JP2002301012A - 電子内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】硬質長を長くすることや、外形寸法を太径にす
ることなく、光学性能の良好な撮像ユニットを備えた電
子内視鏡を提供すること。 【解決手段】撮像光学系１０を構成する固体撮像素子１
１を固設した撮像素子枠１２と、固体撮像素子１１の撮
像面に光学像を結像させる対物光学系２０を構成する光
学レンズ２１を固設したレンズ枠２２とで撮像ユニット
１を構成するとき、レンズ枠２２の外周を、撮像素子枠
１２が外嵌配置される嵌合部２３と、先端部に位置して
外周面に雄ネジ２５を形成した凸部２４とで構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子枠とレン
ズ枠とで撮像ユニットを構成した電子内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、細長の挿入部を体腔内に挿入する
ことにより、体腔内臓器などを観察したり、必要に応じ
て処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種治
療・処置のできる内視鏡が広く利用されている。また、
内視鏡は、医療用のみならず工業用においてもボイラや
機械及び化学プラントなどの管内、或いは、エンジン内
部の観察及び検査などに用いられている。

【０００３】上述のように用いられる内視鏡には挿入部
の先端部に電荷結合素子（以下ＣＣＤと記載）などの固
体撮像素子を配設し、このＣＣＤに結像した内視鏡像を
モニタ画面に表示させて観察を行う電子内視鏡がある。

【０００４】この電子内視鏡では挿入部の先端部にＣＣ
Ｄを配設した撮像素子枠と、光学レンズを配設したレン
ズ枠とを一体に構成した撮像ユニットが内蔵されてい
る。この撮像ユニットでは撮像素子枠とレンズ枠との光
軸方向の位置調整を行って、撮像素子枠に設けられてい
るＣＣＤの撮像面に、レンズ枠に固設されている光学レ
ンズを通過した光学像がはっきりと結像するようにして
ある。

【０００５】そして、撮像素子枠とレンズ枠との光軸方
向の位置調整を図５（ａ）、（ｂ）に示すように行って
いた。図５（ａ）に示すように撮像素子枠１０１とレン
ズ枠１０２とを螺合して構成する撮像ユニット１００Ａ
では、光軸方向の位置調整を行う際、撮像素子枠１０１
とレンズ枠１０２との螺合部１０３の螺合状態を変化さ
せて行う。

【０００６】一方、図５（ｂ）に示すように撮像素子枠
１０１とレンズ枠１０２とに嵌合部１０４を設けて構成
する撮像ユニット１００Ｂでは、光軸方向の位置調整を
行う際、撮像素子枠１０１とレンズ枠１０２との嵌合長
を変化させて行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５
（ａ）で示したように螺合部１０３の螺合状態を変化さ
せてピント調整を行う撮像ユニット１００Ａでは、ネジ
とネジ山との間にクリアランスがあるので、回転させな
がらの調整が難しく、ピント調整後に接着剤を塗布して
接着剤を乾燥固化させた際、接着剤が収縮することによ
ってクリアランスの分だけ位置ずれが発生するおそれが
あった。また、レンズ枠１０２を回転させるために例え
ばかに目レンチ等を配置するためのスペースが必要にな
って太径化の要因になっていた。

【０００８】これに対して、図５（ｂ）で示したように
嵌合部１０４の嵌合長を変化させてピント調整を行う撮
像ユニット１００Ｂでは、撮像素子枠１０１とレンズ枠
１０２とを一点鎖線で示すようにビス１０５で図示しな
いピント調整治具に固定しなければならないので、この
ビス１０５の固定代分だけ嵌合長を短くなって撮像素子
枠１０１とレンズ枠１０２とががたついてしまったり、
軸ずれが発生するおそれがあった。

【０００９】そして、この嵌合長を短くすることによっ
て発生する不具合を解消するために嵌合長を十分にとる
と、その分レンズ枠１０２の長さが長くなって、内視鏡
の硬質長が増加する要因になるという不具合があった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、硬質長を長くすることや、外形寸法を太径にする
ことなく、光学性能の良好な撮像ユニットを備えた電子
内視鏡を提供することを目的にしている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子内視鏡は、
撮像光学系を構成する固体撮像素子を固設した撮像素子
枠と、前記固体撮像素子の撮像面に光学像を結像させる
対物光学系を構成する光学レンズを固設したレンズ枠と
で撮像ユニットを構成する電子内視鏡であって、前記レ
ンズ枠の外周を、前記撮像素子枠が外嵌配置される嵌合
部と、先端部に位置して外周面に雄ネジを形成した凸部
とで構成している。

