JP3757660B2

JP3757660B2 - Endoscope with objective lens moving mechanism

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Publication number: JP3757660B2
Application number: JP02345299A
Authority: JP
Inventors: 尚武三森
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2019-02-01
Also published as: JP2000221414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用等として用いられる内視鏡の挿入部に設けられ、観察部を構成する対物光学系において、観察深度、結像倍率、視野角等のうちの少なくとも１つを可変にするために、対物光学系を構成する少なくとも１個のレンズを遠隔操作により光軸方向に移動させるようにした対物レンズ移動機構付き内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療用等として用いられる内視鏡は、一般に、術者が手で把持して操作する本体操作部に体腔内への挿入部及び光源装置等に着脱可能に接続されるユニバーサルコードを連設して設けることにより大略構成される。挿入部は、その構造及び機能上、先端側から先端部本体，アングル部及び軟性部から構成され、軟性部は本体操作部への連設部側から大半の長さを有するもので、挿入経路に沿って任意の方向に曲がる構造となっている。先端部本体には、その先端面に照明部，観察部等が設けられると共に、鉗子等の処置具を導出させる処置具導出部が開口している。アングル部は本体操作部側からの遠隔操作で湾曲させることにより、先端部本体を任意の方向に向けることができるようになっている。
【０００３】
以上のように、先端部本体には少なくとも照明部と観察部とが設けられるが、照明部には光学繊維束からなるライトガイドの出射端が臨んでおり、このライトガイドは挿入部から本体操作部を経てユニバーサルコード内にまで延在される。また、観察部には対物光学系が装着されるが、電子内視鏡として構成した場合には、この対物光学系における結像位置に固体撮像素子が配置される。ここで、観察部は、通常、先端部本体の縦断面におけるほぼ中心位置に配置され、照明部はこの観察部に近接した位置に１乃至複数箇所設けられる。これによって、挿入部の概略中心位置に観察視野が形成され、またこの観察視野を中心とした視野範囲の全体に照明光が照射される。とりわけ、挿入部の先端にフードを装着した時に、観察視野がこのフードによりけられるのを最小限に抑制できる。
【０００４】
観察部に設けられる対物光学系としては対物レンズ群を備えているが、この対物レンズ群は複数枚のレンズで構成される。観察部位や治療の目的等によっては観察対象部に対する焦点深度や、結像倍率、さらに視野角等を変化させるようにするのが望ましい。そこで、対物レンズ群のうちの１乃至複数枚のレンズを光軸方向に移動可能な可動レンズとなし、この可動レンズを移動させることにより焦点深度、結像倍率、視野角等を調整できるように構成したものは従来から知られている。このためには、先端部本体に固定的に保持されるレンズは固定レンズ枠に設け、また可動レンズを可動レンズ枠に装着して、この可動レンズ枠を固定レンズ枠内に配置して、この固定レンズ枠をガイドとして可動レンズ枠を光軸方向に移動させるように構成する。
【０００５】
可動レンズを光軸方向に移動させるための駆動手段としては、例えば圧電素子や形状記憶合金、さらには人工筋肉等を用いることが提案されているが、通常は制御ケーブルを用い、この制御ケーブルの先端を可動レンズに連結し、かつその基端部を本体操作部内にまで延在させるようになし、この制御ケーブルを遠隔操作により可動レンズを光軸方向に移動させるように構成される。そして、制御ケーブルの具体的な構成としては、可撓性のあるスリーブ内に伝達部材を挿通させたものとするが、伝達部材としては、押し引き操作用のワイヤか、または回転駆動用のフレキシブルシャフトが用いられる。
【０００６】
ここで、制御ケーブルにおける伝達部材の構成としては、可動レンズを直接押し引き操作するワイヤより、回転力を直進動に変換するフレキシブルシャフトを用いる方が制御性が良好となる。つまり、伝達部材をワイヤで構成した場合は、引っ張り方向では可動レンズに駆動力を与えることができるが、ワイヤを押し出す方向においては、可動レンズを駆動することができないので、ばね等の付勢手段を可動レンズに作用させて、この可動レンズを常に最先端側に向けて付勢しておき、ワイヤはこの付勢力に抗して引っ張ることにより可動レンズを変位させるように構成しなければならない。従って、可動レンズをその可動ストロークにおける最先端位置以外の位置に保持しようとすると、ワイヤに対して常に張力を持たせた状態に保持しなければならない。このように、ワイヤに張力を作用させた状態では、先端部本体に連設したアングル部を湾曲させることができないか、可動レンズの位置が変化してしまうというように、可動レンズの操作性が悪くなるだけでなく、ワイヤの伸びの問題や、ばねの設置スペース等、構成上及び作動上で種々の難点がある。
【０００７】
これに対して、フレキシブルシャフトは金属線材を密着コイル状に巻回したものから構成され、このフレキシブルシャフトの先端にねじ軸を設け、このねじ軸を軸支部材に回転自在に支持させると共に、可動レンズを装着した可動レンズ枠にナット部を連結して設けて、このナット部をねじ軸に螺合させるように構成したものである。このフレキシブルシャフトを用いると、可動レンズをいずれかの方向に付勢する必要がないことから、可動レンズを任意の位置に保持できるようになり、しかも密着コイルからなるフレキシブルシャフトはその駆動時には実質的に剛体的な回転軸として機能することから、可動レンズの位置制御を厳格に行うことができる。しかも、フレキシブルシャフトに対する駆動力を解除すると、可動レンズは所定の位置に保持され、かつフレキシブルシャフトは曲げ方向に可撓性を持った状態に復帰するので、可動レンズを任意の位置に配置した状態でアングル操作等を行うことができる。従って、フレキシブルシャフトを用いる方が可動レンズの操作性等の観点から極めて有利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内視鏡の挿入部は、体腔内における狭窄な部位や複雑に曲がったり分岐したりする経路を通って挿入されることから、その挿入操作を容易にし、かつ挿入時における患者の苦痛を軽減するには、挿入部全体を細くする必要があり、しかも先端における硬質部分をできるだけ短くしなければならない。また、先端部本体を所望の方向に向けるために設けたアングル部を湾曲させるアングル操作も、できるだけ軽い負荷で、操作に対する追従性も良好にする必要がある。
【０００９】
制御ケーブルを構成するスリーブ及びフレキシブルシャフトの先端は、それぞれ軸支部材及びねじ軸に連結されるが、これらの連結は先端の硬質部分の内部で行わなければならない。挿入部の先端における硬質部分は、先端部本体と、この先端部本体に連結したアングル部を構成するアングルリングのうちの最先端に位置する先端リングの端部、つまり先端リングとその次に位置するアングルリングとの枢着位置までである。この挿入部における先端の硬質部分の長さを短くすると、制御ケーブルの先端連結位置がアングル操作時に湾曲する部位に極めて近い位置となる。この結果、制御ケーブルを構成するスリーブの可撓端位置が硬質部材である軸支部材の連結部及びその近傍となり、またフレキシブルシャフトの可撓端位置もやはり硬質部材であるねじ軸への連結部及びその近傍となる。
【００１０】
また、アングル操作の容易性の観点から、制御ケーブルはアングル部内では、曲げ方向に対してできるだけ可撓性を大きくする必要がある。しかしながら、フレキシブルシャフトは回転伝達を行うことから、この回転力を確実に、しかも効率的に伝達するには、このフレキシブルシャフトを構成する密着コイルの線径をある程度は太くなり、かつコイル径もあまり小さくできず、従ってフレキシブルシャフトにおける曲げ方向の可撓性を持たせるには限度がある。この条件下で、制御ケーブル全体を曲げ方向により可撓性を有するものとするには、スリーブをできるだけ柔軟なものにしなければならない。この結果、スリーブとフレキシブルシャフトとでは、曲げ方向における可撓性に差が生じることになる。
【００１１】
