JP4153733B2 - Endoscope - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の光学像を結像する結像ユニットと、結像ユニットにより結像された光学像を撮像する撮像ユニットとを具備する内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、医療分野において、内視鏡は、広く用いられる。内視鏡は、体腔内等に挿入する細長な挿入部を有している。内視鏡は、挿入部を挿入することで、体腔内の深部等を観察可能である。また、内視鏡は、必要に応じて処置具を用いることで治療処置等を行なうことができる。このような内視鏡は、感染症等を防止するために使用した後、確実に消毒滅菌することが必要不可欠である。
【０００３】
従来、この消毒滅菌処理は、エチレンオキサイドガス等のガスや、消毒液に頼っていた。しかしながら、周知のように滅菌ガス類は、猛毒である。このため、環境汚染防止のために、滅菌ガス類の使用は、各国で規制が強まっている。また、このガス滅菌は、滅菌後に機器に付着したガスを取り除くためのエアレーションに時間がかかる。このため、ガス滅菌は、滅菌後すぐに内視鏡を使用できないという問題がある。更に、このようなガス滅菌は、ランニングコストが高いという問題がある。
【０００４】
一方、消毒液による滅菌は、用いる消毒液の管理が煩雑であり、使用後の廃棄処理に多大な費用が必要となるといった問題がある。
そこで、最近、オートクレーブ滅菌（高圧高温水蒸気滅菌）は、内視鏡機器類の滅菌として主流になりつつある。オートクレーブ滅菌は、煩雑な作業を伴わず、滅菌後にすぐに使用でき、しかもランニングコストが安い。
【０００５】
オートクレーブ滅菌は、代表的な条件として米国規格協会承認、医療機器開発協会発行の米国規格ＡＮＳＩ ＡＡＭＩ ＳＴ３７−１９９２がある。この条件は、プレバキュームタイプで滅菌工程１３２℃、４分、またグラビティタイプで滅菌工程で１３２℃、１０分となっている。
【０００６】
しかしながら、このオートクレーブ滅菌に用いられる高圧高温水蒸気は、内視鏡を構成している部材であるゴム、プラスチック等の高分子材料、接着剤等を透過する性質を持っている。従って、オートクレーブ滅菌は、内視鏡をオートクレーブ装置に投入して滅菌した場合、Ｏリング、接着剤等を用いて水密に構成された内視鏡構造の内部にも水蒸気が浸入してくることになる。
【０００７】
また、オートクレーブ滅菌は、内視鏡湾曲部における外皮チューブの破裂を防止するため、滅菌工程前の真空工程時に内視鏡内外を連通させた状態でオートクレーブ滅菌装置に投入する方法がある。しかしながら、この場合、高圧高温水蒸気は、積極的に内視鏡内部に浸入することになる。
【０００８】
このような内視鏡は、例えば実開昭６２−０９６６１６号公報に記載されているように結像ユニット（対物ユニット）のレンズを接着剤によって固定しているものをオートクレーブ滅菌にかけた場合、上記接着剤を介して結像ユニット内部にまで水蒸気が浸入する。従って、このような内視鏡は、オートクレーブ滅菌後、室内に取り出して接眼部から覗いてみると、レンズに曇りが発生し、白く霧がかかったように見える。この霧は、徐々に晴れてくるので、内視鏡は、正常な観察像を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、内視鏡は、上記のようにレンズに曇りがかかっている間、使用することができない。このため、内視鏡検査は、はかどらず、著しく不便である。また、このような内視鏡は、オートクレーブ滅菌を繰り返し行なったり、長時間連続で行うような場合、この高圧高温蒸気滅菌により、結像ユニットの接合部が著しく劣化して該結像ユニットを構成するステンレス材料の各構成部品の接合部位間が剥離する虞れが生じる。
上記した現象は、撮像装置としてＣＣＤ等の固体撮像素子を使用している電子内視鏡についても同様である。
【００１０】
電子内視鏡は、固体撮像素子の撮像面に配置された結像ユニットを含む撮像装置を挿入部先端部に設けている。このため、撮像装置は、ステンレス材料の各構成部品が一般の接着剤によって接合されていると、この各構成部品の接合部を劣化させて撮像装置内部に水蒸気が浸入する虞れが生じる。そして、この撮像装置で撮像した内視鏡画像は、結像ユニットのレンズの曇り等によりモニタ上に正常な画像を示さなくなる。更に、電子内視鏡は、オートクレーブ滅菌を繰り返し行なったり、長時間連続で行うような場合、上記撮像装置の各構成部品の接合部位間が剥離する虞れが生じる。
【００１１】
また、オートクレーブ滅菌は、通常高圧下で行われる。このため、オートクレーブ滅菌に対応可能な内視鏡は、通常の１気圧の下での気密性や、従来の消毒液に浸漬して消毒する水密性等に比べてはるかに高い気密性が要求される。
このため、上記従来の撮像装置は、結像ユニット及び固体撮像素子を気密封止するように構成している。
【００１２】
しかしながら、上記従来の撮像装置は、固体撮像素子から延出する配線を挿通させるために枠体に形成された配線挿通孔や、その配線を覆うチューブを通じ、水蒸気が浸入して上記したように結像ユニットのレンズの曇り等を起こす虞れが生じる。
【００１３】
このような問題を解決するものとして、撮像装置は、例えば、特開２０００−７０２１３号公報に記載されているものが提案されている。
上記特開２０００−７０２１３号公報に記載の撮像装置は、枠体内部に結像ユニットと固体撮像素子とを配設し、この枠体の先端側と後端側とをそれぞれ先端レンズとコネクタとで気密封止すると共に、コネクタに形成された貫通孔に金属製の棒状の接続ピンを挿通して貫通孔の周りに生じる隙間に溶融ガラスを封入することで、結像ユニット及び固体撮像素子を気密封止したものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−７０２１３号公報に記載の撮像装置は、結像ユニット及び固体撮像素子の各々が共に枠体に固定されているので、上記オートクレーブ滅菌時に発生する熱応力により、結像ユニットの光軸と固体撮像素子の光学中心とにずれを生じる虞れがあった。
また、上記撮像装置は、上記オートクレーブ滅菌を繰り返し行なったり、長時間連続で行うような場合、上記熱応力の繰り返しにより固体撮像素子に接着した結像ユニットの後端レンズが剥離したり、固体撮像素子のリード線が断線したりする虞れがあった。
【００１５】
更に、上記撮像装置は、組み立て時の軸ずれにより生じる固体撮像素子と結像ユニットとの間の残留応力によって同様な問題が生じる虞れがあった。また、上記撮像装置は、固体撮像素子の寸法のばらつき等により、固体撮像素子と結像ユニットとの間に歪みや光軸ずれが生じる虞れもあった。 ◎
また、上記撮像装置は、装置内部の固体撮像素子がコネクタに挿通された接続ピンを通じて外部と電気的に導通する構成であるので、内部構造が複雑となり組み立て作業が煩雑になったり、枠体が大型化して装置全体が大型化する問題があった。このため、このような撮像装置を挿入部先端部に組み込む内視鏡は、体腔内への挿通性が悪化する虞れが生じる。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、撮像装置における所望の光学性能を維持して、オートクレープ滅菌に対する撮像装置の耐性が確保できると共に、撮像装置を容易に組み立てられ、小型化できる構成を具備する内視鏡を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡は、被検体の光学像を結像する結像ユニットと、前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像する撮像ユニットと、前記結像ユニットの結像位置に前記撮像ユニットの撮像面が配置されるよう、前記結像ユニットと前記撮像ユニットとを固定する固定手段と、挿入部の先端側の先端硬質部に設けられた透孔に配置され、先端側開口及び基端側開口が気密に塞がれていることにより気密空間を形成するとともに、該気密空間内に、前記固定手段により固定された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットが収容された枠体と、前記撮像ユニットに一端が接続されるとともに他端が前記枠体に接続されることにより、前記撮像ユニットの後端部を前記枠体の前記基端側開口が閉塞される部材に接続させるとともに、前記固定手段によって固定された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットの先端面及び外周側面を前記気密空間内において、オートクレーブ時に熱応力が作用する前記枠体の先端壁及び内周壁から前記熱応力を伝えないための間隔を設けて支持する支持手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１８】
【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６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡を示す外観斜視図、図２は図１の内視鏡挿入部の先端側の構成を示す断面図、図３は図２の撮像装置を示す断面図、図４は図３の撮像装置の要部を示す説明図であり、図４（ａ）は結像ユニットの最後端レンズ側から見た撮像装置の要部を示す説明図、図４（ｂ）は同図（ａ）の側面図、図４（ｃ）は同図（ａ）の背面図、図５は図３の変形例を示す撮像装置の断面図、図６は図５の撮像装置の要部を示す説明図であり、図６（ａ）は結像ユニットの最後端レンズ側から見た撮像装置の要部を示す説明図、図６（ｂ）は同図（ａ）の背面図である。
【００１９】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）１は、後述する撮像装置を先端側に内蔵した細長の挿入部２と、この挿入部２の基端側に把持部を兼ねるよう連設された太径の操作部３とから構成され、操作部３から延出する軟性のユニバーサルコード４を備えて水密に構成されている。
【００２０】
ユニバーサルコード４は、挿入部２に対して十分長い長さを有しており、端部に図示しない光源装置と着脱自在で接続されるライトガイドコネクタ５を設けている。このライトガイドコネクタ５は、このコネクタ側部から延出するＣＣＵケーブル６端部に信号処理装置である図示しないＣＣＵ（カメラコントロールユニット）と着脱自在で接続されるＣＣＵ接続用コネクタ（以下、ＣＣＵコネクタと略記）７を設けている。尚、内視鏡１は、図示しない光源装置及びＣＣＵとで電子内視鏡装置を構成している。
【００２１】
挿入部２は、先端側より硬性の先端硬質部１１と、複数の湾曲駒を連設して上下左右方向に湾曲自在な湾曲部１２と、軟性を有する可撓管部１３とから構成される。尚、挿入部２は、可撓管部１３の代わりに硬性の硬性管部であっても良い。
操作部３は、湾曲部１２を遠隔的に湾曲操作するための湾曲操作レバー１４が設けられている。また、操作部３は、この側面にフリーズ、レリーズ、画像強調、ホワイトバランス調整、明るさ調整等の遠隔操作を行う図示しないリモートスイッチ等を設けている。
【００２２】
次に、図２を用いて挿入部２の先端側の構成を説明する。
図２に示すように先端硬質部１１は、先端部本体として先端金属枠１１ａが設けられている。この先端金属枠１１ａは、基端側に湾曲部１２が連設される。湾曲部１２は、複数の環状の湾曲駒１２ａが回動自在に連結されて構成されている。湾曲部１２は、最先端の湾曲駒１２ａが先端硬質部１１の基端側を被覆するように接着固定されることで、その後端側を接続されている。そして、湾曲部１２は、この外周を伸縮性に富んだ樹脂で形成された湾曲ゴム１２ｂで被覆されており、先端硬質部１１の基端側に糸巻き接着等により一体的に固定されている。
【００２３】
先端金属枠１１ａは、透孔１１ｂに被検体の光学像を撮像する撮像装置２０が嵌合固定されている。また、図示しないが先端金属枠１１ａは、透孔に照明光学系として挿入部を挿通するライトガイドファイバの先端側が挿通固定されると共に、このライトガイドファイバからの照明光を必要な角度に広げる照明窓が設けられている。
【００２４】
このライトガイドファイバの後端は、ライトガイドコネクタ５に至り、このライトガイドコネクタ５を光源装置に着脱自在に接続することで、この光源装置から供給される照明光を伝達し、先端硬質部１１の照明窓から患部等の被検体を照明するようになっている。
【００２５】
照明された被検体の光学像は、撮像装置２０に設けられた撮像手段としてＣＣＤ等の撮像ユニット２１の撮像面（受光面とも言う）２１ａに結像されるようになっている。この撮像ユニット２１は、信号ケーブル２２に挿通配設される複数の信号線２２ａが接続されている。これら信号線２２ａの他端は、ライトガイドコネクタ５を介してＣＣＵコネクタ７に接続されている。このＣＣＵコネクタ７をＣＣＵに着脱自在に接続することで、撮像ユニット２１は、信号線２２ａを介して伝達されるＣＣＵからの駆動信号により駆動され、結像された被検体像を光電変換するようになっている。
【００２６】
そして、撮像ユニット２１で光電変換された撮像信号は、信号線２２ａを介してＣＣＵコネクタ７からＣＣＵへ伝達される。ＣＣＵは、伝達された撮像信号を信号処理して標準的な映像信号に変換し、図示しないモニタに内視鏡画像として表示させるようになっている。
【００２７】
次に、図３を用いて撮像装置２０の詳細構成について説明する。
撮像装置２０は、枠体（筐体）として金属又はセラミックスで略パイプ形状に形成される気密枠３１と、気密枠３１の先端側開口部に嵌合固定される光透過部材であるカバーガラス３２と、気密枠３１の後端側開口部に嵌合固定される基板３３とを有してオートクレーブ滅菌可能に気密に構成される。
【００２８】
カバーガラス３２は、オートクレーブ滅菌による高温高圧の水蒸気に対して耐性が高い例えば、サファイアや石英で円形状の平行平板に形成されている。カバーガラス３２は、この外周面の全周に亘りクロム、ニッケル、金等によりメタライズ処理が施されている。一方、気密枠３１は、カバーガラス３２を嵌合する内周面にも同様にメタライズ処理が施されている。そして、カバーガラス３２は、この外周面が気密枠３１の内周面の先端部に、鑞付け、半田付け等の鑞接により接合固定される。このことにより、撮像装置２０は、カバーガラス３２の外周面と気密枠３１の内周面とが気密に接合され、この接合面から水蒸気などの気体が浸入するのを防止している。
【００２９】
また、基板３３は、オートクレーブ滅菌による高温高圧の水蒸気に対して耐性が高く、絶縁性を有する例えば、ガラス混入のエポキシ、ポリイミド、セラミックスで円形状の平行平板に形成されている。基板３３は、この外周面の全周に亘り上述したメタライズ処理が施されている。また、一方、気密枠３１は、基板３３を嵌合する内周面にも同様にメタライズ処理が施されている。そして、基板３３は、この外周面が気密枠３１の内周面の後端部に、上述した鑞接により接合固定される。このことにより、撮像装置２０は、基板３３の外周面と気密枠３１の内周面とが気密に接合され、この接合面から水蒸気などの気体が浸入するのを防止している。
【００３０】
また、撮像装置２０は、撮像ユニット２１及びこの撮像ユニット２１の撮像面２１ａにカバーガラス３２で取り込んだ被検体の光学像を結像するための結像ユニット３４を気密枠３１の内部空間（収容部）３１ａ内に配置している。
【００３１】
結像ユニット３４は、複数の光学レンズを配設して結像光学系を構成している。結像ユニット３４は、先端側レンズ群３５を先端側レンズ枠３６で保持固定している。この先端側レンズ枠３６は、この後端側が後端側レンズ群３７を保持固定する後端側レンズ枠３８の先端側に嵌合固定されている。
【００３２】
撮像ユニット２１は、撮像面２１ａを有する半導体チップ（以下、チップ）２１ｂと、セラミックスや樹脂などで形成され、チップ２１ｂを収容するパッケージ２１ｃと、このパッケージ２１ｃの上端面に接着剤で固定され、チップ２１ｂを収容する空間を封止するための透明なガラスリッド２１ｄと、から構成される。
撮像ユニット２１は、パッケージ２１ｃの外形中心Ｏｄと基板３３の外形中心、即ち、気密枠３１の内径中心Ｏｆとが略一致するように配設される。
【００３３】
ここで、撮像ユニット２１は、レイアウトの都合や実装のばらつきによって、図４（ａ）に示すようにパッケージ２１ｃの外形中心Ｏｄと撮像面２１ａの光学中心Ｏａとが必ずしも一致しない。この中心のずれは、例えば最大で０．２ｍｍから０．４ｍｍ程度発生する可能性がある。
これに対し、光学設計的に、結像ユニット３４と撮像ユニット２１との間に許容される光軸のずれは、例えば０．０２ｍｍ以下である。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、撮像装置２０は、図４（ｂ）に示すように撮像ユニット２１の光学中心に結像ユニット３４の光軸が一致するようにこれら撮像ユニット２１と結像ユニット３４とを一体的に固定する固定手段として、図４（ｂ）に示すようにガラスリッド２１ｄの上端面に結像ユニット３４の最後端レンズ３７ａが光学接着剤４０などで接着固定されるようになっている。このことにより、撮像装置２０は、結像ユニット３４の光軸ＯＬが撮像ユニット２１の撮像面２１ａの光学中心Ｏａと一致するようになっている。
