JP4242668B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の接眼光学系に直接又は光学アダプタを介して接続し、その接眼光学系からの内視鏡像を撮像信号に変換する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から体腔内やプラント内に挿入して、内部を観察検査する医療用及び工業用の内視鏡装置が用いられている。
【０００３】
この内視鏡装置は、例えば、体腔内に挿入される挿入部と、その挿入部の基端に設けられた操作部とからなる内視鏡と、その内視鏡に照明光を供給する光源装置とからなっている。この内視鏡の操作部から挿入部に掛けては、前記光源装置からの照明光を導光するライトガイドファイバーと、照明光で照明された観察部位光を導光するイメージガイドファイバーが内蔵されている。
【０００４】
前記挿入部は、先端から順に前記ライトガイドファイバーの先端に配置された照明レンズと、前記イメージガイドファイバーの先端に配置された対物レンズとが設けられた先端部と、操作部からの湾曲操作で湾曲する湾曲部と、柔軟な可撓性部からなっている。
【０００５】
前記操作部は、前記可撓部の基端が接続されると共に、前記ライトガイドファイバーの基端部を前記光源装置に接続するための光源コネクタと、前記イメージガイドファイバーの基端部に設けられた接眼光学系を有する接眼部と、前記挿入部の湾曲操作を行う湾曲ノブ等からなっている。
【０００６】
なお、前記操作部に処置具挿入孔を設け、この処置具挿入孔と連通して前記操作部から挿入部に掛けて処置具チャンネルが設けられ、この処置具挿入孔から処置具チャンネルに挿通された処置具により観察部位の切開や除去等の処置ができるようにもなっている。
【０００７】
つまり、前記光源装置からの照明光を前記ライトガイドファイバーで導光して、挿入部の先端部に設けた照明レンズから体腔内に投射し、その照明光で照明された観察部位からの反射光を挿入部の先端部に設けた対物レンズで取り込み、イメージガイドファイバーで導光して、操作部に設けた接眼光学系を介して接眼部から観察部位像を眼視するようになっている。
【０００８】
このように、接眼部から眼視される観察部位像を記録したり、あるいは、多数の人が同時に観察検査できるように、接眼部に固体撮像素子を内蔵した撮像装置を接続して、前記接眼部からの観察部位像を固体撮像素子で撮像して、標準的映像信号を生成し、その映像信号を基にモニターに撮像画像として表示したり、及び磁気録画機器に映像信号として記録させている。
【０００９】
この撮像装置は、前記操作部の接眼部に取付自在で、かつ、前記接眼部からの観察部位像の焦点位置に設けられる固体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動制御する固体撮像素子駆動制御回路と、この固体撮像素子駆動制御回路からの駆動制御信号の基で、固体撮像素子で光電変換された観察部位像を撮像画像信号として読み出す撮像画像信号読み出し回路とを有するカメラヘッドと、このカメラヘッドの前記固体撮像素子駆動制御回路の駆動制御用の基準信号を生成したり、及び前記撮像画像信号読み出し回路で読み出した撮像画像信号を所定の信号処理を行い標準的映像信号を生成するビデオプロセッサ装置とからなっている。
【００１０】
このビデオプロセッサ装置で前記カメラヘッドを駆動制御し、かつ、撮像画像信号から生成した標準的映像信号を基に、モニターに撮像画像として再生表示させると共に、磁気録画機器で前記映像信号を録画記録されている。
【００１１】
このような内視鏡装置に用いる撮像装置の外装は、樹脂等の硬性材料で形成されている。この撮像装置の外装を内部構造物の形状に合わせた形状に樹脂の硬性材料を用いて成型すると、その樹脂成型加工法としては、アンダカット形状はできないために、外装部品を分割しなければならないことが多く、部品点数が増加する弊害が生じている。
【００１２】
また、医療用の内視鏡装置は、消毒滅菌を確実に実行できるように、外装と内部構造物との間には、防水シール部材を用いて防水及び水密構造とする必要があり、特にビデオプロセッサ装置や磁気録画装置を遠隔操作するためのスイッチを撮像装置に設ける場合、スイッチ部分の防水や水密性が求められる。
【００１３】
この内視鏡装置の操作部に設けられる各種操作スイッチの防水や水密性保持として、複数のスイッチの外周を弾性部材により被覆し、その弾性部材の操作部との接続面は、弾性部材を巻き込んだシール部を形成し、そのシール部を操作部とスイッチ枠との間に挟み込んでネジで固定して、スイッチの内部を水密化している。なお、このスイッチは、弾性部材の表面から押圧力を加えて、弾性部材を変性させて操作するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
前記内視鏡の接眼部に取り付けられるカメラヘッドは、外装を弾性部材で形成したゴムカバーで覆い、カメラヘッド内部を水密化することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特開平２−９２３３３号公報、第１３図。
【００１６】
【特許文献２】