アングル部は、例えば１８０°乃至それ以上の角度で湾曲するようになっている。前述したように、制御ケーブルを構成するスリーブの軸支部材への連結部及びフレキシブルシャフトのねじ軸への連結部、つまり可撓端位置は、先端の硬質部分から湾曲する部分に極めて近い位置にあり、剛性の度合いが高いフレキシブルシャフトは、そのねじ軸への連結部から緩やかに曲がるようになるのに対して、より柔軟なスリーブは軸支部材への連結部から急激に曲がるようになる。この曲がりに差がある状態でフレキシブルシャフトを回転させると、このフレキシブルシャフトがスリーブに強力に押し付けられ、その間の摩擦力が大きくなって回転に対する抵抗が大きくなるだけでなく、スリーブが早期に摩耗する可能性があるという不都合が生じる。特に、体腔内で観察視野を変える際には、アングル部を一方向、通常はアップ方向に湾曲させる頻度が最も高いことから、フレキシブルシャフトのスリーブに摺接位置が偏る結果、スリーブが部分的に大きく摩耗する可能性があり、その耐久性が劣るという問題点もある。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アングル部を湾曲させた状態で可動レンズを駆動する際に、フレキシブルシャフトとスリーブとの間における摩擦が生じるのを抑制することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、挿入部の先端部本体に、固定レンズ枠に装着した固定レンズと、この固定レンズ枠の内面に対して摺動する可動レンズ枠に装着した少なくとも１個の可動レンズとを有する対物光学系を設けた内視鏡であって、前記可動レンズ枠にナット部を連結して設け、このナット部にねじ軸を螺挿すると共に、このねじ軸を軸支部材により回転自在に支承させ、この軸支部材に連結したスリーブ内に前記ねじ軸に連結したフレキシブルシャフトを挿通させて、このフレキシブルシャフトを軸回りに回転させることにより前記可動レンズを遠隔操作により光軸方向に移動させる構成となし、かつ前記スリーブの前記軸支部材への連結部の可撓端位置を、前記フレキシブルシャフトの前記ねじ軸への連結部の可撓端位置より前記挿入部の基端側に配置する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１４】
ここで、スリーブと軸支部材との連結部と、フレキシブルシャフトとねじ軸との連結部との位置をずらせるためには、例えばスリーブと軸支部材との間を硬質の連結筒体を介して連結するようになし、しかもフレキシブルシャフトのねじ軸との連結による可撓端位置をこの連結筒体の基端部の内側に位置させる構成とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
そこで、以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、固体撮像素子を用いた電子内視鏡として構成し、かつ対物光学系の光軸をプリズムで９０°曲げるようにしたものとして説明するが、対物光学系の結像位置にイメージガイドを配置した光学式内視鏡にも適用でき、また固体撮像素子を用いたものであっても、プリズムを組み込まないタイプの電子内視鏡にも適用できるものである。
【００１６】
まず、図１に内視鏡の全体の概略構成を示す。同図から明らかなように、内視鏡１は、本体操作部２に体腔内等への挿入部３を連設し、かつこの本体操作部２からユニバーサルコード４を引き出すことにより大略構成されるものである。本体操作部２に連設した挿入部３は、その機能及び構造上、先端側から順に、先端部本体３ａ，アングル部３ｂ及び軟性部３ｃとに分かれている。
【００１７】
先端部本体３ａは、硬質の部材からなり、その先端面には、図２に示したように、照明部１０，観察部１１，処置具導出部１２，洗浄ノズル１３が設けられ、さらにジェット送水部１４が開口している。なお、図示した照明部１０としては、観察部１１を囲むように３箇所設ける構成としているが、この照明部１０は任意の数だけ設ければ良く、またジェット送水部１４は必ずしも設ける必要はない。アングル部３ｂは、先端部本体３ａを所望の方向に向けるべく、本体操作部２に設けたアングルノブ５により上下，左右の各方向に湾曲操作できるようになっている。さらに、軟性部３ｃは挿入部３の大半の長さを占めるもので、この軟性部３ｃは曲げ方向に可撓性があり、かつ耐潰性を有する構造となっており、従って挿入経路に沿って任意の方向に曲がることになる。
【００１８】
図３に挿入部３の先端側の部分の断面を示す。この図から明らかなように、先端部本体３ａは、例えば金属製の本体ブロック２０を有し、この本体ブロック２０には所要箇所に軸線方向に貫通する透孔が形成されている。そして、本体ブロック２０の先端面には絶縁キャップ２１が装着されて、止めねじ２２により本体ブロック２０に固定されている。アングル部３ｂは、多数のアングルリング２３を枢着ピン２４により順次枢着した節輪構造となっており、アングルリング２３からなる節輪構造体の外周には金属ネットとフッ素ゴム，ＥＰＤＭ，ウレタンゴム等からなる外皮層とを含むカバー部材２５が設けられる。さらに、アングル部３ｂの内部から軟性部３ｃに向けて４本の操作ワイヤ２６が延在されており、これら操作ワイヤ２６は上下と、左右とでそれぞれ対をなし、上下の対の操作ワイヤの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部３ｂは上下方向に湾曲し、また左右の対の操作ワイヤの一方を引っ張り、他方を繰り出すと、アングル部３ｂは左右方向に湾曲する。
【００１９】
アングル部３ｂは、上下及び左右に湾曲操作されるものであるが、このようにアングル部３ｂを湾曲させるのは、先端部本体３ａを所望の方向に向けるためである。これによって、挿入部３を曲がったり、分岐したりする挿入経路において、先端部本体３ａを所望の方向に向けるためであり、この場合には特に湾曲方向における指向性はない。また、挿入部３が体腔内における観察乃至診断を行う位置に配置された時において、観察視野の方向を変える際にも、アングル部３ｂを湾曲操作する。この観察方向を変えるためのアングル操作時には、上下方向、特にアップ方向への湾曲の頻度が最も高く、かつこの方向への湾曲度合いも、例えば１８０°乃至それ以上というように、極めて大きな湾曲角で湾曲される。
【００２０】
また、アングル部３ｂを構成する多数連結されたアングルリング２３のうちの最先端に位置する先端リング２３ａは本体ブロック２０に連結されている。従って、挿入部３においては、絶縁キャップ２１の先端面から、アングル部３ｂのうちの先端リング２３ａとそれに枢着される他のアングルリング２３との枢着部の位置までが硬質部分となっている。
【００２１】
照明部１０は、周知のように、ライトガイドに伝送される照明光を体腔内に向けて照射するものであり、この照明光下で体腔内を観察することができる。この体腔内の観察は観察部１１により行うが、この観察部１１は挿入部３の先端部本体３ａの先端面において、概略その中心位置に配置されている。これによって、挿入部３の中心位置が観察視野の中心とほぼ一致することなり、この挿入部３の体腔内への挿入操作等の点で有利であると共に、例えば先端部本体３ａにフードを被着させた場合等においては、観察視野のけられが最小限に抑制される。このように、先端部本体３ａの先端に設けた観察部１１の構成について図４乃至図７に基づいて説明する。
【００２２】
まず、図４において、３０は対物光学系を構成するレンズアセンブリであり、このレンズアセンブリ３０は本体ブロック２０に設けた観察部取付部１１ａ（図３参照）に設けた対物光学系を構成するレンズアセンブリ３０を有し、このレンズアセンブリ３０は対物レンズ群３１を備えたものであり、この対物レンズ群３１からの光路はプリズム３２により９０°下方に向けて曲げられるようになっている。そして、対物レンズ群３１の結像位置にはプリズム３２に接合させた固体撮像素子３３ａとその基板３３ｂとからなる固体撮像素子アセンブリ３３が配置されている。また、対物レンズ群３１とプリズム３２との間には所望の特性を有するフィルタ３４が設けられ、さらにこれらに加えて絞り（図示せず）等が設けられる。
【００２３】
図５及び図６からも明らかなように、対物レンズ群３１を構成する一部（１個または複数個）のレンズ３１ａは、光軸方向に移動可能な可動レンズで、残りのレンズ３１ｂは固定レンズとなっている。固定レンズ３１ｂは固定レンズ枠を構成するレンズ支持枠３５に固定的に装着され、このレンズ支持枠３５はプリズム３２の表面に接合されている。また、可動レンズ３１ａは可動レンズ枠３６に装着されて、この可動レンズ枠３６をレンズ支持枠３５の内面に沿って摺動させることによって、可動レンズ３１ａが光軸方向に移動することになる。
【００２４】
可動レンズ３１ａと固定レンズ３１ｂとの光軸を正確に一致させるために、可動レンズ３１ａを設けた可動レンズ枠３６はレンズ支持枠３５内において、光軸方向には移動可能で、それ以外の方向、つまり光軸と直交する方向及び倒れ方向には固定的に保持されている。しかも、光軸方向に移動する際の摺動抵抗を最小限に抑制するために、可動レンズ枠３６の外周面の少なくとも２箇所に摺接面部３６ａが形成されて、この摺接面部３６ａだけをレンズ支持枠３５の内面に当接させることによって、可動レンズ枠３６とレンズ支持枠３５との間の接触面積を少なくしている。而して、図示のものにあっては、摺接面部３６ａは２箇所設けられ、それらは相互に１８０°の位置関係にあり、しかも円周方向に所定の幅を持っている。また、可動レンズ枠３６にはアーム部３７が連設されており、このアーム部３７はレンズ支持枠３５に光軸方向に向けて設けたスリット３５ａを介して外部に導出され、その先端部にはナット部３８が連設されている。ここで、アーム部３７の幅方向の寸法はスリット３５ａの溝幅とほぼ一致しており、これにより可動レンズ枠３６の回転方向の動きが規制される。