【００３５】
また、結像ユニット３４は、先端側レンズ群３５を構成する光学レンズの各々が最後端レンズ３７ａよりも小さく形成されている。このため、結像ユニット３４は、この外径も撮像ユニット２１のパッケージ２１ｃより小さく形成される。このことにより、結像ユニット３４は、この光軸OＬを撮像ユニット２１の撮像面２１ａの光学中心Oａに一致させても、ユニット外形が撮像ユニット２１の外形内に収まるようになっている。
【００３６】
また、撮像ユニット２１は、電気信号を伝達するための棒状の金属で形成される複数のリード４１がパッケージ２１ｃの下端面から延出されている。リード４１は、絶縁板４２を介して基板３３に形成された複数のスルーホール３３ｂを挿通し、接続基板４３に接続されている。この接続基板４３は、複数の信号線２２ａが接続されている。
即ち、リード４１は、撮像ユニット２１を介して結像ユニット３４を支持する支持手段（第２の固定手段）を構成している。
【００３７】
このことにより、撮像装置２０は、結像ユニット３４の最後端レンズ３７ａと撮像ユニット２１のガラスリッド２１ｄとの間にかかる応力を低減させることができる。従って、撮像装置２０は、オートクレーブ滅菌時に発生する熱応力、組み立て時の軸ずれにより生じる撮像ユニット２１と結像ユニット３４との残留応力、組み立て時の煩雑さを除去することができるようになる。
【００３８】
また、図４（ｃ）に示すように基板３３は、複数のリード４１のそれぞれの位置に合わせて形成された複数のスルーホール３３ｂが、内周面に金或いはニッケル等のメッキを施されている。そして、複数のリード４１は、絶縁板４２を介してスルーホール３３ｂに挿通され、鑞付け、半田付けにより気密に固定されている。このことにより、撮像装置２０は、撮像ユニット２１が基板３３に固定されると共に、リード４１とスルーホール３３ｂとの隙間から水蒸気などの気体が浸入するのを防止している。
【００３９】
また、基板３３は、この表面に図示しない回路パターンが形成されている。そして、基板３３は、周辺ＩＣ３３ｃを実装して樹脂ポッティング３３ｄにより封止されている。また、基板３３は、複数の信号線２２ａが接続された後、エポキシ系などの接着剤４４により封止固定されるようになっている。
【００４０】
このように構成される本実施の形態の撮像装置２０は、撮像ユニット２１のパッケージ２１ｃの外形中心Ｏｄと基板３３の外形中心Ｏｆとを略一致させて固定される。即ち、撮像装置２０は、撮像ユニット２１の外形が気密枠３１の中心と同軸に配置される。
【００４１】
そして、撮像装置２０は、気密枠３１の先端部に配置するカバーガラス３２及び気密枠３１の基端部に配置する基板３３をそれぞれ気密に接合すると共に、基板３３のスルーホール３３ｂにリード４１を鑞接によって気密に封止することによって、気密枠３１の内部空間３１ａを気密状態にすることが可能である。
【００４２】
従って、本実施の形態の撮像装置２０は、気密枠３１の内部空間３１ａ内にオートクレーブ滅菌時に水蒸気などの気体が浸入することを防止することができる。
これにより、本実施の形態の撮像装置２０は、水蒸気の浸入による結像ユニット３４や撮像ユニット２１のレンズ曇りの発生や、劣化を防止可能である。
【００４３】
また、本実施の形態の撮像装置２０は、撮像ユニット２１、基板３３と信号線２２ａとが直接接続されるので、構成部品が減って組立作業が容易となる他、撮像ユニット２１を収容する気密枠３１を短く形成できる。このため、本実施の形態の撮像装置２０は、内蔵される内視鏡挿入部２の先端硬質部１１を短縮化でき、挿入性を向上させることができる。
【００４４】
更に、本実施の形態の撮像装置２０は、結像ユニット３４が撮像ユニット２１に対してのみ光学接着剤４０で一体的に固定されるので、軸ずれによる残留応力がなく、オートクレーブ滅菌時に作用する熱応力の繰り返しや、組立時に作用する力などによる光学性能の悪化や、撮像ユニット２１に接着した最後端レンズ３７ａの剥離を防止可能である。
【００４５】
また、本実施の形態の撮像装置２０は、結像ユニット３４の光軸を撮像ユニット２１の光学中心と一致させても、結像ユニット３４の外形が撮像ユニット２１の外形内に収まる。このため、本実施の形態の撮像装置２０は、気密枠３１の外径を撮像ユニット２１の外形に合わせて最小限に抑えることができる。従って、本実施の形態の撮像装置２０は、内蔵される内視鏡挿入部２の先端硬質部１１の外形を小さくして、内視鏡の挿入性を向上可能である。
【００４６】
更に、本実施の形態の撮像装置２０は、組み立て後に外力により光軸がずれることを防止することが可能である。従って、本実施の形態の撮像装置２０は、外力の影響で光軸にずれが生じること無く、この光軸の調整を行うために分解する必要が無い。
【００４７】
尚、撮像装置は、図５に示すようにパッケージレスの撮像ユニットを用いたものにも本発明を適用しても良い。
図５に示すように本変形例の撮像装置２０Ｂは、パッケージレスの撮像ユニット２１Ｂを用いて構成される。この撮像ユニット２１Ｂは、チップ２１ｂを収容するパッケージを設けていないので、上記第１の実施の形態で説明した撮像ユニット２１と比べて、耐湿性及び強度が低くなっている。
【００４８】
この撮像ユニット２１Ｂは、チップ２１ｂとガラスリッド２１ｄとの間の隙間から線状の金属で形成される複数のリード４１ｂが延出されている。そして、これら複数のリード４１ｂは、この基端側がチップ２１ｂとガラスリッド２１ｄとの間で接着剤にて接着固定されるようになっている。
【００４９】
また、撮像ユニット２１Ｂは、図６に示すようにチップ２１ｂがその外形中心ＯＣと基板３３の外形中心Ｏｂ（即ち、気密枠３１の内径中心Ｏｆ）とが略一致するように配設され、絶縁スペーサ４５を介して基板３３に接着などで固定されている。
【００５０】
ここで、撮像ユニット２１Ｂは、チップ２１ｂの外形中心Ｏｃと撮像面２１ａの光学中心Ｏａとが必ずしも一致しない。このため、撮像ユニット２１Ｂは、結像ユニット３４の後端レンズ３７ａが撮像面２１ａの光学中心Oａと光軸が一致するようにガラスリッド２１ｄに光学接着剤４０などで固定される。
このことにより、撮像ユニット２１Ｂは、結像ユニット３４の光軸OＬが撮像面２１ａの光学中心Oａと一致するようになっている。
それ以外の構成は、上記第１の実施の形態の撮像装置２０と同様なので、説明を省略する。
【００５１】
このように構成される本変形例の撮像装置２０Ｂは、上記第１の実施の形態の撮像装置２１と同様に気密枠３１の内部空間３１ａに、撮像ユニット２１のチップ２１ｂの外形中心Ｏｃと基板３３の外形中心Ｏｆとを略一致させて固定される。即ち、撮像装置２０Ｂは、撮像ユニット２１Ｂの外形が気密枠３１の中心と同軸に配置される。
【００５２】
また、結像ユニット３４は、この光軸ＯＬが撮像ユニット２１Ｂの撮像面２１ａの光学中心Oａに一致するように気密枠３１の内部空間３１ａ内で固定される。
そして、撮像装置２０は、気密枠３１の先端部に配置するカバーガラス３２及び気密枠３１の基端部に配置する基板３３をそれぞれ気密に接合すると共に、基板３３のスルーホール３３ｂにリード４１ｂを鑞接によって気密に封止したことによって、気密枠３１の内部空間３１ａを気密状態にすることが可能である。
【００５３】
この結果、本変形例の撮像装置２０Ｂは、耐湿性及び強度性が劣るパッケージレスタイプの撮像ユニット２１Ｂを用いて構成しても上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図７及び図８は本発明の第２の実施の形態に係り、図７は本発明の第２の実施の形態の撮像装置を示す断面図、図８は図７の変形例を示す撮像装置の断面図、図９は応力吸収手段を設けた第１変形例の撮像装置を示す断面図、図１０は応力吸収手段を設けた第２変形例の撮像装置を示す断面図である。
【００５５】
上記第１の実施の形態は、支持手段としてリード４１を設けて構成しているが、本第２の実施の形態は支持手段として支持部材を設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００５６】
即ち、図７に示すように本発明の第２の実施の形態の撮像装置５０は、支持手段としてリード４１の代わりに、結像ユニット３４を構成する後端側レンズ枠３８の外周面と気密枠３１の内壁面との間に金属又はセラミックスで形成される支持部材５１を設けて構成される。この支持部材５１を設けることにより、撮像装置５０は、支持部材５１により結像ユニット３４を介して撮像ユニット２１を支持可能な構成となっている。
【００５７】
また、撮像ユニット２１は、リードの代わりに、自在に変形可能なフレキシブル配線５２によって基板３３との接続が構成されている。
このフレキシブル配線５２は、リードと同様にパッケージ２１ｃの下端面から延出されている。そして、フレキシブル配線５２は、絶縁板４２を介して基板３３に形成された複数のスルーホール３３ｂを挿通し、接続基板４３に接続されている。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態の撮像装置２０と同様なので、説明を省略する。
【００５８】
これにより、本第２の実施の形態の撮像装置５０は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、フレキシブル配線５２を用いているので、撮像ユニット２１が自由に動くことを妨げないという効果を得る。
【００５９】
また、撮像装置は、図８に示すようにフレキシブル配線５２の代わりに非接触型の通信手段を設けて撮像ユニット２１を構成しても良い。
図８に示すように本変形例の撮像装置５０Ｂは、フレキシブル配線５２の代わりにＣＣＵからの駆動信号や撮像ユニットで得た撮像信号等を光や電波等を利用する非接触の通信手段５３を設けて構成される。
【００６０】
更に、具体的に説明すると、撮像装置５０Ｂは、撮像ユニット２１の基端部に素子側通信部５３ａが設けられると共に、この素子側通信部５３ａと通信する基板側通信部５３ｂが基板３３の基端部に設けられて構成される。
【００６１】
素子側通信部５３ａは、パッケージ２１ｃの図示しない配線を介して撮像ユニット２１のチップ２１ｂに接続されている。一方、基板側通信部５３ｂは、基板３３の回路パターンに接続され、該基板から延出する基板側リード５４を介して複数の信号線２２ａに接続されている。
【００６２】
これにより本変形例の撮像装置５０Ｂは、気密枠３１の内部空間３１ａ内に配設される撮像ユニット２１と、気密枠３１の内部空間３１ａ外に配置される基板３３の回路パターンとが非接触にて通信可能となる。
従って、本変形例の撮像装置５０Ｂは、フレキシブル配線５２を挿通するためのスルーホール３３ｂを基板３３に形成する必要が無く、気密枠３１の内部空間３１ａを更に気密に封止でき、また、組み立て性が向上する。
【００６３】
尚、上記第１，第２の実施の形態の撮像装置は、例えば、図９及び図１０に示すように支持される撮像ユニット又は結像ユニットのどちらか一方と、気密枠３１との間に、前記撮像ユニット又は結像ユニットのどちらか一方に掛かる応力を吸収するための応力吸収手段を設けて構成しても良い。
【００６４】
図９に示すように撮像装置２０Ｃは、結像ユニット３４（の後端側レンズ枠３８）と気密枠３１（の内壁面）との間に、前記結像ユニット３４に掛かる応力を吸収するための応力吸収手段として、ばね５５を設けて構成される。これにより、撮像装置２０Ｃは、結像ユニット３４に掛かる応力をばね５５により吸収することが可能となる。
【００６５】
また、図１０に示す撮像装置５０Ｃも同様に、撮像ユニット２１（のパッケージ２１ｃ）と気密枠３１（の内壁面）との間に、前記撮像ユニット２１に掛かる応力を吸収するための応力吸収手段として、ばね５５を設けて構成される。これにより、撮像装置５０Ｃは、撮像ユニット２１に掛かる応力をばね５５により吸収することが可能となる。
【００６６】
尚、図示しないが撮像装置２０Ｂ及び撮像装置５０Ｂも同様に応力吸収手段としてばね５５を設けて構成しても良い。
また、実施例では、気密に封止された枠体を有する撮像装置に本発明を適用して構成しているが、本発明はこれに限定されず、気密封止でない枠体を有する撮像装置に本発明を適用して構成しても構わない。
【００６７】
また、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。
【００６８】
ところで、上述したような電子内視鏡に用いられる撮像装置は、先端側に設けた複数の光学レンズで構成される結像光学系（対物光学系）で被検体の光学像を取り込み、その結像位置に配置される固体撮像素子で取り込まれた光学像を電気信号に光電変換し、固体撮像素子周辺に配置される回路基板上で光電変換された電気信号の出力を増幅などしている。
【００６９】
上記回路基板は、複数の信号線で形成され、他端が内視鏡を挿通し、ユニバーサルコード及びＣＣＵケーブルを介してＣＣＵコネクタの端部に延出している信号ケーブルを接続されている。
【００７０】
このＣＣＵコネクタを信号処理装置であるＣＣＵ（カメラコントロールユニット）と着脱自在で接続することで、上記撮像装置は、上記回路基板が上記ＣＣＵに電気的に接続され、上記信号ケーブルを介して固体撮像素子で光電変換された電気信号が上記ＣＣＵに供給される。
そして、上記ＣＣＵは、画像処理などその他の信号処理を行い、モニタなどに内視鏡像を表示させるようになっている。
【００７１】
しかしながら、電子内視鏡に対して高温高圧水蒸気を使用した高温高圧水蒸気滅菌（以下、オートクレーブ滅菌）を行うと、上記従来の撮像装置は、固体撮像素子の周囲に浸入し貯留した蒸気によって固体撮像素子が劣化し画像不良を生じたり、固体撮像素子の故障を引き起こす虞れがあった。
【００７２】
上記問題を解決するため、特開平１０−２３４６４９号公報に記載されている撮像装置は、複数のピンを設けたハーメチックコネクタと、このハーメチックコネクタと気密に接合された円筒状のシールド部材とで気密に構成され、蒸気の浸入を防止したものが提案されている。
【００７３】
しかしながら、上記特開平１０−２３４６４９号公報に記載の撮像装置は、上記円筒状のシールド部材が内視鏡挿入部に連通しているため、湾曲部や軟性部で構成される挿入部を備えた内視鏡に用いるのに不向きであった。
【００７４】
また、上記特開平１０−２３４６４９号公報に記載の撮像装置は、上記ハーメチックコネクタを内視鏡挿入部の先端部に配置するために、上記ハーメチックコネクタに設けたピン同士の間隔が狭くなり、組み立てが困難になる等の問題があった。
【００７５】
そこで、湾曲部や軟性部で構成される挿入部を備えた内視鏡をオートクレーブ滅菌する際にも、固体撮像素子の周囲に蒸気が浸入することを確実に防止可能な撮像装置の提供が望まれていた。
【００７６】
図１１ないし図２７を参照して固体撮像素子の周囲に蒸気浸入を防止可能な撮像装置の構成例を説明する。図１１ないし図２７は固体撮像素子の周囲に蒸気浸入を防止可能な撮像装置の構成例に係わり、図１１は固体撮像素子の周囲に蒸気浸入を防止可能な撮像装置を示す構成図、図１２は図１１の撮像装置の要部を示す断面図、図１３は図１２の隔壁の基端側面を示す説明図、図１４は図１２の隔壁の断面図、図１５は第１変形例の撮像装置を示す構成図、図１６は図１５の撮像装置の要部を示す断面図、図１７は図１６の隔壁の基端側面を示す説明図、図１８は図１６の隔壁の断面図、図１９は第２変形例の撮像装置を示す構成図、図２０は図１９の撮像装置の要部を示す断面図、図２１は図２０の隔壁ユニットの基端側面を示す説明図、図２２は図２０の隔壁ユニットの断面図、図２３は第３変形例の撮像装置を示す構成図、図２４は図２３の撮像装置の要部を示す断面図、図２５は図２４の隔壁ユニットの基端側面を示す説明図、図２６は図２０の隔壁ユニットの断面図、図２７は図２４の隔壁ユニットの先端側面を示す説明図である。
【００７７】
図１１に示すように撮像装置１００は、被検体の光学像を結像可能な結像ユニット１０１と、この結像ユニット１０１の結像位置に図示しない撮像面（受光面とも言う）を有して配置され、前記結像ユニット１０１により結像された前記光学像を撮像可能な固体撮像素子１０２と、この固体撮像素子１０２に接続され、該固体撮像素子１０２に対する信号処理を行う集積回路１０３と、前記固体撮像素子１０２及び前記集積回路１０３を覆う（内包する）保護枠１０４と、から主に構成される。
【００７８】
前記結像ユニット１０１は、複数の光学レンズを配設して結像光学系を構成している。この結像ユニット１０１は、先端側レンズ群１１１を先端側レンズ枠１１２で保持固定している。この先端側レンズ枠１１２は、この後端側が後端側レンズ１１３を保持固定する後端側レンズ枠１１４の先端側に嵌合固定されている。前記後端側レンズ１１３は、平行平板若しくは凸レンズ状である。尚、後端側レンズ枠１１４は、後端側レンズ１１３の代わりに、複数の光学レンズを配設して後端側レンズ群を保持固定して構成しても良い。
