JP2007020824A - Imaging part of electronic endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電子内視鏡の撮像部に関する。 The present invention relates to an imaging unit of an electronic endoscope.
電子内視鏡においては、挿入部の先端に内蔵された対物光学系による被写体の投影位置に固体撮像素子の撮像面が配置されており、オートクレーブ(高温高圧蒸気滅菌)装置内に収容した時に蒸気が光路内等に浸入しないように、光学系と固体撮像素子の部分にはシール構造が採用されている。 In an electronic endoscope, an imaging surface of a solid-state imaging device is disposed at a projection position of a subject by an objective optical system built in the distal end of an insertion portion, and when stored in an autoclave (high-temperature high-pressure steam sterilization) apparatus, In order not to enter the optical path or the like, a seal structure is employed in the optical system and the solid-state imaging device.
そして、オートクレーブ装置内で加熱されることによりシール部内の空間の圧力が増大してシール部が破損すること等を防止するために、シール部内の空間には常温において大気圧より低い0.7〜0.8気圧で気体が封入されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載された発明においては、対物光学系と固体撮像素子とを含む空間全体がまとめてその周囲に対して密閉された構造になっている。しかし現実には、固体撮像素子が対物光学系とは別にユニット化されていて、固体撮像素子の撮像面がそれに対向して配置されたカバーガラスによって気密に封止され、固体撮像素子ユニットが単独で密閉された構造になっているのが普通である。 In the invention described in Patent Document 1, the entire space including the objective optical system and the solid-state imaging device is collectively sealed with respect to its surroundings. However, in reality, the solid-state imaging device is unitized separately from the objective optical system, and the imaging surface of the solid-state imaging device is hermetically sealed by a cover glass disposed opposite thereto, so that the solid-state imaging device unit is independent. Normally, it has a sealed structure.
したがって、そのような単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニットが、常温で大気圧より低い内部空間を有する対物光学系の後端部分に組み付けられると、オートクレーブ装置内で加熱されたときに対物光学系部分には問題が生じないが、固体撮像素子ユニット内の圧力上昇により、固体撮像素子の撮像面に配置されているマイクロレンズやカラーフィルタ等が劣化、破損する恐れがある。 Therefore, when such a solid-state image sensor unit having a sealed structure is assembled at the rear end portion of the objective optical system having an internal space lower than the atmospheric pressure at room temperature, the object is detected when heated in the autoclave apparatus. Although there is no problem in the optical system portion, there is a risk that the microlens and the color filter disposed on the imaging surface of the solid-state imaging device will be deteriorated or damaged due to the pressure increase in the solid-state imaging device unit.
そこで本発明は、単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニットが対物光学系ユニットの後端部に取り付けられた構造の電子内視鏡の撮像部であっても、オートクレーブ装置内で加熱されたとき等に撮像面の劣化、破損等が発生しない電子内視鏡の撮像部を提供することを目的とする。 In view of this, the present invention provides a solid-state imaging device unit having a sealed structure alone, which is heated in an autoclave apparatus even in an imaging unit of an electronic endoscope having a structure attached to the rear end of the objective optical system unit. An object of the present invention is to provide an imaging unit of an electronic endoscope that does not cause deterioration or breakage of the imaging surface at times.
上記の目的を達成するため、本発明の電子内視鏡の撮像部は、撮像面がそれに対向して配置されたカバーガラスにより気密に封止されてユニットとして単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニットと、先端部分が第1レンズにより気密に封止され後側部分が固体撮像素子ユニットにより気密に封止されて密閉された構造の対物光学系ユニットとが設けられた電子内視鏡の撮像部において、固体撮像素子ユニットの内部空間に、常温において大気圧より低い気圧で気体を封入したものである。 In order to achieve the above object, the imaging unit of the electronic endoscope of the present invention has a solid-state imaging structure in which the imaging surface is hermetically sealed by a cover glass disposed opposite to the imaging surface and sealed as a unit. An electronic endoscope having an element unit and an objective optical system unit having a structure in which a front end portion is hermetically sealed by a first lens and a rear portion is hermetically sealed by a solid-state imaging element unit In the imaging unit, a gas is sealed in the internal space of the solid-state imaging device unit at a normal temperature and lower than atmospheric pressure.
