内窥镜系统以及透镜单元的制作方法

专利名称：内窥镜系统以及透镜单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及可在照明光光路上或观察光光路上插入或拔出 特殊光观察用滤光器的内窥镜系统。
背景技术：
以往，与普通的白色光观察相比较时，在作为窄带光观察
的NBI(Narrow Band Imaging)观察、利用红外光的红外光 观察、利用萤光的萤光观察等特殊光观察中所获得的被摄体像 的亮度有可能不足。例如，在日本特开平10—151104号公报中 公开了一种这样萤光内窥镜装置，即，为了可以在一个内窥镜 中交替使用白色光和特殊光来进行观察，使用了在用白色光观 察时和特殊光观察时改变光阑大小的所谓的可变光阑。
但是，在日本特开平10—151104号公报的萤光内窥镜装置 中，在特殊光观察时，为了确保与白色光观察时同等级的足够 的亮度，必须开大光阑。但是，通过开大光阑却不能获得充分 的观察深度。也就是说，在特殊光观察时，为了确保与白色光 观察时相同的深度，必须收缩光阑，因此如果欲采用可确保深 度并以与白色光观察时同等级的亮度进行特殊光观察的结构， 则需要白色光观察时所不需要的光量，可能牵涉到内窥镜插入 部的大直径化等。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而作成的，其目的在于提供一 种可维持内窥镜插入部的细小直径，且可在普通光观察时和特 殊光观察时确保理想亮度和深度的内窥镜系统。为了达到上述目的，本发明的内窥镜系统包括光源装置、 具有照明光学系统和物镜光学系统的内窥镜，至少在上述物镜 光学系统中具有可变光阑，而且上述光源装置、上述照明光学 系统、上述物镜光学系统之一的光路中具有可插入、退避的特 殊光观察用滤光器，上述可变光阑只在上迷特殊光观察用滤光 器被插入光路中时进行收缩动作或开大动作。


图l是表示本发明第 一 实施方式的视频内窥镜系统的整体 结构的图。
图2是说明与图l的视频内窥镜系统的观察模式切换有关 的控制电路的结构的框图。
图3是表示图l的视频内窥镜插入部的前端部，特别是表示 摄像单元周围的剖视图。
图4是图3的IV — IV线剖视图。
图5是图3的V—V线剖视图。
图6是从被摄体侧看组装到了图3的摄像单元中的可变光 阑单元时的立体图。
图7A是说明在图l的视频内窥镜系统中使光阑处于光阑收 缩状态的普通光观察时的焦深与亮度之间的关系的图。
图7B是说明在图l的视频内窺镜系统中使光阑处于光阑收 缩状态的NBI观察时的焦深与亮度之间的关系的图。
图7C是说明在图1的视频内窥镜系统中使光阑处于开大状 态的NBI观察时的焦深与亮度之间的关系的图。
图8是表示本发明第二实施方式的视频内窥镜系统所使用 的视频内窥镜插入部的前端部，特别是表示摄像单元周围的剖 视图。图9是图8的IX — IX线剖视图。 图10是图8的X — X线剖视图。
图ll是构成图IO的滤光器/可变光阑单元的连接FPC的 展开图。
图12是表示图ll的连接FPC在构成上述摄像单元的透镜 框架中的引出状态的立体图。
图13是表示图IO的滤光器/可变光阑单元所使用的驱动 器的外观的立体图。
图14是本发明第三实施方式的视频内窥镜系统所使用的 视频内窥镜插入部的前端部所内置的摄像单元的摄像光学系统 的剖视图。
图15是组装到图14的摄像单元中的可变光阑单元的立体图。
图16是本发明第四实施方式的视频内窥镜系统所使用的 视频内窥镜前端部的剖视图，是具有配置于上述前端部上的可 变光阑单元的照明光学系统和处理器具插通部周围的剖视图。
图17是从前面侧看图16的可变光阑单元时的图。
图18是表示图16的可变光阑单元的连接FPC和驱动器电 缆之间的连接状态的立体图。
图19是从前面侧看被组装到了图16的视频内窥镜的照明 光学系统中的可变光阑单元的变形例的光阑收缩状态时的图。
图20是表示利用图19的照明光学系统照射被摄体的状态 的图。
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。 另外，在以下的说明中，在视频内窥镜的插入部中以摄像单元的被摄体侧为前方侧，以摄像元件侧为后方侧进行说明。
如图l、图2所示，作为本实施方式的内窺镜系统的视频内 窺镜系统IOO主要由作为电子内窥镜的视频内窥镜1 、向视频内 窺镜l供给照明光的光源装置3、从视频内窥镜1的摄像单元11 (参照图3)读取摄像信号而进行图像处理的视频处理器2、基 于视频处理器2的图像输出信号来显示被摄体观察图像的监视 器4构成。
在视频内窥镜系统100中，可通过操作操作开关9来切换利 用普通光的普通光观察模式和作为特殊光观察的窄带光观察模 式(以下记载为NBI模式)。在普通光观察时，在使NBI专用滤 光器101从光源3a的前面(也记载为光路中)退避的状态下利 用光源装置3执行利用普通光(也记载为白色光)的观察。在 该普通光观察时，如后述那样，内置于摄像单元ll中的可变光 阑单元24(参照图3)维持光阑收缩状态。
另一方面，在特殊光观察时，在将特殊光专用滤光器例如 NBI专用滤光器101插入到光源3a的前面的状态下，利用光源 装置3将窄带光照射到被摄体上，从而执行NBI观察。并且，在 该NBI观察时，可变光阑单元24的光阑如后述那样根据被摄体
的亮度而切换为开大状态和收缩状态。
另外，在本系统的结构中，可通过将上述NBI专用滤光器 变更为萤光用滤光器、红外光用滤光器来将NBI模式变更为萤 光观察模式、红外光观察模式。
下面，对视频内窥镜系统100的各控制元件的结构进行详 细的"i兌明。