【００１２】この構成によれば、凸部に設けた雄ネジを
ピント出し治具への取付け部にすることにより、凸部の
基端からレンズ枠の基端までの外周が嵌合部になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図４は本発明の一実施
形態に係り、図１は電子内視鏡を構成する撮像ユニット
を説明する図、図２は撮像ユニットに設けられる回路基
板を説明する図、図３はピント調整治具によるピント調
整を説明する図、図４は撮像ユニットを配置した内視鏡
の構成例を説明する図である。

【００１４】なお、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面
図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、図２（ｃ）は
図１のＣ−Ｃ線断面図、図３（ａ）はピント調整治具に
撮像ユニットを構成する撮像素子枠とレンズ枠とを取り
付けた状態を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ部拡
大図である。

【００１５】図１に示すように本実施形態の電子内視鏡
を構成する撮像ユニット１は、例えば被検部位の観察画
像を得るための固体撮像素子であるＣＣＤ１１を有する
撮像光学系１０と、前記ＣＣＤ１１の撮像面に光学像を
結像させる複数の光学レンズ２１を有する対物光学系２
０とで主に構成されている。

【００１６】前記ＣＣＤ１１は撮像素子枠１２に固定さ
れている。このＣＣＤ１１の撮像面の前面には光透過性
の被覆部材であるＣＣＤカバーガラス（以下カバーガラ
スと略記する）１３が配設され、このカバーガラス１３
の前面には光学レンズ１４が配設されている。

【００１７】また、図１及び図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示すように前記ＣＣＤ１１の反撮像面側にはこ
のＣＣＤ１１に電気的に接続された第１回路基板１５及
び第２回路基板１６が配設されている。この第１回路基
板１５の一面であるＣＣＤ側面には電子部品１７が実装
され、前記第２回路基板１６の両面には電子部品１７が
実装されている。これは、回路基板１５、１６間に電子
部品１７を配置させて基板間のデッドスペースをなくす
ためである。そして、各回路基板１５、１６に設けられ
た電気接点部１５ａ、１６ａには信号ケーブル１８内に
挿通された複数の信号線１９、…、１９の中から対応す
る信号線１９ａ、１９ｂ、１９ｃが接続されている。

【００１８】前記信号ケーブル１８内に挿通される信号
線１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、前記信号ケーブル１８の
外径の細径化を図るため各信号線１９ａ、１９ｂ、１９
ｃの径寸法を必要に応じて変えている。つまり、信号線
１９ａ、信号線１９ｂ、信号線１９ｃの順に線径が細径
になっている。そして、信号線１９を電気接点部に接続
する際には径寸法が太径な信号線１９ａから信号線１９
ｂ、信号線１９ｃと半田付け等の接続を行う。このこと
により、信号線１９の芯線の断線が防止されるととも
に、接続作業を安定的に行える。

【００１９】一方、前記対物光学系２０を構成する複数
の光学レンズ２１は、レンズ枠２２の内孔に例えば接着
によって固設されている。このレンズ枠２２の外周面に
は前記撮像素子枠１２が外嵌配置される嵌合部２３と、
先端部で所定の幅寸法で突設した凸部２４とが設けられ
ている。この凸部２４の外周面には雄ネジ２５が形成し
てある。

【００２０】したがって、前記撮像素子枠１２をレンズ
枠２２に外嵌配置させていくと、撮像素子枠１２の先端
が前記凸部２４の基端側に当接する。このとき、前記凸
部２４の雄ネジ２５は、撮像素子枠１２の先端外周面よ
り外側に突出しない。

【００２１】なお、本実施形態においては前記第２回路
基板１６の両面に電子部品１７を実装させて基板間のデ
ッドスペースをなくすようにしているが、第１回路基板
１５の両面に電子部品１７を実装して基板間のデッドス
ペースをなくすようにしてもよい。

【００２２】また、実装させる電子部品１７の数が少な
い場合には基板どうしが対向する面とは反対側に電子部
品１７を実装する。このことによって、両回路基板１
５、１６の電子部品１７の実装されていない面どうしを
略密着させて撮像ユニット１の硬質長の短縮化を図れ
る。

【００２３】さらに、前記電子部品１７及び信号線１９
は第１の封止樹脂４１で覆われるとともに、第２の封止
樹脂４２で覆われて撮像ユニット１の硬質部４３を構成
している。

【００２４】又、前記撮像素子枠１２の基端部には前記
カバーガラス１３と光学レンズ１４との接合面の外周を
覆って、カバーガラス１３と光学レンズ１４との接合強
度の向上を図るための補強部１２ａが設けてある。

【００２５】ここで、図３（ａ）、（ｂ）を参照して撮
像素子枠１２とレンズ枠２２とを一体にして撮像ユニッ
ト１を構成する際のピント調整について説明する。前記
撮像素子枠１２と前記レンズ枠２２とを一体にして撮像
ユニット１を構成する際には図３（ａ）に示すピント調
整治具５０を使用する。このピント調整治具５０は、台
部材５１に対して進退移動が可能な移動台５２と、台部
材５１に固設された固定台５３とで構成されている。

