JP5373237B1 - 内視鏡用撮像ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、可動レンズを含む対物レンズ、及び撮像素子を保持するように構成され、前記可動レンズを保持して進退移動可能な可動レンズ保持枠を含むレンズ鏡筒部と、前記レンズ鏡筒部の側面部に配設され、前記可動レンズ保持枠を駆動する駆動機構部と、を有してなる内視鏡用撮像ユニットであって、前記レンズ鏡筒部の側面部に設けられ、前記駆動機構部を位置決めして保持するように構成された保持部を有し、前記駆動機構部は、前記保持部から基端側において、前記レンズ鏡筒部との間に隙間を有した状態で基端方向へ延出する形状を有しており、前記レンズ鏡筒部と前記駆動機構部との隙間には、基端側であるほど硬度が低くなるように硬度に違いを持たせた接着剤が充填されている。

Description

本発明は、内視鏡挿入部の先端部に配設され、対物レンズの一部又は全部を移動させる可動レンズ駆動部を有する内視鏡用撮像ユニットに関する。

生体の体内や構造物の内部等の観察が困難な箇所を観察するために、生体や構造物の外部から内部に導入可能であって、光学像を撮像するための撮像ユニットを具備した内視鏡が、例えば医療分野や工業分野において利用されている。

内視鏡の撮像ユニットは、被写体像を結像する対物レンズと、対物レンズの結像面に配設された一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子を具備してなる。

例えば、特開２００７−２２９１５５号公報には、対物レンズ中に可動レンズを有し、可動レンズを光軸方向に移動させることによって撮影倍率を変更する機能（変倍機能、ズーム機能）を備えた内視鏡用撮像ユニットが開示されている。

特開２００７−２２９１５５号公報に開示の技術では、内視鏡用撮像ユニットは、可動レンズを保持し光軸方向に進退移動可能な可動レンズ保持枠及び撮像素子を含むレンズ鏡筒部と、レンズ鏡筒部の側部に配設された駆動機構部とを具備して構成されている。可動レンズ保持枠には径方向外側に突出した腕部が設けられており、駆動機構部は、この腕部を押し引きすることによって、可動レンズ保持枠を光軸方向に駆動する構成を有する。また、内視鏡用撮像ユニットのレンズ鏡筒部及び駆動機構部は、それぞれ分離して基端方向にむかって延出する形状を有している。

内視鏡用撮像ユニットは、小型化を実現するために各部材を薄肉に構成する必用があることから、各部材の強度が比較的低い。内視鏡の使用時に内視鏡用撮像ユニットに加えられる力を考慮して、内視鏡用撮像ユニットを構成する部材の強度を決定した場合、内視鏡の使用時に内視鏡用撮像ユニットが破損することは無いが、内視鏡の組み立て時や修理時においては、作業者の扱いによって過大な力が内視鏡用撮像ユニットに加えられてしまう場合がある。

例えば、特開２００７−２２９１５５号公報に開示されている内視鏡用撮像ユニットのように、レンズ鏡筒部の側面部に配設された駆動機構部が、レンズ鏡筒部とは離れた状態で基端方向に延出する形状を有する場合、作業者の扱い方によっては、レンズ鏡筒部と駆動機構部とを固定する箇所に過大な力が加えられ、当該箇所が破壊されてしまうおそれがある。

また、このような破壊を考慮してレンズ鏡筒部と駆動機構部との固定を柔軟なものとすれば、レンズ鏡筒部に対して駆動機構部が移動しやすくなるため、可動レンズ保持枠の位置決めが不確かとなってしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、可動レンズを有する内視鏡用撮像ユニットにおいて、レンズ鏡筒部と駆動機構部との固定部の破壊を防止することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡用撮像ユニットは、先端側に配設された可動レンズを含む対物レンズ、及び前記対物レンズの基端側に配設された撮像素子を保持するように構成され、前記可動レンズを保持して進退移動可能な可動レンズ保持枠を含むレンズ鏡筒部と、前記レンズ鏡筒部の側面部に配設され、前記可動レンズ保持枠を駆動する駆動機構部と、を有してなる内視鏡用撮像ユニットであって、前記レンズ鏡筒部の側面部に設けられ、前記駆動機構部を位置決めして保持するように構成された保持部を有し、前記駆動機構部は、前記保持部から基端側において、前記レンズ鏡筒部との間に隙間を有した状態で基端方向へ延出する形状を有しており、前記レンズ鏡筒部と前記駆動機構部との隙間には、先端側に対し基端側が硬度が低くなるように硬度に違いを持たせた接着剤が充填されている。

内視鏡用撮像ユニットを備える内視鏡を説明する図である。 内視鏡の挿入部の先端部の概略を説明する断面図である。 内視鏡用撮像ユニットを先端側から見た正面図である。 図３のIV-IV断面図である。 可動レンズ保持枠の側面図である。 図４の断面において、可動レンズ保持枠が基端側に移動した状態を示す図である。 接着剤の作用を説明するための図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、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、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、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。

