JP3793316B2

JP3793316B2 - 内視鏡撮像装置

Info

Publication number: JP3793316B2
Application number: JP07005897A
Authority: JP
Inventors: 裕龍野; 史典棚橋
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-03-24
Also published as: JPH10262927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡に装着され、撮像素子を内蔵し、オートクレーブ滅菌できるようにした内視鏡撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体腔内に挿入される内視鏡に装着され、撮像素子を内蔵した内視鏡撮像装置では電気的に安全を確保した電気機器としている。そのため、患者回路（相当部）は外装金属部材に対し、絶縁された構造となっている。
【０００３】
また、近年は、環境に対する影響を配慮して、薬液を使用しないで、高温高圧の蒸気下で内視鏡撮像装置を滅菌処理するオートクレーブ滅菌を行うことができることが望まれる状況にある。
【０００４】
例えば、特開平７−１００１０４号或いは特開平７−１００１０２号公報ではオートクレーブ滅菌対応の内視鏡撮像装置が開示されている。この従来例では断熱構造とするために、カメラヘッドを３層の被覆部材で構成され、外側から順に金属層、絶縁層、導通層が設けてある。
【０００５】
このようにオートクレーブ滅菌対応のカメラヘッドでは、光学系を気密封止するため、外装部を気密封止構造としている。この場合、耐熱性、耐蒸気性、熱膨張率より、外装は金属で構成される。
【０００６】
実際には、電気回路を含む内視鏡撮像装置では、電気メスが使用されることも考慮して、それに対する安全上、金属外装のある硬性内視鏡との絶縁を確保するために内部の回路はカメラヘッド外装に対して絶縁された構造を採用することが普通である。
【０００７】
また、患者回路（相当部）はＥＭＣ等の電波障害対策上の問題を解決するために、０Ｖのシールド構造を設ける必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、患者回路（相当部）と外装金属部の間は絶縁される必要があり、かつ、ここは気密封止されなければならないが、従来は接着等で気密確保を狙ったが、蒸気による劣化があった。
（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、電波障害対策上の問題を解決でき、かつ絶縁構造物と金属の間で気密封止を確保してオートクレーブ滅菌可能にした内視鏡撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡撮像装置は、内視鏡に接続可能であって、前記内視鏡からの被写体像を撮像する固体撮像素子を含む撮像光学系を有するカメラヘッド部と、前記カメラヘッド部より後端側に着脱自在に配設された、前記固体撮像素子に対する信号処理を行う制御装置に接続する信号ケーブルを有するケーブル部と、を備える内視鏡撮像装置において、前記カメラヘッド部の前端側に配置された光学部材と気密接合されると共に、前記撮像光学系を覆う外層金属被覆と、前記外層金属被覆より後端側に配設されたコネクタであって、前記信号ケーブルの前端に配設されたケーブル部側コネクタと着脱自在になされたカメラヘッド部側コネクタと、前記カメラヘッド部側コネクタを構成する金属製部材であって、前記カメラヘッド部側コネクタと前記ケーブル部側コネクタとが接続された際には、前記信号ケーブルのシールド部と同電位を保持するコネクタ金属枠体部と、前記外層金属被覆に対して絶縁層を介して内設された導電性部材であって、前記固体撮像素子を覆うと共に、前記コネクタ金属枠体部と同電位を保持して接続された内部シールド被覆と、前記内部シールド被覆より外周側における前記外層金属被覆の後端部と前記コネクタ金属枠体の前端部との間に配設された絶縁性部材であって、前記外層金属被覆と前記コネクタ金属枠体とを気密接合する気密絶縁部と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
【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。
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成を示し、図２は第１の実施の形態のテレビカメラの構成を示し、図３は絶縁体を用いて気密結合する部分の拡大図を示す。
【００１１】
