JP2002191556A - 電子内視鏡の撮像素子格納ケースの製造方法および電子内視鏡の撮像素子格納ケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入部先端に撮像素子を備えた電子内視鏡に
おいて前記撮像素子および周辺回路を収納する撮像素子
格納ケースの製造方法および、この製造方法を用いて製
造された電子内視鏡の撮像素子格納ケースであって、電
磁波の不要輻射を抑えるように構成された撮像素子格納
ケースを確実かつ容易に製造可能とする電子内視鏡の撮
像素子格納ケースを提供することである。 【解決手段】 前記撮像素子格納ケースを構成する金属
部材を互いに加熱溶融して接合することにより、上記課
題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は挿入部先端に撮像素
子を備えた電子内視鏡において、前記撮像素子および周
辺回路を収納する撮像素子格納ケースの製造方法およ
び、この製造方法を用いて製造された電子内視鏡の撮像
素子格納ケースに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡先端部において結像された
像を光ファイバー束にて手元操作部に伝送し前記伝送さ
れた像を接眼レンズにて観察するファイバー内視鏡に代
わり、電子内視鏡が利用されるようになりつつある。電
子内視鏡とは、内視鏡先端部に備えられた撮像素子上に
像を結像し、この像を撮像素子により電気信号に変換
し、この電気信号をケーブル等の手段により手元操作部
に伝送し、この伝送された電気信号を画像に再変換して
モニタ等の表示手段で観察するものである。

【０００３】このように、電子内視鏡においては映像が
一旦電気信号に変換されるため、静止画像の取得や画像
の加工が容易であるという点でファイバー内視鏡よりも
優れている。また、一般的にファイバー内視鏡において
像の転送に用いられる光ファイバー束の単位断面積あた
りの本数よりも、電子内視鏡の撮像素子の単位面積あた
りの画素数のほうが大きく、従って電子内視鏡はより高
精度の画像を得られる。

【０００４】ここで、電子内視鏡は撮像素子や前記撮像
素子の周辺回路といった、高周波のパルスによって駆動
され、電磁波不要輻射を発生する電子部品をその先端に
備えている。このような電磁波は、たとえば携帯電話等
が放射する電磁波と比較してきわめて小さいものである
が、内視鏡のように人体内に導入される機器において
は、ペースメーカ等の医療機器に干渉するおそれの無い
よう、極力低くすることが求められる。

【０００５】すなわち、通常、電磁波不要輻射にとって
浮いた金属部（電気的に導通されていない状態）が有る
とアンテナの反射器のような役目をして複雑な幅射形態
を生ずる可能性があるので、金属部は電気抵抗が出来る
だけ少ない状態で電位を揃える（通常は接地する）のが
望ましい。

【０００６】そこで、一般的には撮像素子等の電子部品
を収める撮像素子格納ケースを構成する金属部材が互い
に導通するように構成し、さらに前記金属部材を接地す
ることにより、電磁波不要輻射を抑えている。

【０００７】従来の内視鏡における撮像素子格納ケース
の構造を図１０に示す。撮像素子格納ケース１２７は、
金属製の対物レンズ鏡筒１２１と、フランジ部１６６ｂ
の両端がコの字状に折り曲げられた円筒状の金属部材で
ある連結部材１６６と、固体撮像素子および前記固体撮
像素子を駆動制御する可撓性基板が内部に固定されてい
る角筒状のパイプ部材１５０から構成されている。な
お、前記可撓性基板は、内視鏡の可撓管に挿通される信
号ケーブルによって内視鏡外部の信号処理装置と接続さ
れている。また、対物レンズ鏡筒１２１は連結部材１６
６に挿置され、また連結部材１６６はパイプ部材１５０
に挿置されている。なお、パイプ部材１５０の材料は金
属であり、前記信号ケーブルのシールド線と接続される
ことにより、パイプ部材１５０は接地される。

【０００８】ここで、連結部材１６６の筒部分１６６ａ
の内径は、対物レンズ鏡筒１２１の筒部分１２１ａと連
結部材１６６の筒部分１６６ａがすきまばめの関係とな
るような寸法となっている。また、連結部材１６６の幅
はフランジ部１６６ｂの両端がパイプ部材１５０の内壁
と当接するような寸法となっている。

【０００９】さらに、対物レンズ鏡筒１２１と連結部材
１６６との継ぎ目１５７、および連結部材１６６とパイ
プ部材１５０との継ぎ目１５８にはそれぞれ接着剤が塗
布されている。従って、対物レンズ鏡筒１２１と連結部
材１６６、および連結部材１６６とパイプ部材１５０が
接合される。

