JP4087992B2

JP4087992B2 - 内視鏡用撮像装置

Info

Publication number: JP4087992B2
Application number: JP22456099A
Authority: JP
Inventors: 史典棚橋
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: JP2001053989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡から射出された被写体像を撮像する内視鏡用撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体像をリレーレンズなどで光学的に手元側まで伝送する光学式の内視鏡を使用する場合、この内視鏡で得た被写体像をＴＶモニタに表示したり画像記憶装置に蓄積する等のために、この被写体像を撮像して電気信号に変換する内視鏡用撮像装置が広く用いられる。
【０００３】
一般に内視鏡用撮像装置は、内視鏡から射出された被写体像を収斂するための焦点レンズと、この焦点レンズで収斂された被写体像を撮像するためのＣＣＤなどの撮像素子とを備えており、被写体像を良好に撮像するためにはこれら焦点レンズと撮像素子との位置合わせが必要である。この焦点レンズと撮像素子との位置合わせには、撮像素子と焦点レンズとの光軸方向の距離の位置合わせ、撮像素子と焦点レンズとの偏心方向すなわち光軸に垂直な方向の位置合わせ、撮像素子と焦点レンズとの光軸の角度の位置合わせが必要である。
【０００４】
これに対処し、例えば本出願人による特開平１０−２８２３３号公報には、個体撮像素子（ＣＣＤ）を観察光学系の光軸に対する水平方向、垂直方向及び回転方向に移動させて配置位置の調節を行う撮像素子位置調整手段を備えた内視鏡用撮像装置が開示されている。
【０００５】
ところで、近年では内視鏡用撮像装置を滅菌するために、高圧水蒸気中に滅菌対象物を一定時間放置するオートクレーブ滅菌と呼ばれる方法が安価な滅菌方法として用いられるが、内視鏡用撮像装置にオートクレーブ滅菌に対する耐性を持たせるためには、焦点レンズや撮像素子を気密封止する必要がある。
【０００６】
しかしながら、上記特開平１０−２８２３３号公報に開示されている先行技術において、ＣＣＤの位置調整手段は、収容部材に配設された調整ビスによって構成され、管状部材に設けられた孔から調整工具を挿入してＣＣＤの半径方向への変位を可能とするものであるため、気密性が考慮されたものではない。仮に管状部材の後方部に一端が開口し他端が閉口したキャップ状のフレームを気密に封止したとしても、管状部材に設けられた工具挿入用の孔から湿気等が進入する虞がある。また、工具挿入用の孔を封止するとしても、調整ビスの数だけ封止する必要があるので組立に時間を要するとともに、封止部が増加する程封止不良の可能性が高くなるという問題があった。
【０００７】
これに対処し、例えば、本出願人による特願平１０−２３５９７号には、撮像素子と焦点レンズとを少なくとも１個の気密ユニット内に気密封止し、これらの気密ユニットの内少なくとも１個の気密ユニットを内視鏡用撮像装置の枠体に対して偏心方向すなわち光軸に垂直な方向に調整可能に固定した内視鏡用撮像装置が提案されている。この内視鏡用撮像装置において、カバーガラスと気密に封止されたガラス枠と気密ユニット本体との接合は、ろう付け、溶接、溶着、メタルシールを用いたネジ締結によって行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記カラス枠と気密ユニットとの接合を、ろう付け、溶接等のように熱を利用して行う場合、ガラス枠と気密ユニットの接合部にかけた熱は、その内部に位置するＣＣＤや光学フィルタを収容するフレーム等に伝達されてＣＣＤ等の精密部品を熱劣化させる虞がある。また、接合部にかけた熱が広範囲に伝達されて封止部付近の温度がなかなか上昇せずに接合が良好に行えない等の問題がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、撮像光学系を構成する内部構造体を熱劣化させることなく且つ良好な接合により封止されたユニットを備えた内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による内視鏡用撮像装置は、撮像光学系を収容する内部構造体と、前記内部構造体を収容する内部空間を備えた金属パッケージと、前記内部空間を形成するための内周面を備え、前記金属パッケージを構成する第１の金属フレームと、前記第１の金属フレームに組み合わされることによって前記内部空間を形成する内周面を備えるとともに、前記第１の金属フレームに対して熱を利用して接合され、前記金属パッケージを構成する第２の金属フレームと、前記第１の金属フレームに対して前記内部構造体を固定するとともに、前記接合の際の前記内部構造体への熱伝達を抑制する熱伝達防止手段として前記接合部分と前記内部構造体との間に設けられた低熱伝導率の固定部材とを具備することを特徴とする。
【００１１】