図１に示すように内視鏡システム１は硬性内視鏡２及びこの硬性内視鏡２に着脱自在の内視鏡撮像装置としてのテレビカメラ３と、硬性内視鏡２に照明光を供給する光源装置４と、テレビカメラ３に対する信号処理を行うカメラコントロールユニット（ＣＣＵと略記する。）５と、このＣＣＵ５から出力される映像信号を表示するモニタ６とから構成される。
【００１２】
上記硬性内視鏡２は、細長で硬性の挿入部１１と、この挿入部１１の後端に連設された太径の把持部１２と、この把持部１２の後端に形成された接眼部１３と、前記把持部１２の側部に設けた口金とを有し、この口金にはライトガイドケーブル１５が接続され、このライトガイドケーブル１５の末端に設けたコネクタ１６を光源装置４に着脱自在で接続することができる。
【００１３】
上記ライトガイドケーブル１５のコネクタ１６を光源装置４に接続することによって、光源装置４内の図示しないランプによる白色光がライトガイドの端面に照射され、このライトガイドにより伝送された照明光は、硬性内視鏡２内のライトガイドに供給され、挿入部１１の先端部の照明窓から前方に出射され、被検体を照明する。
【００１４】
上記照明窓から出射された照明光により、照明された被写体は先端部に設けられた図示しない対物レンズによって結像され、結像された像はリレー光学系により接眼部１３側に伝送され、接眼レンズを介して拡大観察できるようになっている。
【００１５】
上記接眼部１３にはテレビカメラ３が着脱自在で装着される。このテレビカメラ３は撮像手段として電荷結合素子（以下、ＣＣＤと略記）３７を内蔵し、このＣＣＤ３７はこのテレビカメラ３から延出されたカメラケーブル９（内の信号線）によりＣＣＵ５に着脱自在のコネクタ１０を介してＣＣＵ５に接続されている。
【００１６】
ＣＣＵ５内の図示しないＣＣＤドライバからのＣＣＤドライブ信号をカメラケーブル９は伝送しＣＣＤ３７に印加することにより、ＣＣＤ３７で光電変換された信号が読み出され、この信号はＣＣＵ５内部の図示しない映像信号生成回路により映像信号が生成され、モニタ６の表示面に被検体像を表示する。
【００１７】
後述するようにこのＣＣＤ３７はテレビカメラ３内で内部シールド層でシールドされた内側に配置されている。そして、このシールド層は外部絶縁部材で覆われたコネクタの外装部材及びカメラケーブル９の外皮の内側のシールド線を経てＣＣＵ５内の例えば０Ｖのグラウンドに接続する電磁遮蔽構造にすることにより、ＣＣＤ３７及びこのＣＣＤ３７に接続された信号線（特にＣＣＤドライブ信号を伝送する信号線）から外部にノイズとなって放射される信号成分の強度を十分小さくすると共に、外部から特にＣＣＤ３７の出力信号に混入するノイズを十分小さくして画質が劣化しないようにしている。
【００１８】
また、ＣＣＵ５の映像信号生成回路で生成された映像信号における輝度信号成分はＣＣＵ５内の調光信号生成回路に入力され、輝度信号の平均値を生成し、かつ目標輝度平均値からのずれ量を表す調光信号が生成され、カメラケーブル９を介してテレビカメラ３内の後述するオートアイリス駆動回路に印加され、絞り（アイリス）を駆動して撮像手段側への入射光量を目標輝度平均値に一致するように自動的に制御し、被写体像の明るさを観察に観察に適した明るさとなるようにする。
【００１９】
図２は本発明の内視鏡撮像装置としての第１の実施の形態のテレビカメラ３の具体的な構造を示す。
このテレビカメラ３はオートクレーブ可能に内部が気密構造にされたカメラヘッド部２１と、このカメラヘッド部２１の後端に分離可能に接続され、オートクレーブ可能にしたケーブル部２２とから構成される。
【００２０】
このカメラヘッド部２１は以下に説明するように基本的に外部金属層と、その内側に設けられた内部絶縁層と、この内部絶縁層により外部金属層と絶縁してこの内部絶縁層の内側に設けられた内部シールド層の３層構造にし、かつ外部金属層の前端側は光学部材で気密的に封止し、かつ後端側では外部金属層を覆う絶縁体の外装部材の内側で絶縁物を用いてこの外部金属層と内部シールド層と導通するコネクタの金属製枠体とを気密結合する構造にしている。
【００２１】
このカメラヘッド部２１の最外周部分はその後端の第１のコネクタ２３（或いはコネクタ受け）より少し前の付近まで、外部金属被覆２４で覆われ、この外部金属被覆２４の前端には硬性内視鏡２の接眼部１３に装着する金属製のマウント部２５が設けてある。
【００２２】
また、この外部金属被覆２４の前端の中央の円形開口部分には光学部材としてのカバーガラス２６がオートクレーブ滅菌可能なように気密的に取り付けられ、その奥にＣＣＤ３７を含む撮像光学系が配置されている。
【００２３】
つまり、気密的に封止されたカバーガラス２６の内側にロッドレンズ２７が配置されている。このロッドレンズ２７の後端外周は外部金属被覆２４の内側に設けた第１の内部絶縁被覆２８ａの前端内周に固定されている。
【００２４】
なお、カバーガラス２６は後述する実施の形態と同様にその円板形状の外周面にメッキ等により金属層を設けてメタライズし、その金属層を外部金属被覆２４とろう付け或いは半田付け等で気密的に封止している。