以下に、本発明の実施形態の一例を説明する。まず、図１を参照して、本発明に係る内視鏡用撮像ユニット１を具備する内視鏡１０１の構成の一例を説明する。なお、以下においては、内視鏡用撮像ユニット１のことを、単に撮像ユニット１と称するものとする。本実施形態の内視鏡１０１は、人体等の被検体内に導入可能であって被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像する構成を有する。なお、内視鏡１０１が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。

内視鏡１０１は、被検体の内部に導入される挿入部１０２と、この挿入部１０２の基端に位置する操作部１０３と、この操作部１０３の側部から延出するユニバーサルコード１０４とで主に構成されている。

挿入部１０２は、先端に配設される先端部１１０、先端部１１０の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１０９、及び湾曲部１０９の基端側に配設され操作部１０３の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１０８が連設されて構成されている。なお、内視鏡１０１は、挿入部に可撓性を有する部位を具備しない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。

詳しくは後述するが、先端部１１０には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３（図１には不図示）が設けられている。また、操作部１０３には、湾曲部１０９の湾曲を操作するためのアングル操作ノブ１０６が設けられている。また、操作部１０３には、後述する駆動機構部３０の動作を指示し、撮像ユニット１の撮像倍率変更動作を行うためのレバースイッチである変倍操作部１０７が配設されている。なお、変倍操作部１０７は、ロータリースイッチ、プッシュスイッチ又はタッチセンサ等の他の形式であってもよい。

ユニバーサルコード１０４の基端部には外部装置１２０に接続される内視鏡コネクタ１０５が設けられている。また、内視鏡１０１は、ユニバーサルコード１０４、操作部１０３及び挿入部１０２内に挿通された電気ケーブル１１５及び光ファイバ束１１４（図１には不図示）を具備している。

電気ケーブル１１５は、コネクタ部１０５と撮像ユニット１とを電気的に接続するように構成されている。コネクタ部１０５が外部装置１２０に接続されることによって、撮像ユニット１は、電気ケーブル１１５を介して外部装置１２０に電気的に接続される。この電気ケーブル１１５を介して、外部装置１２０から撮像ユニット１への電力の供給、及び外部装置１２０と撮像ユニット１との間の通信が行われる。

また、光ファイバ束１１４は、外部装置１２０が有する光源部から発せられた光を、先端部１１０の照明光出射部１１３にまで伝えるように構成されている。なお、光源部は、内視鏡１０１の操作部１０３や先端部１１０に配設される構成であってもよい。

外部装置１２０は、例えば、光源部、電源部１２０ａ、画像処理部１２０ｂ、及び画像表示部１２１を具備して構成されている。電源部１２０ａは、使用者による変倍操作部１０７の操作に応じて、撮像ユニット１が有する駆動機構部３０を動作させる電力を出力するように構成されている。詳しくは後述するが、本実施形態では一例として、電源部１２０ａは、駆動機構部３０が有するワイヤ状の形状記憶合金である形状記憶合金ワイヤ（以下、ＳＭＡワイヤと略記する）４１に電流を印加するように構成されている。

画像処理部１２０ｂは、撮像ユニット１から出力された撮像素子出力信号に基づいて映像信号を生成し、画像表示部１２１に出力する構成を有している。すなわち、撮像ユニット１により撮像された光学像は、映像として表示部１２１に表示される。なお、電源部１２０ａ、画像処理部１２０ｂ及び画像表示部１２１の一部又は全部は、外部装置１２０ではなく内視鏡１０１に配設される構成であってもよい。

次に、先端部１１０の構成を説明する。図２に示すように、先端部１１０には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が配設されている。

本実施形態では一例として、撮像ユニット１は、図２中に矢印Ａで示す挿入部１０２の長手方向（挿入軸方向）に沿って先端方向を撮像するように配設されている。より具体的には、撮像ユニット１は、対物レンズ１１の光軸Ｏが挿入部１０２の長手方向に沿うように配設されている。なお、撮像ユニット１は、光軸Ｏが、挿入部１０２の長手方向に対して所定の角度をなすように配設されるものであってもよい。

また、照明光出射部１１３は、光ファイバ束１１４の先端から出射された光を、撮像ユニット１の被写体を照明するように出射する構成を有している。本実施形態では、照明光出射部１１３は、挿入部１０２の長手方向に沿って、先端部１１０の先端面から先端方向に向かって光を出射するように構成されている。

撮像ユニット１及び照明光出射部１１３は、先端部１１０に設けられた保持部１１１によって保持されている。保持部１１１は、先端部１１０の先端面に露出する硬質な部材であって、挿入部１０２の長手方向に沿って穿設された貫通孔１１１ａ及び１１１ｂが設けられている。貫通孔１１１ａ及び１１１ｂ内には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が、接着剤やネジ止め等の方法によって固定されている。また、貫通孔１１１ｂ内に、基端側から光ファイバ束１１４が挿入され、固定されている。

