止することができる。したがって、第１後バネ６２及び移動レンズ枠４２を含むレンズユニット４０の寿命を延ばすことができる。
加えて、後方に移動する移動レンズ枠４２の移動速度をさらに高速にすることも可能になる。

また、駆動モーター７０のパルス数を予め所定の割合だけ多く出力させる設定にしたことによって、Ｔ端４３ｂ側への移動状態においては、第１後バネ６２のバネ力及び第２後バネ６３のバネ力に抗して移動レンズ枠４２を確実にＴ端４３ｂに当接させることができる。

また、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂに突き当たる直前から、バネ力が増大して移動レンズ枠４２の移動速度が減速されにしたがって、駆動モーター７０の回転も徐々に減速されるため、当接状態後、所定のパルス分だけ駆動モーター７０が駆動されているとき、滑り状態になって、モーターにかかる負荷の緩和を図ることができる。

一方、Ｗ端４３ａ側への移動状態においては、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たった際に、駆動モーター７０が停止されることなく、駆動モーター７０の駆動力によってナット５４だけを所定のパルス分移動させる。したがって、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たったとき、移動レンズ枠４２から駆動モーター７０に衝撃が伝達されること、および、リードスクリュー５３、ドライブワイヤー５１、駆動モーター７０に、急停止による急激な負荷がかかることを防止することができる。このように何処にも過負荷を掛けることがないので、前バネ６１及び移動レンズ枠４２を含むレンズユニット４０の寿命を延ばすことができる。

図８−図１２を参照して第１実施形態の変形例を説明する。
図８に示すように本実施形態のレンズユニット４０Ａは、後側緩衝部５６Ａの構成が前記第１実施形態と異なっている。即ち、後側緩衝部５６Ａは、外径寸法が略同形な第１後バネ６２Ａと第２後バネ６３Ａとで構成されている。そして、バネ６２Ａ、６３Ａは、第１後バネ６２Ａを移動レンズ枠４２に近接させてリードスクリュー５３に対して直列に配置されている。

このように、バネ６２Ａ、６３Ａをリードスクリュー５３に直列に配置させたことにより、後側ホルダー４７Ａの先端側凹部４７ａの内径寸法を小さくして後側ホルダー４７Ａの外径を、破線に示す第１実施形態の後側ホルダー４７の外径より小さくして、撮像装置３０の寸法Ｌを寸法ｔだけ小さくして先端部９の小径化を実現することができる。

なお、バネ６２Ａ、６３Ａをリードスクリュー５３に対して直列に配置させたことにより、先端部９の硬質長が増大される。そのため、内視鏡に求められる特徴が小径化の場合には２つのバネを直列に配置させる構成を採り、内視鏡に求められる特徴が硬質長を短くすることである場合には２つのバネを並列に配置させる構成を採るとよい。

ここで、レンズユニット４０Ａの作用を簡単に説明する。
駆動モーター７０が駆動されて、ドライブワイヤー５１が、図９の矢印Ｙ９ａに示すように回転を開始すると、このドライブワイヤー５１の回転が、連結部材５２、リードスクリュー５３を介してナット５４に伝達される。すると、ナット５４は、単独で矢印Ｙ９ｂ方向に移動し、その後、図１０に示すように移動レンズ枠４２の先端面に当接する。

すると、ナット５４は、第１後バネ６２Ａのバネ力に抗して移動レンズ枠４２を矢印Ｙ１０に示すようにＴ端４３ｂに向けて所定の速度で移動させていく。その後、移動レンズ枠４２は、リードスクリュー５３の回転によって移動するナット５４と共に所定の速度で移動を続ける。

そして、移動レンズ枠４２の移動に伴って第１後バネ６２Ａが図１１に示すように略密着状態になった、第２後バネ６３Ａのバネ力によって、移動レンズ枠４２の移動速度が減速される。その後、移動速度が減速された移動レンズ枠４２が図１２に示すようにＴ端４３ｂに突き当たる。このことによって、移動レンズ４５が拡大観察位置に配置されて、モニター５の画面上に拡大観察画像が表示される。