【００２５】
この第１の内部絶縁被覆２８ａの後端には外部金属被覆２４の内周面に沿って配置された第２の内部絶縁被覆２８ｂと接続されている。第１の内部絶縁被覆２８ａと第２の内部絶縁被覆２８ｂの内側には金属製の第１の内部シールド被覆２９ａとこの第１の内部シールド被覆２９ａの後端側に配置した第２の内部シールド被覆２９ｂとが設けてある。
【００２６】
第１の内部シールド被覆２９ａの前端は第１の内部絶縁被覆２８ａの前端内周に配置され、またロッドレンズ２７の後端に近接してオートアイリスユニット３１のステータ部がネジで第１の内部絶縁被覆２８ａの前端内壁に取り付けてある。
【００２７】
このオートアイリスユニット３１の後面にレンズ枠３２が配置され、このレンズ枠３２には結像レンズ系３３が取り付けられている。このレンズ枠３２の後端付近に接続枠及び絶縁枠３４を介してフィルタ３５が取り付けられたフィルタ枠３６が配置されている。このフィルタ３５は例えば保護用カバーガラスと、折り返しノイズを除去する水晶フィルタなどを用いた光学的ローパスフィルタと、赤外カットフィルタなどから構成される。
【００２８】
このフィルタ枠３６の後端には固体撮像素子として例えばＣＣＤ３７が取り付けられた撮像素子枠３８が配置されている。
フィルタ枠３６及び撮像素子枠３８はその外周側に配置されたほぼリング形状のフォーカス調整機構３９に取り付けられ、このフォーカス調整機構３９のステータ側は第１の内部シールド被覆２９ａにネジ等で固定されている。
【００２９】
そして、このフォーカス調整機構３９を構成するモータに駆動信号を印加することにより、図２の光軸Ｏの下側半分に示すようにコイルバネ４１の付勢力に抗してフィルタ枠３６及び撮像素子枠３８と共にＣＣＤ３７は前方に移動し、フォーカス調整を行うことができるようにしている。
【００３０】
ＣＣＤ３７の後方側に配置された第１のコネクタ２３はそのコネクタ本体或いはコネクタ外装金属枠４３が水密を確保する絶縁部材で形成された絶縁枠体４４で覆われている。この絶縁枠体４４の前端は外部金属被覆２４の後端外周に嵌合し、螺合で固定され、その際Ｏリング４５を介装して水密を確保している。
【００３１】
また、この絶縁枠体４４の後端はカメラケーブル９の外周面に嵌合し、かつパッキン４６を介装して水密構造にしてその内側を水密空間４７にしている。この水密空間４７はその外部とで蒸気の出入りを許すが、外部から防水する機能を有する。この絶縁枠体４４の後端外周には折れ止め部材４８を設けている。
【００３２】
この水密空間４７内にはカメラケーブル９の先端部付近で外皮が除去されたシールド被覆線５５にその金属製のコネクタシールド枠体５４が圧接して取り付けた第２のコネクタ４９とが収納され、この第２のコネクタ４９は第１のコネクタ２３に着脱自在で接続される。カメラケーブル９の先端部からそれぞれ延出された信号線は第２のコネクタ４９の後端面から後方に突出する接点ピン５１に接続されている。
【００３３】
各接点ピン５１はコネクタ本体５２に設けた各孔に貫通するように配置され、その周囲を溶融したガラスで焼結したガラスハーメチック封止部５３を形成して気密的に固定している。
【００３４】
このコネクタ本体５２は金属製で、その後端側は金属製のコネクタシールド枠体５４と接触して覆われている。このコネクタシールド枠体５４はカメラケーブル９のシールド被覆線５５と導通している。
このシールド被覆線５５はその内側に配置され、両コネクタ２３、４９を介してＣＣＤ３７等に接続された複数の信号線を覆い、このシールド被覆線５５の後端はＣＣＵ５のシールド電位と接続している。
【００３５】
このように外部金属被覆２４に対し、内部絶縁被覆２８ａ，２８ｂで絶縁された内部シールド被覆２９ａ，２９ｂの内側にＣＣＤ３７を収納し、内部シールド被覆２９ａ，２９ｂはさらにコネクタ枠体を介してカメラケーブル９のシールド被覆線５５に導通させ、その後端をシールド電位のグラウンドに接続して十分に電磁遮蔽するシールド構造にすることによって、電波障害対策上の問題を解決している。
【００３６】
また、第２のコネクタ４９は第１のコネクタ２３に接続される。その際、各接点ピン５１の先端に設けた接点ピン受け５６には第１のコネクタ２３の接点ピン５７が挿入されて電気的に導通する。
【００３７】
第１のコネクタ２３においても、コネクタ外装金属枠４３の円板状の接点ピン取付部に孔を設け、各孔には前記接点ピン５７を貫通するように配置し、その周囲を溶融したガラスで焼結したガラスハーメチック封止部５８を形成して気密的に固定している。
【００３８】
また、コネクタ外装金属枠４３の前端側は段差状に拡径にされ、気密的に接続するための絶縁体（以下、気密絶縁体）６１の後端外周と嵌合させ、バインダで気密的に固定されている。この気密絶縁体６１の前端外周面は外装金属被覆２４の後端内周に嵌合し、バインダで気密的に固定されている。