次に、本実施形態の撮像ユニット１の構成を説明する。図２及び図３に示すように、撮像ユニット１は、対物レンズ１１及び対物レンズ１１の像側に配設された撮像素子１１を保持するレンズ鏡筒部２０と、レンズ鏡筒部２０の側部に配設された駆動機構部３０と、を含んで構成されている。

図４の断面図に示すように、対物レンズ１１は、被写体像を結像する複数のレンズ等の光学系部材からなる。本実施形態の対物レンズ１１は、レンズ鏡筒部２０内において位置が固定された１つ又は複数のレンズからなる固定レンズ１１ａと、レンズ鏡筒部２０内において光軸Ｏ方向に移動可能な１つ又は複数のレンズからなる可動レンズ１１ｂを含んで構成されている。本実施形態では一例として、対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが像側に位置するほど、撮影倍率が高くなる（画角が狭くなる）ように構成されている。

なお、本実施形態の対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが像側に位置するほど撮影倍率が高くなる形態を有しているが、対物レンズ１１は、可動レンズ１１ｂが像側に位置するほど撮影倍率が低くなる形態であってもよい。また、本実施形態では、可動レンズ１１ｂの前後に固定レンズ１１ａが配設されているが、可動レンズ１１ｂは、対物レンズ１１の最も物体側に配設される形態であってもよいし、対物レンズ１１の最も像側に配設される構成であってもよい。また、対物レンズ１１は、絞り、プリズム、光学フィルタ等の他の光学系部材を含む構成であってもよい。

撮像素子１２は、入射される光を光電変換する複数の受光素子が配列されたものであり、例えば一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等と称される形式、あるいはその他の各種の形式の撮像素子が適用され得る。撮像素子１２は、対物レンズ１１の結像面に受光素子が位置するように配設される。

撮像素子１２の受光素子が配設された受光面上には、カバーガラス１３が接着剤によって貼着されている。また、撮像素子１２には、回路基板１４が電気的に接続されている。回路基板１４は、電気ケーブル１１５に電気的に接続されている。

まず、レンズ鏡筒部２０の構成について説明する。前述した対物レンズ１１及び撮像素子１２を保持するレンズ鏡筒部２０は、固定枠２１、物体側レンズ保持枠２２、可動レンズ保持枠２３及び像側レンズ保持枠２４を含んで構成されている。固定枠２１、物体側レンズ保持枠２２及び像側レンズ保持枠２４は、それぞれ略筒形状の部材であり、互いの位置が接着剤や圧入等により固定されている。

固定枠２１の基端側には、カバーガラス１３が接着剤によって固定されている。すなわち、撮像素子１２は、カバーガラス１３を介して固定枠２１の基端側に固定されている。

固定枠２１の先端側には、略円筒形状の円筒部２１ａが設けられている。円筒部２１ａの側面部には、後述する可動レンズ保持枠２３の腕部２３ｂが挿通される貫通孔であるスリット２１ｂが形成されている。スリット２１ｂは、光軸Ｏに略平行な方向を長手方向とした長孔である。

また、固定枠２１の側面上の、スリット２１ｂよりも基端側には、腕状に径方向（光軸Ｏに直交する方向）外側に突出する保持部２１ｃが設けられている。スリット２１ｂと保持部２１ｃは、光軸Ｏ方向から見た場合に、光軸Ｏに対して略同一の周方向に設けられている。詳しくは後述するが、保持部２１ｃは、駆動機構部３０を構成するガイドパイプ３３の先端部を位置決めして保持する部位である。具体的には、保持部２１ｃには、光軸Ｏに略平行な貫通孔２１ｄが形成されており、該貫通孔２１ｄ内に略円筒状のガイドパイプ３３が挿通された状態で固定される。詳しくは後述するが、ガイドパイプ３３内には、押圧部３２が光軸Ｏ方向に進退移動可能に配設されている。

固定枠２１の円筒部２１ａの先端側には、物体側レンズ保持枠２２が固定されている。物体側レンズ保持枠２２は、対物レンズ１１のうちの、可動レンズ１１ｂよりも物体側に位置する固定レンズ１１ａを保持する略円筒状の部材である。