なお、対物光学系ユニットの内部空間に、常温において大気圧より低い気圧で気体が封入されていてもよく、その場合、固体撮像素子ユニット内の気圧と対物光学系ユニット内の気圧がほぼ等圧であるとよい。 Note that gas may be sealed in the internal space of the objective optical system unit at a pressure lower than atmospheric pressure at room temperature. In this case, the atmospheric pressure in the solid-state image sensor unit and the atmospheric pressure in the objective optical system unit are almost equal. It is good to be.
本発明によれば、固体撮像素子ユニットの内部空間に常温において大気圧より低い気圧で気体を封入したことにより、単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニットが対物光学系ユニットの後端部に取り付けられた構造の電子内視鏡の撮像部であっても、オートクレーブ装置内で加熱されて固体撮像素子ユニットの内部空間の圧力が上昇しても、撮像面の劣化、破損等が発生しない。 According to the present invention, a solid-state image pickup unit having a sealed structure is provided at the rear end of the objective optical system unit by sealing a gas in the internal space of the solid-state image pickup unit at an atmospheric pressure lower than atmospheric pressure at room temperature. Even in the image pickup section of the electronic endoscope having the attached structure, even if the pressure in the internal space of the solid-state image pickup device unit is increased by being heated in the autoclave device, the image pickup surface is not deteriorated or damaged.
撮像面がそれに対向して配置されたカバーガラスにより気密に封止されてユニットとして単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニットと、先端部分が第1レンズにより気密に封止され後側部分が固体撮像素子ユニットにより気密に封止されて密閉された構造の対物光学系ユニットとが設けられた電子内視鏡の撮像部において、固体撮像素子ユニットの内部空間に、常温において大気圧より低い気圧で気体を封入する。 A solid-state imaging device unit having a structure in which an imaging surface is hermetically sealed by a cover glass disposed opposite to the unit and hermetically sealed as a unit, and a front end portion is hermetically sealed by a first lens, and a rear portion is In an imaging part of an electronic endoscope provided with an objective optical system unit that is hermetically sealed by a solid-state image sensor unit, an atmospheric pressure lower than atmospheric pressure at room temperature in the internal space of the solid-state image sensor unit Fill the gas with.
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図2は電子内視鏡の挿入部1の先端部分を示しており、挿入部1の先端に連結された先端部本体2の先端面に、観察窓3、処置具突出口4及び図示されていない照明窓等が配置されている。5は、挿入部1内に全長にわたって挿通配置された処置具挿通チャンネルである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows the distal end portion of the insertion portion 1 of the electronic endoscope. On the distal end surface of the distal end portion main body 2 connected to the distal end of the insertion portion 1, an
観察窓3には、複数の対物レンズ41〜45を含む対物光学系中の第1レンズ41が嵌め込まれていて、その対物光学系による被写体の投影位置に固体撮像素子11の撮像面11aが配置されている。
A
固体撮像素子11を保持する絶縁基体12から後方に突出形成された接続端子15には、挿入部1内に全長にわたって挿通配置された信号ケーブル20の信号線21が接続されている。
A
対物光学系は、その部分を拡大して図示する図3に示されるように、全ての対物レンズ41〜45が円筒形状の対物鏡筒40内に光軸が一致する状態に装着されて一つのユニットとして形成されており、スペーサ6によって各対物レンズ41〜45の間の間隔が規制されている。
In the objective optical system, as shown in FIG. 3 which is an enlarged view of the objective optical system, all