【００３９】
なお、図２に示すように第２の内部シールド被覆２９ｂの後端は気密絶縁体６１から若干離間した内側で金属製の固定リング６７を介してコネクタ外装金属枠４３と螺合により接続固定されている。つまり、内部シールド層は第１のコネクタ２３の外装金属４３と導通している。
【００４０】
図３は気密絶縁体６１と外装金属被覆２４との接続部及び気密絶縁体６１とコネクタ外装金属枠４３との接続部の構造を拡大して示す。図３に示すように気密絶縁体６１の段差状にされ、この段差部分で（外装金属被覆２４とシールド電位とに対して）必要とされる沿面距離を確保して結合面となる２つの外周面にはそれぞれ金属メッキ等によるメタライズした気密封止層６２ａ及び６２ｂが設けてあり、各外周面に嵌合する外装金属被覆２４及びコネクタ外装金属枠４３との境界部分をバインダとしてのろう材６３で気密結合してオートクレーブ滅菌（高温かつ高圧の蒸気滅菌）に対する耐性（その高温に耐える耐性を有し、かつ高圧の蒸気に対してその蒸気の侵入を防止できる耐性）を備えた気密結合手段を形成している。
【００４１】
このようにして、外装金属被覆２４とコネクタ外装金属枠４３とを気密絶縁体６１で気密的に接続してその内部を気密空間６４にし、かつ外装金属被覆２４とコネクタ外装金属枠４３との接続固定部とを段差状にして離間するようにして必要とされる絶縁耐性を確保している。
【００４２】
このように構成された本実施の形態では、硬性内視鏡２の接眼部１３に取り付けられるマウント部を有する外装金属被覆２４の後端側を絶縁枠体４４で被覆し、その内側で内部シールド被覆と導通する第１のコネクタ２３のコネクタ外装金属枠４３との間に気密絶縁体６１を介挿しメタライズされて一定の距離離間した気密封止層６２ａ及び６２ｂ部分でそれぞれ気密的に接続固定しているので、オートクレーブ滅菌しても気密空間６４には蒸気が侵入することを防止できる。
【００４３】
従って、樹脂封止のように長期的には蒸気の侵入により劣化等が起こるのに対し、本実施の形態では蒸気の侵入を長期にわたり確実に防止でき、劣化等も防止できる。
【００４４】
また、硬性内視鏡２と接続される外部金属被覆２４に対して内部絶縁被覆２８ａ，２８ｂにより絶縁したシールド被覆２９ａ，２９ｂを形成し、その内側に撮像素子を配置し、シールド被覆２９ａ，２９ｂは気密構造の第１のコネクタ２３の枠体等を介してカメラケーブル９のシールド線に接続して信号線全体をシールドしているので、外部にノイズとなって放射される電磁波の強度を十分に小さくでき、かつ外部からノイズが混入することも十分に抑圧でき、画質の良い画像を得ることができる。従って、このシールド構造により、電波障害対策上の問題を解消している。
【００４５】
また、本実施の形態では撮像素子と接続された第１のコネクタ２３を含めて気密構造にし、カメラケーブル９とは第２のコネクタ４９を介して着脱自在にしているので、従来例の場合とは異なり、カメラケーブル９の可撓性を有する外皮等からの蒸気の侵入があっても気密空間６４内には影響を及ぼさない構造になっている。
【００４６】
また、カメラケーブル９とは第２のコネクタ４９を介して第１のコネクタ２３で着脱自在にしているので、ケーブルの一部が破損したような場合にも、（コネクタで分離可能にしない場合よりも）修理などが容易となる。
また、気密空間６４内にオートアイリス機構等を設けているので、蒸気などで故障することを有効に防止できる。
【００４７】
なお、シールド被覆（具体的には２９ａ，２９ｂ）としては金属枠体で形成したものに限定されるものでなく、例えば内部絶縁被覆２８ａ，２８ｂの内側に金属メッキ或いは導電塗料等による導電層を形成したものでも良い。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図４及び図５は本発明の第２の実施の形態に係り、図４は第２の実施の形態のテレビカメラの構造を示し、図５は第１及び第２のコネクタの接続部付近の構造を示す。
本実施の形態は第１の実施の形態において、第１のコネクタ２３及び第２のコネクタ４９との接続部を以下のようにしている。
【００４９】
図５でも示すように第１のコネクタ２３に接続される第２のコネクタ４９における接点ピン受け５６の周囲を樹脂で封止した樹脂封止部７１ａにすると共に、ハーメチック封止部５８から前方に突出する接点ピン５１の周囲も樹脂で封止した樹脂封止部７１ｂにしている。
【００５０】
また、コネクタ本体５２とコネクタ外装金属枠４３との間にはメタルシール材６５を挟み込むように介装し、両者の間を気密に構成し、カメラケーブル９側から侵入する蒸気が両コネクタ接続の接続空間６６に侵入することを防止している。
【００５１】
このような構造にして、空間中の水分、及びピン、絶縁体表面に結露した水分による絶縁不良を生じないようにすると共に、隣接する接点ピン間の短絡の発生も防止するようにしている。また、接触不良が発生することも防止している。