【００２６】図３（ｂ）に示すように前記移動台５２に
は撮像ユニット１を構成する前記ＣＣＤ１１や回路基板
１５、１６等が固設された撮像素子枠１２がビス５４に
よって取り付けられ、前記固定台５３には光学レンズ２
１を固設したレンズ枠２２が取り付けられている。

【００２７】前記レンズ枠２２は、前記固定台５３にビ
ス５５によって固定されたレンズ枠固定具５６の基端部
に形成されている雌ネジ５６ａに、前記凸部２４に形成
した雄ネジ２５を螺合させて取り付けられている。この
螺合状態のとき、前記凸部２４の先端面が前記レンズ枠
固定具５６内に配置されている間隔管５７の基端面に当
接して安定した固定状態になる。

【００２８】予め、前記レンズ枠２２の嵌合部２３に早
乾性ではない接着剤を塗布し、前記移動台５２を固定台
５３側に移動させてレンズ枠２２に撮像素子枠１２を外
嵌させる。この状態で、前記撮像素子枠１２のＣＣＤ１
１で観察されたＣＣＤ画像を図示しない検査用モニタの
画面上に表示させる。そして、この検査用モニタの画面
上に前記ＣＣＤ画像がはっきりと表示されるようにピン
ト調整を行う。その際、ピント調整治具５０に配置され
ているマイクロメータ５８に設けられているシンブル５
８ａを回転させる。

【００２９】前記シンブル５８ａの回転に伴って移動台
５２が回転方向に対する方向に移動することによって、
レンズ枠２２の嵌合部２３に外嵌している撮像素子枠１
２が移動し、この撮像素子枠１２のＣＣＤ１１とレンズ
枠２２の光学レンズ２１との間隔を変化させてピント調
整が行われる。

【００３０】そして、ピント調整が完了したなら、撮像
素子枠１２とレンズ枠２２とを、このレンズ枠２２に予
め塗布しておいた接着剤を硬化させることで一体的に固
定する。このことによって、撮像素子枠１２とレンズ枠
２２とが一体になったピント調整済みの撮像ユニット１
が完成する。そして、このピント調整済みの撮像ユニッ
ト１を所定の部材と組み合わせて内視鏡を構成する。

【００３１】このように、レンズ枠の先端部に雄ネジを
形成した凸部を設け、この雄ネジをレンズ枠固定具に螺
合したとき、この凸部の先端面が間隔管の基端面に当接
させることによって、レンズ枠を安定的にピント調整治
具に固定することができる。このことによって、ピント
調整をスムーズに行える。

【００３２】また、凸部の先端面が間隔管の基端面に当
接させることによって安定した固定力を得られるので凸
部の幅寸法を大きくすることなく、雄ネジを形成した凸
部の基端からレンズ枠の基端までの全面を撮像素子枠と
の嵌合部にすることができる。このため、枠どうしがが
たつかない十分な長さの嵌合部を設けた場合でもレンズ
枠の長さを所定寸法内に収められるので、硬質長の短縮
化を図れる。

【００３３】これらのことによって、硬質長を長くした
り、外径を太径にすることなく、光学特性の安定した品
質が良好な撮像ユニットを提供することができる。

【００３４】前記撮像ユニット１を内蔵した内視鏡とし
て、例えば図４に示すように光学アダプタ６０が装着可
能なように先端部を構成する先端構成部材７１に凸部７
２を設けた工業用の内視鏡７０がある。

【００３５】ところで、上述のように構成された前記撮
像ユニット１は、撮像素子枠１２の先端側を先端構成部
材７１に形成されたユニット配置孔に配置されて、図示
しないビスによって先端構成部材７１と一体的に固定さ
れる。

【００３６】前記先端構成部材７１に固定された撮像ユ
ニット１の中央部及び基端側は、この先端構成部材７１
の内孔に位置しており、先端構成部材７１の内周面と撮
像ユニット中央部との隙間にはシリコーン系の軟らかな
第１樹脂７３ａが充填され、前記内周面と撮像ユニット
基端側との隙間にはエポキシ系の硬い第２樹脂７３ｂが
充填されている。

【００３７】さらに、前記撮像ユニット１の硬質部４３
の基端には固定部材７４が当接している。この固定部材
７４は、前記先端構成部材７１の内周面に螺合固定され
た筒状部材７５に嵌合接着されている。この構造をとる
ことによって、撮像ユニット１に信号線１９からの引張
力やあおりの力による負荷がかからないようにしてい
る。