【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乃至図１１は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡用撮像装置のシステム構成図、図２は内視鏡用撮像装置の前部の構成を示す断面図、図３は内視鏡用撮像装置の後部の構成を示す断面図、図４は図２のＡ矢視図、図５は内視鏡取付時における図２のＡ矢視図、図６は図２のＢ矢視図、図７は図３のＣ−Ｃ断面図、図８は図２のＤ−Ｄ断面図、図９は撮像光学部要部の分解斜視図、図１０は図３のＥ矢視図、図１１は内視鏡用撮像装置の偏心調整時におけるユニットの構成を示す断面図、図１２は吸湿手段の変形例を示す断面図、である。
【００１２】
図１において、符号１は内視鏡２に着脱自在に接続され内視鏡２から出射される被写体像を撮像して電気信号に変換するための内視鏡用撮像装置を示す。
【００１３】
前記内視鏡２からは照明光を伝達するためのライトガイドケーブル３が延出され、このライトガイドケーブル３の他端には照明光を発生するための光源装置４が着脱自在に接続されている。そして、この光源装置４から供給される照明光によって前記内視鏡２は被写体を照射可能となっている。
【００１４】
一方、前記内視鏡用撮像装置１の後端側からは前記電気信号等を伝送するための信号ケーブル５が延出され、この信号ケーブル５の他端には前記電気信号を受けてモニタ表示用の映像信号に変換する等の機能を有する信号処理装置（以下、ＣＣＵと略称する）６が接続されている。さらに、このＣＣＵ６には、内視鏡画像を表示するＴＶモニタ７が接続されている。
【００１５】
前記内視鏡用撮像装置１は、前記内視鏡２を装脱自在なカプラー部１０と、前記カプラー部１０を内視鏡用撮像装置１の本体に対して光軸中心に回動自在に連結するとともにこの回動の規制（ロック）を行う回転機構部２０と、内視鏡の接眼部から出射される被写体像が最初に通過するカバーガラス部４０と、前記被写体像の光線を絞り込むための絞り羽を有するアイリス部５５と、前記被写体像を収斂する結像レンズを複数枚有する結像光学部５６と、前記結像光学部５６で収斂された被写体像を結像して電気信号に変換する撮像光学部６０と、前記撮像光学部６０を光軸方向に移動させて焦点調整を行うための焦点調整部９０と、前記結像光学部５６で得られた電気信号を前記ＣＣＵに伝送する伝送部１１０と、を備えて構成されている。
【００１６】
以下、図２，３を用いて、前記内視鏡用撮像装置１のより詳細な構成について説明する。
前記カプラー部１０は、内視鏡２の接眼部に嵌合され当接する略フランジ形状のカプラー本体１１を備えて構成されている。このカプラー本体１１の前面の上下２ヶ所には、前方に突出された部分円弧状の突出部１２，１２が形成され、一方の突出部１２には略円柱状の第１ピン１３が螺着され、他方の突出部１２には略円筒状で開口端を有する第２ピン１４が螺着されている。前記第２ピン１４内部にはコイルバネ１５が収納され、このコイルバネ１５の端部は第２ピン１４の開口端から突出されている。
【００１７】
前記カプラー本体１１の突出部１２，１２の外周にはリング１６が配設され、このリング１６は前記第１ピン１３，第２ピン１４を介して上下方向に変位可能に保持されている。すなわち、前記リング１６の外周には前記第１ピン１３に対応する位置に孔１６ａが形成されているとともに前記第２ピン１４に対応する位置に第２ピン１４及びコイルバネ１５を収容可能な開口端を有するキャップ１７が螺着されている。そして、前記孔１６ａに第１ピン１３が摺動自在に嵌合され、前記キャップ１７に第２ピン１４にガイドされたコイルバネ１５が圧縮状態で収容されることによって、リング１６は上方に付勢された状態でカプラー本体１１に保持されている。
【００１８】
また、前記リング１６の内部には、図４に示すように、リング１６の摺動軸（第１ピン１３と第２ピン１４とを結ぶ軸）に対して互いに対向した一対の係止爪部１８，１８が設けられ、これら係止爪部１８，１８は下方（第１ピン１３側）にいくにつれて双方の係止爪部間距離が小さくなるよう内向して突出形成されている。
【００１９】
このように構成されたカプラー部１０では、図５に示すように、リング１６をコイルバネ１５の付勢力に抗して下方に押圧することにより、内視鏡２の接眼部を挿入可能なスペースが形成される。そして、この状態で前記内視鏡２の接眼部を挿入し、該接眼部をカプラー本体１１の当接面１９に押し当てながらリング１６に加えていた力を除去することにより、リング１６がコイルバネ１５によって上方に押し戻される。この際、内視鏡２の接眼部に形成された図示しないテーパー部が前記係止爪部１８に係止されることによって、内視鏡２の接眼部は、当接面１９に押圧する状態で、且つ、接眼部の外周面の一部を前記カプラー本体１１の突出部１２に押しつける状態で固定保持される。
【００２０】
前記回転機構部２０は、前記カプラー本体１１の後端部を外嵌する略円筒状のロックリング２１と、カプラー本体１１の前方側から挿入されて前記ロックリング２０に螺合された略円筒状の押圧リングネジ２４と、を備えて構成されている。
【００２１】
前記カプラー本体１１には、前面側に第１の当接面２２が形成されているとともに後端部に第２の当接面２３が形成されている。また、前記押圧リングネジ２４には前記第１の当接面２２に対向する第３の当接面２５が形成されており、第１の当接面２２と第３の当接面２５との間には、摩擦係数の小さい、例えばテフロンからなるワッシャ２６が挟持されている。さらに、前記ロックリング２１には前記第２の当接面２３に対向する第４の当接面２７が形成されており、第２の当接面２２と第４の当接面２７との間には、ワッシャ２６が挟持されている。
