JP2002159435A - 内視鏡の部品組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的とするところは、内視鏡の部品の
接着剤塗布部位においての微小な空間に接着剤を十分充
填させると同時に接着剤の塗布範囲を制御可能な内視鏡
の組立方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は内視鏡の部品に存在する微少な隙
間を樹脂で充填する工程において、樹脂の流れ出しを防
ぐべき範囲に紫外線を照射しながらその隙間に低粘度の
紫外線・熱硬化型樹脂を注入した後、当該部分を加熱し
て未硬化の樹脂を硬化するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡の組立て部
品に樹脂を注入して組み立てる内視鏡の部品組立方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像素子を利用した撮像装置
が内視鏡においても広く用いられるようになった。撮像
装置は固体撮像素子を実装したプリント基板にカバーガ
ラスを取り付け、これを素子枠に収納し、両者の間の隙
間に接着剤を充填するようにして封止固定するようにし
ている。

【０００３】この場合、光学有効エリアヘの接着剤の流
れ出しを防止するため、特開平９−９８９４４号公報で
は高粘度の第１の接着剤で仮固定した後に低粘度の第２
の接着剤で最終的に固定するようにした接着技術を提案
している。

【０００４】また、特開平８−１３６８２８号公報には
ライトガイド口金に対して固定するライトガイドバンド
ルの先端部を接着剤で硬化し、その硬化部の長さを撮像
ユニットの撮像枠、シールドパイプ、及び絶縁チューブ
の三つの部材が重なる部分の手前までとする組立て形式
のものが提案されている。つまり、これは、内視鏡先端
部の組立ての構成上、ライトガイドバンドルの先端部の
硬質長をライトガイド口金から所定の長さに制限する接
着硬化法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平９−
９８９４４号公報の撮像装置の例では２種類の接着剤を
用いるため、その接着剤の塗布作業及びその接着剤の硬
化作業がいずれも２回必要となり、製造リードタイムが
長くなると共に製造工程も複雑になる。また、最初に用
いる接着剤は高粘度で浸透性が低いため、下層まで充分
に接着剤が充填されず、下層に微小な空間が残ってしま
う虞がある。例えばオートクレーブ滅菌処理を繰り返す
ことによって接着剤が劣化すると、高圧水蒸気が下層の
微小空間まで侵入して光学有効エリアに曇りが発生した
り、撮像素子の性能を劣化させたりする虞があった。

【０００６】また、ライトガイド口金に対してライトガ
イドバンドルの硬化先端部を固定するようにした特開平
８−１３６８２８号公報のものについても同様であり、
低粘度の接着剤を用いると、ファイバー間に接着剤が浸
透する長さが長くなって、硬質長が長くなり、内視鏡先
端部の外径や先端硬質部長が大きくなってしまう。逆に
高粘度の接着剤を用いると、ファイバー間に接着剤が十
分浸透し難くなってしまう。

【０００７】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、内視鏡の組立て構成
部品における微小な隙間に樹脂を十分充填させると同時
に樹脂の塗布範囲を制御可能な内視鏡の部品組立方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は内視鏡の部品に
存在する微少な隙間を樹脂で充填する工程において、樹
脂の流れ出しを防ぐべき範囲に紫外線を照射しながらそ
の隙間部分に低粘度の紫外線・熱硬化型樹脂を注入した
後、当該部分を加熱して未硬化の樹脂を硬化するように
した。

【０００９】低粘度の紫外線・熱硬化型樹脂を用いるこ
とにより、内視鏡の部品に存在する微少な隙間まで樹脂
が充分に浸透し、封止効果が高くなる。

【００１０】一方、紫外線照射部位の設定により樹脂が
硬化する範囲を制御できるため、不必要な樹脂の流れ出
しによる光学系や組立性や耐久性への悪影響を防止でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１〜図６を参
照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１
には本実施形態を適用する内視鏡全体の概略的構成が示
されている。この図１に示すように、内視鏡本体１は、
体内に挿入する軟性の挿入部２を有し、この挿入２には
先端部３と湾曲部４とが備えられている。また、挿入部
２の基端には操作部５が連結して設けられている。操作
部５には湾曲部４を遠隔操作するアングルレバ６が備え
られている。