【００２５】
以上の構成により、可動レンズ枠３６は光軸方向以外の動きがほぼ完全に規制される。そして、このナット部３８をねじ軸４０に沿って光軸と平行な方向に移動させることによって、可動レンズ枠３６が光軸方向に移動することになる。このように、可動レンズ３１ａを光軸方向に移動可能としたのは、観察深度、結像倍率、視野角等のうちの少なくとも１つを可変にするためのものである。
【００２６】
可動レンズ３１ａは本体操作部２側での遠隔操作により移動可能となっている。このために、レンズ支持枠３５には突出部３５ｂが連設されており、この突出部３５ｂには概略筒状に形成した軸支部材３９が連設されている。ここで、軸支部材３９は可動レンズ枠３６の駆動手段を保持する支持部として機能する。駆動手段は、アーム部３７の先端に連設したナット部３８と、ねじ軸４０とを備え、またねじ軸４０を回転駆動するための制御ケーブル４１とから構成される。ねじ軸４０はねじ杆部４０ａと回転軸部４０ｂとからなり、回転軸部４０ｂは軸支部材３９に穿設した挿通孔３９ａに回転自在に移動不能に挿嵌されている。また、ねじ杆部４０ａは軸支部材３９から所定の長さ前方に向けて所定の長さ突出しており、ナット部３８はこのねじ杆部４０ａの突出部分に螺合されている。
【００２７】
制御ケーブル４１は可撓性を有するスリーブ４２内に２重の密着コイルからなるフレキシブルシャフト４３を挿通させたものから構成される。フレキシブルシャフト４３の先端は連結部材４４によりねじ軸４０に連結されている。この連結部材４４は、フレキシブルシャフト４３の先端部が挿嵌されて、ハンダ付けや鑞付け等で固定される筒体部４４ａに、ねじ軸４０に螺挿されるねじ杆部４４ｂで構成され、ねじ杆部４４ｂはねじ軸４０に螺挿された上で、接着剤等で固定される。従って、フレキシブルシャフト４３の可撓端は筒体部４４ａの基端部となる。一方、スリーブ４２の先端は軸支部材３９の基端部に螺合した接続リング４５に挿嵌されて、接着等の手段で固着されると共に、このスリーブ４２の外周側には締め付けリング４６を嵌合させて、接着剤等を用いて固着することにより固定されている。従って、スリーブ４２の可撓端は接続リング４５及び締め付けリング４６の基端部の位置となる。なお、接続リング４５と締め付けリング４６との端部位置が異なる場合には、より基端側に位置する部材の端部位置がスリーブ４２の可撓端位置となる。
【００２８】
フレキシブルシャフト４３の基端部をスリーブ４２内で軸回りに回転させると、その回転力がねじ軸４０にまで伝達されて、このねじ軸４０が回転して、ナット部３８及びそれに連結した可動レンズ枠３６が移動する。そして、この間にねじ軸４０が軸線方向に動かないように固定するために、連結部材４４の外径は挿通孔３９ａの孔径より大きくなっており、またねじ軸４０の回転軸部４０ｂにはフランジ部４０ｃが形成されて、連結部材４４とフランジ部４０ｃとは挿通孔３９ａの前後の端面に当接している。
【００２９】
制御ケーブル４１は挿入部３から本体操作部２内に延在されており、そのフレキシブルシャフト４３の基端部は回転軸４７に連結され、またスリーブ４２の基端部は本体操作部２のケーシング等に固定的に保持される。回転軸４７には従動ギア４８が連結して設けられ、この従動ギア４８にはモータ４９の出力軸に設けた駆動ギア５０と噛合しており、モータ４９により駆動ギア５０を回転駆動すると、従動ギア４８がそれに追従して回転することになる結果、回転軸４７及びそれに連結したフレキシブルシャフト４３が軸回りに回転して、このフレキシブルシャフト４３に連結したねじ軸４０が遠隔操作により回転駆動されて、可動レンズ３１ａが光軸方向に移動することになる。
【００３０】
而して、可動レンズ３１ａが図４に示した結像側位置に配置されると、結像倍率が小さく、かつ視野角が広くなる。また、図６に示した被写体側位置では、結像倍率が大きくなると共に視野角が狭くなる。しかも、可動レンズ３１ａのこれら各位置での焦点深度も変化することになり、被写体側位置では焦点深度が浅くなる。この可動レンズ３１ａの駆動機構としては、制御ケーブル４１と、この制御ケーブル４１のフレキシブルシャフト４３に連結して設けたねじ軸４０と、可動レンズ３１ａに連結して設けられ、ねじ軸４０と螺合するナット部３８とから構成される。また、可動レンズ３１ａを図４の結像側位置と図６の被写体側位置との両ストローク端位置で位置決めするために、ねじ軸４０には、その軸線方向における前後に一対のストッパリング５１，５２を設ける構成としている。従って、可動レンズ３１ａはストッパリング５１，５２をストローク端として往復移動できるようになる。
【００３１】
前述したように、フレキシブルシャフト４３の回転駆動はモータ４９により行うが、このモータ４９を作動させるために、図１に示したように、本体操作部２にはモータ制御手段５が設けられている。従って、このモータ制御手段５を操作することによって、モータ４９を正転または逆転させる。ここで、可動レンズ３１ａを結像側位置と被写体側位置との２位置に位置決めすれば良い場合には、モータ制御手段５としては、押しボタンで構成できる。ただし、結像倍率と焦点調整との関係で、可動レンズ３１ａを前述した２位置の中間の位置においても、所定の位置に位置決め配置できるようにするのが望ましい。特に、結像倍率の大きい被写体側で微調整できるようになっていると、被写体との距離等に応じて、所望の倍率で、鮮明な画像を得ることができる。この場合には、モータ制御手段５を、例えばトグルスイッチで構成すれば良い。トグルスイッチは、一方側に倒すように操作すると、可動レンズ３１ａは結像側に向けて変位し、しかも操作を継続する限り、可動レンズ３１ａが移動する。また、他方側に倒すように操作すれば、可動レンズ３１ａは被写体側に向けて変位し、かつ操作を解除すれば、その位置で可動レンズ３１ａが停止するようになる。
【００３２】
以上のように、制御ケーブル４１を操作してねじ軸４０を回転させることにより可動レンズ３１ａを移動させるが、この可動レンズ３１ａは常に対物レンズ群３１全体の光軸に沿って、つまり固定レンズ３１ｂと光軸が一致した状態を保つようにしなければならない。可動レンズ枠３６の摺接面部３６ａをレンズ支持枠３５の内面に沿って摺動させるのはこのためであり、従って２箇所設けられる摺接面部３６ａは共にレンズ支持枠３５に対して実質的に面接触状態とする。また、可動レンズ３１ａが移動中にみだりに回転方向に変位しないように保持する必要もあり、このためにアーム部３７は、その幅方向において、つまり回転方向において、レンズ支持枠３５のスリット３５ａに対してほぼ隙間のない状態にして挿通されている。その結果、可動レンズ３１ａは極めて正確に位置決めされ、光軸方向以外の動きはほぼ完全に規制される。
【００３３】
而して、可動レンズ３１ａの移動は挿入部３を体腔内に挿入した状態で行われる。例えば、体腔管の内部を視野に入れる場合や、臓器内に配置した状態で、この臓器の広い範囲を視野に入れる場合には、可動レンズ３１ａを図４に示した結像側に位置させて、結像倍率は小さいが、視野範囲を大きくする。また、体腔内壁に近接した位置で、この体腔内壁の状態を精査する際には、図６に示した被写体側に位置させ、結像倍率を大きくする。しかも、可動レンズ３１ａを被写体側に位置させて、高倍率で観察を行う際には、視野範囲が狭くなるので、視野の方向を変える際には、適宜アングル部３ｂを操作して、先端部本体３ａを所望の方向に向ける。さらに、観察部１１と被写体である体腔内壁との距離等によっては、可動レンズ３１ａを被写体側のストローク端位置ではなく、その近傍位置に配置する。
【００３４】
これらの操作は、モータ制御手段５を操作して、モータ４９を正転または逆転させることにより行う。この操作はアングル部３ｂが真直ぐな状態だけでなく、アングル部３ｂが湾曲していたとしても行える。アングル部３ｂが湾曲していると、制御ケーブル４１はこのアングル部３ｂの角度に追従して湾曲する。そこで、モータ４９が作動すると、密着コイルからなるフレキシブルシャフト４３は、曲がった状態のまま、相互に密着して剛体の状態になり、このフレキシブルシャフト４３が軸回りに回転して、その先端にまで確実に回転力が伝達されて、ねじ軸４０が回転することになる。この結果、回転方向には固定的に保持されている可動レンズ枠３６が光軸方向に移動して、可動レンズ３１ａが所望の位置に変位する。この後に、モータ４９の作動を停止させると、ねじ軸４０に対する駆動力が失われて、可動レンズ枠３６はその位置に保持される。一方、フレキシブルシャフト４３は元の曲げ方向に可撓性を有する状態に復帰する。