【００２２】
ここで、押圧リングネジ２４とロックリング２１との螺合は、カプラー本体１１を完全に挟み込んで固定するレベルではなく、その間には微少の間隙を残した状態で行われる。この際、押圧リングネジ２４が緩むのを防止するために押圧リングネジ２４とロックリング２１との螺合部２８は、接着剤によって接着固定され、さらに、前記螺合部２８の接着剤の経時的変化や衝撃等による劣化に対処して、ロックリング２１には固定ビス２９が螺着されている。この構成により、カプラー本体１１のロックリング２１との間の光軸中心のスムーズな回動が確保されている。
【００２３】
一方、前記ロックリング２１には、光軸に沿う方向の孔３１が設けられ、この孔３１の内部には前後に摺動可能なロックピン３２が配設されている。前記ロックピン３２は、この球状に形成された後端部に、図示しないビス等でロックリング２１に固定された板バネ３３の解放端が当接されて前方に付勢されている。また、前記孔３１の前方開口には、前記ロックピン３２の先端部のみが外部に突出可能な内向フランジ３０が形成され、この内向フランジ３０によってロックピン３２の抜け止めがなされている。
【００２４】
また、前記ロックリング２１には前記孔３１に連通するカム溝孔３５が形成され（図６参照）、前記ロックピン３２は、カム溝孔３５内周を前後に摺動可能なカムピン３４を介して進退動作可能となっている。また、前記カプラー本体１１には、前記ロックピン３２と係合可能な複数の係止孔３７が形成されている。
【００２５】
このように構成された回転機構部２０では、前記カムピン３４がカム溝孔３５の先端側に位置しているとき、ロックピン３２の先端が内向フランジ３０から突出して係止孔３７に係入され、カプラー本体１１の回動が規制される。一方、前記カムピン３４がカム溝孔３５の後端側に位置しているとき、ロックピン３２の先端が孔３１内に退避され、カプラー本体１１の回動が可能となる。
【００２６】
前記カバーガラス部４０は、第１金属枠４２の先端にろう付け、溶着等によって気密に接合された第１カバーガラス４１と、この第１カバーガラス４１の後面に面接着された第２カバーガラス４３とを備えて構成されている。
【００２７】
前記第１カバーガラス４１は、サファイアガラス等で形成された高耐熱性の部材で構成され、第１金属枠４２との接合を確実に行うため、約１ｍｍ前後の薄肉に形成されている。
【００２８】
ここで、製作上、前記第１カバーガラス４１と第１金属枠４２との接合は高温状態で行われるため、第１カバーガラス４１と第２カバーガラス４３を面接着した後に第１金属枠４２への接合を行うと、面接着部４４が剥離される虞がある。このため、第２カバーガラス４３の第１カバーガラス４１への面接着は、第１カバーガラス４１と第１金属枠４２との接合後に行われる。故に、面接着時の接着剤内部に混入した気泡を除去するために、第２カバーガラス４３と第１金属枠４２との間には、前記第２カバーガラス４３を半径方向に擦り動かすことのできる間隙４５が設けられている。
【００２９】
前記第２カバーガラス４３の外周には、リング状に形成され、凹部に乾燥剤の粉末が押し固められたドライリング４６が外挿されており、その後方にゴムリング４７が配設されている。これらドライリング４６及びゴムリング４７は、第１金属枠４２のドライリング４６との当接面と、アイリス部５５や撮像光学部６０を収容する略円筒状で両端が開口した第１ハウジング４８の前端部との間に挟持されることによってガタつきが防止されている。同時に、第１ハウジング４８ゴムリング４７との当接部にテーパ４９が形成されることにより、ゴムリング４７が半径方向内側に押圧され、乾燥剤の粉末やその他のゴミが第２カバーガラス４３のガラス面５０、つまり内視鏡２から入力される被写体像の光路に進入することが防止される。また、仮に第１カバーガラス４１と第１金属枠４２の封止部から湿気が浸入した場合においても、結露する可能性のある第２カバーガラス面５０までの経路間に設置されたドライリング４６によって確実な吸湿が行われる。
【００３０】
前記撮像光学部６０は、各種の光学フィルタ８３と、個体撮像素子（ＣＣＤ）６１と、を備え、これらが、前記第１ハウジング４８の内周面に対して光軸方向に摺動可能に連結された第２ハウジング６５に内蔵されて要部が構成されている。
【００３１】
前記ＣＣＤ６１は、台座６３を介して、屈曲性を有する第１フレキ基板６４にアッセンブリされ、第２ハウジング６５に開口部後方から収納されている。
【００３２】
前記第２ハウジング６５には、図８に示すように、ＣＣＤ６１に対応する外周４点に調整ネジ８１が螺設され、これらの調整ネジ８１によって、ＣＣＤ６１は半径方向に移動可能に支持されている。
【００３３】
前記ＣＣＤ６１から後方に延出する第１フレキ基板６４は、撮像素子駆動回路を構成する電子部品６２が実装された中央部６６と、信号ラインのみで形成され折りたたまれた状態で収容される終端部６７（図３参照）とから要部が構成されている。この第１フレキ基板６４の中央部６６は、図９に示すようにコの字状に折りたたまれた状態でＣ字状の押圧リング６８に収納され、この押圧リング６８が第２ハウジング６５に内嵌されることによって保持されている。
【００３４】
前記押圧リング６８の前端面は台座６３の背面に当接され、また、押圧リング６８の後端面は補強板６９に当接されている。