【００７９】
また、前記結像ユニット１０１は、このユニット先端側を覆う観察窓ユニット１１５が設けられている。この観察窓ユニット１１５は、封止手段としてレーザ溶接や蒸気透過性の低い接着剤などにより前記後端側レンズ枠１１４に気密若しくは蒸気透過性の低い状態で固定されている。
【００８０】
前記観察窓ユニット１１５は、前記先端側レンズ枠１１２の先端側を嵌合固定する観察窓枠１１６と、この観察窓枠１１６の最先端側端面に保持固定される観察窓１１７とから構成される。前記観察窓１１７は、この外周面にＮｉやＣｒ、Ａｕなどを蒸着したメタルコートを施して形成されている。そして、この観察窓１１７は、封止手段として半田付けや鑞付け、蒸気透過性の低い接着剤などにより前記観察窓枠１１６に気密若しくは蒸気透過性の低い状態で固定されている。
このことにより、前記撮像装置１００は、先端側から蒸気が浸入することを防止できるようになっている。
【００８１】
前記固体撮像素子１０２は、撮像面の前面に光透過性のガラスリッド１１８が接着固定されている。このガラスリッド１１８は、前記後端側レンズ１１３に貼り合わされて接着固定されることで、前記固体撮像素子１０２と前記結像光学系１０１とが一体的に構成されるようになっている。
【００８２】
前記固体撮像素子１０２は、撮像面（受光面）側に接続される複数のリード１１９が側部から反撮像面（受光面）側に延出している。これらリード１１９は、前記固体撮像素子１０２の後方に配置される前記集積回路１０３に接続されている。
【００８３】
本実施の形態では、撮像装置１００は、後述するように前記固体撮像素子１０２の基端側に隔壁を設け、この隔壁に形成したスルーホールに前記リード１１９を挿通し、これらリード１１９と前記スルーホールとの間及び前記保護枠１０４と前記隔壁との間を気密に封止するように構成している。
【００８４】
前記集積回路１０３は、前記リード１１９を介して前記固体撮像素子１０２を駆動すると共に、この固体撮像素子１０２で光電変換した電気信号を信号処理するようになっている。
【００８５】
前記集積回路１０３は、前記信号処理された電気信号を伝送する信号伝送手段としての複数の信号線１２０が接続されている。これら信号線１２０は、束ねられて信号ケーブル１２１に挿通配設され、図示しないコネクタ部端部に至り、結線するようになっている。そして、コネクタ部を図示しないＣＣＵに着脱自在に接続することで、前記集積回路１０３は前記信号線１２０を介してＣＣＵに接続される、即ち、撮像装置１００はＣＣＵに接続されるようになっている。
【００８６】
また、前記後端側レンズ枠１１４は、基端側に封止手段としてレーザ溶接や蒸気透過性の低い接着剤などにより前記保護枠１０４が気密若しくは蒸気透過性の低い状態で固定されている。即ち、前記保護枠１０４は、前記結像ユニット１０１の後端側を嵌合し、前記固体撮像素子１０２や前記集積回路１０３などを内包している。
【００８７】
また、この保護枠１０４は、基端側が前記信号ケーブル１２１の先端側を嵌合固定している。そして、この保護枠１０４を内包するように前記後端側レンズ枠１１４の突起部から前記信号ケーブル１２１の先端側に至る部分は、それらの外周を熱収縮チューブ１２２により覆われている。
【００８８】
次に、図１２ないし図１４を用いて前記撮像装置１００の要部の詳細構成を説明する。
前記固体撮像素子１０２と前記集積回路１０３との間には、ガラスやセラミックなどの絶縁体で形成される隔壁１３１が設けられている。この隔壁１３１は、前記リード１１９を挿通させる複数のスルーホール１３２が形成されている。これら各スルーホール１３２の周囲は、クロムやニッケル、金などを蒸着や印刷して形成されたランド１３３が設けられている。
【００８９】
前記リード１１９と前記ランド１３３とは半田付けされており、封止手段として前記スルーホール１３２を気密に塞ぐように半田フィレット１３４を形成している。更に、前記隔壁１３１は、この外周が前記ランド１３３と同様にクロムやニッケル、金などを蒸着や印刷してメタルコートされている。そして、前記隔壁１３１と前記保護枠１０４とは、封止手段としてレーザ溶接や蒸気透過性の低い接着剤により気密若しくは蒸気透過性の低い状態に固定されている。
このことにより、前記撮像装置１００は、前記リード１１９と前記スルーホール１３２との間及び前記保護枠１０４と前記隔壁１３１との間を気密に封止して基端側から蒸気が浸入することを防止できる。
【００９０】
従って、前記撮像装置１００は、前記観察窓１１７から前記隔壁１３１までの空間を気密若しくは蒸気透過性の低い状態に保持可能である。
これにより、前記撮像装置１００を内蔵する内視鏡は、オートクレーブ滅菌した場合でも、固体撮像素子１０２が気密若しくは蒸気透過性の低い空間に配置されているため、固体撮像素子１０２がオートクレーブ滅菌による蒸気に曝されることが少ない。
【００９１】
この結果、本実施の形態の撮像装置１００は、オートクレーブ滅菌の蒸気によって、固体撮像素子１０２の劣化による画像不良や故障を防止することが可能である。従って、この撮像装置１００を内蔵することによって、湾曲部や軟性部で構成される挿入部を備えた内視鏡は、オートクレーブ滅菌が可能である。
【００９２】
尚、撮像装置は、図１５に示すように構成しても良い。
図１５は、第１変形例の撮像装置を示す構成図である。
図１５に示すように撮像装置１００Ｂは、前記集積回路１０３Ｂの基端側に隔壁１３１Ｂが設けられて構成されている。
【００９３】
この隔壁１３１Ｂは、前記固体撮像素子１０２から延出する複数のリード１１９Ｂが前記集積回路１０３Ｂを介して接続されるようになっている。また、この隔壁１３１Ｂは、複数の信号線１２０Ｂが接続されている。尚、本第１変形例では、前記隔壁１３１Ｂは、前記リード１１９Ｂと前記信号線１２０Ｂとを接続する接続基板を形成している。
【００９４】
図１６ないし図１８に示すように前記隔壁１３１Ｂは、前記リード１１９Ｂを挿通させるスルーホール１３２ａが形成されていると共に、前記信号線１２０Ｂを挿通させるスルーホール１３２ｂが形成されている。これら各スルーホール１３２ａ，１３２ｂの周囲は、クロムやニッケル、金などを蒸着や印刷して形成されたランド１３３Ｂが設けられている。これら各ランド１３３Ｂは、各々対応する前記リード１１９Ｂと前記信号線１２０Ｂとを接続するように形成されている。
【００９５】
これら各リード１１９Ｂと各信号線１２０Ｂ及び各ランド１３３Ｂとは、半田付けされており、封止手段として前記スルーホール１３２ａ，１３２ｂを気密に塞ぐように半田フィレット１３４Ｂを形成している。
更に、前記隔壁１３１Ｂは、この外周が前記ランド１３３Ｂと同様にクロムやニッケル、金などが蒸着や印刷してメタルコートされている。
そして、前記隔壁１３１Ｂと前記保護枠１０４とは、封止手段としてレーザ溶接や蒸気透過性の低い接着剤により気密若しくは蒸気透過性の低い状態に固定されている。尚、それ以外の構成は、上記撮像装置１００とほぼ同様である。
【００９６】
このことにより、前記撮像装置１００Ｂは、前記リード１１９Ｂ，前記信号線１２０Ｂと前記スルーホール１３２ａ，１３２ｂとの間、及び前記保護枠１０４と前記隔壁１３１Ｂとの間を気密に封止して基端側から蒸気が浸入することを防止できる。
従って、前記撮像装置１００Ｂは、前記観察窓１１７から前記隔壁１３１Ｂまでの空間を気密若しくは蒸気透過性の低い状態に保持可能である。
【００９７】
これにより、前記撮像装置１００Ｂを内蔵する内視鏡は、オートクレーブ滅菌した場合でも、固体撮像素子１０２や集積回路１０３Ｂが気密若しくは蒸気透過性の低い空間に配置されているため、固体撮像素子１０２や集積回路１０３Ｂがオートクレーブ滅菌による蒸気に曝されることが少ない。
この結果、本第１変形例の撮像装置１００Ｂは、更にオートクレーブ滅菌の蒸気による固体撮像素子１０２や集積回路１０３Ｂの劣化や故障を防止することができる。
【００９８】
尚、撮像装置は、図１９に示すように構成しても良い。
図１９は、第２変形例の撮像装置を示す構成図である。
図１９に示すように撮像装置１００Ｃは、前記固体撮像素子１０２と前記集積回路１０３との間に隔壁ユニット１４０が設けられている。この隔壁ユニット１４０は、隔壁１３１Ｃと接合枠１４１とから構成されている。
【００９９】
図２０ないし図２２に示すように前記隔壁１３１Ｃは、前記固体撮像素子１０２から延出する複数のリード１１９を挿通させる複数のスルーホール１３２Ｃが形成されている。これら各スルーホール１３２Ｃの周囲は、クロムやニッケル、金などを蒸着や印刷して形成されたランド１３３Ｃが設けられている。
【０１００】
更に、ランド１３３Ｃの外側には、クロムやニッケル、金などが蒸着されてグランド面１４２が設けられており、ランド１３３Ｃとグランド面１４２とは所定の距離を開けて絶縁されている。
前記リード１１９と前記ランド１３３Ｃとは半田付けされており、前記スルーホール１３２Ｃを気密に塞ぐように半田フィレット１３４Ｃを形成している。
【０１０１】
更に、前記隔壁１３１Ｃの外周は、前記グランド面１４２と同様にクロムやニッケル、金などが蒸着され、グランド面１４２と電気的に導通している。前記隔壁１３１Ｃの外周と前記接合枠１４１とは、封止手段として半田付けや鑞付けにより気密状態に固定されている。また、前記隔壁ユニット１４０と前記保護枠１０４とは、封止手段としてレーザ溶接により気密状態で固定されている。尚、それ以外の構成は、上記撮像装置１００とほぼ同様である。
【０１０２】
このことにより、前記撮像装置１００Ｃは、前記隔壁１３１Ｃと前記保護枠１０４とを安定して気密若しくは蒸気透過性の低い状態に保持できると共に、且つ隔壁１３１Ｃに設けたグランド面１４２と保護枠１０４とが半田付けや鑞付けやレーザ溶接により電気的に接続されることにより電磁的に閉じた空間を形成できるようになる。
【０１０３】
この結果、本第２変形例の撮像装置１００Ｃは、上記撮像装置１００と同様な効果を得ることに加え、オートクレーブ滅菌の蒸気による固体撮像素子１０２の劣化や故障を防止することができ、且つ固体撮像素子１０２から発生する電磁ノイズを強固に遮蔽することができる。
【０１０４】
尚、撮像装置は、図２３に示すように構成しても良い。
図２３は、第３変形例の撮像装置を示す構成図である。
図２３に示すように撮像装置１００Ｄは、観察窓ユニット１１５を設けることなく、先端側に観察窓１１７を設けた結像ユニット１０１Ｄを有して構成される。
【０１０５】
前記結像ユニット１０１Ｄは、先端側レンズ枠１１２Ｄの先端側に前記観察窓１１７を保持固定している。
前記観察窓１１７は、この外周面にＮｉやＣｒ，Ａｕなどを蒸着したメタルコートが施されており、前記先端側レンズ枠１１２Ｄと半田付けなどにより気密状態で固定される。
【０１０６】
また、前記撮像装置１００Ｄは、上記撮像装置１００Ｃで説明したのと同様に、前記固体撮像素子１０２と前記集積回路１０３との間に隔壁ユニット１４０Ｄが設けられている。この隔壁ユニット１４０Ｄは、ガラスやセラミックなどの絶縁体で形成される隔壁１３１Ｄと接合枠１４１Ｄとから構成されている。
【０１０７】
図２４ないし図２７に示すように前記隔壁１３１Ｄは、前記固体撮像素子１０２から延出する複数のリード１１９を挿通させる複数のスルーホール１３２Ｄが形成されている。
この隔壁１３１Ｄの先端側面は、前記各スルーホール１３２Ｄの周囲にクロムやニッケル、金などを蒸着して形成されたランド１５１ａが設けられている。更に、これらランド１５１ａは、延出してパターン１５３を形成している（図２５参照）。このパターン１５３は、抵抗やコンデンサ、ダイオードといった電子部品が半田付けされている。このことにより、前記撮像装置１００Ｄは、前記隔壁１３１Ｄに抵抗やコンデンサ、ダイオードといった電子部品を搭載できる。
【０１０８】
一方、前記隔壁１３１Ｄの基端側面は、各スルーホール１３２Ｄの周囲にクロムやニッケル、金などを蒸着して形成されたランド１５１ｂが設けられている。更に、これらランド１５１ｂは、外側にクロムやニッケル、金などを蒸着して形成されたグランド面１５２が設けられている（図２７参照）。
また、前記リード１１９と前記ランド１５１ｂとは半田付けされており、前記スルーホール１３２Ｄを気密に塞ぐように半田フィレット１３４Ｄを形成している。
【０１０９】
更に、前記隔壁１３１Ｄの外周は、グランド面と同様にクロムやニッケル、金などが蒸着されている。そして、前記隔壁１３１Ｄと前記接合枠１４１Ｄとは、封止手段として半田付けや鑞付けにより気密状態に固定されている。更に、前記隔壁ユニット１４０Ｄと前記保護枠１０４とは、封止手段としてレーザ溶接などにより気密状態で固定されている。
【０１１０】
この結果、本第３変形例の撮像装置１００Ｄは、上記撮像装置１００Ｃと同様な効果を得ることに加え、固体撮像素子１０２から発生する電磁ノイズを強固に遮蔽することができ、且つ硬質長を長くすることなく電気部品１５４を実装可能である。
【０１１１】
［付記］
（付記項１） 被検体の光学像を結像可能な結像ユニットと、
前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像可能な撮像ユニットと、
前記結像ユニットの結像位置に前記撮像ユニットの撮像面が配置されるように、これら結像ユニットと撮像ユニットとを固定可能な固定手段と、
前記固定手段により固定された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットを収容可能な枠体と、
前記枠体に設け、この枠体に収容された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットのどちらか一方に接続し、この接続された一方を介して他方を支持する支持手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０１１２】
（付記項２） 前記支持される他方と前記枠体との間に、所定の空間が形成されることを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
（付記項３） 前記支持される他方と前記枠体との間に、前記他方に掛かる応力を吸収するための応力吸収手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
（付記項４） 前記枠体は、両端開口部に密閉部材を接合固定して前記撮像ユニット及び前記結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
【０１１３】
（付記項５） 前記枠体は、開口部に密閉部材を接合固定して前記撮像ユニット及び前記結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
（付記項６） 前記密閉部材は、前記枠体の先端開口部に接合固定する光透過部材及び、前記枠体の後端開口部に接合固定する基板であることを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
（付記項７） 前記固定手段は、前記結像ユニットの最後端レンズを前記撮像ユニットのガラスリッドに接着固定する光学接着剤であることを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
【０１１４】
（付記項８） 前記支持手段は、前記撮像ユニットの外周面と前記枠体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
（付記項９） 前記支持手段は、前記撮像ユニットから延出するリードであることを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
【０１１５】
（付記項１０） 前記支持手段は、前記結像ユニットの外周面と前記枠体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
（付記項１１） 前記枠体に封止される前記撮像ユニットに対して、この撮像ユニットを制御駆動する駆動信号及びこの駆動信号により駆動されて得た撮像信号を送受信する通信手段を設けたことを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
【０１１６】
（付記項１２） 前記撮像ユニットの外形中心を前記枠体の長手中心軸に略一致させると共に、前記結像ユニットの光軸を前記撮像ユニットの光学中心に一致させたことを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
（付記項１３） 前記結像ユニットの光軸と前記撮像ユニットの光学中心とを所定精度で一致させたことを特徴とする付記項４又は５に記載の撮像装置。
（付記項１４） 前記通信手段は、前記撮像ユニットに設けた撮像側通信部と、前記基板の封止外部に設けた基板側通信部とで構成されることを特徴とする付記項１１に記載の撮像装置。