物体側レンズ保持枠２２の側面には、腕状に径方向（光軸Ｏに直交する方向）外側に突出する抑え凸部２２ａが設けられている。抑え凸部２２ａは、光軸Ｏ方向から見た場合に、光軸Ｏに対してスリット２１ｂと略同一の周方向に設けられている。詳しくは後述するが、抑え凸部２２ａは、駆動機構部３０の一部を構成する部位である。抑え凸部２２ａの基端側には、光軸Ｏに略直交する平面部２２ｂが形成されている。また、平面部２２ｂには、光軸Ｏ方向に凹設された略円形状の凹部２２ｃが形成されている。凹部２２ｃは、光軸Ｏ方向から見た場合に、固定枠２１の保持部２１ｃに設けられた貫通孔２１ｄと中心位置をずらして配設されている。具体的には、凹部２２ｃは、光軸Ｏ方向から見た場合に、固定枠２１の貫通孔２１ｄよりも径方向内側に配設されている。

固定枠２１の円筒部２１ａの内部には、可動レンズ保持枠２３が、光軸Ｏ方向に進退移動可能に配設されている。可動レンズ保持枠２３は、対物レンズ１１のうちの、可動レンズ１１ｂを保持する部材である。図５に示すように、可動レンズ保持枠２３は、略円筒状のレンズ保持部２３ａと、レンズ保持部２３ａの側面から腕状に径方向（光軸Ｏに直交する方向）外側に突出する腕部２３ｂとを有して構成されている。

レンズ保持部２３ａは、内部に可動レンズ１１ｂを保持可能である。レンズ保持部２３ａは、固定枠２１の円筒部２１ａ内に所定の隙間を有して嵌合する外径を有し、円筒部２１ａ内において光軸Ｏ方向に摺動可能に構成されている。レンズ保持部２３ａが円筒部２１ａ内に嵌合した状態において、腕部２３ｂは、スリット２１ｂ内に挿通される。スリット２１ｂ内に腕部２３ｂが挿通されることにより、可動レンズ保持枠２３の光軸Ｏ周りの回転が規制される。

腕部２３ｂは、レンズ保持部２３ａが円筒部２１ａ内に嵌合した状態において、円筒部２１ａよりも径方向外側に突出する。具体的には、腕部２３ｂは、固定枠２１の保持部２１ｃに設けられた貫通孔２１ｄの中心と重なる位置にまで、径方向外側に突出する長さを有する。

腕部２３ｂは、可動レンズ保持枠２３を先端側（物体側）へ移動させた場合に、レンズ保持部２３ａよりも先に物体側レンズ保持枠２２の抑え凸部２２ａの平面部２２ｂに当接するように設けられている。図４は、腕部２３ｂが抑え凸部２２ａの平面部２２ｂに当接し、可動レンズ保持枠２３が移動可能範囲の最も先端側に位置している状態を示している。一方、腕部２３ｂは、可動レンズ保持枠２３を基端側（像側）へ移動させた場合に、レンズ保持部２３ａよりも先に固定枠２１の図示しない部位又は固定枠２１に固定された図示しないスペーサに当接するように設けられている。図６は、腕部２３ｂが固定枠２１又はスペーサに当接し、可動レンズ保持枠２３が移動可能範囲の最も基端側に位置している状態を示している。このように、本実施形態では、可動レンズ保持枠２３の光軸Ｏ方向の移動可能範囲は、腕部２３ｂが、固定枠２１に対して固定された部位に当接するまでの範囲によって定められている。

ここで、可動レンズ保持枠２３は、腕部２３ｂが、後述する押圧部３２によって押圧されることによって先端方向へ移動する。そして、押圧部３２は、保持部２１ｃの貫通孔２１ｄに挿通されたガイドパイプ３３に沿って光軸Ｏ方向に進退移動可能に配設されている。光軸Ｏ方向から見た場合に凹部２２ｃと貫通孔２１ｄの中心位置が略一致していると、可動レンズ保持枠２３が移動可能範囲の最も先端に位置する場合に、腕部２３ｂが凹部２２ｃに入り込み、可動レンズ保持枠２３が傾いてしまう可能性がある。可動レンズ保持枠２３の傾きは、視野やピントのずれの原因となる。そこで本実施形態においては、前述したように、凹部２２ｃと貫通孔２１ｄの中心位置をずらすことにより、平面部２２ｂと腕部２３ｂが当接する面積を広くとり、可動レンズ保持枠２３が傾いてしまうといった不具合を防止している。

また、腕部２３ｂの径方向外側の端部の基端側の角には、面取り状の傾斜部２３ｄが形成されている。腕部２３ｂの基端側は、後述する押圧部３２によって先端側に向かって付勢される部位である。このように光軸Ｏから離れた腕部２３ｂが押圧されることによって、可動レンズ保持枠２３には回転モーメントが与えられる。この回転モーメントが大きいと、固定枠２１内で可動レンズ保持枠２３が傾く、いわゆる「こじり」が発生し、可動レンズ保持枠２３の摺動不良が生じる可能性がある。そこで本実施形態においては、傾斜部２３ｄを設けることによって腕部２３ｂと押圧部３２との接触面の重心を光軸Ｏに近づけ、可動レンズ保持枠２３に与えられる前記回転モーメントが小さくなるようにしている。