【００１０】従来の内視鏡においては接着剤により撮像
素子格納ケースを組み立てているため、互いの金属部材
を付勢しあうように当接させることにより導通状態を確
保していたが、当接させるだけでは接触抵抗により導通
状態を確実なものにすることは難しかった。そのために
金属都材を研磨して接着した後に導通状態の確認を行わ
なければならず、工数の増大につながっていた。

【００１１】また、導通を確保するために、はんだ付け
の併用が考えられるが、熱が光学部材に影響を与えない
ようにはんだ付けを短時間で行うとはんだ付けが不確実
となりやすく、接着剤のみで接合する場合と同様、導通
状態の確認が必要だった。さらに、フラックスによる洗
浄やはんだ付け後のフラックス除去処理が必要となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み、撮像素子やその周辺回路を格納する撮像素子格納
ケースを確実かつ容易に製造可能な電子内視鏡の撮像素
子格納ケースの製造方法および、この製造方法によって
製造された電子内視鏡の撮像素子格納ケースを提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の電子内視鏡の撮像素子格納ケース
の製造方法においては、前記撮像素子格納ケースを構成
する金属部材を互いに加熱溶融して接合しているので、
確実に導通状態が確保される。

【００１４】また、前記撮像素子格納ケースを構成する
金属部材を一旦接着剤によって接合した上で、前記撮像
素子格納ケースを構成する金属部材を互いに加熱溶融し
て接合することにより、強固な接合状態を保ちつつ導通
状態が確保できる（請求項２）。

【００１５】なお、前記撮像素子格納ケースを構成する
金属部材を加熱溶融するには、アーク柱に曝す（請求項
３）、レーザーを照射する（請求項４）といった方法が
ある。特に、アーク柱に曝して加熱溶融する場合は、瞬
間的に融点まで加熱されるので、接合個所が必要以上に
加熱されることがなく、接合個所およびその周辺領域が
熱劣化することがないという点で好適である。

【００１６】

【発明の実態の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。図２は本発明の実施の形態における内視
鏡の全体構成を示している。内視鏡１０００の可撓管状
の挿入部１の基端には操作部２が連結され、挿入部１の
先端部分に形成された湾曲部４は操作部２に設けられた
湾曲操作ノブ３を回転操作することによって、任意の方
向に任意の角度だけ屈曲させることができる。

【００１７】湾曲部４の先端には、対物光学系等が内蔵
された先端部本体１０が連結されている。また、挿入部
１と操作部２との連結部付近には、挿入部１内に挿通配
置された処置具挿通チャンネルの入口である処置具挿入
口５が突出配置されている。

【００１８】操作部２の後部に連結された可撓性連結管
７の先端にはコネクタ８が連結されており、このコネク
タ８は、後述する照明用ライトガイドファイババンドル
に対する照明光の供給及び先端部本体１０に内蔵の固体
撮像素子で撮像された映像信号の処理等を行うための光
源装置兼ビデオプロセッサ（図示せず）に接続される。

【００１９】図３は先端部本体１０の正面図であり、１
１は、観察像を取り入れるための観察窓、１２は、被写
体を照明する照明光を射出するための照明窓、１３は処
置具挿通チャンネルの出口、１４及び１５は送気ノズル
及び送水ノズルである。

【００２０】図４は、観察窓１１と照明窓１２の各中心
線を通る断面における挿入部１の先端部分の側面断面図
であり、４及び１０は、前出の湾曲部及び先端部本体で
ある。

【００２１】照明窓１２には照明光の配光角を広げる凹
レンズ１７が嵌め込まれていて、その内側にライトガイ
ドファイババンドル１８の射出端が配置されている。ま
た観察窓１１には、対物光学系の第１レンズであるカバ
ーレンズ２０が嵌め込まれており、その内側に、対物レ
ンズ群２８と固体撮像素子２４等が配置されている。２
２はＹＡＧレーザーカットフィルター、２３はカバーガ
ラスである。

【００２２】固体撮像素子２４は、例えばＴＡＢ（テー
プオートメイティングボンディング）基板等の可撓性基
板４３の先端に固着されていて、カバーガラス２３が固
体撮像素子２４の前端面に接合され、ＹＡＧレーザーカ
ットフィルター２２がカバーガラス２３の前端面に接合
されている。

【００２３】先端部本体１０に軸線方向に形成された孔
には撮像素子格納ケース２７が嵌挿固定されている。ま
た、撮像素子格納ケース２７にはＹＡＧレーザーカット
フィルター２２、カバーガラス２３、固体撮像素子２
４、および固体撮像素子２４を駆動制御する可撓性基板
４３が内挿固定されている。