【００３５】
この補強板６９は、第１フレキ基板６４の中途を面接着によって支持するもので、その背面が、第２ハウジング６５に内嵌するスナップフィット７１によって、ゴムリング７０を介して支持されている。
【００３６】
ここで、前記スナップフィット７１には、半径方向に弾性変形可能な３箇所の突出部７２が形成されており、その先端にはそれぞれ係止爪７３が形成されている。一方、第２ハウジング６５内周面には、スナップフィット７１に形成された各々の係止爪７３に対応した係止孔７４が形成されている。そして、前記スナップフィット７１は、突出部７２が弾性変形されて第２ハウジング６５に挿入された際に、係止爪７３が係止孔７４に係止されることによって、第２ハウジング６５と連結される。
【００３７】
前記補強板６９には、連通孔が設けられ、この連通孔を介して第１フレキ基板６４の信号ラインのみを有する終端部６７が後方に延出されている。この終端部６７は、波状に屈曲された状態で後方に延出され、第１リジッド基板７５に半田付けにて実装されたフレキコネクタ７６に電気的接続され、固定されている。
【００３８】
前記第１リジッド基板７５は、図７に示すように中心部にフレキコネクタ７６が実装され、その周囲にスルーホールのランド部７７が複数箇所穿設されている。また、第１リジッド基板７５の後方に当接するハーメチックコネクタ７８には、前記ランド部７７に対応する位置に接点ピン７９が配設されており、この接点ピン７９を前記ランド部７７に挿通した状態で半田付けすることによって、第１リジッド基板７５はハーメチックコネクタ７８に固定され、電気的接続がなされる。
【００３９】
ここで、前記接点ピン７９は、ハーメチックコネクタ７８に穿設された孔部に挿通された状態でガラス体８０により焼結結合されることによって、気密に保持されるものである。
【００４０】
このような撮像光学部６０の組立ては、図９に示すようにＣＣＤ６１及び補強板６９がそれぞれ実装・接合された第１フレキ基板６４に対して、押圧リング６８を半径方向からはめ込み、スナップフィット７１をゴムリング７０を介して補強板６９に取り付けた状態のユニットをまとめて第２ハウジング６５に押し込むことで、スナップフィット７１の係止爪７３と第２ハウジング６５の係止孔７４がかみ合い、係止される。このとき、スナップフィット７１と補強板６９の両面に密接したゴムリング７０は弾性変形しているので、この弾性力によってスナップフィット７１は後方に付勢されてスナップフィット７１のガタツキが抑制される。また、この場合、補強板６９、押圧リング６８、台座６３を介してＣＣＤ６１が前方に付勢されることにもなるので、ＣＣＤ６１を第２ハウジング６５の当接面８２に確実に当接させることができる。
【００４１】
ＣＣＤ６１の偏心調整は第２ハウジング６５の外周４点に設置された調整ネジ８１を締め付けたり、緩めたりすることでなされるが、ＣＣＤ６１の第２ハウジング６５の当接面８２への押圧力量がゴムリング７０の弾性力量レベルであるため、偏心調整に必要な力量は適度である。また、第１フレキ基板６４において、撮像光学部６０が光軸に移動する際に相対的移動部分にかかる負荷を吸収する終端部６７と、固定部分であるＣＣＤ６１や電子部品６２が実装された中央部６６とが補強板６９にて区分されている。
【００４２】
前記焦点調整部９０は、前記ＣＣＤ６１が収容された第２ハウジング６５を前記アイリス部５５が収容された第１ハウジング４８に対して光軸前後方向に摺動動作するためのもので、第１ハウジング４８側に配設された内側磁石１０１と、第１金属枠４２に配設された外側磁石１０３とを備えて構成されている。ここで、第１ハウジング４８や第２ハウジング６５は寸法精度を必要とするため、通常、アルミニウムやステンレス等の金属が使用されている。
【００４３】
前記第１ハウジング４８の外周部には円筒状のインナーリング９１が外装されている。このインナーリング９１は、一端が第１ハウジング４８外周部に突設された当接部９２に摩擦係数の小さい例えばテフロンのワッシャ９３を介して当接される一方、他端が第１ハウジング４８に螺合されたリング状の押圧リングネジ９４にワッシャ９３を介して当接されることにより、光軸方向への移動が規制された状態で回動自在に支持されている。すなわち、押圧リング９４の螺合を前記インナーリング９１を完全に固定するレベルで締結するのではなく、微少な隙間を形成した状態で、押圧リングネジ９４を接着固定することで、インナーリング９１は光軸方向にがたつくことなく、回動可能となっている。
【００４４】
前記第１ハウジング４８の外周面にはカムピン９６が半径方向に突出した状態で、且つその突出部が前記インナーリング９１に形成された螺旋状のカム溝９７と第１ハウジング４８に形成された光軸方向に延びる直線溝９８を貫通した状態で螺着されている。
【００４５】
前記インナーリング９１には環状に６点の孔１００が形成され、この孔１００には、円柱状の前記内側磁石１０１が収容されている。
【００４６】
また、インナーリング９１の外周に位置する第１金属枠４２には、前記内側磁石１０１に対応する位置に第１凹溝部１０２が設けられ、この第１凹溝部１０２には同じく円柱状の前記外側磁石１０３が配設され、内側磁石１０１と磁気的連結をなしている。ここで、前記各外側磁石１０３は、第１金属枠４２に対して回動可能に外嵌された第２外装枠１０４の内側６点に形成された光軸方向に延びる長溝１０５に係入されている。