视频内窥镜1包括操作部5、插入部6、连接器部7。 在操作部5上配置有用于切换普通光观察模式和NBI模式 的操作开关9。从操作部5延伸出基端部具有连接器部7的通用
8连接缆IO。通用连接缆10内贯穿有光导件和电信号线。连接器 部7与光源装置3相连接。连接器部7和视频处理器2之间由电缆 IOA电连接。
插入部6的基端侧与纟喿作部5相连4妾，在插入部6的前端侧 配置有前端部8A。前端部8A主要内置有摄像单元ll和照明光 学系统单元(未图示)。
摄像单元11包括作为摄像元件的CCD22、作为透镜单元的 物镜光学系统、可变光阑单元24。如图6所示，可变光阑单元 24具有第一基板25、第二基板26、可变光阑用的光阑板27、光 阑驱动器28。驱动器28驱动光阑4反27转动到光阑收缩位置、开 大位置。另外，关于该摄像单元ll的进一步的详情使用图3~ 图6进行说明。
光源装置3具有氙等白色光源3a，以可插入、退避到光源 3a的光路中的状态配置有作为可透过规定窄带光的滤光器的 NBI专用滤光器IOI。该滤光器101根据操作部5的操作开关(图 2的SW)9的信号被驱动到照明光的光路中的插入位置或离开光 路的退避位置。
另外，在进行作为特殊光观察的萤光观察或红外光观察的 系统中，使用萤光观察专用滤光器或红外光观察专用滤光器来 替代光源装置3的NBI专用滤光器101。
视频处理器2内置有视频输出切换电路103、色彩矩阵电路 102、 NBI控制电^各104、控制部(未图示)。^L频输出切换电 路103可根据操作部5的操作开关9的信号进行切换。控制部负 责视频处理器2、光源装置3和视频内窥镜1的所有控制。
NBI控制电路104具有NBI色彩矩阵电路105、亮度等级检 测电路10 6 、驱动光阑驱动器2 8的驱动器驱动电路10 7 。
在具有上述构成的视频内窥镜系统100中，利用操作开关9选择了普通光观察模式时，NBI专用滤光器101在光源装置3中 从光源3a的前面部退避。因此，光源3a的普通光直接从前端部 8A照射到被摄体上。在普通光观察模式中，视频输出切换电路 103如虛线所示那样切换到色彩矩阵电路102侧，CCD22的输 出被输入到色彩矩阵电路102中。被色彩矩阵电路102处理后的 图像数据输出被输出到监视器4中，在监视器4中显示普通光观 察图像。
另外，在该普通光观察模式中进行如下控制向驱动器驱 动电路107中输送切断信号，如后所述那样，使光阑驱动器28 处于未通电状态，使光阑板27位于光阑收缩位置。
通过操作操作开关9而将观察模式从普通光观察模式切换 成NBI模式。即，通过操作操作开关9，首先，在光源装置3中， 将NBI专用滤光器101插入到光源3a的前面部。因此，光源3a 的普通光通过NBI专用滤光器101后，仅有作为特殊光的窄带 光透过前端部8 A的照明光学系统单元照射到被摄体上。
并且，通过操作操作开关9，视频输出切换电路103从虚线 切换成如实线所示，CCD22的输出切换连接到NBI色彩矩阵电 ^各105及NBI4空制电路104侧。
CCD22的输出在NBI色彩矩阵电路105中被进行了最适合 NBI的信号处理，NBI的图像数据输出到监视器4中，在监视器 4上显示NBI观察图像。同时，CCD22的输出被输送到NBI控 制电路104的亮度等级检测电路106，测量被摄体的亮度。深度 的切换以该亮度作为触发信号来进行。
在NBI观察模式中，在可变光阑单元24的光阑板27移动到 光阑收缩位置的状态下，在物距20mm以外之处的亮度逐渐不 足。因此，在中远距离观察时，当通过亮度等级检测电路106 检测到被摄体处于某规定等级的亮度以下时，从亮度等级检测电路106向驱动器驱动电路107输送接通信号，以开大可变光阑 单元24的光阑板27。这样一来，驱动器驱动电路107如后述那 样进行控制，使光阑驱动器28处于通电状态，使驱动光阑板27 转动到开大位置。
相反，在近距离观察状态下，当为光阑开大状态时，亮度 等级4全测电路1064企测到被摄体为规定等级的亮度以上。这样 一来，从亮度等级检测电路106向驱动器驱动电路107输送切断 信号，以收缩光阑板27,由此，驱动器驱动电路107如后述那 样进行控制，使光阑驱动器28处于未通电状态，使驱动光阑板 27转动到光阑收缩位置。
在普通光观察时，不需要如后所述那样向光阑驱动器28通 电。但是，在NBI观察时，切换成在光源装置3中将NBI专用滤 光器IOI插入到照明光的光路中的状态，只在中远点观察时如 上所述那样使光阑板27移动到开大位置，可与普通观察相同地 进行观察。因此，例如，即使是视频处理器2和光源装置3不适 合NBI观察的系统，若只进行普通光观察，也可使视频内窥镜l 保持原状态地与以往的机种同样地使用。另外，使用与普通光 观察相同的照明光，例如使用相同外径的内窥镜，可以进行亮 度、深度均足够的NBI观察。
在此，使用图3~图6对内置有摄像单元11的视频内窥镜1 的前端部8A的结构进4亍详细地说明。
如图3所示，在视频内窺镜l中，在插入到体腔内的插入部 6的前端部8A中内置有摄像单元ll。
摄像单元ll是沿着光轴O配置的摄像光学系统。摄像单元 11具有第一透镜框架12、第二透镜框架13、第三透镜框架14。 第 一 透镜框架12配置在被摄体侧。
在第一透镜框架12上例如通过粘接而固定有第一透镜15、第二透镜16。第二透镜框架13保持在第一透镜框架12的后方内 周部。在第二透镜框架13上例如通过粘接而固定有第三透镜 17、第四透镜18、第五透镜19。在第三透4竟17的前面侧例如通 过粘接而固定有可变光阑单元24。在第三透镜框架14的后方内 周部嵌合有定心透镜20，例如通过粘接进4亍固定。在定心透镜 20上隔着CCD护罩21而粘接固定有CCD22。