【００３８】ここで、光学アダプタ６０の構成例を説明
する。前記光学アダプタ６０は、内視鏡２の先端部を構
成する先端構成部材７１に着脱自在であり、種類毎にア
ダプタ側撮像光学系の仕様が異なっている。本図の光学
アダプタ６０は、対物光学系を構成する第１の光学レン
ズ６１及び第２の光学レンズ６２と、このレンズ６１、
６２間に配置される薄板部材６３と、これら光学レンズ
６１、６２及び薄板部材６３を保持する枠体６４と、内
視鏡７０との連結部材となる前記枠体６４に回動自在に
配置された止めネジ６５と、前記枠体６４の外装部材で
あるカバー部材６６と、前記内視鏡７０のライトガイド
ファイバ７６から出射される照明光を伝達するライトガ
イド又はロッドレンズで構成した照明光伝達部材６７と
で構成されている。この照明光伝達部材６７の先端部は
照明レンズ６８に対向している。

【００３９】本実施形態の光学アダプタ６０においては
上述したように第１の光学レンズ６１と第２の光学レン
ズ６２との間に配置した薄板部材６３を増減させてピン
ト出し調整を行える構成にしている。

【００４０】したがって、光学アダプタ６０を構成する
第１の光学レンズ６１及び第２の光学レンズ６２の厚み
寸法や枠体６４の外形寸法や穴深さ寸法等がそれぞれ公
差範囲で形成されていた場合でも各寸法のバラツキによ
り、組立て調整段階時にピント不良のおそれがあると判
定されたときには薄板部材６３を増減させてピント調整
を行う。

【００４１】なお、この薄板部材はフレア絞り用の所定
厚みのマスク部材や開口を有する所定厚さに形成された
ピント調整板である。また、薄板部材を配置する第１の
光学レンズ６１と第２の光学レンズ６２との間はピント
調整に最も有効な位置である。

【００４２】このように、第１の光学レンズと第２の光
学レンズとの間に薄板を増減させて光学アダプタを構成
することによって、光学アダプタを長大させてピント出
し調整機構を設けることなく、つまり、光学アダプタの
構造を変えることなく光学アダプタの対物光学系のピン
ト調整を行うことができる。

【００４３】このことによって、光学アダプタを内視鏡
に組み合わせたとき、良好な光学特性を得られる。な
お、前記光学アダプタに予め調整代を設けて構成するよ
うにしてもよい。

【００４４】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。

【００４５】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。

【００４６】（１）撮像光学系を構成する固体撮像素子
を固設した撮像素子枠と、前記固体撮像素子の撮像面に
光学像を結像させる対物光学系を構成する光学レンズを
固設したレンズ枠とで撮像ユニットを構成する電子内視
鏡において、前記レンズ枠の外周を、前記撮像素子枠が
外嵌配置される嵌合部と、先端部に位置して外周面に雄
ネジを形成した凸部とで構成した電子内視鏡。

【００４７】（２）前記レンズ枠をピント調整治具に固
定するとき、前記レンズ枠の凸部の雄ネジをピント調整
治具の雌ネジに螺合して行う付記１記載の電子内視鏡。

【００４８】（３）内視鏡の先端部に着脱自在に取り付
けられる光学アダプタにおいて、前記光学アダプタを構
成する対物光学系の光学レンズ間に増減可能に薄板部材
を設けた光学アダプタ。

【００４９】（４）前記薄板部材は所定厚みに形成した
フレア絞り用のマスク部材である付記３記載の光学アダ
プタ。

【００５０】（５）前記薄板部材は開口を有する所定厚
さに形成したピント調整板である付記３記載の光学アダ
プタ。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、硬
質長を長くすることや、外形寸法を太径にすることな
く、光学性能の良好な撮像ユニットを備えた電子内視鏡
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図４は本発明の一実施形態に係り、
図１は電子内視鏡を構成する撮像ユニットを説明する図

【図２】撮像ユニットに設けられる回路基板を説明する
図

【図３】ピント調整治具によるピント調整を説明する図

【図４】撮像ユニットを配置した内視鏡の構成例を説明
する図

【図５】撮像素子枠とレンズ枠とで構成される撮像ユニ
ットのピント調整機構の従来例を説明する図

【符号の説明】

１…撮像ユニット １０…撮像光学系 １１…ＣＣＤ １２…撮像素子枠 ２０…対物光学系 ２１…光学レンズ ２２…レンズ枠 ２３…嵌合部 ２４…凸部 ２５…雄ネジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像光学系を構成する固体撮像素子を固
   設した撮像素子枠と、前記固体撮像素子の撮像面に光学
   像を結像させる対物光学系を構成する光学レンズを固設
   したレンズ枠とで撮像ユニットを構成する電子内視鏡に
   おいて、 前記レンズ枠の外周を、前記撮像素子枠が外嵌配置され
   る嵌合部と、先端部に位置して外周面に雄ネジを形成し
   た凸部とで構成したことを特徴とする電子内視鏡。