【００４７】
前記第１金属枠４２の外周部には、前記第１凹溝部１０２とは別に円周方向に延びる第２凹溝部１０６が一定範囲に形成されており、円柱状のピン１０７が第２凹溝部１０６から突出した状態で収容され、ピン１０７の突出部は同じく前記第２外装枠１０４の内側に形成された光軸方向に延びる長溝１０８に係入されている。そして、第２外装枠１０４を回動させると、外側磁石１０３が円周方向に移動するとともに、内側磁石１０１が従動し、インナーリング９１を回動させる。そして、インナーリング９１が回動することで、螺旋カム溝９７がカムピン９６に対して回動方向及び光軸方向への力を及ぼすが、直線溝９８によって回動方向の移動が阻まれ、結果として第２ハウジング６５は光軸方向にのみ移動し、焦点調整がなされる。
【００４８】
前記伝送部１１０は、前記第１リジッド基板７５が実装されたハーメチックコネクタ７８の裏側に、中心部にコネクタプラグ１１１が実装された第２リジッド基板１１２を有して構成されている。
【００４９】
この第２リジット基板１１２は、前記第１リジッド基板７５と同様に接点ピン７９に半田付けにて実装され、電気的接続をなしている。
【００５０】
前記第２リジッド基板１１２はコネクタプラグ１１１に対応するコネクタレセプタクル１１３が実装された第２フレキ基板１１４と接続されて電気的接続をなしている。前記第２フレキ基板１１４は、その基端側が補強板１１５によって保持される一方、先端側が補強板１１５の周辺近傍で屈曲して前方向に延出されている。
【００５１】
前記第２フレキ基板１１４の先端部１１６には２つの押し釦式のリモートスイッチ１１７が実装されており、その周囲を図示しない４ヶのビスにて挟みこんだ状態でスイッチ台１１８に螺着することによって、先端部１１６が固定されている。
【００５２】
第２フレキ基板１１４には、第１リジッド基板７５、第２リジッド基板１１２と同様にコネクタレセプタクル１１３の周囲に図示しないスルーホールを有するランドが形成されており、複数本の信号ハーネス１１９が半田付けにて電気的に接続されている。
【００５３】
前記ハーメチックコネクタ７８の後方部には、前記第２フレキ基板１１４及び前記信号ハーネス１１９の周囲を覆う第３金属枠１２０が、皿状ビス１２１にて螺着されている。
【００５４】
また、第３金属枠１２０の後方には信号ケーブル１２２を覆う形で、第４金属枠１２３が螺着されており、その周囲に配設した複数本の固定ビス１２４にて信号ケーブル１２２が固定されている。
【００５５】
これにより、ＣＣＤ６１及びリモートスイッチ１１７から伝達される電気的信号が信号ケーブル１２２にてＣＣＵ６に伝達される。
【００５６】
ここで、これまでに述べた前記カバーガラス部４０、前記アイリス部５５、前記結像光学部５６、前記焦点調整部９０、及び、前記撮像光学部６０（これらをまとめて内部構造体と称する）は全て、前端に第１カバーガラス４１が気密に接合され後端が開口した略円筒状の第１金属枠４２と、両端が開口した略円筒状の第２金属枠１３１と、前記ハーメチックコネクタ７８と、で形成された金属パッケージ内に収容される（この部組を気密ユニットと称する）。
【００５７】
気密ユニットの周囲は電気的絶縁及び耐熱性を確保するために、第１外装枠１３２、第２外装枠１０４、第３外装枠１３３、第４外装枠１３４、第５外装枠１３５からなる外装枠に覆われ、これら外装枠の材質は全て耐熱性樹脂である、例えばＰＰＳやＰＥＥＫによって形成されている。
【００５８】
前記第１外装枠１３２から第４外装枠１３４までの外装枠間には弾性状のゴムリング１３６が介挿され、これにより水密が確保されている。また、前記第４外装枠１３４と第５外装枠１３５の間にもゴムリング１３７が介挿され、前記第４金属枠１２３の外周に形成されたねじ部にて第５外装枠１３５をねじ込むことにより、第４外装枠１３４の後端面１３８と第５外装枠１３５に形成された壁面１３９の間で弾性変形状態で固定されて水密が確保されている。
【００５９】
このとき、第３金属枠１２０の前端部に形成された皿状ビス１２１の頭部が当接する皿孔１４０を図１０に示すような円周方向に延びた皿状の長孔１４１にすることで、ハーメチックコネクタ７８と第３金属枠１２０の回転位置を調整した上で皿状ビス１２１を絞めて固定できる。従って、前記第４外装枠１３４と第５外装枠１３５の偏心やゴムリング１３７と当接する第４外装枠１３４の後端面１３８と第５外装枠１３５の壁面１３９の平行度を調整することができ、確実な水密がなされる。
【００６０】
なお、このゴムリング１３７は例えば、前記撮像光学部６０の中の光学フィルタ８３において、ローパスフィルタや赤外カットフィルタを備えたものやそうでないもの、前記リモートスイッチ１１７の有無、等のように、種々の仕様の内視鏡用撮像装置に応じて異なる色を有し、これにより製品の判別を容易にしている。
【００６１】