【００３５】
ここで、挿入部３の操作性を向上させるため等の観点から、この挿入部３における先端部分の硬質部分の長さを短縮するが、その結果フレキシブルシャフト４３及びスリーブ４２の可撓端位置がアングル部３ｂの湾曲する部位の近傍となる。また、制御ケーブル４１における回転力の伝達を確実に行わせ、かつその曲げ方向の可撓性を向上させるために、スリーブ４２を柔軟な部材で構成する。この結果、スリーブ４２とフレキシブルシャフト４３との間に硬さの差が大きくなってしまう。それにも拘らず、アングル部３ｂを湾曲させた状態でのフレキシブルシャフト４３からの回転力を円滑かつ確実にねじ軸４０に伝達でき、フレキシブルシャフト４３とスリーブ４２との摩擦を最小限に抑制するために、次のような構成を採用している。
【００３６】
而して、スリーブ４２の可撓端位置は接続リング４５及び締め付けリング４６の端部であり、フレキシブルシャフト４３側においては、連結部材４４の筒体部４４ａの端部までが固定であり、その基端位置が可撓端位置となる。ここで、フレキシブルシャフト４３の方が曲げに対する抵抗が大きく、スリーブ４２はそれより柔軟なものであり、曲げに対する抵抗の違いから、可撓端位置近傍での曲がりの度合いに差が生じ、フレキシブルシャフト４３は固定部である筒体部４４ａの端部から緩やかに曲がるが、接続リング４５及び締め付けリング４６の端部で急激に曲がることになる。
【００３７】
今、図７に示したように、固定部から連結部材４４の筒体４４ａの端部と、接続リング４５及び締め付けリング４６の端部とが同じ位置であり、スリーブ４２とフレキシブルシャフト４３との可撓端位置が一致しており、しかもこれらの可撓端位置が挿入部３の先端における硬質部分とアングル部３ｂが湾曲する部分との移行位置乃至その近傍に配置されていたとすると、制御ケーブル４１が曲がった時に、スリーブ４２とフレキシブルシャフト４３との曲率の差から、図７にＣ部で示したように、フレキシブルシャフト４３がスリーブ４２の内面と接触することになり、硬さの差が大きくなればなるほど、強い押し付け力で圧接され、しかもフレキシブルシャフト４３は回転時には実質的に剛体となる。この結果、スリーブ４２内でフレキシブルシャフト４３を回転させた時には、その間に大きな摺動抵抗が生じて、フレキシブルシャフト４３の回転の円滑性が損なわれ、かつスリーブ４２の内面が摩耗することになる。特に、アングル部３ｂはアップ方向に曲げられる頻度が高く、しかも湾曲角は極めて大きいことから、この方向における摩耗の度合いが最も高く、従ってスリーブ４２に偏摩耗が生じる。
【００３８】
以上の点から、アングル部３ｂを湾曲させた時に、スリーブ４２及びフレキシブルシャフト４３の可撓端位置では曲げ力が作用しないようにすれば、つまり図８に示したように、先端における硬質部分をＨの位置までとして、アングル部３ｂが曲がる位置は可撓端位置からＬだけ離れた位置とすれば、フレキシブルシャフト４３だけでなく、スリーブ４２もなだらかに曲がることから、フレキシブルシャフト４３の回転時にスリーブ４２の内面とは接触しないか、または接触してもあまり大きな押し付け力が作用しない。従って、フレキシブルシャフト４３の回転の円滑性が確保され、またスリーブ４２の内面が摩耗するのを抑制できる。ただし、先端における硬質部分の長さが長くなると、挿入部３の体腔内への挿入操作に支障を来し、また患者の苦痛も大きくなる。
【００３９】
以上のことから、本発明においては、図４及び図６からも明らかなように、連結部材４４における筒体部４４ａの端部の位置と、接続リング４５及び締め付けリング４６の端部（これらは同じ位置でない場合には、より基端側に張り出している部材の端部）の位置とを違え、筒体部４４ａをより先端側に位置させるように構成している。この結果、曲げに対する抵抗の大きいフレキシブルシャフト４３はより先端側から曲がり始め、曲げに対する抵抗が小さく、より柔軟に曲がるスリーブ４２の曲がり始めの位置がより基端側になって、スリーブ４２が曲がり始める位置では、フレキシブルシャフト４３は既にある程度曲がっている。その結果、両者における曲がり度合いの差にバランスが取れるか、または少なくともその差が著しく抑制されて、図９に示したように、フレキシブルシャフト４３はスリーブ４２の内面に対して非接触状態、または接触していたとしても、ほとんど押し付け力が生じない程度となる。このような構成を採用することによって、フレキシブルシャフト４３の回転時における摩擦抵抗が抑制されて、円滑な回転が可能となり、またスリーブ４２の内面が摩耗するのを抑制できる。
【００４０】
ところで、接続リング４５及び締め付けリング４６を挿入部３の基端側にまで延在させると、その分だけ先端における硬質部分の長さが長くなる。しかしながら、スリーブ４２は可撓性を持たせる関係から、樹脂製のものから構成され、接続リング４５及び締め付けリング４６は強度の点等から金属で形成されるものであり、その間に連結強度を保つには、所定の嵌合長が必要である。これに対して、フレキシブルシャフト４３は金属線材から形成されているので、連結部材４４を金属で形成することによって、ハンダ付けや鑞付け等といった強固な固定手段を採用できることから、あまり嵌合長を長くしないでも高い固定性が得られる。従って、接続リング４５及び締め付けリング４６をスリーブ４２との連結強度を十分に持たせる長さとなし、連結部材４４の筒体部４４ａを図９にＳで示した寸法分だけ短縮すれば、曲げに対する抵抗の違いに基づく曲がり度合いの差を有効に補正し、なおかつ挿入部３における先端の硬質部分の長さを格別長くする必要もなく、またフレキシブルシャフト４３の連結部材４４への連結強度が低下することもない。
【００４１】
而して、接続リング４５及び締め付けリング４６の端部位置と、連結部材４４における筒体部４４ａの端部位置との差をどの程度に設定するかについては、スリーブ４２とフレキシブルシャフト４３との曲げ方向における抵抗の差、及びアングル部３ｂの最大湾曲角等に応じて適宜設定すれば良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、アングル部を湾曲させた状態で可動レンズを駆動する際に、フレキシブルシャフトとスリーブとの間における摩擦が生じるのを抑制できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す内視鏡の概略構成図である。
【図２】図１の内視鏡の挿入部の先端面を示す外観図である。
【図３】挿入部の先端近傍の縦断面図である。
【図４】観察部の可動レンズの駆動機構を示す縦断面図である。
【図５】レンズアセンブリの分解斜視図である。
【図６】可動レンズを前進させた状態を示す図４と同様の断面図である。
【図７】連結部材と接続リング及び締め付けリングを同じ位置にした状態で、アングル部を湾曲させた時のフレキシブルシャフトとスリーブとの状態を示す作用説明図である。
【図８】挿入部における先端の硬質部分を長くした時において、アングル部を湾曲させた時のフレキシブルシャフトとスリーブとの状態を示す作用説明図である。
【図９】連結部材より接続リング及び締め付けリングの方を先端部の基端側に延在させた状態、即ち本願発明の実施の一形態を採用した場合のアングル部を湾曲させた時のフレキシブルシャフトとスリーブとの状態を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１内視鏡２本体操作部
３挿入部３ａ先端部本体
３ｂアングル部１１観察部
３０レンズアセンブリ３１対物レンズ群
３５レンズ支持枠３５ａスリット
３５ｂ突出部３６可動レンズ枠
３６ａ摺接面部３７アーム部
３８ナット部３８ａ突出部
３８Ｔ接合面３９軸支部材
３９ａ挿通孔４０ねじ軸
４０ａねじ杆部４０ｂ回転軸部
４４連結部材４４ａ筒体部
４５接続リング４６締め付けリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is provided in an insertion portion of an endoscope used for medical purposes and makes at least one of observation depth, imaging magnification, viewing angle, etc. variable in an objective optical system constituting the observation unit. Therefore, the present invention relates to an endoscope with an objective lens moving mechanism in which at least one lens constituting the objective optical system is moved in the optical axis direction by remote control.