【０１１７】
（付記項１５） 被検体の光学像を撮像する撮像手段及び、この撮像手段の撮像面に前記被検体の光学像を結像する結像ユニットを気密に封止可能な枠体と、
前記撮像手段の光学中心に前記結像ユニットの光軸が一致するようにこれら撮像手段と結像ユニットとを一体的に固定する第１の固定手段と、
前記第１の固定手段で一体的に固定した撮像手段及び結像ユニットを前記枠体の内壁面から離間するようにこの枠体に固定する第２の固定手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０１１８】
（付記項１６） 前記枠体は、両端開口部に密閉部材を接合固定して前記撮像手段及び前記結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項１５に記載の撮像装置。
（付記項１７） 前記枠体は、開口部に密閉部材を接合固定して前記撮像手段及び前記結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項１５に記載の撮像装置。
（付記項１８） 前記密閉部材は、前記枠体の先端開口部に接合固定する光透過部材及び、前記枠体の後端開口部に接合固定する基板であることを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
【０１１９】
（付記項１９） 前記第１の固定手段は、前記結像ユニットの最後端レンズを前記撮像手段のガラスリッドに接着固定する光学接着剤であることを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
（付記項２０） 前記第２の固定手段は、前記撮像ユニットの外周面と前記枠体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
【０１２０】
（付記項２１） 前記第２の固定手段は、前記撮像手段から延出するリードであることを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
（付記項２２） 前記第２の固定手段は、前記結像ユニットの外周面と前記枠体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
（付記項２３） 前記枠体に封止される前記撮像手段に対して、この撮像手段を制御駆動する駆動信号及びこの駆動信号により駆動されて得た撮像信号を送受信する通信手段を設けたことを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
【０１２１】
（付記項２４） 前記撮像手段の外形中心を前記枠体の長手中心軸に略一致させると共に、前記結像ユニットの光軸を前記撮像手段の光学中心に一致させたことを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
（付記項２５） 前記結像ユニットの光軸と前記撮像手段の光学中心とを所定精度で一致させたことを特徴とする付記項１６又は１７に記載の撮像装置。
（付記項２６） 前記通信手段は、前記撮像手段に設けた撮像側通信部と、前記基板の封止外部に設けた基板側通信部とで構成されることを特徴とする付記項２３に記載の撮像装置。
【０１２２】
（付記項２７） 被検体の光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面に前記被検体の光学像を結像する結像ユニットと、
前記撮像手段及び前記結像ユニットを収容するための収容部を有する筐体と、
前記撮像手段の光学中心に前記結像ユニットの光軸が一致するようにこれら撮像手段と結像ユニットとを一体的に固定する第１の固定手段と、
前記第１の固定手段で一体的に固定した撮像手段及び結像ユニットのどちらか一方を前記筐体に挿入可能な開口部と、
前記筐体の収容部を気密に保持するために前記開口部を密閉する密閉手段と、
前記筐体に挿入された前記撮像手段及び前記結像ユニットを前記筐体の内壁面から離間するようにこの筐体に固定する第２の固定手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０１２３】
（付記項２８） 前記筐体は、両端開口部に密閉部材を接合固定して前記一体的に固定した撮像手段及び結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項２７に記載の撮像装置。
（付記項２９） 前記筐体は、開口部に密閉部材を接合固定して前記一体的に固定した撮像手段及び結像ユニットを気密封止したことを特徴とする付記項２７に記載の撮像装置。
（付記項３０） 前記密閉部材は、前記筐体の先端開口部に接合固定する光透過部材及び、前記筐体の後端開口部に接合固定する基板であることを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
【０１２４】
（付記項３１） 前記第１の固定手段は、前記結像ユニットの最後端レンズを前記撮像手段のガラスリッドに接着固定する光学接着剤であることを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
（付記項３２） 前記第２の固定手段は、前記撮像ユニットの外周面と前記枠体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
【０１２５】
（付記項３３） 前記第２の固定手段は、前記撮像手段から延出するリードであることを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
（付記項３４） 前記第２の固定手段は、前記結像ユニットの外周面と前記筐体の内壁面との間に設けた固定部材であることを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
（付記項３５） 前記筐体に封止される前記撮像手段に対して、この撮像手段を制御駆動する駆動信号及びこの駆動信号により駆動されて得た撮像信号を送受信する通信手段を設けたことを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
（付記項３６） 前記撮像手段の外形中心を前記筐体の長手中心軸に略一致させると共に、前記結像ユニットの光軸を前記撮像手段の光学中心に一致させたことを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
【０１２６】
（付記項３７） 前記結像ユニットの光軸と前記撮像手段の光学中心とを所定精度で一致させたことを特徴とする付記項２８又は３０に記載の撮像装置。
（付記項３８） 前記通信手段は、前記撮像手段に設けた撮像側通信部と、前記基板の封止外部に設けた基板側通信部とで構成されることを特徴とする付記項３５に記載の撮像装置。
【０１２７】
（付記項３９） 被検体からの光学像情報に基づく光学像を得る撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面に前記光学像を結像する結像光学系と、
前記撮像手段の撮像面に前記光学像を結像するように前記撮像手段と前記結像光学系とを固定する第１の固定手段と、
前記撮像手段と前記結像光学系とから構成される結像ユニットを収容可能な収容部を有する筐体と、
前記筐体に前記結像ユニットを挿入可能な開口部と、
前記筐体の収容部を気密に保持するために前記開口部を密閉する密閉手段と、
前記筐体に挿入された前記撮像手段で撮像される前記光学像に関する撮像情報を前記筐体の外部に伝達する伝達手段と、
前記筐体に挿入された前記結像光学系が前記収容部の壁面と離間するように前記撮像手段を前記筐体に固定するための第２の固定手段と、
前記被検体からの光学像情報を透過し、前記撮像手段において前記光学像が撮像可能な位置に設けられた光透過部材と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０１２８】
（付記項４０） 被検体からの光学像情報に基づく光学像を得る撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面に前記光学像を結像する結像光学系と、
前記撮像手段の撮像面に前記光学像を結像するように前記撮像手段と前記結像光学系とを固定する第１の固定手段と、
前記撮像手段と前記結像光学系とから構成される結像ユニットを収容可能な収容部を有する筐体と、
前記筐体に前記結像ユニットを挿入可能な開口部と、
前記筐体の収容部を気密に保持するために前記開口部を密閉する密閉手段と、
前記筐体に挿入された前記撮像手段で撮像される前記光学像に関する撮像情報を前記筐体の外部に伝達する伝達手段と、
前記筐体に挿入された前記撮像手段が前記収容部の壁面と離間するように前記結像光学系を前記筐体に固定するための第２の固定手段と、
前記被検体からの光学像情報を透過し、前記撮像手段において前記光学像が撮像可能な位置に設けられた光透過部材と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０１２９】
（付記項４〜４０の課題）
上記特開２０００−７０２１３号公報に記載の撮像装置は、結像ユニット及び固体撮像素子の各々が共に枠体に固定されているので、上記オートクレーブ滅菌時に発生する熱応力により、結像ユニットの光軸と固体撮像素子の光学中心とにずれを生じる虞れがあった。
【０１３０】
また、上記撮像装置は、上記オートクレーブ滅菌を繰り返し行なったり、長時間連続で行うような場合、上記熱応力の繰り返しにより固体撮像素子に接着した結像ユニットの後端レンズが剥離したり、固体撮像素子のリード線が断線したりする虞れがあった。
【０１３１】
更に、上記撮像装置は、組み立て時の軸ずれにより生じる固体撮像素子と結像ユニットとの間の残留応力によって同様な問題が生じる虞れがあった。また、上記撮像装置は、固体撮像素子の寸法のばらつき等により、固体撮像素子と結像ユニットとの間に歪みや光軸ずれが生じる虞れもあった。
【０１３２】
また、上記撮像装置は、装置内部の固体撮像素子がコネクタに挿通された接続ピンを通じて外部と電気的に導通する構成であるので、内部構造が複雑となり組み立て作業が煩雑になったり、枠体が大型化して装置全体が大型化する問題があった。このため、このような撮像装置を挿入部先端部に組み込む内視鏡は、体腔内への挿通性が悪化する虞れが生じる。
【０１３３】
また、上記撮像装置は、組み立て後、外力の影響で光軸にずれが生じた場合、結像ユニットと固体撮像素子とを気密的に密封した空間内に収納しているため、光軸の調整を行うために分解することが困難であった。
【０１３４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、所望の光学性能を維持して、オートクレーブ滅菌に対する耐性を確保すると共に、小型で組み立てが容易で、その上、組み立て後に外力により光軸がずれることを防止する撮像装置を提供することを目的とする。
【０１３５】
（付記項４１） 被検体の光学像を結像可能な結像ユニットと、
前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に接続され、この固体撮像素子に対する信号処理を行う集積回路と、
前記集積回路に接続され、前記信号処理された電気信号を伝送する信号伝送手段と、
前記結像ユニットの後端側を嵌合し、前記固体撮像素子及び前記集積回路を覆う保護枠と、
を具備し、前記固体撮像素子又は前記集積回路の基端側に隔壁を設け、この隔壁より先端部分の空間を気密に封止したことを特徴とする撮像装置。
【０１３６】
（付記項４２） 前記隔壁は、前記固体撮像素子の基端側に設け、この隔壁に形成したスルーホールに前記固体撮像素子から延出するリードを挿通し、このリードと前記スルーホールとの間及び前記保護枠と前記隔壁との間を気密に封止したことを特徴とする付記項４１に記載の撮像装置。
【０１３７】
（付記項４３） 前記隔壁は、前記集積回路の基端側に設け、この隔壁に形成したスルーホールに前記固体撮像素子から延出するリード及び前記信号伝送手段を構成する信号線とを挿通し、これらリード及び信号線と前記スルーホールとの間及び前記保護枠と前記隔壁との間を気密に封止したことを特徴とする付記項４１に記載の撮像装置。
【０１３８】
（付記項４４） 被検体の光学像を結像可能な結像ユニットと、
前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に接続され、この固体撮像素子で光電変換した電気信号を信号処理する集積回路と、
前記集積回路に接続され、前記信号処理された電気信号を伝送する信号伝送手段と、
前記結像ユニットの後端側を嵌合し、前記固体撮像素子及び前記集積回路を覆う保護枠と、
を具備し、前記固体撮像素子の基端側に隔壁を設け、この隔壁に形成したスルーホールに前記固体撮像素子から延出するリードを挿通し、このリードと前記スルーホールとの間及び前記保護枠と前記隔壁との間を気密に封止したことを特徴とする撮像装置。
【０１３９】
（付記項４５） 被検体の光学像を結像可能な結像ユニットと、
前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像可能な固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に接続され、この固体撮像素子で光電変換した電気信号を信号処理する集積回路と、
前記集積回路に接続され、前記信号処理された電気信号を伝送する信号伝送手段と、
前記結像ユニットの後端側を嵌合し、前記固体撮像素子及び前記集積回路を覆う保護枠と、
を具備し、前記集積回路の基端側に隔壁を設け、この隔壁に形成したスルーホールに前記固体撮像素子から延出するリード及び前記信号伝達手段を構成する信号線とを挿通し、これらリード及び信号線と前記スルーホールとの間及び前記保護枠と前記隔壁との間を気密に封止したことを特徴とする撮像装置。
【０１４０】
（付記項４１〜４５の従来及び課題）
本文中に記載。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像装置における所望の光学性能を維持して、オートクレープ滅菌に対する撮像装置の耐性が確保できると共に、撮像装置を容易に組み立てられ、小型化できる構成を具備する内視鏡を提供することができる。
【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を示す外観斜視図
【図２】図１の内視鏡挿入部の先端側の構成を示す断面図
【図３】図２の撮像装置を示す断面図
【図４】図３の撮像装置の要部を示す説明図
【図５】図３の変形例を示す撮像装置の断面図
【図６】図５の撮像装置の要部を示す説明図
【図７】本発明の第２の実施の形態の撮像装置を示す断面図
【図８】図７の変形例を示す撮像装置の断面図
【図９】応力吸収手段を設けた第１変形例の撮像装置を示す断面図
【図１０】応力吸収手段を設けた第２変形例の撮像装置を示す断面図
【図１１】固体撮像素子の周囲に蒸気浸入を防止可能な撮像装置を示す構成図
【図１２】図１１の撮像装置の要部を示す断面図
【図１３】図１２の隔壁の基端側面を示す説明図
【図１４】図１２の隔壁の断面図
【図１５】第１変形例の撮像装置を示す構成図
【図１６】図１５の撮像装置の要部を示す断面図
【図１７】図１６の隔壁の基端側面を示す説明図
【図１８】図１６の隔壁の断面図
【図１９】第２変形例の撮像装置を示す構成図
【図２０】図１９の撮像装置の要部を示す断面図
【図２１】図２０の隔壁ユニットの基端側面を示す説明図
【図２２】図２０の隔壁ユニットの断面図
【図２３】第３変形例の撮像装置を示す構成図
【図２４】図２３の撮像装置の要部を示す断面図
【図２５】図２４の隔壁ユニットの基端側面を示す説明図
【図２６】図２０の隔壁ユニットの断面図
【図２７】図２４の隔壁ユニットの先端側面を示す説明図
【符号の説明】
１…内視鏡（電子内視鏡）
２…挿入部
１１…先端硬質部
１１ａ…先端金属枠
２０…撮像装置
２１…撮像ユニット（撮像手段）
２１ａ…撮像面
２１ｂ…チップ（半導体チップ）
２１ｃ…パッケージ
２１ｄ…ガラスリッド
２２…信号ケーブル
２２ａ…信号線
３１…気密枠（枠体）
３１ａ…内部空間（収容部）
３２…カバーガラス（光透過部材）
３３…基板
３４…結像ユニット
３７ａ…最後端レンズ
４０…光学接着剤（固定手段）
４１…リード（第２の固定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionAn endoscope comprising an imaging unit that forms an optical image of a subject and an imaging unit that captures an optical image formed by the imaging unitAbout.