【００２４】さらに、可撓性基板４３は、内視鏡１００
０の挿入部１、操作部２、および可撓性連結管７に挿通
されている信号ケーブル４５によって前記プロセッサと
と接続されている。

【００２５】また、対物レンズ鏡筒２１を通過した光束
が固体撮像素子２４の中央部分のみで結像するように、
対物レンズ鏡筒２１よりの光束を遮蔽するマスク部材２
９が、対物レンズ鏡筒２１とＹＡＧレーザーカットフィ
ルター２２の中間に取り付けられている。

【００２６】さらに、対物レンズ群２８は撮像素子格納
ケース２７の一部分を形成する金属製の対物レンズ鏡筒
２１に収められている。

【００２７】また、湾曲部４の骨組みは、複数の節輪を
リベットで回動自在に連結して構成されており、その最
先端の節輪４ａが、先端部本体１０の後端部外周面に被
嵌されて連結固定されている。また、４ｂは、伸縮自在
なゴム製の外装チューブである。

【００２８】撮像素子格納ケース２７の組み立て方法を
図面を用いて詳細に説明する。図５は撮像素子格納ケー
ス２７の分解図である。撮像素子格納ケース２７は、金
属製の対物レンズ鏡筒２１と、フランジ部６６ｂの両端
がコの字状に折り曲げられた円筒状の金属部材である連
結部材６６と、固体撮像素子２４が内部に固定され、信
号ケーブル４５のシールド線と接続されて接地されてい
る角筒状の金属部材であるパイプ部材５０から構成され
ている。

【００２９】ここで、対物レンズ鏡筒２１は連結部材６
６の筒部分６６ａに挿置され、また連結部材６６はパイ
プ部材５０に挿置される。

【００３０】ここで、連結部材６６の筒部分６６ａの内
径は、対物レンズ鏡筒２１の筒部分２１ａと連結部材６
６の筒部分６６ａがすきまばめの関係となるような寸法
となっている。また、連結部材６６の幅はフランジ部６
６ｂの両端がパイプ部材５０の内壁と当接するような寸
法となっている。

【００３１】図６は、連結部材６６をパイプ部材５０の
筒内より観察した図である。連結部材６６のフランジ部
６６ｂの、ＹＡＧレーザーカットフィルター２２と対向
する面には、マスク部材２９が接着剤にて貼り付けられ
ている。さらに、マスク部材２９上の数箇所は加熱溶融
されており、当該箇所と隣接する連結部材６６のフラン
ジ部６６ｂと一体化した接合部３０が形成されている。

【００３２】図７は、連結部材６６とマスク部材２９を
加熱溶融して接合する状態を示したものである。すなわ
ち、第１の電極２０１をマスク部材２９に当接させる。
さらに第２の電極２０２を接合箇所の付近に設置する。
なお、第２の電極２０２は、連結部材６６、第１の電極
２０１、およびマスク部材２９の前記接合箇所以外の箇
所からは充分に離れた位置に配置されている。加えて、
接合箇所の酸化を防止するため、第２の電極４０２の周
囲はアルゴンガスで満たされている。

【００３３】ここで、第１の電極２０１と第２の電極２
０２の間に所定の電力を供給することにより、第１の電
極２０１と電気的に接続された部分のうち、もっとも第
２の電極２０２に近接している前記接合箇所と、第２の
電極２０２の間にアーク柱２０３が発生する。アーク柱
の温度は５０００Ｋ以上と非常に高温であるため、前記
接合箇所と、連結部材６６の前記接合箇所と接する部分
は溶融する。

【００３４】次いで、第１の電極２０１と第２の電極２
０２の間の電力の供給を停止して、アーク柱２０３を消
滅させることにより、溶融した金属はその凝固点まで冷
却されて接合部３０が形成される。

【００３５】接合部３０周辺の拡大断面図を図８に示
す。２９ａはマスク部材の塗装膜であり、６６ｃは連結
部材６６の塗装膜である。また、７０は接着剤である。
なお、塗装膜２９ａ、塗装膜６６ｃ、および接着剤７０
は共に絶縁材料である。図８に示すように、接合部３０
は連結部材６６の金属部分にまで達しており、従って連
結部材６６とマスク部材２９との導通状態が確保され
る。