また、第３外装枠１３３の前記第２フレキ基板１１４に形成されたリモートスイッチ１１７に対応する位置にゴム製のボタンカバー１４２が、円周状に配置された係止爪部１４３を有する固定部材１４４によって係止固定されている。固定部材１４４の内部にはリモートスイッチ１１７の表面部に当接する押圧棒１４５が上下にスライド可能に保持されている。ここで、本実施に係る内視鏡用撮像装置１は通常、医用分野で使用されるため、滅菌がなされるが、その一手段として高圧蒸気を用いたオートクレーブ滅菌が利用されている。オートクレーブ滅菌では滅菌工程内で真空引き（減圧）と蒸気と加圧が行われるため、ボタンカバーが窪んで外観の品位が落ちてしまったり、ひいては窪んだボタンカバーによってリモートスイッチ１１７が押圧状態になり、リモートスイッチ１１７自体にへたりが生じることがあった、これに対処し、前記ボタンカバー１４２の天井部の内側面に突起部１４６を形成し、中心部近傍を厚肉にすることで、ボタンカバー１４２が窪みにくくなる上、仮にボタンカバー１４２が微量に窪んでも押圧棒１４５と当接する突起部１４６にて吸収してリモートスイッチ１１７に大きな押圧力がかからない。また、突起部１４６周辺は薄肉になっているので、操作性が損なわれることもない。この場合、ボタンカバー１４２の天井部内側面の突起部１４６を廃止し、前記天井部に押圧棒１４５に対応した小径のドーム部を形成することによっても同様な効果を得ることができる。
【００６２】
前記気密ユニットにおいて、薄肉円筒状に形成された第１金属枠４２の後端部の内周にはネジ部が設けられており、後方から、対応するネジ部を有する押圧リングネジ１５０を螺入することで、第１ハウジング４８は第１金属枠４２と押圧リングネジ１５０の間に挟持された状態で締結される。押圧リングネジ１５０を螺入するときには、第１ハウジング４８を回転させる力が働くが、第１ハウジング４８より突出するピン１５１と第１金属枠４２内に形成された係止穴１５２によって係止され、回転が阻まれている。この押圧リングネジ１５０は、第１ハウジング４８と接触する面積を可能な限り小さくする形状に形成されており、材質も熱伝導率の小さい（熱容量の小さい）たとえばＰＰＳやＰＥＥＫなどの樹脂からなる。
【００６３】
第１金属枠４２の後端部と第２金属枠１３１の薄肉円筒状の前端部は、互いに嵌合した状態で、ろう付け、半田付け、レーザー溶接等によって気密に封止されており（第１封止部１５３）、第２金属枠１３１の薄肉円筒状の後端部とハーメチックコネクタ７８の薄肉円筒状の前端部も同様の手段で気密に封止されている（第２封止部１５４）。
【００６４】
封止の手順としては、図１１に示すように第１金属枠４２に内部構造体の組み込まれた状態で第１ハウジング４８に形成された貫通孔１５５から調整ネジ８１を調整して、ＣＣＤ６１の偏心調整を行った後に、第２金属枠１３１を組み付けて第１封止部１５３にて封止し、その後ＣＣＤ６１から延出する第１フレキ基板６４の終端部６７を第２金属枠１３１の開口端から外部に引き出して、ハーメチックコネクタ７８のフレキコネクタ７６に接続した後、第２金属枠１３１の後端部にハーメチックコネクタ７８を取り付けて第２封止部１５４にて封止する。第２封止部１５４の構成（金属枠と金属枠の封止部）は、前述のカバーガラス部４０での説明と同様、図１２に示すように封止部から金属枠内部に至るまでの経路内にドライリング４６を収容すると、効率よく湿気を吸収することができる。
【００６５】
（作用）
第１封止部１５３をろう付け、半田付け、レーザー溶接等で気密に封止する際には、この近傍には大きな熱がかけられる。この近傍に配されている押圧リングネジ１５０は熱伝導率が小さい（熱容量も小さい）ので、熱伝導率の高い金属でなる内部構造体（第１ハウジング４８とその内部）に熱が伝わるのを阻み、第１封止部１５３でのみ局部的に高温にすることができ、確実な封止がなされる。
【００６６】
（効果）
金属からなる内部構造体に熱が伝わることを阻むことができるので、ＣＣＤやアイリス部といった精密部品を熱害から守るとともに、局部的に高温にできるので、確実且つ効率的な封止を行うことができ、信頼性の高い気密性を有した内視鏡用撮像装置を実現することができる。
【００６７】
気密パッケージを構成する金属枠にＣＣＤの偏心調整のための貫通孔を設ける必要がないので、信頼性の高い気密性を有した内視鏡用撮像装置を実現することができる。
【００６８】
次に、図１３は本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図である。
ここで、上述の第１の実施の形態において、内部構造体（第１ハウジング４８とその内部）と外部の第１金属枠４２との固定は、押圧リングネジ１５０を使用していたのに対し、本実施の形態においては、前記押圧リングネジを用いず、第２金属枠１７０内部に第１ハウジング４８の基端部に当接されて該第１ハウジング４８の後方への移動を規制する当接部１７３を設け、この当接部１７３によって内部構造体を固定する点が異なる。従って、本実施の形態では、第１金属枠４２と第２金属枠１７０との封止部１７１内部近傍に大きな空気層１７２が形成される。なお、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６９】
（作用）
封止部１７１の内部は全て空気層１７２であるため、封止部１７１に高熱をかけた際の内部構造体への熱伝達が阻まれ、封止部１７１でのみ局部的に高温にすることができ、確実な封止がなされる。
【００７０】
（効果）
このような実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
次に、図１４乃至図１６は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１４は内視鏡用撮像装置の構成を示す要部断面図、図１５はＣＣＤ偏心調整構造を示す断面図、図１６はＣＣＤ偏心調整構造の変形例を示す要部断面図、である。