第三透镜17是双焦点透镜。第三透4竟17在平凸透镜平面侧 具有曲率较大的凸面部17a，该凸面部17a设在小于第三透镜17 外径的范围内，即i殳在与用可变光阑单元24收缩了时的光阑内 径相同尺寸的范围内。被相对于该凸面部17a定心了的可变光 阑单元24以定位了的状态配置。
定心透镜20被相对于未图示的图像区域定心并粘接固定 在设于CCD22上的CCD护罩21上。
第三透镜框架14以相对于被嵌合固定的第 一 透镜框架12 和第二透镜框架13定心了的状态保持在第一透镜框架12的后 方外周部。
如图6所示，可变光阑单元24由作为金属制板构件的第一 基板25、第二基板26、作为可变光阑的光阑板27、光阑驱动器 28构成。光阑驱动器28是与作为电源供给部件的连接FPC33 相连接的离子传导型驱动器，该连接FPC33为带状单面柔性基板。
在第 一基板25和第二基板26的中央部分别设有同 一直径 的光闺开大开口部25a、 26a。光阑开大开口部25a、 26a在光 阑开大状态下为开口。另外，在第一基板25和第二基板26上配 置有可转动地支承光阑板27的转动支承销30。另外，在第一基 板25和第二基板26上设有供可动销31可移动地贯穿的可动槽 25b。另外，第二基板26侧的可动槽未图示。光阑板27具有成为赋予深景深、换言之赋予深焦深的光阑 收缩状态的光阑的光阑直径的收缩开口 27a。光阑^反27由转动 支承销30可转动地支承在第一基板25和第二基板26之间。
光阑驱动器28具有圆弧部。光阑驱动器28的一端部借助由 绝缘构件构成的驱动器固定销29支承在第 一基板25上，在其另 一端部安装有可动销31。可动销31以可在第 一基板25的可动槽 25b中滑动的状态贯穿于可动槽25b中而嵌入到光阑板27中。
光阑驱动器28的一端部侧的内表面侧、外表面侧与配置在 绝缘板32上的连接FPC33的引线电极34相连接。当利用驱动器
动器2 8的圆弧部的内侧和外侧赋予电位差时，光阑驱动器2 8以 固定销29为起点发生变形，其曲率发生变化。
可动销31随着光阑驱动器28的曲率变化而沿着可动槽25b 移动，从而驱动光阑板27转动。^皮驱动转动的光阑板27可在光 阑开大位置和光阑收缩位置之间移动，上述光阑开大位置是指 光阑板27从第 一基板25的光阑开大开口部25a和第二基板26的 光阑开大开口部26a内退避的位置，上述光阑收缩位置是指图5 所示的光阑板27的收缩开口 27a与光阑开大开口部25a、 26a呈 同心的位置。
也就是说，当光阑板27处于光阑开大位置时，摄像光学系 统的光阑由光阑开大开口部25a、 26af武予，当光阑斧反27处于光 阑收缩位置时，摄像光学系统的光阑由收缩开口 2 7 a赋予。
另外，设定为，光阑驱动器28的上述曲率在未通电状态下 变大，而将上述光阑板27配置在上述光阑收缩位置。另一方面， 设定为，在通电状态下上述曲率变小，而使光阑板27退避到上 述光阑开大位置。
对上述连接FPC33和作为电源供给部件的驱动器驱动电缆35向各透镜框架的插入状态、连接状态进行说明。
如图3、 4所示，连接FPC33插入到第二透镜框架13的外周 D形切削部13a中，呈U字状折回弯曲而插入到第一透镜框架12 的外周D形切削部12a中后被引导到第 一透镜框架12的外方。在 被引导到外方的连接FPC33的连接端子部焊接连接有2芯的驱 动器驱动电缆35。驱动器驱动电缆35插入到第三透镜框架14 的外周D形切削部14a中而被引导至前端部8A的基端侧。另外， 驱动器驱动电缆35的粗细为不超出第三透镜框架14的外周D形 切削部14a的大小。
另外，第二透镜框架13的外周D形切削部13a、第一透镜框 架12的外周D形切削部12a、第三透镜框架14的外周D形切削部 14a分别沿着各自的轴向设置。第二透镜框架13、第一透镜框 架12、第三透镜框架14以各外周D形切削部13a、 12a、 14a的 位置的相位一致的状态嵌入，通过粘接而固定。
连接状态的连接FPC33、驱动器驱动电缆35、连接FPC33 和驱动器驱动电缆35之间的连接部由粘接剂密封。即，在配置 有连接FPC33的外周D形切削部13a和第一透镜框架12的内周 部之间的间隙、外周D形切削部12a和第三透镜框架14的内周部 之间的间隙中填充粘接剂而进行密封，用粘接剂密封配置有驱 动器驱动电缆35的第三透镜框架14的外周D形切削部14a的凹 部以及连接FPC33和驱动器驱动电缆35之间的连接部。并且， 还通过在第三透镜框架14的外周套上热收缩管23来确保包括 上述连接部在内的可变光阑单元24周围的液密状态。
使用图7A、图7B、图7C对具有上述结构的视频内窥镜系 统100的普通光观察时和NBI光观察时的各动作进行说明。
在通过操作操作开关9选择普通光观察模式的情况下，如 上所述，在光源装置3中，NBI专用滤光器101移动到退避位置，白色光朝向被摄体照射。另外，视频输出切换电路103切换到 虚线所示的色彩矩阵电路102侧，因此CCD22的摄像输出通过 色彩矩阵电路102进行处理，在监视器4上显示普通光观察的图 像数据。
另外，光阑驱动器28未通电，因此光阑板27移动到如图5 所示的光阑收缩位置。此时的光阑由收缩开口 27a赋予。在该 普通光观察状态下，如图7A所示，与焦深相对应的景深为从物 距100mm的远点到物距5mm的近点的4交深的范围(与常^见内 窥镜相同的等级)。另外，在普通光观察状态下，由于未插入 NBI专用滤光器lOl，因此亮度也充分，从上述远点到近点的 范围是确保可以了进行观察的亮度的范围。即，在普通光观察 状态下，可以观察从上述远点到近点的范围。