【００３６】次いで、連結部材６６の筒部分６６ａに対
物レンズ鏡筒２１の筒部分２１ａを挿置する。ここで、
対物レンズ鏡筒２１の筒部分２１ａには接着剤が塗布さ
れているので、連結部材６６の筒部分６６ａに対物レン
ズ鏡筒２１の筒部分２１ａは前記接着剤によって接合さ
れる。

【００３７】さらに、連結部材６６と対物レンズ鏡筒２
１との導通状態を確保するために、連結部材６６の筒部
分６６ａの数箇所をアーク柱に曝して加熱溶融し、当該
箇所と隣接する対物レンズ鏡筒２１の筒部分２１ａとを
一体化している。連結部材６６と対物レンズ鏡筒２１と
が一体化した状態を図９に示す。ここで、対物レンズ鏡
筒２１の筒部分２１ａと連結部材６６の筒部分６６ａと
は、連結部材６６の筒部分６６ａの外壁部中位に形成さ
れた接合部３１、および連結部材６６の筒部分６６ａの
端面と対物レンズ鏡筒２１とが当接している位置に形成
された接合部３２によって導通状態が確保されている。
なお、連結部材６６と対物レンズ鏡筒２１との接合部３
１および接合部３２を形成する方法は、前述の連結部材
６６とマスク部材２９との接合部３０を形成する方法と
同様であるので、説明は省略する。

【００３８】次いで、連結部材６６のフランジ部６６ｂ
をパイプ部材５０に挿置する。ここで、パイプ部材５０
の内壁には接着剤が塗布されているので、パイプ部材５
０の内壁に連結部材６６のフランジ部６６ｂは前記接着
剤によって接合される。

【００３９】さらに、連結部材６６とパイプ部材５０と
の導通状態を確保するために、パイプ部材５０外壁の数
箇所をアーク柱に曝して加熱溶融し、当該箇所と隣接す
るフランジ部６６ｂとを一体化している。パイプ部材５
０と連結部材６６とが一体化した状態を図１に示す。こ
こで、パイプ部材５０と連結部材６６のフランジ部６６
ｂとは、連結部材６６のフランジ部６６ｂとパイプ部材
５０の内壁とが当接している位置に形成された接合部３
３、およびパイプ部材５０の端面に形成された接合部３
４によって導通状態が確保されている。なお、パイプ部
材５０と連結部材６６のフランジ部６６ｂとの接合部３
３および接合部３４を形成する方法は、前述の連結部材
６６とマスク部材２９との接合部３０を形成する方法と
同様であるので、説明は省略する。

【００４０】以上のように、本発明の実施の形態におい
ては、パイプ部材５０、連結部材６６、マスク部材２
９、および対物レンズ鏡筒２１が互いに導通状態になっ
ている。前述のようにパイプ部材５０は接地されている
ので、連結部材６６、マスク部材２９、および対物レン
ズ鏡筒２１は共に接地状態となり、従って電磁波不要輻
射を抑えられる。

【００４１】なお、パイプ部材５０、連結部材６６、マ
スク部材２９、および対物レンズ鏡筒２１の導通状態を
確保するためには、上記の各部材間の接合箇所をアーク
柱に曝す方法に限らず、前記接合箇所を選択的に加熱で
きればよい。従って、例えば前記接合箇所にレーザーを
照射することによって加熱溶融し、前記接合部を形成す
る構成としてもよい。

【００４２】また、本発明の電子内視鏡の撮像素子格納
ケースの製造方法および電子内視鏡の撮像素子格納ケー
スは、上記の倍率固定型の電子内視鏡のみに制限される
ものではない。すなわち、例えば内視鏡の挿入部可撓管
内に挿通された操作ワイヤを内視鏡手元操作側から進退
させ、前記操作ワイヤと係合するズームレンズ群を移動
させて、電子内視鏡の倍率を変更可能なズーム機能付の
電子内視鏡にも適用可能である。

【００４３】このようなズーム機能付の電子内視鏡にお
いては、対物レンズ群が前記操作ワイヤの進退に応じて
移動するので、接地されている撮像素子格納ケースと対
物レンズ鏡筒とを金属製の外側筒内に配置し、さらに前
記撮像素子格納ケースと前記外側筒とが接している数箇
所で前記撮像素子格納ケースと前記外側筒とを加熱溶融
して接合することにより、前記撮像素子格納ケースと前
記外側筒を導通させて前記外側筒を接地している。