【００７２】
ここで、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態対して、第１金属枠４２と第２金属枠１３１とを連続形成して第１封止部１５３を省略することにより封止部を第２封止部１５４のみとした点、及び内部の撮像光学部６０の偏心調整の構成を変更した点が、異なる。なお、その他の構成については上述の第１の実施の形態と同様である。
【００７３】
ＣＣＤ６１と当接する第１台座１８０には、外周部にテーパ面１８１が形成されており、ＣＣＤ６１を収容する第２ハウジング１８２内部には第２台座１８３がビス１８４にて第２ハウジング１８２外周より締結固定されている。
【００７４】
第２台座１８３には、図１５に示すように、先端が先細りした円錐状のテーパ面１８６を有する調整ビス１８５がＣＣＤ６１周辺を取り囲むように４ヶ所配されている。
【００７５】
前記第１台座１８０のテーパ面１８１と調整ビス１８５のテーパ面１８６は、４ヶ所全て当接されている。
【００７６】
第２ハウジング１８２は、第１ハウジング１８７に光軸方向に摺動可能に内嵌され、第１ハウジング１８７は第１金属枠１８８内に収容された状態で押圧リングネジ１８９にて挟持した状態で締結されている。
【００７７】
（作用）
ＣＣＤ６１の偏心の調整時には、一つの調整ビス１８５を緩めた後にそれと対象位置にある調整ビス１８５を締め付けることにより、当接する第１台座１８０と調整ビス１８５の双方のテーパ面１８１、１８６にて光軸方向の力とともに半径方向の力が作用し、緩めた調整ビスの方向に第１台座１８０とともにＣＣＤ６１が移動する。前述の通り、テーパ面１８１、１８６では光軸方向の力も作用しているので、第１台座１８０とともにＣＣＤ６１を第２ハウジング１８２の当接面１９０に押圧固定する作用もなす。偏心調整が完了した後に第１金属枠１８８にハーメチックコネクタ７８を組み付けて、第２封止部１５４にて封止を行うことができる。
【００７８】
（効果）
このような実施の形態によれば、第１金属枠に半径方向に貫通する孔を設けることなく、且つ内部構造体を第１金属枠に収納した状態で確実な偏心調整がなされ、且つＣＣＤを当接面にて確実に押圧固定することができるので、画像の偏心が少なく、気密性の高い内視鏡用撮像装置を提供することができる。
【００７９】
ここで、本実施例では、ＣＣＤ６１を収納した第２ハウジング１８２が光軸前後方向に摺動する構成にて説明したが、第２ハウジング１８２の移動が無いものでも類似の構成にて実現可能である。
【００８０】
また、図１６に示すように調整ビス１８５を収容する第２台座１８３を設けない場合であっても、頭部が皿状の調整ビス２００を直接第２ハウジング２０１に螺着して調整ビス２００の頭部のテーパ面２０２を第１台座１８０のテーパ面１８１と当接させることにより、同様の作用にて第１台座１８０とともにＣＣＤ６１を半径方向に移動し、且つ第２ハウジング２０１の当接面２０３に押圧固定することが可能になる。
【００８１】
次に、図１７，１８は本発明による第４の実施の形態に係わり、図１７は内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図、図１８は偏心調整構造を示す断面図、である。
ここで、本実施の形態は、上述の第３の実施の形態におけるＣＣＤ６１の偏心調整構造を、光学部材の偏心調整構造に置き換えたものである。
【００８２】
図１７示すように、レンズ２１０を収容するレンズ枠２１１の後端部には、テーパ面２１２が形成されている。レンズ枠２１１は、前端部にカバーガラス２１３が気密に封止された第１金属枠２１４の内部に収容されている。
【００８３】
第１金属枠２１４の後端部の内側には、光軸方向に進退可能な調整ビス２１５が環状に配された押圧リングネジ２１６が螺着されている。
【００８４】
前記調整ビス２１５の先端は先細りの円錐形状のテーパ２１７面を有し、レンズ枠２１１のテーパ面２１２と当接されている。
【００８５】
第１金属枠２１４には後端部にカバーガラス２１８が気密に封止された第２金属枠２１９が内嵌され、封止部２２０にて気密に封止されている。
【００８６】
（作用）
このような実施の形態によれば、調整ビス２１５によって、上述の第３の実施の形態におけるＣＣＤ６１に代えてレンズ枠２１１が半径方向に移動し、且つ第１金属枠２１４の当接部２２１にて押圧固定がなされる。
【００８７】
（効果）
本実施の形態によれば、上述の第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
ここで、上述した第４の実施の形態（及び第３の実施の形態）では、偏心調整時に移動する対象が、レンズ枠に組み込まれたレンズ（第１台座に取り付けられたＣＣＤ）等のようなユニットであったが、図１８に示すように直接レンズ２３０（ＣＣＤ）にテーパ２３１を設けたものでも良い。また、テーパ面は必ずしも直接的な斜面にする必要はなく、曲線で構成されるＲ面や球面でもよい。
【００８９】
［付記］
（付記１）
撮像光学系を収容する内部構造体を備え、この内部構造体を、少なくとも２つの金属フレームを熱を利用して水密または気密にしてなる金属パッケージ内に収容した内視鏡用撮像装置において、