另一方面，在通过操作操作开关9选择NBI模式的情况下， 如上述那样在光源装置3中使NBI专用滤光器IOI移动到光源 3a的前面的插入位置，向被摄体照射窄带光。另外，视频输出 切换电路103如实线所示那样切换到NBI色彩矩阵电路105和 NBI控制电路104侧。
因此，CCD22的摄像输出通过NBI色彩矩阵电路105进行 处理，在监视器4上显示NBI的图像数据。同时根据CCD22的 输出通过亮度等级检测电路106来测定被摄体的亮度，根据基 于该测定结果的亮度而驱动控制光阑驱动器2 8,将光阑板2 7切 换到图5所示的光阑收缩位置或者,人光阑开大开口部2 5 a 、 2 6 a 退避的光阑开大位置。
近点X!l察时，即在乂人物距5mm的近点到物距20mm的点 (下面也将该点记载为中点)之间亮度充分时，驱动器驱动电 路107不向光阑驱动器28通电。其结果，光阑板27停止在如图5 所示的光阑收缩位置。此时，如图7B所示，景深为从物距100mm的远点到物距5mm的近点的范围，4旦是距正在观察的 被摄体的距离是从近点到中点之间，因此该范围确保了可进行 观察的深度。
但是，在远点观察，具体来说是中远点，见察时，即物距为 20mm以上且到100mm的远点之间，亮度不足。此时，由驱动 器驱动电路107向光阑驱动器28通电。
其结果，光阑板27移动到从光阑开大开口部25a、 26a退避 的光阑开大位置，由此光阑由基板25, 26的光阑开大开口部 25a、 26a赋予。该状态下，光阑板27移动到光阑开大位置，因 此如图7C所示，景深变为乂人物3巨20mm的中点到远处100mm的 远点的范围，另一方面，乂人物^巨100mm的远点到物^巨5mm的 近点的范围为确保了可进行观察的亮度的范围。
因此，由从上述物距20mm的中点到远处100mm的远点的 范围赋予的上述景深的范围确保了可以进行观察的深度。
如上所述，在本实施方式的视频内窥镜系统100中，在NBI 模式下，在将NBI专用滤光器101插入到光路中的近点观察时， 收缩可变光阑单元24，在中远点，见察时开大可变光阑。因此， 不需要如上述的以往例子那样为了进行特殊光观察而增加插入 有光导件的插入部6的粗细，即使是特殊光观察，也可以获得 与在白色光下的普通光观察时相同的可观察的深度和亮度。并 且，能实现无可变光阑的固定焦点的物镜光学系统那样的小型 尺寸。
另外，视频内窥镜1的前端部8A的结构如上所述那样组装 性良好，也容易确保液密，耐湿性良好，可确认组装中途或单 元状态下的光阑动作。而且，由灰尘所造成障碍或产生光斑的 可能性较小，能确保透镜框架的精度和强度，因此能收到获得 良好的光学性能等各种效果。另外，在本实施方式的视频内窥镜系统100中，即使使用
不适合特殊光观察的视频处理器，只进行普通光观察还是可以的。
接着，使用图8~图13对本发明的第二实施方式的视频内 窥镜系统进4亍说明。
本实施方式的视频内窥镜系统相对于上述图l所示的第一 实施方式的^L频内窺4fe系统IOO,光源装置、S见频处理器、内 置在视频内窺镜中的摄像单元的结构不同。即，在本实施方式 的视频内窥镜系统中，在光源装置中未配置有作为特殊光专用 滤光器的NBI专用滤光器101。另外，在视频处理器2的光阑驱 动用的驱动器驱动电路107中还内置有根据操作开关9的输出 而被驱动控制的滤光器驱动器驱动电路(未图示)，该滤光器驱 动器驱动电路对摄像单元41所内置的滤光器50进行驱动。
并且，在配置于本实施方式视频内窥镜的前端部8B中的摄 像单元41上，替代可变光阑单元24而组装有滤光器/可变光阑 单元49。
具体而言，如图8所示，摄像单元41是沿着光轴0配置的摄 像光学系统，其具有第一透镜框架42、第二透镜框架43以及第 三透镜框架44。第一透镜框架12配置在被摄体侧。
第一透镜框架42上通过粘接而固定有第一透镜45、第二透 镜46。第2透镜框架43保持在第一透镜框架42的后方内周部。 第三透镜框架43上通过粘接而固定有第三透镜47、第四透镜 48。在第三透镜框架44的后方内周部嵌合有定心透镜20且通过 粘接进行固定。在第 一透镜框架42内部的第二透镜46和第2透 镜框架43内部的第三透镜47之间配置有滤光器/可变光阑单 元49。另夕卜，在定心透镜20上隔着CCD护罩21通过粘接而固定 有CCD22。第三透镜47是双焦点透镜。第三透镜47在平凸透镜的平面 侧具有曲率4交大的凸面部47a,该凸面部47ai殳在小于第三透4竟 47外径的范围内。相对于该凸面部47a定心了的滤光器/可变 光阑单元49以定位了的状态配置。
定心透镜20相对于未图示的图^象区域定心而通过粘接而 固定在设于CCD22上的CCD护罩21上。
第三透镜框架44以相对于嵌合固定的第 一透镜框架42和 第二透镜框架43定心的状态保持在第 一 透镜框架42的后方外 周部。
如图8~图IO所示，滤光器/可变光阑单元49由作为金属 板构件的基板51、滤光器支承板52、作为滤光器可变光阑的光 阑板59、滤光器驱动器57、光阑驱动器58构成。滤光器支承板 52用于保持作为特殊光专用滤光器的例如NBI专用滤光器50。 滤光器驱动器57是第一驱动器，光阑驱动器58是第二驱动器。 光阑驱动器57、 58是与作为电源供给部件的带状单面柔性基板 的连接FPC62相连接的离子传导型驱动器。