特開２００２−１０２１５８号公報、第１３図。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に提案されている内視鏡装置は、操作部に設けたスイッチ類は、弾性部材で覆われているために、スイッチ内部や操作部内部が水密に保持されるが、内視鏡本体は、内部構造物に合わせた形状の外装を樹脂の硬性材料で成型することは、従来通り困難であり、外装の部品点数が増加すると共に、スイッチの水密構成と、スイッチ以外の内部構造物の水密構成を設ける必要があり、構成部品数の増大と水密構造が複雑となる。
【００１８】
また、前記特許文献２は、カメラヘッド全体をゴム製のカバーで覆うことで、水密性を確保できるが、カメラヘッドを構成する各種の部品点数の削減については、何ら示唆されてない。
【００１９】
さらに、前記内視鏡装置及びカメラヘッドは、外装の形状が複数の部品に別れるために、外装形状に段差や隙間などが生じ、その段差や隙間もしっかり洗浄しなければならないため多くの時間を要する。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、カメラヘッドの外観部分の構成部品点数を削減し、部品同士の境界を極力少なくすることで、防水と水密性をより確実にして、消毒滅菌処理が容易な撮像装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、被写体を撮像可能な撮像素子を収納する硬質なシェル部材と、
前記シェル部材に収納された前記撮像素子に接続され、前記シェル部材から延出されるケーブルと、
前記ケーブルの一部と前記シェル部材とを一体に覆い、前記シェル部材を覆う先端部に内側に折り曲げられたフランジを備え、前記ケーブルを覆う後端部に前記ケーブルを保護するケーブル折れ止め部を備え、当該ケーブル折れ止め部の外周面に固定リングが設けられる軟性なエストラマーからなる操作者が把持するための外装部材と、
前記ケーブルと前記ケーブル折れ止め部との間を防水するため、前記固定リングに囲まれるように位置するシール部とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の撮像装置は、さらに、前記外装部材の前記フランジを前記シェル部材に挟持固定する第１の係合部材と、前記外装部材の前記ケーブル折れ止め部を前記ケーブルに固定する第２の係合部材と、を具備していることを特徴とする。
【００２３】
本発明の撮像装置は、撮像素子を含む撮像装置を構成する部品点数の削減が可能となり、撮像装置全体形状の小型化と、全体の水密性が確実に確実に得られるようになった。
【００２４】
【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について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。
【００２５】
この撮像装置は、内視鏡装置の接眼部に取付自在のカメラヘッド部１である。このカメラヘッド部１の先端には、先端側から前記内視鏡装置の接眼部から投射される内視鏡像を透過させるサファイアガラスで形成されたサファイア窓７と、光学フィルタ５と、固体撮像素子であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)２が配置されている。前記サファイア窓７、光学フィルタ５，及びＣＣＤ２は、前記内視鏡の接眼部と同一光軸上である。
【００２６】
このＣＣＤ２は、ＣＣＤ枠４に４方向からビス留め保持されている。このＣＣＤ枠４の先端側部には、前記光学フィルター５が固定されており、このＣＣＤ枠４の全体は、気密パッケージング枠６の中に固定されている。
【００２７】
この気密パッケージング枠６の先端に、前記サファイア窓７が半田付け等により気密に固定されている。この気密パッケージ枠６の後端には、ハーメチックコネクタ８が半田付けやレーザー溶接等により気密に固定されている。
【００２８】
このハーメチックコネクタ８の内側には、前記ＣＣＤ２と接続された第１のフレキシブル基板９が接続されている。この第１のフレキシブル基板９には、前記ＣＣＤ２の駆動回路が形成されている。
【００２９】
前記気密パッケージング枠６は、硬性樹脂により成型された第１のフレーム１０の内周に４つのビス１１によって偏心調整可能に保持されている。
【００３０】
また、前記ハーメッチックコネクタ８の後端面には、第２のフレキシブル基板１２が接続されている。この第２のフレキシブル基板１２は、第１のフレーム１０の外周部まで舌片１３を伸張させてビス固定されている。この第１のフレーム１０の外周部まで伸張した舌片１３の先端部には、タクトスイッチ１４が実装されている。
【００３１】
前記第２のフレキシブル基板１２の後端側の面には、コネクタ１５ａが実装され、このコネクタ１５ａには、ケーブル１６の芯線１７の先端に接続されたコネクタ１５ｂがコンタクト接続されるようになっている。
【００３２】
前記第１のフレーム１０の後端側には、金属製の第２のフレーム１８が設けられている。この第２のフレーム１８の後端面には、前記ケーブル１６を貫通保持するケーブル保持部１９が設けられている。このケーブル保持部１９には、ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられている金属リング２１がビス固定されるようになっている。
【００３３】
前記第２のフレーム１８の先端側は、フィンガー２２が伸張形成され、前記ハーメチックコネクタ８の外周と電気的に接続されるようになっている。つまり、前記ケーブル１６の電磁波シールド網組２０、金属リング２１、ケーブル保持部１９、第２のフレーム１８、フィンガー２２、及びハーメチックコネクタ８が同電位となり、気密パッケージ枠６と第２のフレーム１８の内部は、電磁シールドされるようになっている。