腕部２３ｂの先端側の面には、凹部２３ｃが設けられている。凹部２３ｃ内には、光軸Ｏに略平行な方向に突出するように柱状の芯金２５が嵌め込まれている。芯金２５は、凹部２３ｃの底部に設けた接着剤２６によって腕部２３ｃに対して固定されている。芯金２５は、物体側レンズ保持枠２２の抑え凸部２２ａに設けられた凹部２２ｃ内に突出する位置に設けられている。芯金２５は、後述する駆動機構部３０を構成する第１バネ３１の座屈を防止するための部位である。

可動レンズ保持枠２３の外周面のうちの、他の部材と接触する領域には、潤滑剤からなる膜が形成されている。本実施形態では一例として、可動レンズ保持枠２３のレンズ保持部２３ａの固定枠２１に接触する外周面には、フッ素コーティング剤が塗布されている。このように、可動レンズ保持枠２３の外周面にフッ素コーティング剤を塗布することにより、可動レンズ保持枠２３が光軸Ｏ方向に滑らかに進退移動可能となる。

また、固定枠２１の円筒部２１ａの内部において、可動レンズ保持枠２３よりも基端側、かつカバーガラス１２よりも物体側には、像側レンズ保持枠２４が固定されている。像側レンズ保持枠２４は、対物レンズ１１のうちの、可動レンズ１１ｂよりも像側に位置する固定レンズ１１ａを保持する略円筒状の部材である。

また、固定枠２１の基端側において、撮像素子１２、回路基板１４及び電気ケーブル１１５の先端部の周囲は、金属製の薄板からなる筒状のシールド枠１５によって囲われており、シールド枠１５内は電気絶縁性の封止樹脂が充填されている。また、シールド枠１５及び電気ケーブル１１５の先端部の周囲は、熱収縮チューブ１７によって被覆されている。

以上に説明したレンズ鏡筒部２０の可動レンズ保持枠２３は、レンズ鏡筒部２０の側部に配設された駆動機構部３０によって、光軸Ｏ方向に進退駆動される。

駆動機構部３０の構成は、レンズ鏡筒部２０の側部に配設され、可動レンズ保持枠２３を光軸Ｏ方向に駆動可能な構成であれば特に限定されるものではない。例えば、駆動機構部３０は、電気ケーブル１１５に沿って配索されたワイヤの先端部を腕部２３ｂに固定し、このワイヤを内視鏡１０１の操作部１０３に設けられたレバーによって押し引きすることによって可動レンズ保持枠２３を駆動する機構であってもよい。また例えば、駆動機構部３０は、リニアモータによって可動レンズ保持枠２３を駆動する構成であってもよい。

本実施形態では一例として、駆動機構部３０は、ＳＭＡワイヤ４１の伸縮によって、動レンズ保持枠２３を光軸Ｏ方向に駆動する構成を有する。以下に、本実施形態の駆動機構部３０の構成について説明する。

駆動機構部３０は、レンズ鏡筒部２０の側部に配設された駆動力伝達部３０ａと、駆動力伝達部３０ａよりも基端側に配設された駆動力発生部３０ｂと、駆動力伝達部３０ａ及び駆動力発生部３０ｂを接続する連結部３０ｃとを有して構成されている。

駆動機構部３０は、抑え凸部２２ａ、第１バネ３１、押圧部３２、ガイドパイプ３３、第２バネ３４、第１アウターチューブ３５、及びインナーワイヤ３６を含んで構成されている。

ガイドパイプ３３は、円筒状のパイプであり、先端部が固定枠２１の保持部２１ｃに設けられた貫通孔２１ｄに挿通された状態で、保持部２１ｃに固定されている。ガイドパイプ３３は、固定枠２１の側部において、保持部２１ｃによって中心軸が光軸Ｏと略平行となるように位置決めされて固定されている。

ガイドパイプ３３の基端には、第１アウターチューブ３５が接続されている。第１アウターチューブ３５は、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂からなるパイプである。第１アウターチューブ３５内には、インナーワイヤ３６が挿通されている。第１アウターチューブ３５は、内視鏡１０１の挿入部１０２の湾曲部１０９の湾曲に沿って湾曲可能であり、かつ内部に挿通されたインナーワイヤ３６に加えられる張力に抗するように構成されている。

ガイドパイプ３３内には、ピストン状の押圧部３２が、軸方向に摺動自在に配設されている。押圧部３２は、ガイドパイプ３３の先端よりも先端方向に突出しており、可動レンズ保持枠２３の腕部２３ｂに当接する。押圧部３２には、インナーワイヤ３６の先端が固定されている。

また、ガイドパイプ３３内には、押圧部３２を先端方向へ付勢する第２バネ３４が配設されている。本実施形態では第２バネ３４は、圧縮コイルバネである。したがって、インナーワイヤ３６に張力が加えられていない場合には、押圧部３２は、第２バネ３４の付勢力によって、可動レンズ保持枠２３の腕部２３ｂを先端方向へ押圧する。