基板51固定在第一透镜框架42的后部内周部。在基板51 的中央部配置有贝武予光阑开大状态的开口的光阑开大开口部 51a。而且，在基板51上配置有可转动地支承滤光器支承板52 的转动支承销53、可转动地支承光阑板59的转动支承销54、用 于保持滤光器驱动器57的驱动器固定销55、用于保持光阑驱动 器58的驱动器固定销56。在基板51上还设有供驱动器可动销60 可移动地插入的可动槽51b、供驱动器可动销61可移动地插入 的可动槽51c。
在滤光器支承板52的前面侧保持有NBI专用滤光器50。保 持着NBI专用滤光器50的滤光器支承板52由转动支承销53可 转动地支承在基板51的前面侧。并且，该滤光器支承板52可被滤光器驱动器57侧的可动销60驱动而转动到后述的插入位置 和退避^f立置。
光阑才反59具有光阑直径的收缩开口部59a,该收缩开口部 59a可赋予能实现收缩到衍射界限的最深深度的光阑收缩状态
侧。并且，该光阑板59被光阑驱动器58侧的可动销61驱动而转 动到后述的光阑开大位置和光阑收缩位置。
滤光器驱动器57具有圆弧部，其一端部通过由绝缘构件构 成的驱动器固定销55支承在基板51的后面侧上，其另 一 端部上 安装有可动销60。可动销60可在基板51的可动槽51b中滑动地 插入到基板51的可动槽51b中，而嵌入到滤光器支承板52中。
另一方面，光阑驱动器58具有圆弧部，其一端部通过由绝 缘构件构成的驱动器固定销5 6支承在基板51的后面侧上，其另 一端部上安装有可动销61。可动销61可在基板51的可动槽51c 中滑动地插入到基板51的可动槽51c中，而嵌入到光阑板59中。
另外，光阑驱动器58比滤光器驱动器57的厚度薄出光阑板 59的厚度的量。
滤光器驱动器57、光阑驱动器58的上述一端部侧的内表面 侧电极面以及外表面侧电极面与4个引线电极62f相连接，该4 个引线电极62f设置在位于图11所示的连接FPC62的一端侧的 驱动器连接端子部62a上。作为具体例子，如图13所示那样将 连接FPC62和滤光器驱动器57相连接，以及将连接FPC62和光 阑驱动器58相连接。另外，如图ll所示，连接FPC62具有弯折 部62c、构成为从该弯折部62c的端部沿同 一方向并列设置并延 长的延长部62b、 62d。
当由具有上述滤光器驱动器驱动电路的驱动器驱动电路 107经由连4妄FPC62向滤光器驱动器57通电而对圆弧部的内侧和外侧赋予电位差时，滤光器驱动器57以固定销55为起点发生 变形，其曲率变化。另外，当由驱动器驱动电路107经由连接 FPC62向光阑驱动器58通电而对光阑驱动器58的圆弧部的内 侧和外侧赋予电位差时，光阑驱动器58以固定销56为起点发生 变形，其曲率变化。
当可动销60随着上述滤光器驱动器57的曲率变化移动而 驱动滤光器支承板52转动时，滤光器支承板52在滤光器50位于 基板51的光阑开大开口部51a上的插入位置和从该开口部51a 退避的退避位置之间移动。同样地，当可动销61随着上述光阑
在其收缩开口 59a位于基板51的光阑开大开口部51a的中央的 光阑收缩位置和光阑板59从该开口 51a退避的光阑开大位置之 间移动。
另外，设定为，滤光器驱动器57的上述曲率在通电状态下 变大，使滤光器50移动到上述插入位置，上述曲率在未通电状 态下变小，使滤光器50移动到上述退避位置。另一方面，设定
59移动到上述光阑收缩位置，上述曲率在通电状态下变小，使 光阑板59移动到上述光阑开大位置。
对上述连接FPC62和作为电源供给部件的驱动器驱动电 缆63向各透镜框架的插入、连接状态进行说明。
如图ll所示，在连接FPC62的一端配置有驱动器连接端子 部62a，而在其另 一端配置有具有引线电极部62g的连接端子部 62e。如图12所示，连接FPC62的弯折部62c配置在第二透镜框 架43的外表面上，延长部62b插入到沿着第一透镜框架42的光 轴O的内周槽部42a中，延长部62d插入到沿着第一透镜框架42 的光轴0的外周槽部42b中。由此，连接端子部62e可被引导至第一透镜框架42的外方，并配置在第三透镜框架44的外侧前方 的外周D形切削部44a中。另外，^使外周槽部42b的位置相对于 内周槽部42a沿周向偏离大概角度90。地形成外周槽部42b。
如图8所示，在第三透镜框架44的后方设置有与前方的外 周D形切削部44a相对的外周D形切削部44b。并且，在第三透 镜框架44的外表面上的、前方的外周D形切削部44a与后方的外 周D形切削部44b之间设置有印刷的表面配线部44c。表面配线 部44c以实施了绝缘涂层的状态配置在第三透镜框架44的外表 面，用于电连4妄外周D形切削部44a、 44b之间。
被引导至第 一 透镜框架42外方的连接FPC62的连接端子 部62e所具有的引线电极部62g在第三透镜框架44的前方的外 周D形切削部44a中与表面配线部44c焊接连接。另夕卜，在后方 的外周D形切削部44b上配置有插入到前端部8B中的驱动器驱 动电缆63的前端并进行焊接连接。
驱动器驱动电缆63的粗细为不超出第三透镜框架44的外 周D形切削部44b的大小。
另外，在以使第 一透镜框架42和第三透镜框架44嵌入的状 态粘接固定第 一 透镜框架4 2和第三透镜框架4 4时，使沿着轴向 设置在第 一透镜框架42、第二透镜框架44上的外周槽部42b和 外周D形切削部44a之间的位置符合规定的相位关系。第二透镜 框架4 3以嵌入第 一 透镜框架4 2内的状态粘接固定于第 一 透镜 框架42上。
上述连接状态的连接F P C 6 2 、驱动器驱动电缆6 3被粘接剂 密封。即，在第一透镜框架42的内周槽部42a、外周槽部42b、 第二透镜框架43的外表面与第三透镜框架44的内周部之间的 间隙、第三透镜框架44的外周D形切削部44a的凹部以及连接部 填充粘接剂来进行密封。还通过在第三透镜框架44的外周套上