[0002]
[Prior art]
Endoscopes used for medical purposes generally have a universal cord that is detachably connected to a body cavity insertion unit and a light source device, etc., to a main body operation unit that an operator holds and operates with a hand. Are generally configured. Due to its structure and function, the insertion part is composed of a tip part main body, an angle part and a soft part from the tip side, and the soft part has the most length from the side connected to the main body operation part. It has a structure that bends in any direction along. The distal end body is provided with an illumination portion, an observation portion, and the like on the distal end surface, and a treatment instrument deriving portion for deriving a treatment instrument such as forceps is opened. The angle portion can be bent by a remote operation from the main body operation portion side so that the tip portion main body can be directed in an arbitrary direction.
[0003]
As described above, at least the illumination unit and the observation unit are provided in the tip body, but the illumination unit faces the exit end of the light guide made of an optical fiber bundle. It extends to the universal cord through the section. In addition, an objective optical system is mounted on the observation unit, but when configured as an electronic endoscope, a solid-state imaging device is disposed at an imaging position in the objective optical system. Here, the observation unit is usually arranged at a substantially central position in the longitudinal section of the tip body, and one or a plurality of illumination units are provided at positions close to the observation unit. Thereby, an observation visual field is formed at the approximate center position of the insertion portion, and illumination light is irradiated to the entire visual field range centering on the observation visual field. In particular, when the hood is attached to the distal end of the insertion portion, it is possible to minimize the observation visual field from being taken by the hood.
[0004]
The objective optical system provided in the observation unit includes an objective lens group, and the objective lens group includes a plurality of lenses. It is desirable to change the depth of focus, the imaging magnification, the viewing angle, etc. with respect to the observation target part depending on the observation site and the purpose of treatment. Accordingly, one or more lenses in the objective lens group are formed as movable lenses that can move in the optical axis direction, and by moving this movable lens, the depth of focus, imaging magnification, viewing angle, etc. can be adjusted. What has been configured is conventionally known. For this purpose, the lens fixedly held in the tip body is provided on the fixed lens frame, the movable lens is mounted on the movable lens frame, and the movable lens frame is disposed in the fixed lens frame. The movable lens frame is moved in the optical axis direction using the fixed lens frame as a guide.
[0005]
As a driving means for moving the movable lens in the optical axis direction, it has been proposed to use, for example, a piezoelectric element, a shape memory alloy, and an artificial muscle, but usually a control cable is used. The distal end is connected to the movable lens, and the base end thereof extends to the inside of the main body operation unit. This control cable is configured to move the movable lens in the optical axis direction by remote operation. As a specific configuration of the control cable, a transmission member is inserted into a flexible sleeve. The transmission member may be a push-pull operation wire or a rotary drive flexible cable. A shaft is used.
[0006]
Here, as a configuration of the transmission member in the control cable, it is better to use a flexible shaft that converts a rotational force into a linear motion rather than a wire that directly pushes and pulls the movable lens. That is, when the transmission member is formed of a wire, a driving force can be applied to the movable lens in the pulling direction, but the movable lens cannot be driven in the direction of pushing out the wire. The movable lens must be urged toward the foremost side by always acting on the movable lens, and the wire must be configured to displace the movable lens by pulling against the urging force. Therefore, if the movable lens is to be held at a position other than the most advanced position in the movable stroke, the wire must always be held in tension. Thus, in a state where tension is applied to the wire, the operability of the movable lens is such that the angle portion connected to the tip body cannot be bent or the position of the movable lens changes. Not only does it worsen, but there are various difficulties in construction and operation, such as wire elongation problems and spring installation space.
[0007]
On the other hand, the flexible shaft is composed of a metal wire wound in the form of a close-contact coil. A screw shaft is provided at the tip of the flexible shaft, and the screw shaft is rotatably supported by a shaft support member and movable. A movable lens frame on which a lens is mounted is connected to a nut portion, and the nut portion is screwed onto a screw shaft. When this flexible shaft is used, it is not necessary to urge the movable lens in either direction, so that the movable lens can be held at an arbitrary position, and the flexible shaft consisting of a close-contact coil is substantially effective when driven. Since it functions as a rigid rotation axis, the position of the movable lens can be strictly controlled. Moreover, when the driving force on the flexible shaft is released, the movable lens is held in a predetermined position, and the flexible shaft returns to a state where it has flexibility in the bending direction, so that the movable lens is placed at an arbitrary position. Can be used for angle operations. Therefore, the use of the flexible shaft is extremely advantageous from the viewpoint of the operability of the movable lens.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the insertion part of the endoscope is inserted through a narrowed part in the body cavity or a complicated bending or branching path, thereby facilitating the insertion operation and reducing the pain of the patient at the time of insertion. In order to alleviate, it is necessary to make the entire insertion portion thinner and to make the hard portion at the tip as short as possible. Further, the angle operation for bending the angle portion provided for directing the distal end portion main body in a desired direction also needs to have good followability to the operation with the lightest possible load.
[0009]
The tips of the sleeve and the flexible shaft constituting the control cable are connected to the shaft support member and the screw shaft, respectively, and these connections must be made inside the hard portion of the tip. The hard part at the tip of the insertion part is the end of the tip ring located at the foremost of the angle ring that constitutes the tip part body and the angle part connected to the tip part body, that is, the tip ring and the next position. Up to the pivot position with the angle ring. When the length of the hard portion at the tip of the insertion portion is shortened, the tip connecting position of the control cable is very close to the portion that is curved during the angle operation. As a result, the flexible end position of the sleeve constituting the control cable becomes the connecting portion of the shaft support member that is a hard member and its vicinity, and the flexible end position of the flexible shaft is also the connecting portion to the screw shaft that is also a hard member. And its vicinity.
[0010]
From the viewpoint of ease of angle operation, the control cable needs to be as flexible as possible in the bending direction in the angle portion. However, since the flexible shaft transmits rotation, in order to transmit this rotational force reliably and efficiently, the wire diameter of the close contact coil constituting this flexible shaft is increased to some extent, and the coil diameter is too small. Therefore, there is a limit to the flexibility in the bending direction of the flexible shaft. Under this condition, the sleeve must be as flexible as possible in order for the entire control cable to be more flexible in the bending direction. As a result, there is a difference in flexibility in the bending direction between the sleeve and the flexible shaft.
[0011]
The angle portion is bent at an angle of, for example, 180 ° or more. As described above, the connecting portion of the sleeve constituting the control cable to the shaft support member and the connecting portion of the flexible shaft to the screw shaft, that is, the flexible end position is very close to the curved portion from the hard portion at the tip. A flexible shaft having a high degree of rigidity bends gently from the connecting portion to the screw shaft, whereas a more flexible sleeve bends suddenly from the connecting portion to the shaft support member. If the flexible shaft is rotated in a state where there is a difference in the bending, the flexible shaft is strongly pressed against the sleeve, and the frictional force therebetween increases to increase resistance to rotation, and the sleeve wears early. The inconvenience that this is possible arises. In particular, when changing the observation field of view in the body cavity, the angle portion is bent most frequently in one direction, usually in the up direction. As a result, the sliding contact position is biased to the sleeve of the flexible shaft. There is also a problem that there is a possibility of significant wear and inferior durability.