第１バネ３１は、可動レンズ保持枠２３を、基端方向へ付勢するように配設されている。本実施形態では、第１バネ３１は圧縮コイルバネであり、物体側レンズ保持枠２２の抑え凸部２２ａに設けられた凹部２２ｃ内に配設されている。したがって、第１バネ３１は、可動レンズ保持枠２３の腕部２３ｂを挟んで押圧部３２とは反対側に配設されている。

ここで、第１バネ３１は、腕部２３ｂを基端方向へ付勢する力が、第２バネ３４による腕部２３ｂを先端方向へ付勢する力よりも弱くなるように構成されている。したがって、インナーワイヤ３６に張力が加えられていない場合には、第２バネ３４の付勢力によって、図４に示すように、腕部２３ｂは先端方向へ移動し、抑え凸部２２ａに当接する。すなわち、インナーワイヤ３６に張力が加えられていない場合には、可動レンズ保持枠２３は、移動可能範囲の先端に位置する。

また、インナーワイヤ３６に張力が加えられて第２バネ３４が縮み、押圧部３２が基端方向へ移動する場合には、図６に示すように、腕部２３ｂは、第１バネ３１の付勢力によって基端側に移動する。すなわち、駆動力伝達部３０ａは、インナーワイヤ３６の張力の変化に応じて押圧部３２が光軸Ｏ方向に進退移動するように構成されており、かつ第１バネ３１の付勢力によって可動レンズ枠２３を光軸Ｏ方向に移動させるように構成されている。

駆動力発生部３０ｂは、このインナーワイヤ３６に加える張力を生ずるように構成されている。駆動力発生部３０ｂは、ＳＭＡワイヤ４１、第２アウターチューブ４２、電線４３、及びリード線４４を含んで構成されている。駆動力発生部３０ｂは、本実施形態では一例として、内視鏡１０１の挿入部１０２の湾曲部１０９よりも基端側に位置するように設けられている。

第２アウターチューブ４２は、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂からなるパイプであり、内部にＳＭＡワイヤ４１が挿通されている。第２アウターチューブ４２は、内視鏡１０１の挿入部１０２の可撓管部１０８の湾曲に沿って湾曲可能であり、かつ内部に挿通されたＳＭＡワイヤ４１が生ずる張力に抗するように構成されている。

第２アウターチューブ４２の先端は、連結部３０ｃの連結パイプ５１を介して第１アウターチューブ３５の基端に接続されている。連結パイプ５１は金属製の管である。第１アウターチューブ３５の基端と連結パイプ５１の先端とは、接着剤によって固定されている。一方、連結パイプ５１の基端と第２アウターチューブ４２の基端との固定は、連結パイプ５１を押しつぶす、いわゆるカシメによって行われている。

ＳＭＡワイヤ４１は、温度が上昇すると収縮するように構成されている。ＳＭＡワイヤ４１の先端は、連結パイプ５１内において、インナーワイヤ３６の基端と接続されている。ＳＭＡワイヤ４１の先端とインナーワイヤ３６の基端との接続は、例えば、金属製の管状のワイヤ連結部５２内に両者を挿通した状態で、ワイヤ連結部５２を押しつぶすカシメ固定によって行われる。

電線４３は、先端がＳＭＡワイヤ４１の先端部に電気的に接続されている。具体的には、電線４３の先端は、連結パイプ５１に半田付けにより固定されており、電線４３と連結パイプ５１とが電気的に接続されている。また、連結パイプ５１内には、連結パイプ５１とＳＭＡワイヤ４１とを電気的に接続するためのリード線４４が配設されている。リード線４４は、一端が連結パイプ５１に半田付けによって固定されており、他端がＳＭＡワイヤ４１の先端部に半田付けによって固定されている。リード線４４は、連結パイプ５１内で軸方向に進退移動するＳＭＡワイヤ４１の先端部の動きに追従可能なように、たるみを持った状態で配設されている。

また、電線４３は、基端が内視鏡コネクタ１０５に設けられており、内視鏡コネクタ１０５を介して電源部１２０ａに電気的に接続可能に構成されている。

また、図示しないが、ＳＭＡワイヤ４１の基端は、第２アウターチューブ４２の基端に対して長手方向の位置が変わらないように、固定されている。そして、ＳＭＡワイヤ４１の基端部には、図示しない電線の先端が電気的に接続されている。このＳＭＡワイヤ４１の基端部に電気的に接続された電線は、基端が内視鏡コネクタ１０５に設けられており、内視鏡コネクタ１０５を介して電源部１２０ａに電気的に接続可能に構成されている。