拡大観察画像による観察を終了すると、術者は、観察状態を元の通常観察状態に復帰させる。即ち、駆動モーター７０のモーター軸の回転を、図１２の矢印Ｙ１２ａに示すように逆回転させる。その後、ドライブワイヤー５１の回転は、連結部材５２、リードスクリュー５３を介してナット５４に伝達される。

このことによって、ナット５４は、単独で矢印Ｙ１２ｂ方向に移動を開始する。そして、ナット５４の移動開始と同時に、第１後バネ６２Ａのバネ力及び第２後バネ６３Ａのバネ力によって押されて移動レンズ枠４２もＷ端４３ａに向かって移動を開始する。

そして、ナット５４が、リードスクリュー５３の回転によって移動を続けると図１１に示すように第２後バネ６３Ａが自然長状態になる。この後、移動レンズ枠４２は、第１後バネ６２Ａのバネ力によってナット５４の移動に伴って移動を続け、図１０に示すようＷ端４３ａに移動レンズ枠４２が突き当たる。

駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２がＷ端４３ａに突き当たると同時に停止されることなく、パルス数が所定数に到達するまで駆動する。このため、ナット５４は、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂに突き当たった後、前バネ６１のバネ力に抗して移動を続け、図９に示すように移動レンズ枠４２から離間し、かつ前側ホルダー４６の基端面からも離間した位置で停止する。

このように、後側緩衝部５６Ａを所定のバネ力を有する第１後バネ６２Ａ及び第２後バネ６３Ａで構成し、これらバネ６２Ａ、６３Ａをリードスクリュー５３に対して直列に配置させることによって、上述した第１実施形態と同様の作用、及び効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態においては、所定のバネ力を有する第１後バネ６２Ａ及び第２後バネ６３Ａを、リードスクリュー５３に対して直列に配置して後側緩衝部５６Ａを構成するとしている。しかし、図１３に示すように第１後バネ６２Ａと第２後バネ６３Ａとを一体に構成した緩衝バネ６４を配置して後側緩衝部５６Ｂとするようにしてもよい。

図１４−図１７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
図１４に示すように本実施形態のレンズユニット４０Ｂは、レンズ枠４１と、移動レンズ枠４２Ｃと、移動機構部８０とを主に備えて構成されている。

移動機構部８０は、ドライブワイヤー５１と、連結部材５２と、リードスクリュー５３と、凸部付ナット８１と、バランスプレート８２と、前側緩衝部５５Ｂを構成する前バネ８３と、後側緩衝部５６Ｂを構成する後バネ８４とで構成されている。

本実施形態のリードスクリュー５３の他端部は、凸部付ナット８１が有する雌ネジを形成する螺旋溝８５に螺合配置される。凸部付ナット８１は、伝達状態切替部であって、螺旋溝８５を備えるナット本体８６と、円柱形状の凸部８７とを備えて構成されている。ナット本体８６には回転防止機構として、例えば素子枠３３の壁に設けられる凸部（不図示）に係入する凹部（不図示）が形成されている。凸部８７は、移動レンズ枠４２Ｃに形成されている貫通孔４２ｂに所定の嵌め合いで進退自在に挿通される。

移動レンズ枠４２Ｃの突起部４２ａの先端面側には、貫通孔４２ｂに同心な凹部４２ｄが形成されている。凹部４２ｄ内にはバランスプレート８２が配置される。バランスプレート８２は、凹部４２ｄにおいて摺動自在な伝達状態切替部であって、前記貫通孔４２ｂの先端側開口を塞ぐように構成されている。本実施形態において、リードスクリュー５３が回転状態になると、凸部付ナット８１が矢印Ｙ１４ｂに示すように前進、後退して、凸部８７が貫通孔４２ｂ内及び凹部４２ｄ内を移動する。そして、凸部８７の先端面は、バランスプレート８２に突き当たった状態で所定量前進する構成になっている。

符号８８は、回転保持ブロックである。回転保持ブロック８８は、リードスクリュー５３を保持して安定した回転を得る目的、及び、凸部付ナット８１の基端面の移動位置を規定して貫通孔４２ｂに突没自在な凸部８７が貫通孔４２ｂの基端側開口から脱落することを防止している。