[0002]
[Prior art]
Today, endoscopes are widely used in the medical field. The endoscope has an elongated insertion portion that is inserted into a body cavity or the like. The endoscope can observe a deep part or the like in the body cavity by inserting the insertion part. In addition, the endoscope can perform a therapeutic treatment or the like by using a treatment tool as necessary. It is indispensable that such an endoscope is surely sterilized and sterilized after being used for preventing infections and the like.
[0003]
Conventionally, this disinfection sterilization treatment relied on a gas such as ethylene oxide gas or a disinfectant solution. However, as is well known, sterilizing gases are highly toxic. For this reason, in order to prevent environmental pollution, the use of sterilized gases is increasingly regulated in each country. Moreover, this gas sterilization takes time for aeration for removing the gas adhering to an apparatus after sterilization. For this reason, gas sterilization has a problem that an endoscope cannot be used immediately after sterilization. Furthermore, such gas sterilization has a problem of high running costs.
[0004]
On the other hand, the sterilization with the disinfectant has a problem that the management of the disinfectant to be used is complicated, and a great amount of cost is required for disposal after use.
Therefore, recently, autoclave sterilization (high-pressure high-temperature steam sterilization) is becoming mainstream as sterilization of endoscope devices. Autoclave sterilization does not involve complicated work, can be used immediately after sterilization, and the running cost is low.
[0005]
Autoclave sterilization includes American standard ANSI AAMI ST37-1992, approved by the American Standards Association and issued by the Medical Device Development Association. This condition is a pre-vacuum type sterilization process at 132 ° C. for 4 minutes, and a gravity type sterilization process at 132 ° C. for 10 minutes.
[0006]
However, the high-pressure and high-temperature steam used for autoclave sterilization has a property of permeating a polymer material such as rubber and plastic, an adhesive, and the like, which are members constituting the endoscope. Therefore, in autoclave sterilization, when an endoscope is placed in an autoclave device and sterilized, water vapor enters the interior of the endoscope structure that is watertight using an O-ring, adhesive, or the like. Become.
[0007]
In addition, autoclave sterilization includes a method in which the inside and outside of the endoscope are communicated with each other in an autoclave sterilization apparatus in a vacuum process before the sterilization process in order to prevent rupture of the outer tube at the bending portion of the endoscope. However, in this case, the high-pressure and high-temperature steam positively enters the endoscope.
[0008]
Such an endoscope is, for example, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-096616, when an image forming unit (objective unit) lens fixed with an adhesive is subjected to autoclave sterilization. Water vapor enters the imaging unit through the adhesive. Accordingly, when such an endoscope is taken out indoors after autoclave sterilization and viewed through the eyepiece, the lens appears cloudy and appears to be foggy white. Since this fog gradually clears, the endoscope can obtain a normal observation image.
[0009]
However, the endoscope cannot be used while the lens is fogged as described above. For this reason, endoscopy is not very convenient and extremely inconvenient. Further, when such an endoscope is repeatedly subjected to autoclave sterilization or continuously for a long period of time, this high-pressure high-temperature steam sterilization significantly deteriorates the joint portion of the imaging unit and constitutes the imaging unit. There is a possibility that the bonded parts of the constituent parts of the stainless steel material to be peeled off.
The phenomenon described above is the same for an electronic endoscope using a solid-state imaging device such as a CCD as an imaging device.
[0010]
The electronic endoscope is provided with an imaging device including an imaging unit disposed on the imaging surface of the solid-state imaging device at the distal end of the insertion portion. For this reason, when each component part of a stainless steel material is joined by a general adhesive in the image pickup apparatus, there is a possibility that water vapor enters the image pickup apparatus by deteriorating the joint portion of each component part. The endoscopic image captured by this imaging device does not show a normal image on the monitor due to fogging of the lens of the imaging unit. Further, when the electronic endoscope is repeatedly sterilized by autoclave or continuously for a long time, there is a possibility that the joint parts of the respective components of the imaging apparatus are separated from each other.
[0011]
Autoclave sterilization is usually performed under high pressure. For this reason, endoscopes that can handle autoclave sterilization are required to have a much higher airtightness than the normal airtightness under 1 atm or watertightness that is disinfected by immersing in a conventional disinfecting solution. The
For this reason, the conventional imaging apparatus is configured to hermetically seal the imaging unit and the solid-state imaging device.
[0012]
However, in the conventional imaging apparatus, water vapor enters through the wiring insertion hole formed in the frame body to insert the wiring extending from the solid-state imaging device and the tube covering the wiring, and is connected as described above. There is a risk of fogging of the lens of the image unit.
[0013]
In order to solve such a problem, for example, an imaging apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-70213 has been proposed.
In the imaging device described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-70213, an imaging unit and a solid-state imaging device are arranged inside a frame, and a front end side and a rear end side of the frame are respectively connected to a front end lens and a connector. In addition, the imaging unit and the solid-state imaging device are sealed by sealing a molten glass into a gap generated around the through hole by inserting a metal rod-like connection pin into the through hole formed in the connector. It is hermetically sealed.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the imaging apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-70213, since the imaging unit and the solid-state imaging device are both fixed to the frame, the imaging unit is caused by the thermal stress generated during the autoclave sterilization. There is a possibility that a deviation occurs between the optical axis and the optical center of the solid-state imaging device.
Further, when the autoclave sterilization is repeated or performed continuously for a long time, the imaging device has the rear end lens of the imaging unit adhered to the solid-state image sensor due to the repetition of the thermal stress, or the solid-state imaging. There is a possibility that the lead wire of the element may be disconnected.
[0015]
Furthermore, the image pickup apparatus may have the same problem due to the residual stress between the solid-state image pickup element and the imaging unit that is generated due to an axis deviation during assembly. In addition, the imaging apparatus may cause distortion or optical axis deviation between the solid-state imaging device and the imaging unit due to variations in the dimensions of the solid-state imaging device. ◎
In addition, the imaging device has a configuration in which the solid-state imaging device inside the device is electrically connected to the outside through a connection pin inserted into the connector, so that the internal structure becomes complicated and the assembly work becomes complicated, or the frame body is There was a problem that the size of the entire apparatus increased due to the increase in size. For this reason, an endoscope that incorporates such an imaging device at the distal end of the insertion section may deteriorate the penetration into the body cavity.
[0016]
  The present invention has been made in view of the above circumstances,In imaging devicesMaintains desired optical performance and against autoclave sterilizationOf imaging deviceResistanceButSecureCanAndProvided is an endoscope having a configuration in which an imaging device can be easily assembled and reduced in size.For the purpose.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  An endoscope according to the present invention includes an imaging unit that forms an optical image of a subject, an imaging unit that images the optical image formed by the imaging unit, and an imaging position of the imaging unit. A fixing means for fixing the imaging unit and the imaging unit so that an imaging surface of the imaging unit is arranged, and a through hole provided in a distal end hard portion on the distal end side of the insertion portion, the distal end side opening And a base body in which the base end side opening is hermetically closed to form an airtight space, and the imaging unit fixed by the fixing means and the imaging unit are accommodated in the airtight space; ,in frontImaging unitInBy connecting one end and the other end to the frame,The rear end portion of the imaging unit is connected to a member whose opening on the base end side of the frame body is closed, and fixed by the fixing meansThe imaging unit and the imaging unitTip and outer peripheral surfaceIn the airtight spaceThermal stress acts during autoclaveThe frameProvide an interval to prevent the thermal stress from being transmitted from the tip wall and the inner peripheral wall of theAnd supporting means for supporting.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 6 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an external perspective view showing an endoscope provided with the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an internal view of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the distal end side of the mirror insertion portion, FIG. 3 is a cross-sectional view showing the image pickup apparatus in FIG. 2, FIG. 4 is an explanatory view showing the main part of the image pickup apparatus in FIG. FIG. 4B is a side view of FIG. 4A, and FIG. 4C is a rear view of FIG. 4A. 5 is a cross-sectional view of an image pickup apparatus showing a modification of FIG. 3, FIG. 6 is an explanatory view showing the main part of the image pickup apparatus of FIG. 5, and FIG. 6 (a) is from the last lens side of the imaging unit. FIG. 6B is a rear view of FIG. 6A, illustrating the main part of the image pickup apparatus as seen.
[0019]
As shown in FIG. 1, an electronic endoscope (hereinafter simply referred to as an endoscope) 1 having a first embodiment of the present invention includes an elongated insertion portion 2 that incorporates an imaging device to be described later on the distal end side. The insertion portion 2 includes a large-diameter operation portion 3 continuously provided so as to serve also as a gripping portion, and includes a flexible universal cord 4 extending from the operation portion 3 to be watertight. Yes.
[0020]
The universal cord 4 has a sufficiently long length with respect to the insertion portion 2, and a light guide connector 5 that is detachably connected to a light source device (not shown) is provided at an end portion. The light guide connector 5 is a CCU connector (hereinafter referred to as a CCU connector) that is detachably connected to a CCU (camera control unit) (not shown) as a signal processing device at the end of the CCU cable 6 extending from the side of the connector. And abbreviation 7). The endoscope 1 constitutes an electronic endoscope device with a light source device and a CCU (not shown).
[0021]
The insertion portion 2 includes a distal end hard portion 11 that is harder than the distal end side, a bending portion 12 that can be bent vertically and horizontally by connecting a plurality of bending pieces, and a flexible flexible tube portion 13. . The insertion portion 2 may be a hard rigid tube portion instead of the flexible tube portion 13.
The operation section 3 is provided with a bending operation lever 14 for remotely bending the bending section 12. The operation unit 3 is provided with a remote switch (not shown) that performs remote operations such as freeze, release, image enhancement, white balance adjustment, and brightness adjustment on this side.
[0022]
Next, the configuration of the distal end side of the insertion portion 2 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the distal end hard portion 11 is provided with a distal end metal frame 11a as a distal end portion main body. The distal end metal frame 11a has a curved portion 12 continuously provided on the proximal end side. The bending portion 12 is configured by a plurality of annular bending pieces 12a being rotatably connected. The bending portion 12 is connected at its rear end side by bonding and fixing the cutting edge bending piece 12 a so as to cover the proximal end side of the distal end hard portion 11. The curved portion 12 is covered with a curved rubber 12b formed of a resin having excellent stretchability on the outer periphery thereof, and is integrally fixed to the proximal end side of the distal end hard portion 11 by a thread winding adhesive or the like.
[0023]
An imaging device 20 that captures an optical image of the subject is fitted and fixed to the distal metal frame 11a in the through hole 11b. Further, although not shown, the distal end metal frame 11a is an illumination in which the distal end side of the light guide fiber passing through the insertion portion as an illumination optical system is inserted and fixed in the through hole, and the illumination light from the light guide fiber is expanded to a necessary angle. Windows are provided.
[0024]
The rear end of the light guide fiber reaches the light guide connector 5, and the light guide connector 5 is detachably connected to the light source device, thereby transmitting illumination light supplied from the light source device, and the distal end hard portion 11. A subject such as an affected part is illuminated from the illumination window.
[0025]
The illuminated optical image of the subject is formed on an imaging surface (also referred to as a light receiving surface) 21 a of an imaging unit 21 such as a CCD as an imaging means provided in the imaging device 20. The imaging unit 21 is connected to a plurality of signal lines 22 a that are inserted into the signal cable 22. The other ends of these signal lines 22 a are connected to the CCU connector 7 through the light guide connector 5. By connecting the CCU connector 7 to the CCU in a detachable manner, the imaging unit 21 is driven by a drive signal from the CCU transmitted via the signal line 22a, and photoelectrically converts the formed subject image. It has become.
[0026]
The imaging signal photoelectrically converted by the imaging unit 21 is transmitted from the CCU connector 7 to the CCU via the signal line 22a. The CCU is configured to perform signal processing on the transmitted imaging signal to convert it to a standard video signal and display it as an endoscopic image on a monitor (not shown).
[0027]
Next, a detailed configuration of the imaging device 20 will be described with reference to FIG.
The imaging apparatus 20 includes a hermetic frame 31 formed of a metal or ceramic as a frame (housing) in a substantially pipe shape, and a cover glass 32 that is a light transmission member fitted and fixed to a front end side opening of the hermetic frame 31. And a substrate 33 that is fitted and fixed to the opening on the rear end side of the airtight frame 31 and is airtight so as to be autoclavable.
[0028]
The cover glass 32 is formed in a circular parallel flat plate made of, for example, sapphire or quartz, which has high resistance to high-temperature and high-pressure steam caused by autoclave sterilization. The cover glass 32 is metalized with chromium, nickel, gold or the like over the entire circumference of the outer peripheral surface. On the other hand, the hermetic frame 31 is similarly metallized on the inner peripheral surface into which the cover glass 32 is fitted. The cover glass 32 is bonded and fixed to the front end portion of the inner peripheral surface of the airtight frame 31 by crimping such as brazing or soldering. As a result, the imaging device 20 has the outer peripheral surface of the cover glass 32 and the inner peripheral surface of the airtight frame 31 joined in an airtight manner, and prevents gas such as water vapor from entering from the joined surface.
[0029]
Further, the substrate 33 is formed into a circular parallel plate made of epoxy, polyimide, ceramics mixed with glass, for example, having high resistance to high-temperature and high-pressure steam caused by autoclave sterilization and insulating properties. The substrate 33 is subjected to the above-described metallization process over the entire circumference of the outer peripheral surface. On the other hand, the hermetic frame 31 is similarly metallized on the inner peripheral surface to which the substrate 33 is fitted. Then, the outer peripheral surface of the substrate 33 is bonded and fixed to the rear end portion of the inner peripheral surface of the airtight frame 31 by the above-described crimping. As a result, the imaging device 20 has the outer peripheral surface of the substrate 33 and the inner peripheral surface of the airtight frame 31 joined in an airtight manner, and prevents gas such as water vapor from entering from the joined surface.
[0030]
The imaging apparatus 20 also includes an imaging unit 21 and an imaging unit 34 for accommodating an optical image of the subject captured by the cover glass 32 on the imaging surface 21a of the imaging unit 21 in the internal space (accommodation of the hermetic frame 31). Part) 31a.
[0031]
The imaging unit 34 includes a plurality of optical lenses to form an imaging optical system. The imaging unit 34 holds and fixes the distal lens group 35 with a distal lens frame 36. The front end side lens frame 36 is fitted and fixed to the front end side of the rear end side lens frame 38 that holds and fixes the rear end side lens group 37 at the rear end side.
[0032]
The imaging unit 21 is formed of a semiconductor chip (hereinafter referred to as a chip) 21b having an imaging surface 21a, a ceramic or a resin, a package 21c that accommodates the chip 21b, and is fixed to the upper end surface of the package 21c with an adhesive, And a transparent glass lid 21d for sealing a space for accommodating the chip 21b.
The imaging unit 21 is disposed so that the outer shape center Od of the package 21c and the outer shape center of the substrate 33, that is, the inner diameter center Of of the airtight frame 31 substantially coincide.
[0033]
Here, as shown in FIG. 4A, the imaging unit 21 does not necessarily match the outer center Od of the package 21c and the optical center Oa of the imaging surface 21a due to layout convenience and mounting variations. This center shift may occur, for example, at a maximum of about 0.2 mm to 0.4 mm.
On the other hand, in terms of optical design, the deviation of the optical axis allowed between the imaging unit 34 and the imaging unit 21 is, for example, 0.02 mm or less.
[0034]
Therefore, in the present embodiment, the imaging device 20 includes the imaging unit 21 and the imaging unit 34 so that the optical axis of the imaging unit 34 coincides with the optical center of the imaging unit 21 as shown in FIG. 4 (b), the rearmost lens 37a of the imaging unit 34 is bonded and fixed to the upper end surface of the glass lid 21d with an optical adhesive 40 or the like as shown in FIG. ing. As a result, the image pickup apparatus 20 can detect the optical axis O of the imaging unit 34.LIs coincident with the optical center Oa of the imaging surface 21a of the imaging unit 21.