対物光学系の第1レンズ41は、対物鏡筒40の先端部分の内周面に例えば無機質の接着剤等によって気密に接合され(気密接合部A)、それによって対物鏡筒40の先端部分が気密に封止されている。対物鏡筒40の後端部には固体撮像素子ユニット10が嵌挿されるユニット接続孔7が形成されている。
The
固体撮像素子11は、固体撮像素子ユニット10をさらに拡大して図示する図4に示されるように、例えばセラミック等のような電気絶縁材からなるブロック状の絶縁基体12の前面に接合固着されている。絶縁基体12内には電気配線や電子部品が内蔵されていて、接続端子15が絶縁基体12の後端から後方に突出している。16は、電気信号を伝達するためのリードフレームである。
The solid-
そして、絶縁基体12の周囲を囲む状態に設けられた金属製の筒状の素子ユニットハウジング13の後端部内周面が絶縁基体12の外周面に例えば溶接、ロー接又は接着等によって全周にわたって気密に接合され(気密接合部B)、素子ユニットハウジング13の前端部は固体撮像素子11の前面の外縁近傍部分に当接している。
Then, the inner peripheral surface of the rear end portion of the metallic cylindrical
素子ユニットハウジング13の前端部分は、固体撮像素子11の撮像面11aを覆わないように撮像面11aに面する部分が窓になっていて、その窓を塞ぐようにに、透明な平行平面板状のカバーガラス14が無機質の接着剤等により全周にわたって気密に接合されて(気密接合部C)、撮像面11aに対向する状態になっている。
The front end portion of the
その結果、固体撮像素子ユニット10は、素子ユニットハウジング13とカバーガラス14によって気密に封止されてユニット全体として単独で密閉された構造になっていて、固体撮像素子ユニット10の内部空間Pには、常温において大気圧より低い例えば0.7気圧程度の空気又は不活性ガス(又はその他の気体)が封入されている。
As a result, the solid-state
そのように単独で密閉された構造の固体撮像素子ユニット10が、図1に示されるように、対物光学系ユニット9の対物鏡筒40の後端に形成されたユニット接続孔7に嵌め込まれ、素子ユニットハウジング13の外周面が、ユニット接続孔7の内周面に例えば無機質の接着剤等により気密に接合されている(気密接合部D)。
As shown in FIG. 1, the solid-state
したがって対物光学系ユニット9は、先端部分が第1レンズ41により気密に封止されて後側部分が固体撮像素子ユニット10により気密に封止されて、ユニット全体として密閉された構造になっており、この実施例ではその内部空間Qには、常温で大気圧と同じ気圧の空気が封止されている。
Accordingly, the objective
このように構成された実施例の電子内視鏡の撮像部は、対物光学系ユニット9と固体撮像素子ユニット10とが各々独立して気密に封止された構造になっていて、固体撮像素子ユニット10の内部空間Pは常温において大気圧より低い気圧になっているので、内視鏡使用後滅菌処理を行うためにオートクレーブ装置内で加熱されたとき、固体撮像素子ユニット10内の気体が熱膨張しても固体撮像素子ユニット10内が大幅な高圧にならないので、撮像面11aに配置されているマイクロレンズやカラーフィルタ等が劣化、破損しない。
The imaging unit of the electronic endoscope according to the embodiment configured as described above has a structure in which the objective
図5は、本発明の第2の実施例を示しており、対物光学系ユニット9と固体撮像素子ユニット10とが各々独立して気密に封止された構造になっていて、固体撮像素子ユニット10の内部空間Pが常温において大気圧より低い気圧になっている点は上述の第1の実施例と全く同じである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the objective
そして、この実施例では、対物光学系ユニット9の内部空間Qにも、固体撮像素子ユニット10内と同じ常温において0.7気圧程度の気圧で気体が封入されており、その結果、オートクレーブ装置内で加熱されることによって対物光学系ユニット9内と固体撮像素子ユニット10内の気体が熱膨張しても、カバーガラス14の破損等を防止することができる。
In this embodiment, the internal space Q of the objective
9 対物光学系ユニット
10 固体撮像素子ユニット
11 固体撮像素子
11a 撮像面
12 絶縁基体
13 素子ユニットハウジング
14 カバーガラス
40 対物鏡筒
41〜45 対物レンズ
41 第1レンズ
A〜D 気密接合部
P 固体撮像素子ユニットの内部空間
Q 対物光学系ユニットの内部空間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記固体撮像素子ユニットの内部空間に、常温において大気圧より低い気圧で気体を封入したことを特徴とする電子内視鏡の撮像部。 A solid-state imaging device unit having a structure in which an imaging surface is hermetically sealed by a cover glass disposed opposite to the unit and hermetically sealed as a unit, and a front end portion is hermetically sealed by a first lens, and a rear portion is In an imaging unit of an electronic endoscope provided with an objective optical system unit having a structure hermetically sealed by the solid-state imaging element unit,
An imaging part of an electronic endoscope, wherein a gas is sealed in an internal space of the solid-state imaging element unit at an atmospheric pressure lower than atmospheric pressure at room temperature.
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