前バネ８３の先端部は、前側ホルダー４６の凹部４６ａに配置される。前バネ８３の基端部は、移動レンズ枠４２Ｃの凹部４２ｄ内に配置され、その基端面がバランスプレート８２の先端面に当接する。

前バネ８３は、第１衝撃緩和部材であって、バランスプレート８２を常時押圧する所定のバネ力を有している。前バネ８３のバネ力によってバランスプレート８２が押圧されている状態において、そのバネ力は、凸部８７の先端面、又は、移動レンズ枠４２Ｃの凹部４２ｄの底面の何れかに伝達されるようになっている。そして、前バネ８３は、バネ力によって移動レンズ枠４２ＣをＴ端４３ｂに安定した状態で突き当てる。このことによって、拡大観察状態を得られる。

後バネ８４は、第２衝撃緩和部材であって、凸部８７に挿通配置され、移動レンズ枠４２Ｃを常時先端側に押圧する所定のバネ力を有している。本実施形態において、後バネ８４は、バランスプレート８２が凹部４２ｄの底面及び前側ホルダー４６の基端面から離間している状態において、バネ力によって移動レンズ枠４２ＣをＷ端４３ａに安定した状態で突き当てる。このことによって、通常観察状態を得られる。
なお、符号８９はＴ端４３ｂを設定するストッパーである。

ここで、移動機構部８０を備えるレンズユニット４０Ｂの作用を簡単に説明する。
駆動モーター７０が駆動されて、ドライブワイヤー５１が、図１４の矢印Ｙ１４ａに示すように回転を開始すると、このドライブワイヤー５１の回転が、連結部材５２、リードスクリュー５３を介して凸部付ナット８１に伝達される。

すると、凸部付ナット８１は、図１５の矢印Ｙ１５に示すように回転保持ブロック８８に向かって後退を開始する。そして、前バネ８３に押圧されるバランスプレート８２が移動レンズ枠４２Ｃの凹部４２ｄの底面に当接する。

すると、前バネ８３のバネ力が移動レンズ枠４２Ｃに伝達されて、前バネ８３のバネ力と後バネ８４のバネ力とが釣り合った状態になって、移動レンズ枠４２Ｃがストッパー８９のＴ端４３ｂに向けて所定の速度で移動を開始する。

そして、図１６に示すように移動レンズ枠４２Ｃは、ストッパー８９のＴ端４３ｂに突き当たる。このことによって、移動レンズ４５が拡大観察位置に配置されて、モニター５の画面上に拡大観察画像が表示される。

駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２Ｃがストッパー８９のＴ端４３ｂに突き当たった後も、停止されることなく所定のパルス数に到達するまで駆動し、所定のパルス数に到達後に駆動を停止する。即ち、駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２ＣがＴ端４３ｂに突き当たった後、凸部付ナット８１を所定量だけ後退させて、衝撃力が伝達される不具合、および負荷が急激に増大する不具合を防止している。

一方、拡大観察画像による観察を終了すると、術者は、観察状態を元の通常観察状態に復帰させる。即ち、駆動モーター７０のモーター軸の回転を、図１７の矢印Ｙ１７ａに示すように逆回転させる。その後、ドライブワイヤー５１の回転は、連結部材５２、リードスクリュー５３を介して凸部付ナット８１に伝達される。

このことによって、凸部付ナット８１は、後バネ８４の付勢力に抗して単独で矢印Ｙ１７ｂ方向に移動を開始して、凸部８７の先端面がバランスプレート８２の基端面に当接する。すると、前バネ８３のバネ力と後バネ８４のバネ力とが釣り合った状態になって移動レンズ枠４２Ｃは、凸部付ナット８１の移動に伴ってＷ端４３ａに向けて移動を開始する。そして、凸部付ナット８１は、リードスクリュー５３の回転によって前進移動を続け、その結果、移動レンズ枠４２Ｃが図１５に示すようにＷ端４３ａに突き当たる。