21热收缩管23来确保包括上述连接部在内的滤光器/可变光阑 单元49周围的液密状态。
对具有上述结构的本实施方式的视频内窥镜系统的普通光 观察时和NBI观察时的各动作进行说明。
在通过操作操作开关9选择普通光观察模式的情况下，滤 光器驱动器57、光阑驱动器58均处于未通电状态。此时，滤光 器/可变光阑单元49的NBI专用滤光器50移动到退避位置，光 阑板59移动到光阑收缩位置。因此，利用作为普通光的白色光 获得的被摄体光通过移动到上述光阑收缩位置的光阑板59的 收缩开口 59a而成像在CCD22上，读取被摄体像的摄像信号。
在该普通光观察状态下，如上述的图7A所示，景深较深， NBI专用滤光器50退避，因此亮度也充分，因此从上述远点到 近点的范围为可观察的亮度范围。即，从上述远点到近点的范 围是可观察的。
另 一方面，在通过操作操作开关9选择NBI观察模式的情况 下，滤光器驱动器57切换成通电状态。在该状态下，NBI专用 滤光器50被插入到光阑开大开口部51a中，即观察光的光路中。 因此，通过了 NBI专用滤光器50的窄带的被摄体光在CCD22上 成像，成为读取该被摄体像的摄像信号的NBI模式。
并且，在NBI模式下，在近点观察状态时，物距为从5mm 的近点到20mm的中间点，若检测到亮度是充分的，则光阑驱 动器58维持未通电状态。也就是说，光阑板59停在光阑收缩位 置。也就是说，光阑由收缩开口 59a赋予。此时，如上所述的 图7B所示，景深较深。另外，由于插入了NBI专用滤光器50， 并且光阑板59保持在光阑收缩位置，因此光量减少。但是，由 于是距正在观察的被摄体的距离处于从近点到中间点之间的近 点观察状态，因此该范围的亮度充分，且确保了可以进行观察的深度。
另一方面，在NBI模式中，在远点观察状态时，物距为从 20mm的中间点到远点的100mm,若检测到亮度不足，即将光 阑驱动器58切换到通电状态。这样一来，光阑板59退避到光阑 开大位置，因此光阑由光阑开大开口部51aJ3武予。此时，如上 所述的图7C所示，景深较浅。另外，虽插入了NBI专用滤光器 50,但是通过釆用光阑开大状态增加了光量，成为了在从物距 的近点到远点之间确保了可进行观察的亮度的状态。因此，从 物距的中间点到远点的范围确保了可以进行观察的深度。
如上所述，采用本实施方式的视频内窥镜系统，适用于专 用的视频处理器和摄像单元41，但是在光源装置中未设置可插 拔的NBI专用滤光器。因此，即使是使用普通的光源装置的视 频内窥镜系统也可进行普通光观察和NBI观察。另外，与第一 实施方式的视频内窥镜系统100—样，即使使用不适合特殊光 观察的视频处理器，只进行普通光观察通常是可以的。
还有，采用本实施方式的视频内窥镜系统，能实现使可进 行普通光观察和NBI观察的系统的视频内窥镜为无可变光阑的 固定焦点的物镜光学系统那样的小型尺寸。其组装性良好，容 易确保液密，耐湿性良好，可确iL组装中途或单元状态下的光 阑动作。由灰尘导致障碍或产生光斑的可能性小，可确保透镜 框架的精度和强度，因此能收到获得良好的光学性能等各式各 样的效果。
另外，本实施方式也可使用萤光观察模式、红外光观察模 式，以替代作为上述特殊光观察模式的NBI模式。此时，需要 使用萤光观察用滤光器、红外光观察用滤光器来替代被组装到 滤光器/可变光阑单元中的NBI专用滤光器50。
在滤光器/可变光阑单元中，通过在组装有NBI专用滤光器50的基础上，再组装与红外光观察或萤光观察对应的滤光器 等多种滤光器，能以 一 个视频内窥镜进行各种特殊光观察。
并且，将多个具有不同收缩开口 59a的光阑板59组装到滤 光器/可变光阑单元中，可分割成更多深度区间地进行观察。 并且，即使使用可使收缩开口直径连续变化的光阑叶片，也可 同样进行分割成多个深度区间地进行观察。
接着，使用图14、图15对本发明的第三实施方式的3见频内 窥镜系统进行说明。
本实施方式的3见频内窥镜系统与上述第二实施方式的视频 内窥镜系统不同主要是内置在视频内窥镜中的摄像单元的结 构。
即，在本实施方式的视频内窥镜系统的摄像单元41C中内 置有图14所示的作为单色摄像元件的CCD22C、 RGB滤光器单 元67、与第二实施方式相同的摄像光学系统、滤光器/光阑单 元49。另外，视频处理器内置有RGB滤光器单元67的驱动电路、 与该驱动电路同步地被驱动的场序列图像处理电路。
RGB滤光器单元67是3色滤光器单元，由R(红色)滤光器 单元64、 G (绿色)滤光器单元65、 B (蓝色)滤光器单元66 构成，配置在滤光器/光阑单元49的前方。
上述3种颜色的滤光器单元64、 65、 66分别具有相同构造， 只有滤光器的颜色不同。例如，R滤光器单元64如图15所示那 样具有可转动的环状的金属板制的外旋转板93、以固定在外旋 转板93的内周部的状态配置的环状的金属板制的内固定板92、 由8个红色透光性的光学滤光器板构成的分滤光器91。
各分滤光器91分别由设置在外旋转板93侧的转动销95、设 置在内固定板92侧的支承销94可转动地支承。
在RGB滤光器单元67中，外旋转板93例如被逆时针方向驱动时，各分滤光器91就转动而进入观察光路上，成为光阑完全 关闭状态。在该关闭状态下，分滤光器91作为普通的滤光器而 发挥作用。与此相对，当外旋转板93被顺时针方向驱动时，各 分滤光器91向反方向转动而从观察光路上退避，成为开大状态。
R滤光器单元64、 G滤光器单元65、 B滤光器单元66依次反 复进行该动作，由此作为RGB旋转滤光器而发挥作用。并且， 在作为RGB旋转滤光器而发挥作用的状态下，将各RGB的各摄 像信号以场序列式读取到CCD22上，从而获得彩色图像。