【００１２】また、操作部５には軟性コード７が連結さ
れ、軟性コード７の先端には図示しない光源装置に接続
するコネクタ８やビデオシステムセンタに接続するコネ
クタ９が設けられている。コネクタ８には、内視鏡本体
１の内部空間と連通し、図示しないアダプタによる開閉
操作可能な開閉弁１０が設けられている。開閉弁１０は
内視鏡本体１の内部空間の圧力が外部の圧力より所定以
上に高くなると連通する逆止弁構造を有していても良
く、また、開閉弁１０に図示しない逆止弁アダプタを組
み付けるようにしても良い。この開閉弁１０の構成によ
り、オートクレーブ滅菌前の工程等で、チャンバ内が真
空に引かれても、内視鏡の湾曲部４の湾曲ゴム３５（図
２参照）等、内視鏡の隔壁の中で柔軟な部分が破裂する
のが防止される。

【００１３】尚、コネクタ９には電気接点部を水密にす
ることの出来る防水キャップ１１を組み付けることが出
来る。また、内視鏡本体１は内部に水が侵入しない構造
を有している。

【００１４】図２に挿入部２における先端部３付近の断
面図を示す。先端部３の先端構成部材２９には撮像ユニ
ット（撮像装置）１２及びライトガイドファイバ３０が
組み付けられており、ライトガイドファイバ３０の先端
には照明レンズ３７が配置されている。

【００１５】先端構成部材２９の外周には先端カバー部
材３１が組み付けられており、その後方には湾曲部４を
構成する複数の湾曲駒３２がリベット３３によって接続
されている。さらに、複数の湾曲駒３２の外周には金属
製の網状管３４及び湾曲ゴム３５が被覆されている。

【００１６】上記撮像ユニット１２の硬質部３６は、先
端側から一つ目のリベット３３よりも先端側、つまり先
端硬質長の領域内に配置されている。

【００１７】図３に撮像ユニット１２を断面して示す。
撮像ユニット１２の先端には、挿入部２の外表面に露出
する光学窓であるサファイヤを用いたカバーガラス１３
が金属製の先端カバー枠１４に設けられており、気密光
学カバー部材を構成している。

【００１８】先端カバー枠１４の表面には、下の層にニ
ッケルを施し、最外層に金の電気めっき処理を施してい
る。カバーガラス１３の後部にはレンズ枠１６に対物レ
ンズ群１５が組み付けてなる光学ユニットが配置されて
いる。

【００１９】レンズ枠１６はセラミックスなどによる電
気的絶縁材料を用いた、光学ユニット支持枠としての絶
縁枠１７に接着固定されている。これにより、レンズ枠
１６は光軸方向に位置決めして保持されている。絶縁枠
１７を形成するセラミックスは、窒化アルミ、サイアロ
ン、ブラックアルミナなどが使用されている。また、絶
縁枠１７には絞り２２が接着により固定されている。

【００２０】また、撮像手段である固体撮像素子部ユニ
ット３９は、サファイヤを用いたカバーガラス１９にレ
チクル等によって位置出しされて光学接着剤により接着
固定されている。また、カバーガラス１９の他の面には
レンズ群２１が位置出しされて接着固定されている。カ
バーガラス１９は金属によって設けられた枠２０に嵌合
し、これに気密に接合されている。尚、このカバーガラ
ス１９と枠２０とで、後端気密光学カバー部材が構成さ
れている。

【００２１】また、枠２０の他端は絶縁枠１７の後端部
分に嵌合して、気密状態で接合されている。枠２０の表
面には下の層にニッケル、最外層に金の電気めっき処理
を施している。

【００２２】固体撮像素子部ユニット３９は２枚の基板
２３を介して半田等によってケーブル２４に電気的に接
続されている。基板２３にはＩＣやコンデンサーなどの
電子部品が組み付けられており、これらは電気的絶縁性
を有する接着剤によって封止されている。

【００２３】また、固体撮像素子部ユニット３９の外側
にはシールド枠２５が上記枠２０に接着若しくは溶接に
よって組み付けられている。シールド枠２５と固体撮像
素子部ユニット３９との間は水蒸気透過性の低いシール
剤若しくはポッティング剤（例えばフッ素ゴム系のシー
ル剤或いはポッティング剤）によって充填されている。