駆動モーター７０は、移動レンズ枠４２ＣがＷ端４３ａに突き当たると同時に停止されることなく、パルス数が所定数に到達するまで駆動される。したがって、凸部付ナット８１は、移動レンズ枠４２ＣがＷ端４３ａに突き当たった後、前バネ８３のバネ力に抗してバランスプレート８２を前側ホルダー４６に向けて移動させて、図１４に示すように移動レンズ枠４２Ｃの凹部４２ｄの底面から離間し、かつ前側ホルダー４６の基端面からも離間した位置で停止する。

このように、前側緩衝部５５Ｂである所定のバネ力を有する前バネ８３と後側緩衝部５６Ｂである所定のバネ力を有する後バネ８４を移動レンズ枠４２Ｃを挟んで対峙させる。そして、リードスクリュー５３の回転によって、凸部付ナット８１を移動させて、バランスプレート８２を凹部４２ｄの底面に当接させて、前バネ８３と後バネ８４とが釣り合った状態において、移動レンズ枠４２Ｃを移動させて、Ｔ端４３ｂ、Ｗ端４３ａに突き当てる。そして、突き当て後においては、凸部付ナット８１だけを移動させる構成にして、移動レンズ枠４２がＴ端４３ｂ又はＷ端４３ａに突き当った際の衝撃力が駆動モーター７０に伝達されること及びリードスクリュー５３、ドライブワイヤー５１等に急激な負荷がかかることが防止して、移動レンズ枠４２を含むレンズユニット４０Ｂの寿命を延ばすことができる。

なお、上述した実施形態においては、駆動モーター７０によってリードスクリュー５３を回転させて、移動レンズ枠４２、４２Ｃを移動する構成としている。しかし、移動レンズ枠４２、４２Ｃを例えば、手動レバーを傾動操作或いは回転操作することによって操作ワイヤーを移動させて、観察状態を切り替える構成においても、上述した移動機構部５０、８０を備えるレンズユニット４０、４０Ａ、４０Ｂは、同様の作用効果を発揮して、レンズユニット４０、４０Ａ、４０Ｂの寿命を延ばすことができる。

尚、本発明では、前側緩衝部、或いは後側緩衝部などの緩衝材としてバネを例に挙げているが、緩衝材を例えばシリコンゴムチューブに置き換えても良い。このように、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。

１…電子内視鏡システム ２…内視鏡 ３…光源装置 ４…ビデオプロセッサ
５…カラーモニター ６…挿入部 ７…操作部 ８…ユニバーサルコード
８ａ…スコープコネクタ ９…先端部 １０…湾曲部 １１…可撓管部
１２…操作部本体 １３，１４…湾曲操作ノブ １５…湾曲操作部
１６…送気送水ボタン １７…吸引ボタン １８…スイッチ
２０…撮像装置用ケーブル ２１…操作ユニット ２２…シート状部材
２３、２４、２５…スイッチ ２３ａ、２４ａ、２５ａ…発信機
２６…先端硬性部材 ２７…撮像装置配置用孔 ２８ａ、２８ｂ…照明用孔
２９…処置具チャンネル用孔 ２９ａ…チャンネルチューブ ２９ｂ…口金
３０…撮像装置 ３１…素子ユニット ３２…撮像素子 ３３…素子枠
３４…第１回路基板 ３５…第２回路基板 ３６…信号ケーブル ３６ａ…信号線
３７…撮像枠 ３８…カバーレンズ ４０…レンズユニット ４１…レンズ枠
４１ａ…先端側凹部 ４２…移動レンズ枠 ４２ａ…突起部 ４２ｂ…貫通孔
４２ｄ…凹部 ４３…スリット ４３ａ…前進位置規制部（Ｗ端）
４３ｂ…後退位置規制部（Ｔ端） ４４…先端レンズ ４５…移動レンズ
４６…前側ホルダー ４６ａ…凹部 ４７…後側ホルダー ４７ａ…先端側凹部
４７ｂ…基端側凹部 ４７ｃ…連通孔 ５０…移動機構部
５１…ドライブワイヤー ５２…連結部材 ５２ａ…雌ネジ部材
５２ｂ…雄ネジ部材 ５３…リードスクリュー ５４…ナット ５５…前側緩衝部 ５６…後側緩衝部 ６１…前バネ ６２…第１後バネ ６３…第２後バネ
６４…緩衝バネ ７０…駆動モーター ８０…移動機構部 ８１…凸部付ナット
８２…バランスプレート ８３…前バネ ８４…後バネ ８５…螺旋溝
８６…ナット本体 ８７…凸部 ８８…回転保持ブロック ８９…ストッパー