本実施形態では、ＳＭＡワイヤ４１は、一対の電線を介して、電源部１２０ａに電気的に接続可能に構成されており、電源部１２０ａから出力される電流は、ＳＭＡワイヤ４１に印加される。

ＳＭＡワイヤ４１は、印加される電流に応じて発熱し、発熱に応じて収縮する。そしてＳＭＡワイヤ４１が収縮することによって、ＳＭＡワイヤ４１の先端に接続されたインナーワイヤ３６に張力が加えられる。以上のように、駆動力発生部３０ｂは、可動レンズ保持枠２３を駆動する駆動力を発生するように構成されている。

次に、駆動機構部３０における、連結部３０ｃの水密を保つ構成について説明する。図４に示すように、連結部３０ｃにおいて、第１アウターチューブ３５の基端と連結パイプ５１の先端との接続部の外周には、第１熱収縮チューブ５５によって被覆されている。第１熱収縮チューブ５５の先端部の内周面と第１アウターチューブ３５の外周面との間、及び第１熱収縮チューブ５５の基端部の内周面と連結パイプ５１の外周面との間は、接着剤５８が充填されている。この構成によって、第１アウターチューブ３５の基端と連結パイプ５１の先端との接続部における水密が実現される。

また、第１アウターチューブ３５の外周面から第１熱収縮チューブ５５の外周面にかけては、第２熱収縮チューブ５６によって被覆されている。第２熱収縮チューブ５６の基端部は、第１熱収縮チューブ５５の外周面との間に充填された接着剤５９によって固定されている。

そして、第２熱収縮チューブ５６よりも基端側において、第１熱収縮チューブ５５の外周面から第２アウターチューブ４２の外周面にかけては、第３熱収縮チューブ５７によって被覆されている。第３熱収縮チューブ５７の先端部は、第１熱収縮チューブ５５の外周面との間に充填された接着剤５９によって固定されている。

このように、本実施形態の駆動機構部３０内の水密を保つために駆動機構部３０を被覆する熱収縮チューブは、連結部３０ｃにおいて、２つの第２熱収縮チューブ５６及び第３熱収縮チューブ５７に分割されている。

駆動機構部３０の湾曲部１０９内に挿通される部位を被覆する熱収縮チューブは、変形量が大きく比較的損傷が生じやすい。例えば、従来のように、一つの熱収縮チューブによって駆動機構部全体を被覆する構成である場合には、熱収縮チューブに孔が生じた場合に、駆動機構部内の水密を保つことができなくなる。しかし、本実施形態では、例えば第２熱収縮チューブ５６に孔が生じたとしても、連結部３０ｃの水密は、第１熱収縮チューブ５５及び第３熱収縮チューブ５７によって確保される。

特に、連結パイプ５１の基端と第２アウターチューブ４２の基端との固定部は、カシメ固定によるものであることから、ここから湿気が連結部３０ｃ内部に浸入しやすい構成である。しかし、この湿気の浸入しやすい部位は、湾曲部１０９内に配設されない、損傷が生じにくい第３熱収縮チューブ５７によって被覆されているため、連結部３０ｃの水密を確実に保つことが可能である。

以上に説明したように、本実施形態の撮像ユニット１は、レンズ鏡筒部２０と、レンズ鏡筒部２０の側部に配設された駆動機構部３０を備えて構成されている。そして、本実施形態では、レンズ鏡筒部２０と駆動機構部３０との間に隙間が形成されている。

より具体的には、駆動機構部３０の保持部２１ｃよりも基端側は、光軸Ｏ方向に基端側に向かって延出する略円柱形状である。そして、駆動機構部３０のこの円柱形状の基端側への延出部の外径は、第２熱収縮チューブ５６の存在によって多少大きくなるものの、連結部３０ｃに至るまで略同一である。一方、レンズ鏡筒部２０の保持部２１ｃよりも基端側におけるシールド枠１５は、湾曲部１０９や可撓管部１０８の中の内蔵物との干渉を避けるため、基端側に向かうにつれて細径となる。この傾向は、撮像素子１２や回路基板１４の小型化によってより顕著となる。

このため、基端側に向かうにつれて細径となるシールド枠１５と、基端側に向かって略同一の外径で直線状に延出する駆動機構部３０との間には、隙間が生じる。より具体的には、シールド枠１５と駆動機構部３０との間に生じる隙間は、基端側に向かうほど広くなる。

本実施形態の撮像ユニット１では、このシールド枠１５と駆動機構部３０との間に生じる隙間に接着剤６０を充填している。そして、接着剤６０は、先端側と基端側との間で硬化時の硬度に違いを持たせ、先端側よりも基端側の硬度が低くなるように構成されている。

ここで、接着剤６０の硬度を先端側よりも基端側のほうが低くなるようにするための構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、隙間の先端側に硬化時の硬度が比較的高い高硬度接着剤６０ａを充填し、隙間の基端側に高硬度接着剤６０ａよりも硬化時の硬度が低い低硬度接着剤６０ｂを充填している。なお、異なる硬度を有する接着剤の種類は２種類に限らず、３種類以上であってもよい。