【００４４】電気的には、対物レンズ鏡筒を覆っている
前記外側筒が接地されていれば不要電磁輻射の放射を防
止できるので、ズーム機能付の電子内視鏡においても、
不要電磁輻射の放射を防止できる電子内視鏡を確実かつ
容易に製造可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、撮像素
子および周辺回路を収納する撮像素子格納ケースを確実
かつ容易に製造可能な、電子内視鏡の撮像素子格納ケー
スの製造方法および、この製造方法を用いて製造された
電子内視鏡の撮像素子格納ケースが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の、撮像素子および周辺回
路を収納する撮像素子格納ケースの全体図を示したもの
である。

【図２】本発明の実施の形態の内視鏡の全体図を示した
ものである。

【図３】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の正
面図である。

【図４】本発明の実施の形態の内視鏡の挿入部先端の側
面断面図である。

【図５】本発明の実施の形態の、撮像素子を格納して電
磁波不要輻射を抑える撮像素子格納ケースの分解図を示
したものである。

【図６】本発明の実施の形態において、マスク部材が接
合された連結部材を示したものである。

【図７】本発明の実施の形態において、マスク部材と連
結部材をアーク柱に曝して接合している状態を示したも
のである。

【図８】本発明の実施の形態における、マスク部材と連
結部材との接合部周辺の拡大断面図である。

【図９】本発明の実施の形態において、対物レンズ鏡筒
が接合された連結部材を示したものである。

【図１０】従来の撮像素子格納ケースの全体図を示した
ものである。

【符号の説明】

１ 挿入部 ２１ 対物レンズ鏡筒 ２７ 撮像素子格納ケース ２８ 対物レンズ群 ２４ 固体撮像素子 ２９ マスク部材 ３０ 接合部 ３１ 接合部 ３２ 接合部 ３３ 接合部 ３４ 接合部 ５０ パイプ部材 ６６ 連結部材 ７０ 接着剤 ２０１ 第１の電極 ２０２ 第２の電極 ２０３ アーク柱 １０００ 内視鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 真一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 黒澤 秀人 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H040 BA00 CA10 CA11 CA22 DA03 DA15 DA17 DA21 DA56 DA57 GA02 GA03 4C061 CC06 FF35 JJ01 JJ06 JJ15 LL02 PP06 UU09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入部先端に撮像素子を備えた電子内視
   鏡において、前記撮像素子および周辺回路を収納する撮
   像素子格納ケースの製造方法であって、 前記撮像素子格納ケースを構成する金属部材を互いに加
   熱溶融して接合することを特徴とする、電子内視鏡の撮
   像素子格納ケースの製造方法。
2. 【請求項２】 前記撮像素子格納ケースを構成する金属
   部材を一旦接着剤によって接合した上で、前記撮像素子
   格納ケースを構成する金属部材を互いに加熱溶融して接
   合することを特徴とする、請求項１に記載の電子内視鏡
   の撮像素子格納ケースの製造方法。
3. 【請求項３】 前記撮像素子格納ケースを構成する金属
   部材を互いにアーク柱に曝して加熱溶融することを特徴
   とする、請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡の
   撮像素子格納ケースの製造方法。
4. 【請求項４】 前記撮像素子格納ケースを構成する金属
   部材にレーザーを照射して加熱溶融することを特徴とす
   る、請求項１または請求項２に記載の電子内視鏡の撮像
   素子格納ケースの製造方法。
5. 【請求項５】 前記撮像素子格納ケースが内部に対物レ
   ンズ群を収めた金属製の対物レンズ鏡筒と、フランジ部
   を有する円筒状の金属部材である連結部材と、前記撮像
   素子が内挿された金属製のパイプ部材とを有し、 前記対物レンズ鏡筒を、前記連結部材に挿置し、 前記対物レンズ鏡筒が挿置された前記連結部材を、前記
   パイプ部材に挿置し、 前記対物レンズ鏡筒と前記連結部材、および前記連結部
   材とパイプ部材とを加熱溶融して接合することを特徴と
   する、請求項１から請求項４に記載の電子内視鏡の撮像
   素子格納ケースの製造方法。
6. 【請求項６】 前記撮像素子格納ケースが、前記対物レ
   ンズ鏡筒からの光束が前記撮像素子の中央部分のみで結
   像するように前記対物レンズ鏡筒からの光束を遮蔽する
   マスク部材を有し、 前記連結部材のフランジ部に、前記マスク部材を取りつ
   け、 前記連結部材のフランジ部と前記マスク部材とを加熱溶
   融して接合することを特徴とする、請求項５に記載の電
   子内視鏡の撮像素子格納ケースの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の電子内視鏡の撮像素子格納ケースの製造方法を用いて
   製造された電子内視鏡の撮像素子格納ケース。