Claims (6)

1. 光学レンズを備え、光軸方向に進退可能で、位置規制部によって前進位置及び後退位置に規定される移動レンズ枠と、
   前記移動レンズ枠の基端面に当接配置され、当該移動レンズ枠を常時、前進位置に保持する保持力を有する前進位置保持部材と、
   手動による動力或いはアクチュエータによる動力によって、前記移動レンズ枠を移動させる移動レンズ枠移動機構部と、
   前記移動レンズ枠移動機構部から前記移動レンズ枠に動力が伝達されて当該移動レンズ枠を進退させる状態、又は進退する前記移動レンズ枠が前記前進位置又は前記後退位置に到達した際、前記移動レンズ枠から前記移動レンズ枠移動機構部に衝撃力が伝達されない状態に切り替える伝達状態切替部と、を具備する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記移動レンズ枠移動機構部は、
   回転力を伝達する伝達部材と、
   外周面に雄ネジ部を形成したシャフト部材と、
   前記シャフト部材と前記伝達部材とを動力が伝達するように連結する連結部材と、
   前記シャフト部材の雄ネジ部に螺合される雌ネジ部を形成して、当該シャフト部材に対して進退移動可能で、前記移動レンズ枠より先端側に配置される前記伝達状態切換部であるナットと、
   前記ナットの先端面に当接配置され、当該ナットを常時、前記移動レンズ枠に押し当てる保持力を有し、前記移動レンズ枠が前記位置規制部の前進位置に突き当たる際の衝撃を緩和する第１衝撃緩和部材と、
   前記移動レンズ枠が前記位置規制部の後退位置に突き当たる以前に当接して、当該移動レンズ枠が当該後退位置に突き当たる際の衝撃を緩和する前記前進位置保持部材の弾性定数より大きな弾性定数を有する第２衝撃緩和部材と、で構成され、
   前記ナット及び前記第１衝撃緩和部材は、前記伝達状態切替部を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記前進位置保持部材及び前記第２衝撃緩和部材を、前記移動レンズ枠の後退位置側に並列に配置したことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記前進位置保持部材及び前記第２衝撃緩和部材を、前記移動レンズ枠の後退位置側に直列に配置したことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記前進位置保持部材及び前記第２衝撃緩和部材を一体に構成したことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記移動レンズ枠移動機構部は、
   回転力を伝達する伝達部材と、
   外周面に雄ネジ部を形成したシャフト部材と、
   前記シャフト部材と前記伝達部材とを動力が伝達するように連結する連結部材と、
   前記移動レンズ枠の貫通孔の先端面側開口を閉塞可能で前記伝達状態切換部を構成するプレートと
   前記シャフト部材の雄ネジ部に螺合される雌ネジ部を形成した当該シャフト部材に対して進退移動可能で前記移動レンズ枠より基端側に配置されるナット本体、及び前記前進位置保持部材が挿通配置可能で、当該移動レンズ枠に形成された貫通孔に対して進退自在で前記プレートを押圧可能な凸部を有する前記伝達状態切換部である凸部付ナットと、
   前記プレートを常時、前記移動レンズ枠に押し当て付ける保持力及び当該プレートを介して当該移動レンズ枠を常時、後退位置に保持する保持力を有し、前記移動レンズ枠が前記位置規制部の前進位置に突き当たる際の衝撃を緩和する第１衝撃緩和部材と、
   前記前進位置保持部材であって、前記移動レンズ枠が前記位置規制部の前進位置又は後退位置に突き当たるまでの間、前記第１衝撃緩和部材と釣り合って、当該移動レンズ枠が当該後退位置に突き当たる際の衝撃を緩和する第２衝撃緩和部材と、で構成され、
   前記凸部付ナットの凸部及び前記第１衝撃緩和部材は、前記伝達状態切替部を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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