【００２４】次に、上記撮像ユニット（撮像装置）１２
に組み込む部品である固体撮像素子部ユニット３９につ
いて説明する。図４はその固体撮像素子部ユニット３９
の側面図であり、図５は固体撮像素子部ユニット３９を
図４中Ａ矢視方向から見た正面図である。固体撮像素子
部ユニット３９に組み込まれた固体撮像素子１８の受光
面中央部にはイメージエリア３８が区画され、このイメ
ージエリア３８に対向してガラスリッド４０が配設され
ている。イメージエリア３８の周辺部には固体撮像素子
１８の電気接続部であるパッド４３が設けられている。
パッド４３には外部端子となるフレキシブルリード４４
がバンプ４５を介して熱圧着や超音波圧着などで電気的
に接続されている。フレキシブルリード４４は表面に金
メッキを施した銅箔で形成されており、その両面を覆う
ように成形されたポリイミド等のテープ４６によって保
持されている。フレキシブルリード４４は組立前には固
体撮像素子１８からイメージエリア３８の面と平行に延
出しているが、組立時にはイメージエリア３８の後方側
に折り曲げて図３に示す様に回路基板２３に接続するよ
うになっている。

【００２５】また、フレキシブルリード４４とバンプ４
５との圧着部周辺は固体撮像素子１８とガラスリッド４
０によって挟み込まれ、接着剤４７で固定されている。
イメージエリア３８の上面部には、光学設計上、固体撮
像素子１８とガラスリッド４０との間に形成される空気
層４８が設けられている。従って、接着剤４７の塗布領
域はイメージエリア３８の周辺部分の極めて狭い範囲に
限られる。このため、この狭い幅の接着剤４７の中に上
記空気層４８と外部とを連通するエアパス４９が幾つか
発生することになる。

【００２６】この状況を踏まえて本発明による固体撮像
素子部ユニット３９の実装方法について図５及び図６を
参照しながら以下に説明する。まず、図６に示すよう
に、ガラスリッド４０の上部に、イメージエリア３８よ
り僅かに大きい形状寸法の開口部５２を有するマスク５
１を配置する。

【００２７】そして、マスク５１の上方に配置した図示
しない光源装置により紫外線UVを照射しながら固体撮像
素子１８の側面部位にディスペンサ５３を用いて封止剤
（または接着剤）５０を注入する。この封止剤５０には
常温時の粘度が低い紫外線・熱硬化型のアンダーフィル
剤を用いる。

【００２８】光源装置から出射された紫外線はマスク５
１の開口部５２を通り、ガラスリッド４０を透過してイ
メージエリア３８上に照射されるが、その周辺部にはマ
スク５１に遮られて照射されない。

【００２９】ここで、固体撮像素子１８の側面に封止剤
５０を注入すると、封止剤５０は粘度が低いため、エア
パス４９を通り空気層４８内にまで浸透する。しかし、
イメージエリア３８の僅か外側位置に達すると、マスク
５１の開口部５２を通過した紫外線により硬化する。つ
まり、イメージエリア３８には到達せずに硬化し、それ
以上の侵入が遮断される。この状態でのエアパス４９内
及び固体撮像素子１８の側部面上にある封止剤５０はそ
の後の加熱によって完全硬化し、光学系に影響を与える
ことなく、エアパス４９を封止し、撮像ユニット（撮像
装置）１２の耐性を向上させることができる。

【００３０】以上の如く、図示しない光源装置によりマ
スク５１を通して紫外線UVを照射しながらディスペンサ
５３を用いて固体撮像素子１８の側面部位に封止剤５０
を注入する。

【００３１】また、この工程に合わせて、ディスペンサ
５３を用いて、ガラスリッド４０とカバーガラス５４の
中にも紫外線硬化型接着剤５５を浸透させるようにす
る。この紫外線硬化型接着剤５５もマスク５１の開口部
５２を通過した紫外線で硬化し、マスク５１の開口部５
２に対応した領域内に入り込む直前で硬化し、それ以上
の紫外線硬化型接着剤５５の侵入を阻止する。

【００３２】この後、固体撮像素子部ユニット３９を乾
燥炉に投入し、封止剤５０を加熱硬化させる。この後処
理によって封止剤５０は完全硬化する。

【００３３】以上の如く、マスク５１を通して図示しな
い光源装置により紫外線UVを照射しながらディスペンサ
５３を用いて固体撮像素子１８の側面部位に封止剤５０
を注入するが、その封止剤５０は粘度が低く、エアパス
４９内に浸透して硬化するため、封止効果を高くするこ
とができる。一方、紫外線によりイメージエリア３８ヘ
の封止剤５０の流れ出しを抑制しているため、粘度の低
い封止剤５０を用いても光学性能を劣化させない。

【００３４】この工程の前/後または同一工程におい
て、対物レンズの一部を構成するカバーガラス１９と固
体撮像素子部ユニット３９との芯出し固定を行なう。ガ
ラスリッド４０の上面に透明な紫外線硬化型の光学接着
剤５５を塗布し、カバーガラス１９を載せて顕微鏡下で
イメージエリア３８とカバーガラス１９の中心を合わせ
て保持し、カバーガラス１９の上方から紫外線UVを照射
して光学接着剤５５を硬化させる。