言い換えれば、本実施形態では、シールド枠１５と駆動機構部３０との間に生じる隙間を、レンズ鏡筒部２０の側面部から延出する駆動機構部３０の根本に近い場所であるほど硬度が高くなる接着剤６０によって充填し、レンズ鏡筒部２０と駆動機構部３０とを固定している。

以上に説明した本実施形態の撮像ユニット１によれば、レンズ鏡筒部２０の側面部から延出する駆動機構部３０の根本に近い隙間を高硬度接着剤６０ａによって充填することにより、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０を、所定の位置に位置ずれすることなく強固に固定することができる。

そして、図７の矢印Ｆで示すように、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０の基端側を移動させるような力が加えられた場合には、隙間の基端側に充填された硬度が低く比較的柔軟な低硬度接着剤６０ｂが、剥離することなく駆動機構部３０の基端側の移動に追従して変形する。この低硬度接着剤６０ｂの変形によって、駆動機構部３０の基端側の移動により高硬度接着剤６０ａに加えられる力は緩和される。

例えば、内視鏡１０１の組み立て時に、撮像ユニット１を、保持部１１１の貫通孔１１１ａ内に挿入する作業を行う場合、作業者が撮像ユニット１を把持することによって、図７の矢印Ｆで示すような、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０の基端側を移動させるような力が撮像ユニット１に加えられるおそれがある。しかし、本実施形態によれば、低硬度接着剤６０ｂの変形によって力が緩和され、かつ高硬度接着剤６０ａによってシールド枠１５と駆動機構部３０との固定部が強固に固定されていることから、高硬度接着剤６０ａの剥離や、固定枠２１の保持部２１ｃとガイドパイプ３３を固定している接着部の破壊を防止することができる。

このような本実施形態に対し、例えば、比較的硬度が高く、かつ硬度が一様な接着剤によって、シールド枠１５と駆動機構部３０との間に生じる隙間を充填する場合には、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０の基端側を移動させるような力が撮像ユニット１に加えられた場合に、接着剤が変形せずに基端側から剥離してしまう。また例えば、比較的硬度が低く、かつ硬度が一様な接着剤によって、レンズ鏡筒部２０と駆動機構部３０との間に生じる隙間を充填する場合には、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０の基端側を移動させるような力が撮像ユニット１に加えられた場合に、接着剤全体が変形してしまい、レンズ鏡筒部２０に対して駆動機構部３０が移動してしまうため、固定枠２１の保持部２１ｃとガイドパイプ３３を固定している接着部が破壊されたり、保持部２１ｃが破壊されてしまう。

また、一般に、高硬度の接着剤は、硬化前の粘度が低く流動性が高いことから、幅の広い隙間に充填し硬化させることは比較的難しい。本実施形態では、高硬度接着剤６０ａが充填される箇所は、隙間の幅が狭いため、容易に作業を行うことができる。

なお、以上に説明した実勢形態では、異なる硬度を有する複数種類の接着剤を用いることによって、レンズ鏡筒部２０と駆動機構部３０との間に生じる隙間に充填する接着剤６０の硬度を基端側に向かうにつれて低くする構成としているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、接着剤６０を、硬化温度によって硬化後の硬度が変化する形態のものとすれば、１種類の接着剤によって隙間を充填し、先端側と基端側とで硬化温度に変化をつけて硬化させることによって、本発明を実現できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内視鏡用撮像ユニットもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本出願は、２０１２年３月６日に日本国に出願された特願２０１２−４９４６３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (3)

1. 先端側に配設された可動レンズを含む対物レンズ、及び前記対物レンズの基端側に配設された撮像素子を保持するように構成され、前記可動レンズを保持して進退移動可能な可動レンズ保持枠を含むレンズ鏡筒部と、
   前記レンズ鏡筒部の側面部に配設され、前記可動レンズ保持枠を駆動する駆動機構部と、
   を有してなる内視鏡用撮像ユニットであって、
   前記レンズ鏡筒部の側面部に設けられ、前記駆動機構部を位置決めして保持するように構成された保持部を有し、
   前記駆動機構部は、前記保持部から基端側において、前記レンズ鏡筒部との間に隙間を有した状態で基端方向へ延出する形状を有しており、
   前記レンズ鏡筒部と前記駆動機構部との隙間には、先端側に対し基端側が硬度が低くなるように硬度に違いを持たせた接着剤が充填されていることを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
2. 前記硬度の違いを持たせた接着剤は、硬度が異なる複数の接着剤からなることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用撮像ユニット。
3. 前記硬度の違いを持たせた接着剤は、単一種類の接着剤で硬度に変化を持たされた接着剤であることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡用撮像ユニット。

Images