【００５２】
さらに、カメラケーブル９の着脱をカメラヘッド部２１の気密空間６４を壊すことなく行える。
なお、このメタルシール材６５としては例えばアルミニュウム合金製で、リペア時には交換する。
【００５３】
なお、図５に示す例では、コネクタ本体５２とコネクタ外装金属枠４３との間には図４のメタルシール材６５の代わりにガスケット部材７２が介装されている。なお、ガスケットとして、メタルガスケットの他に、弾性体（例えば、フッ素ゴム、フッ素コートＯリング）を用いても良い。
その他は第１の実施の形態と同様の構成である。
【００５４】
本実施の形態は第１の実施の形態の作用及び効果の他に、第２のコネクタ４９の接点ピン５１等を樹脂封止部材で支持しているので、第１及び第２のコネクタとの両者の接続操作の際により確実に接続が可能になる。
【００５５】
図６は第２の実施の形態の他の変形例における主要部を示す。第１及び第２の実施の形態では気密絶縁体６１は断面がほぼＬ字形状にしたものであったが、本変形例では中央部を拡径となるように突出させた断面形状の気密絶縁体７５にしている。
【００５６】
そして、気密絶縁体７５の両端にそれぞれメタライズした気密封止層６２ａ，６２ｂを設け、それぞれ外装金属被覆２４及びコネクタ外装金属枠４３とろう材６３で気密的に接続固定している。
この構造の場合には中央部を突出させているので、両端間の絶縁耐性をより確実に維持できる。その他は第１或いは第２の実施の形態の場合と同様の効果を有する。
【００５７】
なお、第１或いは第２の実施の形態では第１及び第２の内部絶縁被覆２８ａ，２８ｂにより外部金属被覆２４と第１及び内部シールド被覆２９ａ，２９ｂと絶縁性を確保しているが、その一部或いは全部を空気層にして必要とされる絶縁性を確保するようにしても良い。この場合、空気層の厚さを必要とされる絶縁耐性を確保できる値以上に設定する。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図７は本発明の第３の実施の形態における第１のコネクタ２３と気密絶縁体６１との接続部を示す。
例えば第１の実施の形態では第１のコネクタ２３は気密絶縁体６１の外面にバインダで固定したが、本実施の形態では気密絶縁体６１の内面にバインダで固定する構造にすると共に、気密絶縁体６１と封止固定する部分を薄肉にした封止用薄肉部７４にして溶融したろう材等で気密的に固定している。
【００５９】
その他の構造は第１の実施の形態と同様である。
本実施の形態によれば、封止用薄肉部７４を形成しているので、その部分を局部的に加熱して溶融した半田等での接続が容易となる。また、この溶融した半田をメタライズした部分に回り込ませることもできるし、薄くしたことにより細径化することもできる。
【００６０】
なお、バインダで気密結合する場合、内側部分を例えば高温タイプの半田で半田付けで接続固定し、その後に気密絶縁体６１の外周側で低温タイプの半田で高温タイプの半田の融点以下で絶縁外装被覆２４と半田付けするようにしても良い。このようにすると、それぞれを（他方に影響しないように）ほぼ独立して半田による気密的な接続固定を行うことができる。
【００６１】
図８に示す変形例のように、封止用薄肉部７５をフランジ形状にしても良い。このようにすると、溶融したろう材等のバインダ層の厚みを制御し易い。その他は第３の実施の形態と同様である。
【００６２】
また、図９のように封止用薄肉部７３をガラスハーメチック封止部よりも離した位置に設けるようにしても良い。このようにすると、溶融したバインダによる固定の際にガラスハーメチック封止部への熱の影響を与えにくくできる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
図１０は本発明の第４の実施の形態における光学アダプタ周辺部の構造を示す。
本実施の形態の内視鏡撮像装置８０は第１の実施の形態におけるカメラヘッド２１を光学アダプタ８１及びカメラヘッド８２とに分離した構造にしている。
【００６４】
光学アダプタ８１は結像レンズ系８３を取り付けた金属製のレンズ枠８４が筒状の固定枠８５に摺動自在に配置され、このレンズ枠８４にはピン８６が突設され、このピン８６は固定枠８５に設けた螺旋溝を貫通してその外側に回転自在に配置したフォーカスリング８７の長溝に係入されている。
【００６５】
そして、フォーカスリング８７を回動することによって、ピン８６と共に、レンズ枠８４を光軸方向に移動し、フォーカス調整ができるようにしている。
このフォーカスリング８７の前後の内周にはＯリング８８ａ，８８ｂを介挿して水密を確保している。
【００６６】
また、レンズ枠８４の前端付近の外周面にもＯリング８９ａを介挿して水密を確保している。
【００６７】
固定枠８５の後端のねじ部にはカメラヘッド８２を形成する外装部材９０のねじ部が螺合して取り付けられ、間にＯリング８９ｂを介して水密を確保している。