【００３５】光学接着剤５５の硬化を固体撮像素子部ユ
ニット３９の封止と同一工程で行なう場合など、マスク
５１を配置した状態で硬化させる場合は、紫外線・硬化
型の光学接着剤を用いて紫外線硬化後に加熱硬化するこ
とにより、マスク５１で遮られた周辺部の光学接着剤５
５も完全に硬化させることが好ましい。

【００３６】また、紫外線硬化型の光学接着剤（封止
剤）５０，５５を用いたことにより、固体撮像素子１８
の封止及びカバーガラス５４とガラスリッド４０との接
合を一つの製造工程で実施可能となる。

【００３７】（第２実施形態）図７及び図８を参照し
て、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形
態では図７に示すように内視鏡挿入部の先端部６０の内
部に組み込まれた撮像ユニット６１とライトガイド６２
の先端部６３についてのものである。

【００３８】ライトガイド６２の先端部６３は撮像ユニ
ット６１を取り囲むように断面形状が略三日月状に形成
された穴部６４が設けられ、この穴部６４は手元側に向
かうに従って徐々に細径に形成されている。ライトガイ
ド６２の後端側部分はシリコンチューブ６５で被覆され
ている。

【００３９】次に、ライトガイド６２の先端部６３の成
型方法について説明する。まず、図８に示すように、撮
像ユニット６１よりも大きい外径を有する円柱状の芯金
８１と、この芯金８１よりも内径の大きい円筒状の口金
８２とを偏芯させて組み合わせ、両者の間に三日月状の
空間部分を残す。

【００４０】そして、この三日月状の空間部分の周囲と
口金８２の内面部との間にはライトガイド６２のファイ
バ素線６６を挿入する。

【００４１】ついで、図示しない光源装置により、図８
に示すように口金８２の手元側部分に紫外線UVを照射し
ながらディスペンサ８３を用いて、ライトガイド６２の
先端部６３の先端面から封止樹脂８４を注入する。

【００４２】この封止樹脂８４としては常温時の粘度が
低い紫外線・熱硬化型の樹脂を用いる。封止樹脂８４を
ライトガイド６２のファイバ素線６６の隙間に十分に充
填した後、乾燥炉に投入してライトガイド６２を加熱硬
化する。

【００４３】最後に、ライトガイド６２の先端面８５を
研磨し、芯金８１を取り外す。芯金８１を取り外した後
には、図７に示すように穴部６４の空間が形成される。

【００４４】ディスペンサ８３でライトガイド６２の先
端部６３に注入された封止樹脂８４はライトガイド６２
の先端部６３の先端側からファイバ素線６６の隙間に浸
透し、口金８２の手元側から流れ出たところで紫外線UV
により硬化させられる。口金８２内のファイバ素線６６
の隙間に充填された封止樹脂８４はその後の加熱によっ
て完全硬化する。

【００４５】なお、上記ライトガイド６２は必ずしも三
日月状に形成する必要はなく、円筒状又は円柱状に形成
しても良い。ライトガイド６２を円筒状に形成した場合
は芯金８１と口金８２とを同心状に組み合わせて成形
し、ライトガイド６２を円柱状に形成したときは芯金８
１を使用せずに成形する。

【００４６】本実施形態によれば、封止樹脂８４は粘度
が低く、ライトガイド６２のファイバ素線６６の隙間に
十分浸透し、そして硬化させられるため、封止効果が高
い。一方、紫外線UVにより口金８２の手元側端付近から
の封止樹脂８４の流れ出しが制限されるため、粘度の低
い封止樹脂８４を用いてもライトガイド６２の先端部６
３の硬質部長さを適切にコントロールできる。

【００４７】本発明は上記各実施形態のものに限定され
るものではない。上記説明によれば、以下の付記に挙げ
る各項およびそれらの項を任意に組み合わせたものが得
られる。

【００４８】〔付記〕 １．部品の隙間に樹脂を充填して硬化する内視鏡の部品
組立方法において、樹脂を充填する部品の隙間の一部に
紫外線を照射し、この状態で、部品の隙間に紫外線・熱
硬化型樹脂を充填し、照射した紫外線に当たる紫外線・
熱硬化型樹脂の部分を硬化し、それ以上に紫外線・熱硬
化型樹脂の侵入を阻止し、この後、当該紫外線・熱硬化
型樹脂の充填部分を含めて部品を加熱し、紫外線・熱硬
化型樹脂を硬化するようにしたことを特徴とする内視鏡
の部品組立方法。