[0035]
In the imaging unit 34, each of the optical lenses constituting the front lens group 35 is formed smaller than the rearmost lens 37a. For this reason, the imaging unit 34 is formed to have a smaller outer diameter than the package 21 c of the imaging unit 21. As a result, the imaging unit 34 has the optical axis O.LIs matched with the optical center Oa of the image pickup surface 21 a of the image pickup unit 21, so that the outer shape of the unit is within the outer shape of the image pickup unit 21.
[0036]
Further, in the imaging unit 21, a plurality of leads 41 formed of a rod-shaped metal for transmitting an electrical signal are extended from the lower end surface of the package 21c. The lead 41 is connected to the connection substrate 43 through the plurality of through holes 33 b formed in the substrate 33 through the insulating plate 42. The connection substrate 43 is connected to a plurality of signal lines 22a.
That is, the lead 41 constitutes a support unit (second fixing unit) that supports the imaging unit 34 via the imaging unit 21.
[0037]
Accordingly, the imaging device 20 can reduce the stress applied between the rearmost lens 37a of the imaging unit 34 and the glass lid 21d of the imaging unit 21. Therefore, the imaging apparatus 20 can remove the thermal stress generated during autoclave sterilization, the residual stress between the imaging unit 21 and the imaging unit 34 caused by the axis deviation during assembly, and the complexity during assembly.
[0038]
Also, as shown in FIG. 4C, the substrate 33 has a plurality of through holes 33b formed in accordance with the positions of the plurality of leads 41, and the inner peripheral surface is plated with gold or nickel. Yes. The plurality of leads 41 are inserted into the through holes 33b through the insulating plate 42, and are airtightly fixed by brazing and soldering. As a result, the imaging device 20 fixes the imaging unit 21 to the substrate 33 and prevents a gas such as water vapor from entering through the gap between the lead 41 and the through hole 33b.
[0039]
The substrate 33 has a circuit pattern (not shown) formed on the surface thereof. The substrate 33 is mounted with a peripheral IC 33c and sealed with resin potting 33d. The substrate 33 is sealed and fixed by an epoxy-based adhesive 44 after the plurality of signal lines 22a are connected.
[0040]
The imaging device 20 of the present embodiment configured as described above is fixed with the outline center Od of the package 21c of the imaging unit 21 and the outline center Of of the substrate 33 being substantially matched. That is, in the imaging device 20, the outer shape of the imaging unit 21 is arranged coaxially with the center of the airtight frame 31.
[0041]
The imaging device 20 hermetically joins the cover glass 32 disposed at the distal end portion of the hermetic frame 31 and the substrate 33 disposed at the proximal end portion of the hermetic frame 31, and leads 41 to the through holes 33 b of the substrate 33. It is possible to make the internal space 31a of the hermetic frame 31 in an airtight state by sealing hermetically by crimping.
[0042]
Therefore, the imaging apparatus 20 according to the present embodiment can prevent a gas such as water vapor from entering the internal space 31a of the airtight frame 31 during autoclave sterilization.
Thereby, the imaging device 20 of the present embodiment can prevent occurrence of lens fogging and deterioration of the imaging unit 34 and the imaging unit 21 due to intrusion of water vapor.
[0043]
In addition, since the imaging unit 20, the substrate 33, and the signal line 22 a are directly connected to the imaging device 20 of the present embodiment, the number of components is reduced and the assembly work is facilitated, and the airtightness that houses the imaging unit 21. The frame 31 can be formed short. For this reason, the imaging device 20 of this Embodiment can shorten the front-end | tip hard part 11 of the endoscope insertion part 2 incorporated, and can improve insertability.
[0044]
Furthermore, since the imaging unit 34 is integrally fixed only to the imaging unit 21 with the optical adhesive 40 in the imaging apparatus 20 of the present embodiment, there is no residual stress due to axial misalignment and acts during autoclave sterilization. It is possible to prevent the optical performance from being deteriorated due to repeated thermal stress, the force acting at the time of assembly, and the like, and the rearmost lens 37a adhered to the imaging unit 21 from being peeled off.
[0045]
In the imaging apparatus 20 of the present embodiment, the outer shape of the imaging unit 34 is within the outer shape of the imaging unit 21 even if the optical axis of the imaging unit 34 is aligned with the optical center of the imaging unit 21. For this reason, the imaging device 20 of the present embodiment can minimize the outer diameter of the airtight frame 31 in accordance with the outer shape of the imaging unit 21. Therefore, the imaging device 20 of the present embodiment can improve the insertion property of the endoscope by reducing the outer shape of the distal end hard portion 11 of the endoscope insertion portion 2 incorporated therein.
[0046]
Furthermore, the imaging device 20 of the present embodiment can prevent the optical axis from being shifted by an external force after assembly. Therefore, the imaging device 20 of the present embodiment does not need to be disassembled in order to adjust the optical axis without causing a shift in the optical axis due to the influence of external force.
[0047]
Note that the present invention may also be applied to an imaging apparatus using a packageless imaging unit as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the imaging device 20B of the present modification is configured using a packageless imaging unit 21B. Since this imaging unit 21B is not provided with a package that accommodates the chip 21b, it has lower moisture resistance and strength than the imaging unit 21 described in the first embodiment.
[0048]
In the imaging unit 21B, a plurality of leads 41b formed of a linear metal are extended from a gap between the chip 21b and the glass lid 21d. The plurality of leads 41b are bonded and fixed with an adhesive between the base end side of the chip 21b and the glass lid 21d.
[0049]
Further, as shown in FIG. 6, the imaging unit 21B has a chip 21b whose outer center O.CAnd the outer center Ob of the substrate 33 (that is, the inner diameter center Of of the hermetic frame 31) are substantially aligned with each other and fixed to the substrate 33 via an insulating spacer 45 by bonding or the like.
[0050]
Here, in the imaging unit 21B, the outer center Oc of the chip 21b and the optical center Oa of the imaging surface 21a do not necessarily match. Therefore, the imaging unit 21B is fixed to the glass lid 21d with the optical adhesive 40 or the like so that the rear end lens 37a of the imaging unit 34 is aligned with the optical center Oa of the imaging surface 21a.
As a result, the image pickup unit 21B has an optical axis O of the imaging unit 34.LCoincides with the optical center Oa of the imaging surface 21a.
Since the other configuration is the same as that of the imaging device 20 of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0051]
The imaging apparatus 20B of the present modification configured as described above has an outer center Oc and a substrate of the chip 21b of the imaging unit 21 in the internal space 31a of the hermetic frame 31 as in the imaging apparatus 21 of the first embodiment. The outer shape center Of is fixed so as to substantially coincide with the outer shape center Of. That is, in the imaging device 20B, the outer shape of the imaging unit 21B is arranged coaxially with the center of the airtight frame 31.
[0052]
Further, the imaging unit 34 has the optical axis O.LIs fixed in the internal space 31a of the airtight frame 31 so as to coincide with the optical center Oa of the imaging surface 21a of the imaging unit 21B.
The imaging device 20 hermetically joins the cover glass 32 disposed at the distal end portion of the hermetic frame 31 and the substrate 33 disposed at the proximal end portion of the hermetic frame 31, and leads 41 b to the through holes 33 b of the substrate 33. By sealing hermetically by scrambling, the internal space 31a of the hermetic frame 31 can be made airtight.
[0053]
As a result, the imaging apparatus 20B of the present modification can achieve the same effects as those of the first embodiment even when configured using the packageless type imaging unit 21B having poor moisture resistance and strength.
[0054]
(Second Embodiment)
7 and 8 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross-sectional view showing an image pickup apparatus of the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an image pickup apparatus showing a modification of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an image pickup apparatus of a first modified example provided with stress absorbing means, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing an image pickup apparatus of a second modified example provided with stress absorbing means.
[0055]
In the first embodiment, the lead 41 is provided as the support means. However, in the second embodiment, the support member is provided as the support means. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.
[0056]
That is, as shown in FIG. 7, the imaging apparatus 50 according to the second embodiment of the present invention is airtight with the outer peripheral surface of the rear end side lens frame 38 constituting the imaging unit 34 instead of the lead 41 as a support means. A support member 51 made of metal or ceramics is provided between the inner wall surface of the frame 31 and configured. By providing the support member 51, the imaging device 50 can support the imaging unit 21 via the imaging unit 34 by the support member 51.
[0057]
In addition, the imaging unit 21 is connected to the substrate 33 by a flexible wiring 52 that can be freely deformed instead of a lead.
This flexible wiring 52 is extended from the lower end surface of the package 21c like the lead. The flexible wiring 52 is connected to the connection substrate 43 through the plurality of through holes 33 b formed in the substrate 33 through the insulating plate 42. Since the other configuration is the same as that of the imaging device 20 of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0058]
Thereby, in addition to obtaining the same effect as the first embodiment, the imaging device 50 of the second embodiment uses the flexible wiring 52, so that the imaging unit 21 can move freely. The effect of not disturbing.
[0059]
Further, as shown in FIG. 8, the image pickup apparatus may constitute the image pickup unit 21 by providing non-contact type communication means instead of the flexible wiring 52.
As shown in FIG. 8, the imaging apparatus 50 </ b> B according to the present modification includes a non-contact communication unit 53 that uses light, radio waves, or the like for the driving signal from the CCU or the imaging signal obtained by the imaging unit instead of the flexible wiring 52. Provided and configured.
[0060]
More specifically, in the imaging device 50B, the element side communication unit 53a is provided at the base end of the image pickup unit 21, and the substrate side communication unit 53b communicating with the element side communication unit 53a is based on the substrate 33. It is provided at the end.
[0061]
The element-side communication unit 53a is connected to the chip 21b of the imaging unit 21 via a wiring (not shown) of the package 21c. On the other hand, the board-side communication unit 53b is connected to the circuit pattern of the board 33, and is connected to the plurality of signal lines 22a via the board-side leads 54 extending from the board.
[0062]
Thereby, in the imaging device 50B of the present modification, the imaging unit 21 disposed in the internal space 31a of the hermetic frame 31 and the circuit pattern of the substrate 33 disposed outside the internal space 31a of the hermetic frame 31 are not in contact with each other. It becomes possible to communicate with.
Therefore, the imaging device 50B according to the present modification does not need to form the through hole 33b for inserting the flexible wiring 52 in the substrate 33, can seal the inner space 31a of the hermetic frame 31 more hermetically, and is assembled. Improves.
[0063]
The imaging devices of the first and second embodiments are, for example, between one of an imaging unit or an imaging unit supported as shown in FIGS. 9 and 10 and the hermetic frame 31. A stress absorbing means for absorbing stress applied to either the imaging unit or the imaging unit may be provided.
[0064]
As shown in FIG. 9, the imaging apparatus 20 </ b> C absorbs stress applied to the imaging unit 34 between the imaging unit 34 (rear end side lens frame 38) and the airtight frame 31 (inner wall surface thereof). As a stress absorbing means, a spring 55 is provided. Thereby, the imaging apparatus 20 </ b> C can absorb the stress applied to the imaging unit 34 by the spring 55.
[0065]
Similarly, the image pickup apparatus 50C shown in FIG. 10 also absorbs the stress applied to the image pickup unit 21 between the image pickup unit 21 (the package 21c) and the airtight frame 31 (the inner wall surface thereof). As shown in FIG. As a result, the imaging device 50 </ b> C can absorb the stress applied to the imaging unit 21 by the spring 55.
[0066]
Although not shown, the imaging device 20B and the imaging device 50B may also be configured by providing a spring 55 as stress absorbing means.
In the embodiments, the present invention is applied to an image pickup apparatus having a hermetically sealed frame. However, the present invention is not limited to this, and the image pickup apparatus has a frame that is not hermetically sealed. The present invention may be applied to the configuration.
[0067]
Further, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0068]
By the way, an imaging apparatus used for an electronic endoscope as described above takes an optical image of a subject with an imaging optical system (objective optical system) composed of a plurality of optical lenses provided on the distal end side, and the result thereof. An optical image captured by a solid-state imaging device arranged at an image position is photoelectrically converted into an electric signal, and an output of the electric signal photoelectrically converted on a circuit board arranged around the solid-state imaging device is amplified.
[0069]
The circuit board is formed of a plurality of signal lines, the other end is inserted through the endoscope, and a signal cable extending to the end of the CCU connector is connected via a universal cord and a CCU cable.
[0070]
By connecting the CCU connector to a CCU (Camera Control Unit) which is a signal processing device in a detachable manner, the circuit board is electrically connected to the CCU, and the solid-state imaging is performed via the signal cable. An electric signal photoelectrically converted by the element is supplied to the CCU.
The CCU performs other signal processing such as image processing, and displays an endoscopic image on a monitor or the like.
[0071]
However, when high-temperature and high-pressure steam sterilization (hereinafter referred to as autoclave sterilization) using high-temperature and high-pressure steam is performed on an electronic endoscope, the above-described conventional imaging device is capable of solid-state imaging with vapor that has entered and stored around the solid-state imaging device. There is a risk that the element deteriorates to cause an image defect or a solid-state image pickup device fails.
[0072]
In order to solve the above problem, an imaging apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-234649 is hermetically sealed with a hermetic connector provided with a plurality of pins and a cylindrical shield member hermetically joined to the hermetic connector. It has been proposed to prevent the invasion of steam.
[0073]
However, the imaging apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-234649 includes an insertion portion configured by a curved portion and a flexible portion because the cylindrical shield member communicates with the endoscope insertion portion. It was unsuitable for use in an endoscope.
[0074]
Further, in the imaging apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-234649, since the hermetic connector is disposed at the distal end portion of the endoscope insertion portion, an interval between pins provided on the hermetic connector is reduced, and assembly is performed. There were problems such as becoming difficult.
[0075]
Accordingly, it is desirable to provide an imaging apparatus that can reliably prevent vapor from entering the periphery of a solid-state imaging device even when an autoclave sterilizing endoscope having an insertion portion composed of a curved portion or a soft portion. It was rare.
[0076]
A configuration example of an imaging apparatus capable of preventing vapor intrusion around the solid-state imaging device will be described with reference to FIGS. 11 to 27 relate to a configuration example of an imaging apparatus capable of preventing vapor intrusion around the solid-state image sensor, and FIG. 11 is a configuration diagram illustrating the imaging apparatus capable of preventing vapor intrusion around the solid-state image sensor. 11 is a cross-sectional view showing the main part of the imaging device of FIG. 11, FIG. 13 is an explanatory view showing the proximal end side of the partition wall of FIG. 12, FIG. 14 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the main part of the imaging device of FIG. 15, FIG. 17 is an explanatory view showing the proximal side of the partition wall of FIG. 16, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG. 19 is a block diagram showing an image pickup apparatus according to a second modification, FIG. 20 is a cross-sectional view showing the main part of the image pickup apparatus shown in FIG. 19, FIG. 21 is an explanatory view showing the base end side of the partition wall unit shown in FIG. 20 is a cross-sectional view of the partition unit of FIG. 20, FIG. 23 is a configuration diagram showing an imaging device of a third modification, and FIG. 25 is a cross-sectional view showing the main part of the imaging device, FIG. 25 is an explanatory view showing the base end side of the partition unit in FIG. 24, FIG. 26 is a cross-sectional view of the partition unit in FIG. It is explanatory drawing which shows.
[0077]
As shown in FIG. 11, the imaging apparatus 100 includes an imaging unit 101 that can form an optical image of a subject, and an imaging surface (also referred to as a light receiving surface) (not shown) at the imaging position of the imaging unit 101. A solid-state image sensor 102 that is arranged in such a manner that the optical image formed by the imaging unit 101 can be imaged, and an integrated circuit 103 that is connected to the solid-state image sensor 102 and performs signal processing on the solid-state image sensor 102. , And a protective frame 104 that covers (includes) the solid-state imaging device 102 and the integrated circuit 103.
[0078]
The imaging unit 101 includes a plurality of optical lenses to form an imaging optical system. In this imaging unit 101, the front end side lens group 111 is held and fixed by a front end side lens frame 112. The front end side lens frame 112 is fitted and fixed to the front end side of the rear end side lens frame 114 that holds and fixes the rear end side lens 113 at the rear end side. The rear end side lens 113 has a parallel plate shape or a convex lens shape. The rear end side lens frame 114 may be configured by arranging a plurality of optical lenses instead of the rear end side lens 113 and holding and fixing the rear end side lens group.