本实施方式的视频内窺镜系统的普通光观察时，驱动RGB 滤光器单元67，进行场序列式摄像。此时，滤光器/光阑单元 49的状态与第二实施方式的情况相同，使NBI专用滤光器50为 退避状态，使光阑板59为插入状态。因此，可与第二实施方式 时同样地进行普通光观察。
另外，在NBI观察时，RGB滤光器单元67设置成使分滤光 器91退避的状态。另一方面，滤光器/光阑单元49的状态与第 二实施方式的情况相同，使NBI专用滤光器50为插入状态。然 后，在近点观察状态下，使光阑板59退避，在中远点观察状态 下，使光阑板59为插入状态。因此，可进行与第二实施方式的 NBI观察相同的观察。
根据本实施方式的视频内窥镜系统，可以采用单色C C D作 为摄像元件。此外，在视频内窥镜前端部8C中具有RGB滤光器 单元和NBI专用的滤光器，该RGB滤光器单元具有可分别切换 到R滤光器单元、G滤光器单元、B滤光器单元的各滤光器单元， 因此，在光源装置中没有设置可插拔滤光器，也可进行场序列 式的普通光观察和NBI观察。
另外，将上述R G B滤光器单元6 7配置在视频内窺镜的照明光学系统或光源装置中也可以获得同样的效果。
接着，使用图16~图18对本发明的第四实施方式的视频内 窥4竟系统进行i兌明。
在本实施方式的视频内窥镜系统中，配置在4见频内窥镜的 前端部8D内的摄像单元未设有可变光阑单元，而将可变光阑单 元7 8组装到照明光学系统中。除此之外的结构与上述第 一 实施 方式的系统相同。
配置在—见频内窺4竟的前端部8D中的照明光学系统包括光 导纤维束76、照明透镜74、可变光阑单元78。光导纤维束76 贯穿光导件贯穿孔8 7地配置。照明透镜7 4保持在透镜框架7 5 上。可变光阑单元78配置在光导纤维束76和照明透镜74之间。
在前端部8D内，在照明光学系统的侧方并列设有处理器具 贯穿孔72,处理器具73贯穿该贯穿孔72。
在前端部8D内，在照明光学系统的侧方还并列设有未图示 的摄像单元。
前端部8D的侧部由前端保护橡月交70覆盖，在前端部8D的 顶端面侧部安装有顶端绝缘帽68。
光导纤维束76是在成形后以将接头77嵌装到前端部的状 态对其顶端面进行研磨而制作的。光导纤维束76以使其顶端面 抵接于后述可变光阑单元78的基板79的状态嵌合固定在透镜 框架75的后方内周部。
如图16、图17所示，可变光阑单元78由基板79、光阑板80、 作为离子传导型驱动器的光阑驱动器81、作为电源供给部件的 连接FPC85构成。
基板79是金属板构件，具有光阑开大开口部79a，基板79 固定在透镜框架75的内周部。
光阑板80由设置在基板79上的支承销83可转动地支承。光
26阑板8 0的顶端侧借助可动销8 4与光阑驱动器81相连接。
光阑驱动器81具有圆弧部，其 一 端部由基板7 9侧的绝缘固 定销82支承，另一端部借助可动销84与光阑板80相连接。因此， 光阑驱动器81的曲率变化时，光阑^反8(H皮驱动而以支承销83 为中心转动。
该光阑驱动器81由驱动器驱动电路10 2驱动。光阑驱动器 81在未供给驱动电压的未通电状态下曲率小，在通电状态下曲 率变大。在通电状态下曲率大时，如图17实线所示，光阑板80 的缘部80a处于基板79的开大开口部79a上且位于处理器具贯 穿孔7 2侧的光阑收缩位置。在未通电状态下上述曲率变小时， 如双点划线所示，光阑板80的缘部80a位于从基板79的开大开 口部79a退避的光阑开大位置。
另外，光阑板80处于光阑收缩位置时，如图16所示，从照 明透镜74所照射出的照明光之中，照射到处理器具73的处理部 侧的虚线所示的光净皮上述光阑板80的缘部80a切断。因此，处 理器具73的处理部所反射的光变少，不用降低亮度即可抑制产 生光斑。另外，照明透镜(凹透镜)74为1个时，使光阑的处 理部一侧收缩。
连接FPC85的 一 端侧的引线电极85a焊接在光阑驱动器81 的固定销82周围。连接FPC85的另 一端侧如图18所示那样贯穿 于设置在透镜框架7 5的周侧部的通孔7 5 a而被导出到透镜框架 外部。连接FPC85的另 一 端侧的电缆连接端子部85b焊接在驱 动器连接电缆86上。
连接FPC85的另 一端部以贯穿通孔75a而被导出到透镜框 架外部的状态被粘接固定。在透镜框架7 5的通孔7 5 a和连接 FPC85之间的间隙填充粘接剂，将内部保持成液密状态。
在具有上述结构的本实施方式的视频内窥镜系统中，与上述第 一 实施方式的情况相同地在光源装置3中使N BI专用滤光 器101退避或者将其插入，并且利用光阑驱动器81驱动光阑板 80使其转动到上述光阑收縮位置或者光阑开大位置，由此可进 行普通光观察或者NB1观察。
特别是，在本实施方式的情况下，光阑々反80配置在光阑收 缩位置时，可减少突出到前端部8D的顶端面前方的处理器具73 的处理部所反射的光，因此不用降低整体的亮度即可高效地抑 制光斑的产生。
采用本实施方式所使用的视频内窥镜的结构，组装性良好， 容易确保液密，耐湿性也良好。并且，在组装中途或单元状态 下，能确认光阑动作。无需太担心灰尘，能确保透镜框架的精 度和强度，因此能收到获得良好光学性能等各式各样的效果。
接着，使用图19、图20对本实施方式的视频内窥镜的照明 光学系统所组装的可变光阑单元的变形例进行说明。
本变形例的可变光阑单元99配置在光导纤维束76和作为 凸透镜的照明透镜88之间。可变光阑单元99的结构是与上述第 一实施方式使用的可变光阑单元24相同的结构。即，可变光阑 单元99的光阑板97由设置在基板96上的支承销98可转动地支 承。在光阑驱动器的驱动下，光阑板97借助可动销97b从图19 所示的光阑收缩位置转动到从基板9 6的光阑开大开口 9 6 a上退 避的退避〗立置。