【００６８】
また、光学アダプタ８１におけるレンズ枠８４内を以下のようにして気密構造にしている。レンズ枠８４の前端の開口はカバーガラス９１ａにより気密的に封止される。この場合、カバーガラス９１ａは図１１（Ａ）のように円周側面がメッキ等により金属皮膜９２でメタライズされ、このカバーガラス９１ａをレンズ枠８４の前端の開口に嵌合させて、半田或いはろう材を溶融して気密的に封止する気密封止部９３ａとしている。
【００６９】
なお、図１１（Ｂ）に示すようにカバーガラス９１ａにおけるレンズ枠８４の係止用突部に当接するリング状周縁部に金属皮膜９２でメタライズしたものにしても良い。
【００７０】
また、レンズ枠８４の後端の開口はカバーレンズ９１ａと同様に金属皮膜９２でメタライズされたカバーレンズ９１ｂで気密的に封止する気密封止部９３が形成された金属製の封止用リング９４をレンズ枠８４の後端の外周に嵌合させ、その境界部分を半田或いはろう材で気密的に固定する気密封止部９３ｂとしている。なお、封止用リング９４を介挿することなく、レンズ枠８４の後端の開口をカバーレンズ９１ｂで気密的に直接固定するようにしても良い。
【００７１】
また、レンズ枠８４における例えば後端付近には空気抜き用の小孔９５が設けてあり、半田或いはろう材での溶融固定の際にレンズ枠８４内の膨張した空気を逃がし、溶融固定の後には図１２に示すようにこの小孔９５を半田或いはろう材或いは無機バインダ等の封止材９６で封止するようにしている。
【００７２】
また、カメラヘッド８２における外装金属部材９０の内側にはフィルタ９７を気密的に取り付けた絶縁部材で形成されたフィルタ枠９８が螺合で取り付けられ、このフィルタ９７の後方側にＣＣＤ９９を取り付けた金属製の素子枠１００が取り付けられている。
【００７３】
この素子枠１００は後方に延びるシールド枠体１０１と接続されている。また、フィルタ枠９８も後方に延びる絶縁枠体と接続され、この絶縁枠体はシールド枠体１０１と外装金属部材９０とを絶縁している。
【００７４】
このカメラヘッド８２の後端側は例えば第１の実施の形態とほぼ同様の構成となっている。
【００７５】
本実施の形態によれば、カバーガラス９１ａ等をその外周面又は外周面近傍の端面にメタライズ処理してろう材等のバインダで金属製のレンズ枠８４等に気密封止するので気密封止を（接着剤の場合よりも）より完全にできると共に、気密封止する際に内部の膨張した空気を逃がす小さな小孔９５を設けておいて、気密封止後に小孔９５をろう材等の封止材９６で封止するようにしているので、内圧が高まることで封止作業がし難くなることもなく、組立が容易となる。
【００７６】
また、カバーガラス９１ａ等をその外周面又は外周面近傍の端面にメタライズ処理してあるので、オートクレーブ滅菌の際に高温になっても円周方向に熱が加わるので、局部的に熱が加わる場合よりも熱膨張に対する耐性を高くでき、破損しにくくできる。
【００７７】
その他は第１の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
なお、光量透過部材としてのカバーガラス９１ａを用いることなく、結像レンズ系８３の第１レンズ等の光学レンズ、光学フィルタ等を気密的に封止する場合にも適用できる。
また、光学アダプタ８１の場合で説明した封止する手段或いは方法を、カメラヘッド８２等に適用することもできる。
【００７８】
なお、上述した気密絶縁体６１等は例えばセラミックス、または耐熱エンジニアリングプラスチックを採用することができる。
また、セラミックスとしては、ＰＥＥＫ、ＰＰＳといったスーパーエンプラでも良い。
【００７９】
また、ガラスハーメチック封止部５３、５８としてはガラスの他セラミックス、樹脂（スーパーエンプラ）等での封止でも良い。
また、気密封止層６２ａ，６２ｂはＮｉ又はＣｏ、又はＡｕ又はＭｏ−Ｍｎを基本にした金属層でも良い。
【００８０】
また、バインダはＡｕ、またはＡｇ系のろう材か、Ｓｎ−Ｐｄ系の半田か、低融点ガラスか、無機バインダかのいずれかを用いることができる。
【００８１】
また、気密絶縁体６１としてセラミックスを用い、セラミックス半田、低融点ガラスを用いて直接外装金属被覆２４及びコネクタ外装金属枠４３と気密封止しても良い。この場合にはコストを下げることができる。
【００８２】
なお、例えば第１の実施の形態では少なくとも固体撮像素子を含む撮像光学系を内蔵したカメラヘッド部２１を外装金属層、絶縁層、シールド層の３層構造にして、シールド層内に少なくとも固体撮像素子を内蔵して気密構造にしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、内視鏡に直接或いはアダプタ等を介して固体撮像素子或いは電気的に絞り駆動機構或いは焦点調整駆動機構或いは変倍駆動機構等を内蔵した光学系等を含むカメラヘッドユニット或いは光学アダプタユニット等に広く適用できる。