[0012]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to generate friction between the flexible shaft and the sleeve when the movable lens is driven with the angle portion curved. It is in suppressing.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides at least a fixed lens attached to a fixed lens frame and a movable lens frame that slides on the inner surface of the fixed lens frame at the distal end body of the insertion portion. An endoscope provided with an objective optical system having one movable lens, wherein a nut portion is connected to the movable lens frame, a screw shaft is screwed into the nut portion, and the screw shaft is A movable shaft is rotatably supported by a shaft support member, and a flexible shaft connected to the screw shaft is inserted into a sleeve connected to the shaft support member, and the flexible shaft is rotated around the axis to remotely control the movable lens. No configuration to move in the optical axis direction, and Flexible end position of the connecting portion of the sleeve to the shaft support member The Flexible end position of the connecting portion of the flexible shaft to the screw shaft Further, it is characterized by being arranged on the proximal end side of the insertion portion.
[0014]
Here, in order to shift the positions of the connection portion between the sleeve and the shaft support member and the connection portion between the flexible shaft and the screw shaft, for example, a rigid connection cylinder is interposed between the sleeve and the shaft support member. In addition, the flexible end position by the connection with the screw shaft of the flexible shaft can be positioned inside the base end portion of the connecting cylindrical body.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Therefore, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, an electronic endoscope using a solid-state imaging device is described and the optical axis of the objective optical system is bent by 90 ° with a prism. The present invention can be applied to an optical endoscope in which an image guide is disposed at a position, and even a solid-state imaging device can be applied to an electronic endoscope that does not incorporate a prism.
[0016]
First, FIG. 1 shows an overall schematic configuration of the endoscope. As is apparent from the figure, the endoscope 1 is generally configured by connecting an insertion portion 3 into a body cavity or the like to a main body operation portion 2 and pulling out a universal cord 4 from the main body operation portion 2. Is. The insertion portion 3 connected to the main body operation portion 2 is divided into a distal end portion main body 3a, an angle portion 3b, and a flexible portion 3c in order from the distal end side in terms of its function and structure.
[0017]
The distal end portion body 3a is made of a hard member, and as shown in FIG. 2, an illumination portion 10, an observation portion 11, a treatment instrument derivation portion 12, and a cleaning nozzle 13 are provided on the distal end surface, and jet water supply Part 14 is open. In addition, although it is set as the structure provided in three places so that the observation part 11 may be enclosed as the illustrated illumination part 10, this illumination part 10 should just provide arbitrary numbers, and the jet water supply part 14 does not necessarily need to be provided. . The angle portion 3b can be bent in the vertical and horizontal directions by an angle knob 5 provided in the main body operation portion 2 so that the tip portion main body 3a is directed in a desired direction. Further, the soft part 3c occupies most of the length of the insertion part 3, and this soft part 3c is flexible in the bending direction and has a structure that is crushed, and therefore, along the insertion path. Will bend in any direction.
[0018]
FIG. 3 shows a cross section of the distal end side portion of the insertion portion 3. As is clear from this figure, the tip end main body 3a has a main body block 20 made of, for example, metal, and the main body block 20 is formed with a through-hole penetrating in the axial direction at a required location. An insulating cap 21 is attached to the front end surface of the main body block 20 and is fixed to the main body block 20 with a set screw 22. The angle portion 3b has a node ring structure in which a large number of angle rings 23 are sequentially pivoted by pivot pins 24. A metal net, fluorine rubber, EPDM, urethane are provided on the outer periphery of the node ring structure including the angle ring 23. A cover member 25 including an outer skin layer made of rubber or the like is provided. Furthermore, four operation wires 26 are extended from the inside of the angle portion 3b toward the flexible portion 3c, and these operation wires 26 form a pair on the top and bottom and on the left and right, respectively. When one is pulled and the other is extended, the angle portion 3b is bent in the vertical direction, and when one of the pair of left and right operation wires is pulled and the other is extended, the angle portion 3b is bent in the left and right direction.
[0019]
The angle portion 3b is bent up and down and left and right. The angle portion 3b is bent in this manner in order to point the tip end body 3a in a desired direction. This is because the distal end portion main body 3a is directed in a desired direction in the insertion path in which the insertion portion 3 is bent or branched, and in this case, there is no directivity in the bending direction. In addition, when the insertion portion 3 is arranged at a position for observation or diagnosis in the body cavity, the angle portion 3b is also bent when changing the direction of the observation field. During the angle operation for changing the observation direction, the frequency of bending in the vertical direction, particularly in the up direction, is the highest, and the degree of bending in this direction is also an extremely large bending angle, for example, 180 ° or more. Curved.
[0020]
Further, the tip ring 23 a located at the forefront among the many angle rings 23 constituting the angle portion 3 b is connected to the main body block 20. Therefore, in the insertion portion 3, the hard portion extends from the distal end surface of the insulating cap 21 to the position of the pivot attachment portion between the distal end ring 23a of the angle portion 3b and the other angle ring 23 pivotally attached thereto. Yes.
[0021]
As is well known, the illumination unit 10 emits illumination light transmitted to the light guide toward the body cavity, and the inside of the body cavity can be observed under this illumination light. The inside of the body cavity is observed by the observation unit 11, and this observation unit 11 is arranged approximately at the center of the distal end surface of the distal end main body 3 a of the insertion unit 3. As a result, the center position of the insertion portion 3 substantially coincides with the center of the observation field, which is advantageous in terms of the insertion operation of the insertion portion 3 into the body cavity and the like. In the case of wearing, for example, the viewing field is minimized. Thus, the structure of the observation part 11 provided in the front-end | tip of the front-end | tip part main body 3a is demonstrated based on FIG. 4 thru | or FIG.
[0022]
First, in FIG. 4, reference numeral 30 denotes a lens assembly that constitutes an objective optical system, and this lens assembly 30 is a lens that constitutes the objective optical system provided in the observation part attaching portion 11 a (see FIG. 3) provided in the main body block 20. The lens assembly 30 includes an objective lens group 31, and an optical path from the objective lens group 31 is bent 90 ° downward by a prism 32. A solid-state image sensor assembly 33 including a solid-state image sensor 33 a bonded to the prism 32 and a substrate 33 b is disposed at the imaging position of the objective lens group 31. Further, a filter 34 having desired characteristics is provided between the objective lens group 31 and the prism 32, and in addition to these, a diaphragm (not shown) and the like are provided.
[0023]
As is clear from FIGS. 5 and 6, a part (one or a plurality) of lenses 31a constituting the objective lens group 31 is a movable lens movable in the optical axis direction, and the remaining lens 31b is fixed. It is a lens. The fixed lens 31 b is fixedly attached to a lens support frame 35 constituting a fixed lens frame, and the lens support frame 35 is bonded to the surface of the prism 32. The movable lens 31a is mounted on the movable lens frame 36, and the movable lens 31a moves in the optical axis direction by sliding the movable lens frame 36 along the inner surface of the lens support frame 35.
[0024]
In order to accurately match the optical axes of the movable lens 31a and the fixed lens 31b, the movable lens frame 36 provided with the movable lens 31a is movable in the optical axis direction within the lens support frame 35, and other directions. In other words, it is fixedly held in the direction orthogonal to the optical axis and in the direction of tilting. Moreover, in order to minimize the sliding resistance when moving in the optical axis direction, sliding contact surface portions 36a are formed at least at two locations on the outer peripheral surface of the movable lens frame 36, and only this sliding contact surface portion 36a is provided. By contacting the inner surface of the lens support frame 35, the contact area between the movable lens frame 36 and the lens support frame 35 is reduced. Thus, in the illustrated example, two sliding contact surface portions 36a are provided, which are in a 180 ° positional relationship with each other, and have a predetermined width in the circumferential direction. In addition, an arm portion 37 is connected to the movable lens frame 36, and the arm portion 37 is led out to the outside through a slit 35a provided in the lens support frame 35 in the optical axis direction, and is provided at the tip of the arm portion 37. The nut portion 38 is continuously provided. Here, the dimension in the width direction of the arm portion 37 is substantially the same as the groove width of the slit 35a, thereby restricting the movement of the movable lens frame 36 in the rotational direction.
[0025]
With the above configuration, the movement of the movable lens frame 36 other than in the optical axis direction is almost completely restricted. Then, by moving the nut portion 38 along the screw shaft 40 in a direction parallel to the optical axis, the movable lens frame 36 moves in the optical axis direction. Thus, the movable lens 31a can be moved in the optical axis direction in order to make at least one of the observation depth, the imaging magnification, the viewing angle, etc. variable.