但是，在本实施方式中，如图19所示那样光阑板97处于光 阑收缩位置时，该收缩开口 97a的中心处于相对于以照射光轴 Oa为中心的基^反96的光阑开大开口 96a偏心的偏心位置Ca。该 偏心位置C a是如图2 0所示那样靠近照明光学系统的外侧方向、 即体壁90侧的位置。
以往的视频内窥镜的前端部中，在照明透镜88靠近位于插入部外周附近的、要观察的体壁90侧的状态下，向前端面侧方 的体壁90侧的照射光很强，容易由其反射光产生光斑。
但是，根据本变形例的可变光阑单元99，处于光阑收缩状 态的光阑板97的收缩开口 97a的中心偏向外侧，由此抑制了射 向虚线所示的前端面侧方的体壁90侧的照射光，能抑制光斑的 产生。
另外，本发明不只限于上述实施方式，在不脱离发明的主 旨的范围内可进行各种变形来实施。
本申请是以2006年4月21日向日本提交的日本特愿2006 一118240号作为要求优先权的基础而提出的，本申请说明书、 权利要求书、附图中引用了上述公开内容。
权利要求
1. 一种内窥镜系统，其包括光源装置、具有照明光学系统以及物镜光学系统的内窥镜，其特征在于，至少在上述物镜光学系统中具有可变光阑，而且具有可插入到上述光源装置、上述照明光学系统、上述物镜光学系统中的任何一个光路中，或从该光路中退避的特殊光观察用滤光器，上述可变光阑只在上述特殊光观察用滤光器被插入到光路中时，进行收缩动作或开大动作。
2. 根据权利要求l所述的内窥镜系统，其特征在于，上述可变光阑在利用特殊光观察的近点观察时进行收缩动 作，在利用特殊光观察的远点观察时进行开大动作。
3. 根据权利要求2所述的内窥镜系统，其特征在于， 将上述近点观察时的光阑直径设定为与上述特殊光观察用滤光器未插入到光路中时的光阑直径相同。
4. 根据权利要求2或3所述的内窺镜系统，其特征在于， 上述可变光阑由设置在上述物镜光学系统内的驱动器驱动，在上述驱动器未通电状态下，上述可变光阑处于收缩状态。
5. 根据权利要求2所述的内窥镜系统，其特征在于，将上述近点观察时的光阑直径设定为将会成为衍射界限的 内径。
6. 根据权利要求l ~ 5中任一项所述的内窺镜系统，其特征 在于，上述特殊光观察是利用窄带光的观察，或利用萤光的观察。
7. 根据权利要求1 ~ 6中任 一 项所述的内窥镜系统，其特征 在于，在上述可变光阑的光阑部分设置有可插入、退避的上述特 殊光观察用滤光器。
8. —种内窥镜系统，包括光源装置、具有照明光学系统以及物镜光学系统的内窥镜，其特征在于，将可变光阑设置在上述照明光学系统中。
9. 根据权利要求8所述的内窥镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下，上述可变光阑的收缩开口的中心与开大开口部的中心偏
10. 根据权利要求9所述的内窥镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下， 上述可变光阑的收缩开口的中心与内窥镜的上述照明光学系统的光轴i^扁心。
11. 根据权利要求9所述的内窺镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下， 上述可变光阑限制射向内窺镜的处理器具贯穿孔方向的射出光。
12. 根据权利要求8所述的内蔬镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下，上述可变光阑的收缩开口减少开大开口部处的^L定方向的 照明光。
13. 根据权利要求12所述的内窥镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下， 上述可变光阑的收缩开口向限制开大开口部处的射向内窥镜外径侧的射出光的方向进行位置偏移。
14. 根据权利要求12所述的内窥镜系统，其特征在于， 在将上述可变光阑配置在收缩位置的状态下，上述可变光阑的收缩开口向限制开大开口部处的射向处理 器具贯穿孔侧的射出光的方向进行位置偏移。
15. —种透镜单元，其特征在于，具有将需要供给驱动电源的电子元件收容在内部的第 一透镜框架、与上述第 一透镜框 架嵌合的第二透镜框架，在上述第一透镜框架和上述第二透镜框架的嵌合面上，在 一方或双方的透镜框架的轴向设有槽部，在该槽部上配置有电 源供给部件。
16. —种透镜单元，其特征在于，在设置有通孔的透镜框架的内部收容有需要供给驱动电源 的电子元件，将电源供给部件从上述通孔沿着圆周方向引出到外部。
17. 根据权利要求15或16所述的透镜单元，其特征在于，
全文摘要
本发明提供一种内窥镜系统以及透镜单元，该内窥镜系统包括光源装置、具有照明光学系统以及物镜光学系统的内窥镜，至少在内窥镜的物镜光学系统上具有可变光阑，而且具有可插入到上述光源装置、上述照明光学系统、上述物镜光学系统之一的光路中，或从该光路中退避的特殊光观察用滤光器。并且，可变光阑只在特殊光观察用滤光器被插入到光路中时，进行收缩动作或开大动作。
文档编号A61B1/06GK101426416SQ200780014108
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月17日 优先权日2006年4月21日
发明者中村信一, 岩崎诚二, 河内昌宏, 石井广, 石原英明, 笹本勉, 野口梓, 高头英泰, 高桥进 申请人:奥林巴斯医疗株式会社;奥林巴斯株式会社