【００８３】
また、上述した実施の形態等を部分的等で組み合わせる等して構成される実施の形態等も本発明に属する。
【００８４】
［付記］
１．内視鏡に直接又はアダプタを介して接続され、少なくとも固体撮像素子を含む撮像光学系を気密封止してなる内視鏡撮像装置において、
光学部材とで気密封止体を形成する外層金属被覆と、導電性シールド層を形成する内部シールド被覆と、該外層金属被覆と内部シールド層との間に設けた内部絶縁層を有し、
内部シールド被覆をケーブルと接続される気密コネクタと導電性を保って気密結合し、該外層金属被覆と該内部シールド被覆との間で絶縁物を介して気密結合する気密結合手段を設けたことを特徴とする内視鏡撮像装置。
【００８５】
２．前記気密結合に用いる絶縁物はセラミックスに結合面をメタライズ処理し、バインダによって気密結合したことを特徴とする付記１記載の内視鏡撮像装置。
３．前記セラミックスはアルミナ、ジルコニア等のチョウ密構造であることを特徴とする付記２記載の内視鏡撮像装置。
４．前記メタライズはＮｉまたはＣｏ、及びまたはＡｕ、またはＭｏ−Ｍｎを基本にしたことを特徴とする付記２記載の内視鏡撮像装置。
５．前記バインダはＡｕ、またはＡｇ系のろう材か、Ｓｎ−Ｐｄ系の半田か、低融点ガラスか、無機バインダかのいずれかであり、上記絶縁物の外層金属被覆、内部シールド被覆のそれぞれの気密結合部で融点の異なる金属バインダにより気密結合することを特徴とする付記２記載の内視鏡撮像装置。
【００８６】
６．固体撮像素子及びまたは、光学絞りユニット・焦点調整駆動装置等の光学系調整ユニットを含む光学系を気密封止してなる内視鏡撮像装置において、
該光学系気密封止体のケーブル側接続部に気密結合された第１の気密コネクタと、これに一対に接続されるケーブルのカメラヘッド側端部に設けられた第２の気密コネクタを有し、第１、第２の気密コネクタを接続時に生じる空間を気密に結合することを特徴とする内視鏡撮像装置。
【００８７】
（付記６〜８の背景）
従来例として特開平７−３９５１５号公報がある。この従来例ではケーブルの端部から延出される信号線と雌コネクタとの接続部分の周囲を絶縁性の封止樹脂で封止し、この雌コネクタをＣＣＤに接続される雄コネクタに接続している。
絶縁性の樹脂封止でも若干の蒸気の透過があるため、両コネクタの接続後に生じる接続部に小さな空間にオートクレーブ滅菌の際に蒸気が入り込み、接点間を短絡させてしまう可能性がある。
【００８８】
（付記６〜８の目的）
このため両コネクタの接続部の小さな空間にオートクレーブ滅菌の際等に蒸気が入り込むことを防止できる内視鏡撮像装置を提供することを目的とし、付記６〜８の構成にした。
【００８９】
７．前記第１、第２の気密コネクタ間の気密結合はメタルガスケットによることを特徴とする付記６記載の内視鏡撮像装置。
８．前記気密コネクタはセラミック、またはガラスを基材とする無機バインダにより枠体、接点ピンをハーメチック結合したコネクタであることを特徴とする付記１、又は６記載の内視鏡撮像装置。
【００９０】
９．固体撮像素子及びまたは、光学絞りユニット、焦点調整駆動装置等の光学系調整ユニットを含む光学系を気密封止してなる内視鏡撮像装置のケーブルとの接続部に光学系気密封止体に気密に結合される気密コネクタにおいて、
気密コネクタの枠体の光学系気密封止体との結合部の形状を薄肉構造としたことを特徴とする気密コネクタ。
【００９１】
（付記９の背景）
オートクレーブ滅菌耐性を確保するコネクタとしてハーメチック等の気密コネクタがある。これらは接点であるピンと構造（枠）体である金属等の間を、ガラス、セラミックス、樹脂等で封止するものである。通常これらのコネクタは枠体として封止したい容器の間をガスケット、半田、電着等で封止する。
【００９２】
しかし、オートクレーブ滅菌では流体（蒸気）の圧力が＋／−両方働くこと、ハーメチック封止部が機械強度、高温のヒートサイクルに耐えられないことから、気密封止技術が専用設備を必要なもの等に制限される。
【００９３】
ここで専用の設備が不要で機械的強度の確保が不要なものとして、半田封止があるが、ハーメチック部にかかる熱の影響が問題となっていた。
【００９４】
特に、ハーメチックコネクタ部でケーブルと着脱可能な構造にする場合、枠体の容積が大きく、非常に半田封止が困難であった。
【００９５】
（付記９の目的）
半田気密封止を容易に行える、ハーメチック封止等の気密コネクタの提供を目的とし、付記９の構成にして上記欠点を解消した。
【００９６】
１０．内視鏡とこれに接続され内視鏡の像を固体撮像素子に結像せしめるための光学系が内蔵された光学アダプタと固体撮像素子が内蔵されたカメラヘッドからなる内視鏡撮像装置、または、内視鏡とこれに接続される結像光学系、固体撮像素子を内蔵するカメラヘッドからなる内視鏡撮像装置において、