[0079]
Further, the imaging unit 101 is provided with an observation window unit 115 covering the front end side of the unit. This observation window unit 115 is fixed to the rear end side lens frame 114 in a state of being airtight or low in vapor permeability by laser welding or an adhesive having low vapor permeability as a sealing means.
[0080]
The observation window unit 115 includes an observation window frame 116 that fits and fixes the distal end side of the distal lens frame 112, and an observation window 117 that is held and fixed to the end face of the observation window frame 116. . The observation window 117 is formed by applying a metal coat in which Ni, Cr, Au or the like is vapor-deposited on the outer peripheral surface. The observation window 117 is fixed to the observation window frame 116 in an airtight or low vapor-permeable state by soldering or brazing, an adhesive having low vapor permeability, or the like as a sealing means.
Thus, the imaging apparatus 100 can prevent vapor from entering from the tip side.
[0081]
In the solid-state imaging device 102, a light transmissive glass lid 118 is bonded and fixed to the front surface of the imaging surface. The glass lid 118 is bonded and fixed to the rear end side lens 113 so that the solid-state imaging device 102 and the imaging optical system 101 are integrally configured.
[0082]
In the solid-state imaging device 102, a plurality of leads 119 connected to the imaging surface (light receiving surface) side extend from the side to the opposite imaging surface (light receiving surface) side. These leads 119 are connected to the integrated circuit 103 disposed behind the solid-state image sensor 102.
[0083]
In the present embodiment, the imaging apparatus 100 is provided with a partition wall on the base end side of the solid-state imaging element 102 as described later, and the leads 119 are inserted into through holes formed in the partition wall. It is configured to hermetically seal between the holes and between the protective frame 104 and the partition.
[0084]
The integrated circuit 103 drives the solid-state imaging device 102 via the lead 119 and performs signal processing on an electrical signal photoelectrically converted by the solid-state imaging device 102.
[0085]
The integrated circuit 103 is connected to a plurality of signal lines 120 as signal transmission means for transmitting the signal-processed electrical signal. These signal lines 120 are bundled and inserted into the signal cable 121, reach the end of the connector (not shown), and are connected. Then, by connecting the connector portion to a CCU (not shown) in a detachable manner, the integrated circuit 103 is connected to the CCU via the signal line 120, that is, the imaging device 100 is connected to the CCU. Yes.
[0086]
Further, the rear end side lens frame 114 is fixed to the base end side as a sealing means by laser welding or an adhesive having low vapor permeability in a state of being airtight or low in vapor permeability. That is, the protective frame 104 fits the rear end side of the imaging unit 101 and includes the solid-state imaging device 102, the integrated circuit 103, and the like.
[0087]
Further, the protective frame 104 has a proximal end side fitted and fixed to the distal end side of the signal cable 121. In addition, the outer periphery of the portion from the protruding portion of the rear end side lens frame 114 to the front end side of the signal cable 121 is covered with a heat shrinkable tube 122 so as to enclose the protective frame 104.
[0088]
Next, a detailed configuration of a main part of the imaging apparatus 100 will be described with reference to FIGS.
A partition wall 131 formed of an insulator such as glass or ceramic is provided between the solid-state imaging element 102 and the integrated circuit 103. The partition wall 131 has a plurality of through holes 132 through which the leads 119 are inserted. Around each through-hole 132, a land 133 formed by vapor deposition or printing of chromium, nickel, gold or the like is provided.
[0089]
The lead 119 and the land 133 are soldered, and a solder fillet 134 is formed as a sealing means so as to hermetically close the through hole 132. Further, the outer periphery of the partition wall 131 is metal-coated by vapor deposition or printing of chromium, nickel, gold or the like, like the land 133. The partition 131 and the protective frame 104 are fixed in a state of being airtight or low in vapor permeability by laser welding or an adhesive having low vapor permeability as a sealing means.
As a result, the imaging device 100 hermetically seals between the lead 119 and the through hole 132 and between the protective frame 104 and the partition wall 131 so that vapor enters from the base end side. Can be prevented.
[0090]
Therefore, the imaging apparatus 100 can maintain the space from the observation window 117 to the partition wall 131 in an airtight or low vapor permeable state.
Accordingly, even when the endoscope incorporating the image pickup apparatus 100 is autoclaved, the solid-state image sensor 102 is disposed in a space that is airtight or has low vapor permeability. Is less exposed to
[0091]
As a result, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment can prevent image defects and failures due to deterioration of the solid-state imaging element 102 by autoclave sterilization steam. Therefore, by incorporating the imaging device 100, an endoscope including an insertion portion formed of a curved portion or a soft portion can be sterilized by autoclave.
[0092]
Note that the imaging apparatus may be configured as shown in FIG.
FIG. 15 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a first modification.
As shown in FIG. 15, the imaging device 100B is configured by providing a partition wall 131B on the base end side of the integrated circuit 103B.
[0093]
The partition 131B is configured such that a plurality of leads 119B extending from the solid-state image sensor 102 are connected via the integrated circuit 103B. The partition wall 131B is connected to a plurality of signal lines 120B. In the first modification, the partition wall 131B forms a connection substrate that connects the lead 119B and the signal line 120B.
[0094]
As shown in FIGS. 16 to 18, the partition wall 131B is formed with a through hole 132a through which the lead 119B is inserted and a through hole 132b through which the signal line 120B is inserted. Around these through holes 132a and 132b, lands 133B formed by vapor deposition or printing of chromium, nickel, gold or the like are provided. Each of the lands 133B is formed so as to connect the corresponding lead 119B and the signal line 120B.
[0095]
Each lead 119B, each signal line 120B, and each land 133B are soldered, and a solder fillet 134B is formed so as to hermetically close the through holes 132a and 132b as sealing means.
Further, the outer periphery of the partition wall 131B is metal-coated by vapor deposition or printing of chromium, nickel, gold or the like, like the land 133B.
The partition wall 131B and the protective frame 104 are fixed in a hermetic or low vapor permeability state by laser welding or an adhesive having low vapor permeability as a sealing means. Other configurations are substantially the same as those of the imaging apparatus 100.
[0096]
As a result, the image pickup apparatus 100B hermetically seals between the lead 119B, the signal line 120B and the through holes 132a and 132b, and between the protective frame 104 and the partition wall 131B. Steam can be prevented from entering from the side.
Therefore, the imaging apparatus 100B can maintain the space from the observation window 117 to the partition wall 131B in a state of being airtight or having low vapor permeability.
[0097]
Thereby, even when the endoscope incorporating the imaging device 100B is sterilized by autoclave, the solid-state imaging device 102 and the integrated circuit 103B are arranged in a space that is airtight or has low vapor permeability. The integrated circuit 103B is less likely to be exposed to steam due to autoclave sterilization.
As a result, the imaging apparatus 100B according to the first modification can further prevent the solid-state imaging element 102 and the integrated circuit 103B from being deteriorated or broken down due to autoclave sterilization steam.
[0098]
Note that the imaging apparatus may be configured as shown in FIG.
FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a second modification.
As shown in FIG. 19, in the imaging apparatus 100 </ b> C, a partition unit 140 is provided between the solid-state imaging element 102 and the integrated circuit 103. The partition unit 140 includes a partition 131C and a joining frame 141.
[0099]
As shown in FIGS. 20 to 22, the partition wall 131 </ b> C has a plurality of through holes 132 </ b> C through which a plurality of leads 119 extending from the solid-state imaging device 102 are inserted. Around these through holes 132C, lands 133C formed by vapor deposition or printing of chromium, nickel, gold or the like are provided.
[0100]
Further, chromium, nickel, gold, or the like is deposited on the outer side of the land 133C to provide a ground surface 142. The land 133C and the ground surface 142 are insulated by a predetermined distance.
The lead 119 and the land 133C are soldered, and a solder fillet 134C is formed so as to hermetically close the through hole 132C.
[0101]
Further, the outer periphery of the partition wall 131 </ b> C is made of chromium, nickel, gold, or the like, as with the ground surface 142, and is electrically connected to the ground surface 142. The outer periphery of the partition wall 131C and the joint frame 141 are fixed in an airtight state by soldering or brazing as sealing means. The partition unit 140 and the protective frame 104 are fixed in an airtight state by laser welding as a sealing means. Other configurations are substantially the same as those of the imaging apparatus 100.
[0102]
As a result, the imaging apparatus 100C can stably hold the partition wall 131C and the protective frame 104 in a state of being airtight or low in vapor permeability, and the ground surface 142 and the protective frame 104 provided on the partition wall 131C. Is electrically connected by soldering, brazing, or laser welding, so that an electromagnetically closed space can be formed.
[0103]
As a result, the imaging device 100C according to the second modified example can obtain the same effects as the imaging device 100, and can prevent the solid-state imaging device 102 from being deteriorated or broken down due to the autoclave sterilization vapor, and can be solid. Electromagnetic noise generated from the image sensor 102 can be shielded firmly.
[0104]
Note that the imaging apparatus may be configured as shown in FIG.
FIG. 23 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a third modification.
As shown in FIG. 23, the imaging apparatus 100D includes an imaging unit 101D in which an observation window 117 is provided on the tip side without providing the observation window unit 115.
[0105]
The imaging unit 101D holds and fixes the observation window 117 on the distal end side of the distal lens frame 112D.
The observation window 117 is provided with a metal coat in which Ni, Cr, Au, or the like is vapor-deposited on its outer peripheral surface, and is fixed in an airtight state by soldering or the like on the distal end side lens frame 112D.
[0106]
Further, in the imaging device 100D, a partition unit 140D is provided between the solid-state imaging device 102 and the integrated circuit 103, as described in the imaging device 100C. The partition unit 140D includes a partition 131D formed of an insulator such as glass or ceramic, and a joining frame 141D.
[0107]
As shown in FIGS. 24 to 27, the partition wall 131D has a plurality of through holes 132D through which a plurality of leads 119 extending from the solid-state imaging device 102 are inserted.
A land 151a formed by vapor-depositing chromium, nickel, gold or the like is provided around each through-hole 132D on the front end side surface of the partition wall 131D. Further, these lands 151a extend to form a pattern 153 (see FIG. 25). This pattern 153 is soldered with electronic components such as resistors, capacitors, and diodes. Accordingly, the imaging apparatus 100D can mount electronic components such as a resistor, a capacitor, and a diode on the partition wall 131D.
[0108]
On the other hand, the base end side surface of the partition wall 131D is provided with a land 151b formed by vapor-depositing chromium, nickel, gold or the like around each through hole 132D. Further, these lands 151b are provided with a ground surface 152 formed by vapor-depositing chromium, nickel, gold or the like on the outside (see FIG. 27).
Further, the lead 119 and the land 151b are soldered, and a solder fillet 134D is formed so as to hermetically close the through hole 132D.
[0109]
Further, chromium, nickel, gold or the like is deposited on the outer periphery of the partition wall 131D in the same manner as the ground surface. The partition wall 131D and the joining frame 141D are fixed in an airtight state by soldering or brazing as a sealing means. Further, the partition unit 140D and the protective frame 104 are fixed in an airtight state by laser welding or the like as a sealing means.
[0110]
As a result, the imaging device 100D of the third modification example can obtain the same effect as the imaging device 100C, can firmly shield electromagnetic noise generated from the solid-state imaging device 102, and can have a hard length. The electrical component 154 can be mounted without increasing the length.
[0111]
[Appendix]
(Additional Item 1) An imaging unit capable of forming an optical image of a subject;
An imaging unit capable of imaging the optical image formed by the imaging unit;
Fixing means capable of fixing the imaging unit and the imaging unit so that the imaging surface of the imaging unit is disposed at the imaging position of the imaging unit;
A frame that can accommodate the imaging unit and the imaging unit fixed by the fixing means;
A support means provided on the frame, connected to one of the imaging unit and the imaging unit housed in the frame, and supporting the other through the connected one;
An imaging apparatus comprising:
[0112]
(Additional Item 2) The imaging apparatus according to Additional Item 1, wherein a predetermined space is formed between the other supported and the frame.
(Additional Item 3) The imaging apparatus according to Additional Item 1, wherein stress absorbing means for absorbing stress applied to the other is provided between the other supported and the frame.
(Additional Item 4) The imaging apparatus according to Additional Item 1, wherein the frame body hermetically seals the imaging unit and the imaging unit by bonding and fixing a sealing member to both end openings.
[0113]
(Additional Item 5) The imaging apparatus according to Additional Item 1, wherein the frame body hermetically seals the imaging unit and the imaging unit by bonding and fixing a sealing member to an opening.
(Additional Item 6) The additional member 4 or the additional member, wherein the sealing member is a light transmission member that is bonded and fixed to a front end opening of the frame and a substrate that is bonded and fixed to a rear end opening of the frame. 5. The imaging device according to 5.
(Additional Item 7) The imaging device according to Additional Item 4 or 5, wherein the fixing unit is an optical adhesive that adheres and fixes the rearmost lens of the imaging unit to the glass lid of the imaging unit.
[0114]
(Additional Item 8) The imaging apparatus according to Additional Item 4 or 5, wherein the support means is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the frame.
(Additional Item 9) The imaging apparatus according to Additional Item 4 or 5, wherein the support means is a lead extending from the imaging unit.
[0115]
(Additional Item 10) The imaging apparatus according to Additional Item 4 or 5, wherein the support means is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the frame.
(Additional Item 11) The image pickup unit sealed in the frame body is provided with a drive unit for controlling and driving the image pickup unit and a communication unit for transmitting and receiving an image pickup signal driven by the drive signal. Item 6. The imaging apparatus according to Item 4 or 5, wherein:
[0116]
(Additional Item 12) The external shape center of the imaging unit is made to substantially coincide with the longitudinal central axis of the frame body, and the optical axis of the imaging unit is made to coincide with the optical center of the imaging unit. The imaging device according to 4 or 5.
(Additional Item 13) The imaging apparatus according to Additional Item 4 or 5, wherein an optical axis of the imaging unit and an optical center of the imaging unit are matched with a predetermined accuracy.
(Additional Item 14) The additional communication item according to Additional Item 11, wherein the communication unit includes an imaging-side communication unit provided in the imaging unit and a substrate-side communication unit provided outside the sealing of the substrate. Imaging device.
[0117]
(Additional Item 15) An imaging unit that captures an optical image of a subject, and a frame that can hermetically seal an imaging unit that forms an optical image of the subject on an imaging surface of the imaging unit;
First fixing means for integrally fixing the imaging means and the imaging unit so that the optical axis of the imaging unit coincides with the optical center of the imaging means;
A second fixing means for fixing the imaging means and the imaging unit integrally fixed by the first fixing means to the frame so as to be separated from the inner wall surface of the frame;
An imaging apparatus comprising:
[0118]
(Additional Item 16) The imaging apparatus according to Additional Item 15, wherein the frame body has hermetically sealed the imaging unit and the imaging unit by bonding and fixing a sealing member to both end openings.
(Additional Item 17) The imaging device according to Additional Item 15, wherein the frame body has hermetically sealed the imaging unit and the imaging unit by bonding and fixing a sealing member to an opening.
(Additional Item 18) The additional item 16 or the feature, wherein the sealing member is a light transmission member that is bonded and fixed to a front end opening of the frame and a substrate that is bonded and fixed to a rear end opening of the frame. The imaging device according to 17.
[0119]
(Supplementary Item 19) The supplementary item 16 or 17, wherein the first fixing unit is an optical adhesive that adheres and fixes the rearmost lens of the imaging unit to the glass lid of the imaging unit. Imaging device.
(Additional Item 20) The imaging according to Additional Item 16 or 17, wherein the second fixing means is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the frame. apparatus.
[0120]
(Additional Item 21) The imaging apparatus according to Additional Item 16 or 17, wherein the second fixing unit is a lead extending from the imaging unit.
(Additional Item 22) The second fixed unit is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the frame body. Imaging device.