前記金属フレームの封止部近傍と内部構造体との間に熱伝達防止手段を設けたことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【００９０】
（付記２）
前記熱伝達防止手段は、前記金属フレームよりも熱伝導率の小さい部材を金属フレームの封止部と内部構造体の間に介挿してなることを特徴とする付記１に記載の内視鏡用撮像装置。
【００９１】
（付記３）
前記熱伝達防止手段は、前記金属フレームの封止部と内部構造体の間に形成された空気層からなることを特徴とする付記１に記載の内視鏡用撮像装置。
【００９２】
すなわち、付記１乃至３に記載の発明によれば、少なくとも２つの金属フレームを熱を利用して封止する際に内部構造体に熱が伝達されにくいので、封止時におけるＣＣＤや光学フィルタに対する熱害を防止でき、また、封止部付近の温度のみを速やかに上昇させて良好な接合を行うことができる。
【００９３】
（付記４）
撮像光学系を収容する内部構造体を備え、この内部構造体を、少なくとも２つの金属フレームを気密に封止してなる金属パッケージ内に収容した内視鏡用撮像装置において、開口端を有する前記金属フレームの内部に内部構造体が収容された状態で、内部構造体に配設された光軸方向に進退可能で曲線及びまたは直線であるテーパ部を有する調整ビスを前記開口端より調整可能な構成を有し、前記テーパ部に当接する当接部を有する前記撮像光学系を半径方向に移動可能としたことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
【００９４】
（付記５）
前記撮像光学系は固体撮像素子、及びまたは光学部材でなることを特徴とする付記１または４に記載の内視鏡用撮像装置。
【００９５】
（付記６）
前記撮像光学系は前記固体撮像素子、前記光学部材のいずれか、または両方が台座に固定されたものやフレームに収容された状態のユニットからなることを特徴とする付記１または４に記載の内視鏡用撮像装置。
【００９６】
すなわち、付記４乃至６に記載の発明によれば、金属パッケージ内に内部構造体を収容した状態で、調整ビスを金属フレームの開口端から調整可能であるので金属フレーム外周に調整ビスを調整するための孔を設ける必要がなく、封止が必要な箇所を削減でき、組立て時間、封止不良等を削減することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも２つの金属フレームを熱を利用して封止する際に内部構造体に熱が伝達されにくいので、封止時におけるＣＣＤや光学フィルタに対する熱害を防止でき、また、封止部付近の温度のみを速やかに上昇させて良好な接合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１乃至図１１は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は内視鏡用撮像装置のシステム構成図
【図２】同、内視鏡用撮像装置の前部の構成を示す断面図
【図３】同、内視鏡用撮像装置の後部の構成を示す断面図
【図４】同、図２のＡ矢視図
【図５】同、内視鏡取付時における図２のＡ矢視図
【図６】同、図２のＢ矢視図
【図７】同、図３のＣ−Ｃ断面図
【図８】同、図２のＤ−Ｄ断面図
【図９】同、撮像光学部要部の分解斜視図
【図１０】同、図３のＥ矢視図
【図１１】同、内視鏡用撮像装置の偏心調整時におけるユニットの構成を示す断面図
【図１２】同、吸湿手段の変形例を示す断面図
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図
【図１４】図１４乃至図１６は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１４は内視鏡用撮像装置の構成を示す要部断面図
【図１５】同、ＣＣＤ偏心調整構造を示す図１４中のＦ−Ｆ断面図
【図１６】同、ＣＣＤ偏心調整構造の変形例を示す要部断面図
【図１７】図１７，１８は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１７は内視鏡用撮像装置の構成を示す断面図
【図１８】同、偏心調整構造を示す断面図
【符号の説明】
１ … 内視鏡用撮像装置
４２ … 第１金属枠（金属フレーム）
４８ … 第１ハウジング（内部構造体）
６１ … 固体撮像素子（内部構造体）
８３ … 光学フィルタ（内部構造体）
１３１ … 第２金属枠（金属フレーム）
１５０ … 押圧リングネジ（熱伝達防止手段）
１５３ … 封止部
１７０ … 第２金属枠（金属フレーム）
１７１ … 封止部
１７２ … 空気層（熱伝達防止手段）

Claims

撮像光学系を収容する内部構造体と、
前記内部構造体を収容する内部空間を備えた金属パッケージと、
前記内部空間を形成するための内周面を備え、前記金属パッケージを構成する第１の金属フレームと、
前記第１の金属フレームに組み合わされることによって前記内部空間を形成する内周面を備えるとともに、前記第１の金属フレームに対して熱を利用して接合され、前記金属パッケージを構成する第２の金属フレームと、
前記第１の金属フレームに対して前記内部構造体を固定するとともに、前記接合の際の前記内部構造体への熱伝達を抑制する熱伝達防止手段として前記接合部分と前記内部構造体との間に設けられた低熱伝導率の固定部材と、
を具備することを特徴とする内視鏡用撮像装置。