内視鏡と光軸方向に対して固定された固定筒とこの固定筒に内蔵され、光学アダプタ、及びまたは、カメラヘッドの光学系を保持し、光軸方向に移動可能な金属枠と該金属枠に気密結合時まで空気抜きの小孔を有し、カバーガラス、光学レンズ、光学フィルタのいずれかの光量透過素材の外周面または外径近傍の端面にメタライズ処理を施し、無機バインダ、またはろう材にて金属枠端面部近傍に気密結合封止し、光量透過素材結合後に該小孔を半田または、ろう材の封止材にて気密封止することを特徴とする内視鏡撮像装置。
【００９７】
（付記１０の背景）
従来、光学アダプタの中でオートクレーブ滅菌による水蒸気の侵入を防ぐ為にアダプタ内部の結像光学部材とカバーガラスを可動支持部材（レンズ枠）に取り付けて一体化した気密ユニットを構成している。
【００９８】
従来例では例えば、実公平５−３２８２２号公報に示すようにカバーガラスと枠体の気密接合は接着剤を利用したものがあるが、気密化を長期にわたり確保することが困難である。
また、半田等の高熱を必要とする接合を行う場合、レンズ枠内の膨張した空気で内圧が高まり組立性が容易でない。
【００９９】
（付記１０の目的）
カバーガラスとレンズ枠の確実な気密接合、及び気密レンズユニットの組立性の改善等を目的として付記１０の構成にした。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、固体撮像素子をシールド手段でシールドすることにより電波障害対策上の問題を解決でき、かつ絶縁物と金属の間で気密封止を確保してオートクレーブ滅菌可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡システムの全体構成図。
【図２】第１の実施の形態のテレビカメラの構成を示す断面図。
【図３】絶縁体を用いて気密結合する部分の拡大断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態のテレビカメラの構成を示す断面図。
【図５】第１及び第２のコネクタの接続部分を示す断面図。
【図６】第２の実施の形態の変形例における絶縁体を用いて気密結合する部分の拡大断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態における第１のコネクタと絶縁体との気密結合する部分を示す断面図。
【図８】図７の変形例における封止用薄肉部を示す断面図。
【図９】図７の変形例における封止用薄肉部を示す断面図。
【図１０】本発明の第４の実施の形態における光学アダプタ周辺部の構造を示す断面図。
【図１１】金属皮膜が設けられたカバーガラスを示す斜視図。
【図１２】封止材で封止される空気抜き用小孔部分を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１…内視鏡システム
２…硬性内視鏡
３…テレビカメラ
５…ＣＣＵ
９…カメラケーブル
１３…接眼部
２１…カメラヘッド部
２２…ケーブル部
２３…第１のコネクタ
２４…外部金属被覆
２６…カバーガラス
２８ａ，２８ｂ…内部絶縁被覆
２９ａ，２９ｂ…シールド被覆
３２…レンズ枠
３３…結像レンズ系
３５…フィルタ
３７…ＣＣＤ
３８…撮像素子枠
３９…フォーカス調整機構
４３…コネクタ外装金属枠
４４…絶縁枠体
４９…第２のコネクタ
５１，５７…接点ピン
５２…コネクタ本体
５３，５８…ガラスハーメチック部
５４…コネクタシールド枠体
６１…気密絶縁体
６２ａ，６２ｂ…気密封止層
６３…ろう材

Claims

内視鏡に接続可能であって、前記内視鏡からの被写体像を撮像する固体撮像素子を含む撮像光学系を有するカメラヘッド部と、
前記カメラヘッド部より後端側に着脱自在に配設された、前記固体撮像素子に対する信号処理を行う制御装置に接続する信号ケーブルを有するケーブル部と、
を備える内視鏡撮像装置において、
前記カメラヘッド部の前端側に配置された光学部材と気密接合されると共に、前記撮像光学系を覆う外層金属被覆と、
前記外層金属被覆より後端側に配設されたコネクタであって、前記信号ケーブルの前端に配設されたケーブル部側コネクタと着脱自在になされたカメラヘッド部側コネクタと、
前記カメラヘッド部側コネクタを構成する金属製部材であって、前記カメラヘッド部側コネクタと前記ケーブル部側コネクタとが接続された際には、前記信号ケーブルのシールド部と同電位を保持するコネクタ金属枠体部と、
前記外層金属被覆に対して絶縁層を介して内設された導電性部材であって、前記固体撮像素子を覆うと共に、前記コネクタ金属枠体部と同電位を保持して接続された内部シールド被覆と、
前記内部シールド被覆より外周側における前記外層金属被覆の後端部と前記コネクタ金属枠体の前端部との間に配設された絶縁性部材であって、前記外層金属被覆と前記コネクタ金属枠体とを気密接合する気密絶縁部と、
を具備したことを特徴とする内視鏡撮像装置。