[0026]
The movable lens 31a can be moved by remote operation on the main body operation unit 2 side. For this purpose, the lens support frame 35 is provided with a projecting portion 35b, and the projecting portion 35b is provided with a shaft support member 39 formed in a substantially cylindrical shape. Here, the shaft support member 39 functions as a support portion that holds the driving means of the movable lens frame 36. The drive means includes a nut portion 38 provided continuously at the distal end of the arm portion 37 and a screw shaft 40, and includes a control cable 41 for rotationally driving the screw shaft 40. The screw shaft 40 includes a screw rod portion 40a and a rotary shaft portion 40b, and the rotary shaft portion 40b is rotatably fitted in an insertion hole 39a formed in the shaft support member 39 so as not to move. Further, the screw flange portion 40a protrudes a predetermined length forward from the shaft support member 39, and the nut portion 38 is screwed to the protruding portion of the screw flange portion 40a.
[0027]
The control cable 41 is configured by inserting a flexible shaft 43 formed of a double contact coil into a flexible sleeve 42. The distal end of the flexible shaft 43 is connected to the screw shaft 40 by a connecting member 44. The connecting member 44 is composed of a screw rod portion 44b screwed into the screw shaft 40 on a cylindrical body portion 44a to which the distal end portion of the flexible shaft 43 is inserted and fixed by soldering or brazing. The flange 44b is screwed into the screw shaft 40 and then fixed with an adhesive or the like. Therefore, the flexible end of the flexible shaft 43 becomes the base end portion of the cylindrical portion 44a. On the other hand, the distal end of the sleeve 42 is inserted into a connection ring 45 screwed into the proximal end portion of the shaft support member 39, and is fixed by means such as adhesion. Dressed At the same time, a fastening ring 46 is fitted to the outer peripheral side of the sleeve 42 and fixed by using an adhesive or the like. Therefore, the flexible end of the sleeve 42 is the position of the base end portion of the connection ring 45 and the tightening ring 46. When the end positions of the connection ring 45 and the tightening ring 46 are different, the end position of the member located on the more proximal side becomes the flexible end position of the sleeve 42.
[0028]
When the proximal end portion of the flexible shaft 43 is rotated around the axis in the sleeve 42, the rotational force is transmitted to the screw shaft 40, and the screw shaft 40 rotates to rotate the nut portion 38 and the movable lens connected thereto. The frame 36 moves. In order to fix the screw shaft 40 so as not to move in the axial direction during this period, the outer diameter of the connecting member 44 is larger than the hole diameter of the insertion hole 39a, and the rotary shaft portion 40b of the screw shaft 40 has a flange. A portion 40c is formed, and the connecting member 44 and the flange portion 40c are in contact with the front and rear end surfaces of the insertion hole 39a.
[0029]
The control cable 41 extends from the insertion portion 3 into the main body operation portion 2, the base end portion of the flexible shaft 43 is connected to the rotating shaft 47, and the base end portion of the sleeve 42 is the casing of the main body operation portion 2. Etc. are fixedly held. A driven gear 48 is connected to the rotary shaft 47 and meshes with a drive gear 50 provided on the output shaft of the motor 49. When the drive gear 50 is driven to rotate by the motor 49, the driven gear 48 is driven. As a result of the gear 48 rotating following the rotation, the rotary shaft 47 and the flexible shaft 43 connected thereto rotate around the axis, and the screw shaft 40 connected to the flexible shaft 43 is rotationally driven by remote operation. The movable lens 31a moves in the optical axis direction.
[0030]
Thus, when the movable lens 31a is disposed at the image forming side position shown in FIG. 4, the image forming magnification is small and the viewing angle is widened. Further, at the subject side position shown in FIG. 6, the imaging magnification is increased and the viewing angle is narrowed. In addition, the depth of focus at each of these positions of the movable lens 31a also changes, and the depth of focus becomes shallow at the subject side position. As a driving mechanism for the movable lens 31a, a control cable 41, a screw shaft 40 provided by being connected to the flexible shaft 43 of the control cable 41, and a screw shaft 40 provided by being connected to the movable lens 31a are screwed together. And a nut portion 38. In addition, in order to position the movable lens 31a at both stroke end positions of the imaging side position in FIG. 4 and the subject side position in FIG. 6, the screw shaft 40 has a pair of stopper rings 51 in the front and rear in the axial direction thereof. 52 is provided. Accordingly, the movable lens 31a can reciprocate with the stopper rings 51 and 52 as stroke ends.
[0031]
As described above, the flexible shaft 43 is rotationally driven by the motor 49. In order to operate the motor 49, the main body operation unit 2 is provided with the motor control means 5 as shown in FIG. . Therefore, by operating the motor control means 5, the motor 49 is rotated forward or reverse. Here, when the movable lens 31a has only to be positioned at two positions of the imaging side position and the subject side position, the motor control means 5 can be constituted by a push button. However, it is desirable that the movable lens 31a can be positioned and arranged at a predetermined position even at an intermediate position between the two positions described above because of the relationship between the imaging magnification and the focus adjustment. In particular, when fine adjustment can be performed on the subject side having a large imaging magnification, a clear image can be obtained at a desired magnification in accordance with the distance from the subject. In this case, the motor control means 5 may be constituted by a toggle switch, for example. When the toggle switch is operated to be tilted to one side, the movable lens 31a is displaced toward the image forming side, and the movable lens 31a moves as long as the operation is continued. Further, if the operation is made to tilt to the other side, the movable lens 31a is displaced toward the subject side, and if the operation is canceled, the movable lens 31a stops at that position.
[0032]
As described above, the movable lens 31a is moved by operating the control cable 41 and rotating the screw shaft 40. The movable lens 31a always moves along the entire optical axis of the objective lens group 31, that is, the fixed lens 31b. And the optical axis must be kept in agreement. For this reason, the sliding contact surface portion 36a of the movable lens frame 36 is slid along the inner surface of the lens support frame 35. Therefore, the two sliding contact surface portions 36a provided substantially at the two positions are substantially relative to the lens support frame 35. A surface contact state is assumed. Further, it is necessary to hold the movable lens 31a so as not to be displaced in the rotational direction during movement. For this reason, the arm portion 37 is in the width direction, that is, in the rotational direction, with respect to the slit 35a of the lens support frame 35. So that there is almost no gap between them. As a result, the movable lens 31a is positioned very accurately, and movements other than in the optical axis direction are almost completely restricted.
[0033]
Thus, the movable lens 31a is moved in a state where the insertion portion 3 is inserted into the body cavity. For example, when the inside of the body cavity tube is put into the field of view, or when the wide range of the organ is put into the field of view while being arranged in the organ, the movable lens 31a is positioned on the imaging side shown in FIG. The imaging magnification is small, but the field of view is enlarged. Further, when examining the state of the inner wall of the body cavity at a position close to the inner wall of the body cavity, it is positioned on the subject side shown in FIG. 6 and the imaging magnification is increased. Moreover, when the movable lens 31a is positioned on the subject side and observation is performed at a high magnification, the field of view is narrowed. Therefore, when the direction of the field of view is changed, the angle portion 3b is appropriately operated to The main body 3a is oriented in a desired direction. Further, depending on the distance between the observation unit 11 and the inner wall of the body cavity, which is the subject, the movable lens 31a is arranged not in the stroke end position on the subject side but in the vicinity thereof.
[0034]
These operations are performed by operating the motor control means 5 to rotate the motor 49 forward or backward. This operation can be performed not only when the angle portion 3b is straight, but also when the angle portion 3b is curved. When the angle portion 3b is curved, the control cable 41 is curved following the angle of the angle portion 3b. Therefore, when the motor 49 is actuated, the flexible shaft 43 formed of the contact coil remains in a bent state and is in close contact with each other to become a rigid body. The flexible shaft 43 rotates around its axis and reaches its tip. The rotational force is reliably transmitted and the screw shaft 40 rotates. As a result, the movable lens frame 36 fixedly held in the rotation direction moves in the optical axis direction, and the movable lens 31a is displaced to a desired position. Thereafter, when the operation of the motor 49 is stopped, the driving force for the screw shaft 40 is lost, and the movable lens frame 36 is held at that position. On the other hand, the flexible shaft 43 returns to a state having flexibility in the original bending direction.