(Additional Item 23) Provided with respect to the image pickup means sealed in the frame body is a drive signal for controlling and driving the image pickup means and a communication means for transmitting and receiving an image pickup signal driven by the drive signal. Item 18. The imaging device according to Item 16 or 17, wherein:
[0121]
(Supplementary Item 24) The external center of the imaging unit is substantially coincident with the longitudinal center axis of the frame, and the optical axis of the imaging unit is coincident with the optical center of the imaging unit. The imaging device according to 16 or 17.
(Additional Item 25) The imaging apparatus according to Additional Item 16 or 17, wherein an optical axis of the imaging unit and an optical center of the imaging unit are made to coincide with each other with a predetermined accuracy.
(Supplementary Item 26) The supplementary item 23, wherein the communication unit includes an imaging-side communication unit provided in the imaging unit and a substrate-side communication unit provided outside the sealing of the substrate. Imaging device.
[0122]
(Additional Item 27) Imaging means for capturing an optical image of a subject;
An imaging unit that forms an optical image of the subject on the imaging surface of the imaging means;
A housing having a housing for housing the imaging means and the imaging unit;
First fixing means for integrally fixing the imaging means and the imaging unit so that the optical axis of the imaging unit coincides with the optical center of the imaging means;
An opening through which either one of the imaging means and the imaging unit fixed integrally with the first fixing means can be inserted into the housing;
A sealing means for sealing the opening to hold the housing of the housing in an airtight manner;
A second fixing means for fixing the imaging means and the imaging unit inserted in the casing to the casing so as to be separated from the inner wall surface of the casing;
An imaging apparatus comprising:
[0123]
(Additional Item 28) The imaging according to Additional Item 27, wherein the casing is hermetically sealed with the imaging unit and the imaging unit that are integrally fixed by joining and fixing a sealing member to both end openings. apparatus.
(Additional Item 29) The imaging device according to Additional Item 27, wherein the casing is hermetically sealed with the imaging unit and the imaging unit integrally fixed by joining and fixing a sealing member to an opening. .
(Supplementary Item 30) The supplementary item 28 or 28, wherein the sealing member is a light transmitting member that is bonded and fixed to a front end opening of the casing and a substrate that is bonded and fixed to a rear end opening of the casing. 30. The imaging apparatus according to 30.
[0124]
(Supplementary Item 31) The supplementary item 28 or 30, wherein the first fixing unit is an optical adhesive that adheres and fixes the rearmost lens of the imaging unit to a glass lid of the imaging unit. Imaging device.
(Additional Item 32) The imaging according to Additional Item 28 or 30, wherein the second fixing means is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the frame. apparatus.
[0125]
(Additional Item 33) The imaging apparatus according to Additional Item 28 or 30, wherein the second fixing unit is a lead extending from the imaging unit.
(Additional Item 34) The second fixing means is a fixing member provided between an outer peripheral surface of the imaging unit and an inner wall surface of the housing. Imaging device.
(Additional Item 35) Provided with respect to the image pickup means sealed in the housing is a drive signal for controlling and driving the image pickup means and a communication means for transmitting and receiving an image pickup signal driven by the drive signal. Item 31. The imaging device according to Item 28 or 30, wherein
(Additional Item 36) The external center of the imaging unit is made to substantially coincide with the longitudinal central axis of the casing, and the optical axis of the imaging unit is made to coincide with the optical center of the imaging unit. The imaging apparatus according to 28 or 30.
[0126]
(Additional Item 37) The imaging apparatus according to Additional Item 28 or 30, wherein an optical axis of the imaging unit and an optical center of the imaging unit are made to coincide with each other with a predetermined accuracy.
(Additional Item 38) The additional communication item 35, wherein the communication unit includes an imaging side communication unit provided in the imaging unit and a substrate side communication unit provided outside the sealing of the substrate. Imaging device.
[0127]
(Additional Item 39) Imaging means for obtaining an optical image based on optical image information from a subject;
An imaging optical system that forms the optical image on an imaging surface of the imaging means;
First fixing means for fixing the imaging means and the imaging optical system so as to form the optical image on an imaging surface of the imaging means;
A housing having a housing portion capable of housing an imaging unit composed of the imaging means and the imaging optical system;
An opening through which the imaging unit can be inserted into the housing;
A sealing means for sealing the opening to hold the housing of the housing in an airtight manner;
Transmitting means for transmitting imaging information related to the optical image captured by the imaging means inserted into the casing to the outside of the casing;
Second fixing means for fixing the imaging means to the casing so that the imaging optical system inserted into the casing is separated from the wall surface of the housing portion;
A light transmissive member that transmits optical image information from the subject and is provided at a position where the optical image can be captured by the imaging unit;
An imaging apparatus comprising:
[0128]
(Additional Item 40) Imaging means for obtaining an optical image based on optical image information from a subject;
An imaging optical system that forms the optical image on an imaging surface of the imaging means;
First fixing means for fixing the imaging means and the imaging optical system so as to form the optical image on an imaging surface of the imaging means;
A housing having a housing portion capable of housing an imaging unit composed of the imaging means and the imaging optical system;
An opening through which the imaging unit can be inserted into the housing;
A sealing means for sealing the opening to hold the housing of the housing in an airtight manner;
Transmitting means for transmitting imaging information related to the optical image captured by the imaging means inserted into the casing to the outside of the casing;
Second fixing means for fixing the imaging optical system to the casing so that the imaging means inserted into the casing is separated from the wall surface of the housing portion;
A light transmissive member that transmits optical image information from the subject and is provided at a position where the optical image can be captured by the imaging unit;
An imaging apparatus comprising:
[0129]
(Issue of additional items 4 to 40)
In the imaging apparatus described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-70213, since both the imaging unit and the solid-state imaging device are fixed to the frame, the light of the imaging unit is generated by the thermal stress generated during the autoclave sterilization. There is a possibility that the shaft and the optical center of the solid-state imaging device are displaced.
[0130]
Further, when the autoclave sterilization is repeated or performed continuously for a long time, the imaging device has the rear end lens of the imaging unit adhered to the solid-state image sensor due to the repetition of the thermal stress, or the solid-state imaging. There is a possibility that the lead wire of the element may be disconnected.
[0131]
Furthermore, the image pickup apparatus may have the same problem due to the residual stress between the solid-state image pickup element and the imaging unit that is generated due to an axis deviation during assembly. In addition, the imaging apparatus may cause distortion or optical axis deviation between the solid-state imaging device and the imaging unit due to variations in the dimensions of the solid-state imaging device.
[0132]
In addition, the imaging device has a configuration in which the solid-state imaging device inside the device is electrically connected to the outside through a connection pin inserted into the connector, so that the internal structure becomes complicated and the assembly work becomes complicated, or the frame body is There was a problem that the size of the entire apparatus increased due to the increase in size. For this reason, an endoscope that incorporates such an imaging device at the distal end of the insertion section may deteriorate the penetration into the body cavity.
[0133]
In addition, after the assembly, the optical axis is adjusted because the imaging unit and the solid-state imaging device are housed in a hermetically sealed space when the optical axis is displaced due to an external force after assembly. It was difficult to disassemble to perform.
[0134]
The present invention has been made in view of the above circumstances, maintains desired optical performance, ensures resistance to autoclave sterilization, is small and easy to assemble, and further, the optical axis is shifted by external force after assembly. An object of the present invention is to provide an imaging device that prevents this.
[0135]
(Additional Item 41) An imaging unit capable of forming an optical image of a subject;
A solid-state imaging device capable of imaging the optical image formed by the imaging unit;
An integrated circuit connected to the solid-state image sensor and performing signal processing on the solid-state image sensor;
Signal transmission means connected to the integrated circuit for transmitting the signal-processed electrical signal;
A protective frame that fits the rear end side of the imaging unit and covers the solid-state imaging device and the integrated circuit;
And a solid-state imaging device or an integrated circuit provided with a partition wall on the base end side, and a space at a tip portion of the partition wall is hermetically sealed.
[0136]
(Additional Item 42) The partition wall is provided on the base end side of the solid-state imaging device, and a lead extending from the solid-state imaging device is inserted into a through hole formed in the partition wall, and the space between the lead and the through hole 42. The imaging device according to appendix 41, wherein a space between the protective frame and the partition is hermetically sealed.
[0137]
(Additional Item 43) The partition wall is provided on the proximal end side of the integrated circuit, and a lead extending from the solid-state imaging device and a signal line constituting the signal transmission unit are inserted into a through hole formed in the partition wall. 42. The imaging apparatus according to appendix 41, wherein a space between the leads and signal lines and the through hole and a space between the protective frame and the partition are hermetically sealed.
[0138]
(Additional Item 44) An imaging unit capable of forming an optical image of a subject;
A solid-state imaging device capable of imaging the optical image formed by the imaging unit;
An integrated circuit that is connected to the solid-state imaging device and performs signal processing on an electrical signal photoelectrically converted by the solid-state imaging device;
Signal transmission means connected to the integrated circuit for transmitting the signal-processed electrical signal;
A protective frame that fits the rear end side of the imaging unit and covers the solid-state imaging device and the integrated circuit;
A partition wall is provided on the base end side of the solid-state image sensor, and a lead extending from the solid-state image sensor is inserted into a through hole formed in the partition wall, and between the lead and the through hole and the protection An imaging apparatus, wherein a space between a frame and the partition wall is hermetically sealed.
[0139]
(Additional Item 45) An imaging unit capable of forming an optical image of a subject;
A solid-state imaging device capable of imaging the optical image formed by the imaging unit;
An integrated circuit that is connected to the solid-state imaging device and performs signal processing on an electrical signal photoelectrically converted by the solid-state imaging device;
Signal transmission means connected to the integrated circuit for transmitting the signal-processed electrical signal;
A protective frame that fits the rear end side of the imaging unit and covers the solid-state imaging device and the integrated circuit;
A partition wall is provided on the base end side of the integrated circuit, and a lead extending from the solid-state imaging device and a signal line constituting the signal transmission means are inserted into a through hole formed in the partition wall, and the leads And an airtight seal between the signal line and the through hole and between the protective frame and the partition.
[0140]
(Conventional items and problems of additional items 41 to 45)
Described in the text.
[0141]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention,In imaging devicesMaintains desired optical performance and against autoclave sterilizationOf imaging deviceResistanceButSecureCanAndAn endoscope having a configuration in which an imaging apparatus can be easily assembled and can be reduced in size can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an endoscope provided with a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the distal end side of the endoscope insertion portion in FIG.
3 is a cross-sectional view showing the imaging apparatus of FIG.
4 is an explanatory diagram showing a main part of the imaging apparatus of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view of an imaging apparatus showing a modification of FIG.
6 is an explanatory diagram showing a main part of the imaging apparatus of FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of an imaging apparatus showing a modification of FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an image pickup apparatus of a first modified example provided with stress absorbing means.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an image pickup apparatus of a second modified example provided with stress absorbing means.
FIG. 11 is a configuration diagram showing an imaging apparatus capable of preventing vapor intrusion around a solid-state imaging device.
12 is a cross-sectional view showing a main part of the imaging apparatus of FIG.
13 is an explanatory view showing a proximal end side surface of the partition wall shown in FIG.
14 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG.
FIG. 15 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a first modification.
16 is a cross-sectional view showing a main part of the imaging apparatus of FIG.
17 is an explanatory view showing a proximal end side surface of the partition wall shown in FIG.
18 is a cross-sectional view of the partition wall of FIG.
FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a second modification.
20 is a cross-sectional view showing the main part of the imaging device of FIG.
21 is an explanatory view showing a base end side surface of the partition wall unit of FIG. 20;
22 is a cross-sectional view of the bulkhead unit of FIG.
FIG. 23 is a configuration diagram illustrating an imaging apparatus according to a third modification.
24 is a cross-sectional view showing a main part of the imaging apparatus of FIG.
FIG. 25 is an explanatory view showing a base end side surface of the partition wall unit of FIG. 24;
26 is a cross-sectional view of the bulkhead unit of FIG.
27 is an explanatory view showing the front end side surface of the partition wall unit of FIG. 24. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Endoscope (electronic endoscope)
2 ... Insertion section
11 ... Hard end of tip
11a ... metal frame at the tip
20 ... Imaging device
21 ... Imaging unit (imaging means)
21a ... Imaging surface
21b. Chip (semiconductor chip)
21c ... Package
21d ... Glass lid
22 ... Signal cable
22a ... Signal line
31 ... Airtight frame (frame)
31a ... Internal space (accommodating part)
32. Cover glass (light transmission member)
33 ... Board
34 ... Imaging unit
37a ... last lens
40. Optical adhesive (fixing means)
41 ... Lead (second fixing means)

Claims (4)

被検体の光学像を結像する結像ユニットと、
前記結像ユニットにより結像された前記光学像を撮像する撮像ユニットと、
前記結像ユニットの結像位置に前記撮像ユニットの撮像面が配置されるよう、前記結像ユニットと前記撮像ユニットとを固定する固定手段と、
挿入部の先端側の先端硬質部に設けられた透孔に配置され、先端側開口及び基端側開口が気密に塞がれていることにより気密空間を形成するとともに、該気密空間内に、前記固定手段により固定された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットが収容された枠体と、
前記撮像ユニットに一端が接続されるとともに他端が前記枠体に接続されることにより、前記撮像ユニットの後端部を前記枠体の前記基端側開口が閉塞される部材に接続させるとともに、前記固定手段によって固定された前記結像ユニット及び前記撮像ユニットの先端面及び外周側面を前記気密空間内において、オートクレーブ時に熱応力が作用する前記枠体の先端壁及び内周壁から前記熱応力を伝えないための間隔を設けて支持する支持手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡。An imaging unit that forms an optical image of the subject;
An imaging unit that images the optical image formed by the imaging unit;
Fixing means for fixing the imaging unit and the imaging unit so that an imaging surface of the imaging unit is disposed at an imaging position of the imaging unit;
Arranged in a through hole provided in the distal end hard portion on the distal end side of the insertion portion, the distal end side opening and the proximal end side opening are hermetically closed to form an airtight space, and in the airtight space, A frame housing the imaging unit and the imaging unit fixed by the fixing means;
By the other end with one end before Symbol imaging unit is connected is connected to the frame, along with connecting the rear end portion of the imaging unit to a member the proximal-side opening of the frame body is closed The thermal stress is applied from the distal end wall and the inner peripheral wall of the frame body to which the thermal stress acts during autoclaving in the airtight space on the distal end surface and the outer peripheral side surface of the imaging unit and the imaging unit fixed by the fixing means. A support means for supporting with a gap to prevent transmission ;
An endoscope characterized by comprising: 前記結像ユニットは、先端側レンズ群を保持する先端側レンズ枠と、後端側レンズ群を保持する、前記先端側レンズ枠の後端側が先端側に嵌合固定された後端側レンズ枠とにより構成され、さらに、前記後端側レンズ枠及び前記後端側レンズ群が、前記固定手段により前記撮像ユニットの先端側に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。The imaging unit includes a front end side lens frame that holds a front end side lens group and a rear end side lens frame that holds a rear end side lens group, and a rear end side of the front end side lens frame is fitted and fixed to the front end side. is constituted by a further endoscopic according to claim 1, wherein the rear end side lens frame and the rear side lens group, characterized in that it is fixed to the distal end of the imaging unit by said securing means mirror. 前記支持手段の前記一端は、前記撮像ユニットの後端側に接続され、前記支持手段の前記他端は、前記枠体の前記基端側開口が閉塞される部材に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。The one end of the support means is connected to the rear end side of the imaging unit, and the other end of the support means is connected to a member that closes the base end side opening of the frame. The endoscope according to claim 2. 前記枠体と、前記結像ユニットと前記撮像ユニットとのいずれか一方との間に、前記結像ユニットと前記撮像ユニットとのいずれか一方に掛かる応力を吸収する応力吸収手段が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の内視鏡。 Before Symbol frame body, between the one of said imaging unit and the imaging unit, and stress absorbing means is provided to absorb either one applied stress and the imaging unit and the imaging unit The endoscope according to claim 2 or 3 , wherein the endoscope is provided.
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