【００４９】２．第１項において、樹脂を充填する部品
の隙間に照射する紫外線の範囲を制限する手段として紫
外線照射マスクを用いたことを特徴とする内視鏡の部品
組立方法。

【００５０】３．第１項または第２項において、部品は
内視鏡に組み込まれる固体撮像素子ユニットであること
を特徴とする内視鏡の部品組立方法。

【００５１】４．第３項において、固体撮像素子ユニッ
トのイメージエリアに紫外線を照射することを特徴とす
る内視鏡の部品組立方法。

【００５２】５．第３項または第４項において、固体撮
像素子ユニットの固体撮像素子の側面部位に紫外線・熱
硬化型樹脂を充填したことを特徴とする内視鏡の部品組
立方法。

【００５３】６．第１項または第２項において、部品は
ライトガイドであることを特徴とする内視鏡の部品組立
方法。

【００５４】７．第６項において、ライトガイドの先端
部外周に口金を設け、口金の後端側に紫外線を照射しな
がら口金の先端側から紫外線・熱硬化型樹脂を充填した
ことを特徴とする内視鏡の部品組立方法。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
視鏡の部品の部分に存在する微少な隙間を樹脂で充填す
る工程において、樹脂の流れ出しを防ぐべき範囲に紫外
線を照射しながら接着部分に低粘度の紫外線・熱硬化型
樹脂を充填した後、当該部分を加熱して未硬化の樹脂を
硬化させることにより、内視鏡の部品に存在する微少な
隙間まで樹脂が充分に浸透し、その隙間の封止効果が高
くなる。また、オートクレーブ滅菌時の内蔵物への水蒸
気侵入も抑制でき、耐久性を向上させることが可能とな
る。

【００５６】一方、紫外線照射部位の設定により樹脂の
硬化範囲が制御できるため、不必要な樹脂の流れ出しに
よる光学系、組立性や耐久性への悪影響を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る内視鏡装置全体の
斜視図。

【図２】本発明の第１実施形態に係る内視鏡の挿入部に
おける先端部付近の縦断面図。

【図３】本発明の第１実施形態に係る内視鏡の挿入部に
おける先端部に組み込む撮像ユニットの縦断面図。

【図４】本発明の第１実施形態に係る内視鏡に組み込む
固体撮像素子の側面図。

【図５】本発明の第１実施形態に係る内視鏡に組み込む
撮像ユニットの正面図。

【図６】本発明の第１実施形態に係る内視鏡に組み込む
撮像ユニットの正面図。

【図７】本発明の第２実施形態に係る内視鏡の先端部に
組み込む撮像ユニットとライトガイドを分解して示す斜
視図。

【図８】本発明の第２実施形態に係る内視鏡の先端部に
組み込むライトガイドの組み立て状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１…内視鏡本体、２…挿入部、３…先端部、４…湾曲
部、１２…撮像ユニット（撮像装置）、１８…固体撮像
素子、３０…ライトガイドファイバ、３５…ガラスリッ
ド、３８…イメージエリア、３９…固体撮像素子部ユニ
ット、４８…空気層（隙間）、４７…接着剤、４９…エ
アパス、５０…封止剤（樹脂）、５１…マスク、５２…
開口部。

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月４日（２００１．１．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】削除

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品の隙間に樹脂を充填して硬化する内
   視鏡の部品組立方法において、 樹脂を充填する部品の隙間の一部に紫外線を照射し、こ
   の状態で、部品の隙間に紫外線・熱硬化型樹脂を充填
   し、照射した紫外線に当たる紫外線・熱硬化型樹脂の部
   分を硬化し、それ以上に紫外線・熱硬化型樹脂の侵入を
   阻止し、この後、当該紫外線・熱硬化型樹脂の充填部分
   を含めて部品を加熱し、紫外線・熱硬化型樹脂を硬化す
   るようにしたことを特徴とする内視鏡の部品組立方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、樹脂を充填する部品
   の隙間に照射する紫外線の範囲を制限する手段として紫
   外線照射マスクを用いたことを特徴とする内視鏡の部品
   組立方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、部品
   は内視鏡に組み込まれる固体撮像素子ユニットであるこ
   とを特徴とする内視鏡の部品組立方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、部品
   はライトガイドであることを特徴とする内視鏡の部品組
   立方法。