[0035]
Here, from the viewpoint of improving the operability of the insertion portion 3, the length of the hard portion of the distal end portion of the insertion portion 3 is shortened. As a result, the flexible end positions of the flexible shaft 43 and the sleeve 42 are reduced. It becomes the vicinity of the curved part of the angle part 3b. Further, in order to reliably transmit the rotational force in the control cable 41 and to improve the flexibility in the bending direction, the sleeve 42 is made of a flexible member. As a result, the difference in hardness between the sleeve 42 and the flexible shaft 43 becomes large. Nevertheless, in order to suppress the friction between the flexible shaft 43 and the sleeve 42 to the minimum, the rotational force from the flexible shaft 43 with the angled portion 3b being bent can be transmitted smoothly and reliably to the screw shaft 40. In addition, the following configuration is adopted.
[0036]
Thus, the flexible end position of the sleeve 42 is the end portion of the connection ring 45 and the tightening ring 46, and on the flexible shaft 43 side, the end portion of the cylindrical body portion 44 a of the connecting member 44 is fixed. The base end position is the flexible end position. Here, the flexible shaft 43 has a greater resistance to bending, and the sleeve 42 is more flexible than that, and the difference in resistance to bending causes a difference in the degree of bending near the flexible end position. 43 bends gently from the end of the cylindrical portion 44a, which is a fixed portion, but suddenly bends at the ends of the connection ring 45 and the tightening ring 46.
[0037]
Now, as shown in FIG. 7, the end of the cylindrical body 44 a of the connecting member 44 from the fixed portion and the ends of the connection ring 45 and the fastening ring 46 are in the same position, and the sleeve 42 and the flexible shaft 43 If the flexible end positions coincide with each other, and the flexible end positions are arranged at or near the transition position between the hard portion at the tip of the insertion portion 3 and the portion where the angle portion 3b is curved, the control cable When 41 is bent, the difference in curvature between the sleeve 42 and the flexible shaft 43 causes the flexible shaft 43 to come into contact with the inner surface of the sleeve 42 as shown in FIG. The larger it is, the more it is pressed by a strong pressing force, and the flexible shaft 43 becomes substantially rigid when rotating. As a result, when the flexible shaft 43 is rotated in the sleeve 42, a large sliding resistance is generated therebetween, and the smooth rotation of the flexible shaft 43 is impaired, and the inner surface of the sleeve 42 is worn. In particular, the angle portion 3b is frequently bent in the up direction and has a very large bending angle. Therefore, the degree of wear in this direction is the highest, and therefore the sleeve 42 is unevenly worn.
[0038]
From the above points, if the bending force is not applied at the flexible end positions of the sleeve 42 and the flexible shaft 43 when the angle portion 3b is bent, that is, as shown in FIG. If the position where the angle portion 3b bends up to the position of H is a position away from the flexible end position by L, not only the flexible shaft 43 but also the sleeve 42 bends gently. No contact is made with the inner surface of 42, or a very large pressing force does not act upon contact. Therefore, the smoothness of the rotation of the flexible shaft 43 is ensured, and the wear of the inner surface of the sleeve 42 can be suppressed. However, if the length of the hard portion at the distal end is increased, the insertion operation of the insertion portion 3 into the body cavity is hindered, and the pain of the patient is increased.
[0039]
From the above, in the present invention, as is apparent from FIGS. 4 and 6, the position of the end of the cylindrical portion 44a in the connecting member 44 and the end of the connection ring 45 and the tightening ring 46 (these are the If the positions are not the same, the position of the end portion of the member projecting further to the base end side is different, and the cylindrical body portion 44a is positioned further to the front end side. As a result, the flexible shaft 43 having a large resistance to bending begins to bend from the distal end side, and the resistance to bending is small, and the position at which the sleeve 42 that bends more flexibly becomes the base end side, and the sleeve 42 begins to bend. In position, the flexible shaft 43 is already bent to some extent. As a result, the difference in the degree of bending between the two is balanced, or at least the difference is remarkably suppressed, and the flexible shaft 43 is not in contact with the inner surface of the sleeve 42 as shown in FIG. Even if it is, it will be a grade which hardly produces pressing force. By adopting such a configuration, the frictional resistance at the time of rotation of the flexible shaft 43 is suppressed, smooth rotation is possible, and wear of the inner surface of the sleeve 42 can be suppressed.
[0040]
By the way, if the connection ring 45 and the tightening ring 46 are extended to the base end side of the insertion part 3, the length of the hard part in a front-end | tip will become correspondingly long. However, the sleeve 42 is made of resin because of its flexibility, and the connection ring 45 and the tightening ring 46 are made of metal from the viewpoint of strength, and the connection strength is maintained between them. Requires a predetermined fitting length. On the other hand, since the flexible shaft 43 is formed from a metal wire, a strong fixing means such as soldering or brazing can be employed by forming the connecting member 44 from metal, so that the fitting length is too small. High fixability can be obtained without increasing the length. Therefore, if the connection ring 45 and the tightening ring 46 are made long enough to provide the connection strength with the sleeve 42, and the cylindrical portion 44a of the connection member 44 is shortened by the dimension indicated by S in FIG. The difference in the degree of bending based on the difference in resistance is effectively corrected, the length of the hard portion at the tip of the insertion portion 3 does not need to be lengthened, and the connection strength of the flexible shaft 43 to the connection member 44 is reduced. There is nothing.
[0041]
Thus, as to how much the difference between the end positions of the connection ring 45 and the tightening ring 46 and the end position of the cylindrical portion 44a in the connecting member 44 is set, the sleeve 42 and the flexible shaft 43 What is necessary is just to set suitably according to the difference of the resistance in a bending direction, the maximum bending angle of the angle part 3b, etc.
[0042]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when the movable lens is driven in a state in which the angle portion is curved, there is an effect that friction between the flexible shaft and the sleeve can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an endoscope showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view showing a distal end surface of an insertion portion of the endoscope of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the distal end of the insertion portion.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a driving mechanism of a movable lens of an observation unit.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a lens assembly.
6 is a cross-sectional view similar to FIG. 4, showing a state where the movable lens is advanced. FIG.
FIG. 7 is an operation explanatory view showing a state of the flexible shaft and the sleeve when the angle portion is bent in a state where the connecting member, the connection ring, and the tightening ring are in the same position.
FIG. 8 is an operation explanatory view showing a state of the flexible shaft and the sleeve when the angle portion is bent when the distal hard portion of the insertion portion is lengthened.
FIG. 9 shows a state in which the connecting ring and the tightening ring are extended from the connecting member toward the proximal end side of the distal end portion, that is, the flexibility when the angle portion is bent when the embodiment of the present invention is adopted. It is action explanatory drawing which shows the state of a shaft and a sleeve.
[Explanation of symbols]
1 Endoscope 2 Main body operation unit
3 Insertion section 3a Tip body
3b Angle part 11 Observation part
30 Lens assembly 31 Objective lens group
35 Lens support frame 35a Slit
35b Projection part 36 Movable lens frame
36a Sliding surface part 37 Arm part
38 Nut part 38a Protruding part
38T Joint surface 39 Shaft support member
39a Insertion hole 40 Screw shaft
40a Screw flange 40b Rotating shaft
44 connecting member 44a cylinder
45 Connection ring 46 Tightening ring

Claims

An objective optical system having a fixed lens attached to the fixed lens frame and at least one movable lens attached to a movable lens frame that slides on the inner surface of the fixed lens frame is provided on the distal end body of the insertion portion. An endoscope having a nut portion coupled to the movable lens frame, a screw shaft being screwed into the nut portion, and the screw shaft being rotatably supported by a shaft support member. In a configuration in which a flexible shaft connected to the screw shaft is inserted into a sleeve connected to a material, and the movable lens is moved in the optical axis direction by remote operation by rotating the flexible shaft around the axis. distribution flexible end position of the connecting portion to the shaft support member of the sleeve, the base end side of said insertion portion from the flexible end position of the connecting portion of the screw shaft of the flexible shaft Configuration and was endoscope with an objective lens moving mechanism, characterized in that the to.

The sleeve and the shaft support member are connected to each other via a rigid connecting cylinder, and the flexible end position by the connection with the screw shaft of the flexible shaft is the base end of the connecting cylinder. The endoscope with an objective lens moving mechanism according to claim 1, wherein the endoscope is positioned closer to the distal end side .