【００３４】
前記第１のフレーム１０の先端部の外周には、内視鏡装置の接眼部に図示していない光学アダプタを介して、取付固定する場合の光学アダプタ取付部２３が、ナット２４によって取付固定されている。また、この光学アダプタ取付部２３の外周には、光学アダプタを螺合するためのネジ部３が設けられている。
【００３５】
つまり、前記第１のフレーム１０には、光学フィルタ５とＣＣＤ２を内蔵したＣＣＤ枠４と、先端にサファイア窓７が設けられ、前記ＣＣＤ枠４と、前記ＣＣＤ２に接続された第１のフレキシブル基板７を内蔵して、後端部に前記第１のフレキシブル基板７に接続されたハーメチックコネクタ８を設けた気密パッケージ枠６とが内蔵されている。
【００３６】
また、前記ハーメチックコネクタ８の後端に接続した第２のフレキシブル基板１２の舌片１３が前記第１のフレーム１０の外周に伸張されている。
【００３７】
なお、前記気密パッケージ枠６と第１のフレーム１０との間には、Ｏリングを介在させて、気密パッケージ枠６と第１のフレーム１０の間の大まかな位置出しをしている。
【００３８】
一方、前記第２のフレーム１８には、前記ハーメチックコネクタ８に接続されたコネクタ１５ａとケーブル１６の芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂを内蔵し、前記ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられた金属リング２１を固定保持するケーブル保持部１９を有し、前記気密パッケージ枠６にフィンガー２２で接続されている。
【００３９】
このような第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の外周には、シリコンゴム、フッ素ゴム等のエラストマー材料を用いて成型された外装カバー２５が被覆されるようになっている。
【００４０】
この外装カバー２５の内側形状は、前記第１のフレーム１０、及び第２のフレーム１８の外形形状とほぼ等しい形状に形成されている。
【００４１】
この外装カバー２５の先端部は、内側に折り曲げられたフランジ２６が形成されており、このフランジ２６は、前記第１のフレーム１０と光学アダプタ取付部２３とに挟まれて取付固定されている。
【００４２】
この第１のフレーム１０と光学アダプタ取付部２３との間に前記外装カバー２５のフランジ２６を挟持固定することで、外装カバー２５の先端側の防水及び水密性を確保している。
【００４３】
この外装カバー２５の後端部は、外周がテーパ状のケーブル折れ止め部２７が形成されており、そのケーブル折れ止め部２７の内周面には、リング状に凸形状に形成したシール部２８が設けられている。このシール部２８は、前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の外周に圧入された固定リング２９によって、ケーブル１６の外周面に押し付けられ、ケーブル１６をケーブル折れ止め部２７に固定すると共に、ケーブル１６とケーブル折れ止め部２７の内周との防水と水密性を確保させている。
【００４４】
なお、ケーブル１６の外周と、ケーブル折れ止め部２７内周とは、必要に応じて接着材にて接着しても良い。
【００４５】
また、前記第１のフレーム１０の外周に伸張された前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設けられたタクトスイッチ１４に相対する位置の外装カバー２５には、外装カバー２５の外周面に対してやや凸状のボタン部３０が形成されている。このボタン部３０内には、タクトスイッチ１４を押圧するためのシャフト３１が埋め込まれており、前記ボタン部３０を押下するとシャフト３１によって、タクトスイッチ１４がオン／オフ操作可能となっている。
【００４６】
なお、この外装カバー２５の外周には、使用者が保持、操作しやすくするために、凹凸面がデザインされていたり、表面が粗処理がされたりしている。また、製品名などの文字が凸または凹状に形成されている。
【００４７】
次に、このような構成の撮像装置であるカメラヘッド部１の組み立て手順について説明する。
【００４８】
最初に、前記第１フレーム１０の組み立て手順を説明する。前記ＣＣＤ枠４の内周に光学フィルタ５を取付固定し、その光学フィルタ５を透過した観察部位像の焦点位置にＣＣＤ２をビス留め取付固定し、そのＣＣＤ２に第１のフレキシブル基板７を電気的に接続させる。
【００４９】
この光学フィルタ５とＣＣＤ２及び第１のフレキシブル基板７を内蔵したＣＣＤ枠４は、先端部にサファイア窓７が気密固定された気密パッケージ枠６の後端から取付装着する。
【００５０】
この気密パッケージ枠６に装着された第１のフレキシブル基板７の他端をハーメチックコネクタ８に電気的接続すると共に、前記気密パッケージ枠６の後端側に前記ハーメチックコネクタを半田付け及びレーザ溶接等で気密的に接合させる。
【００５１】
このＣＣＤ枠４と、第１のフレキシブル基板７を内蔵し、前記ハーメチックコネクタ８で気密接合された気密パッケージ枠６は、Ｏリングを介在させて、前記第１のフレーム１０に内蔵させて偏心調整後、ネジ１１で取付固定すると共に、前記ハーメチックコネクタ８に接続されている第２のフレキシブル基板１２からの舌片１３を前記第１のフレーム１０の外周に伸張させて、ネジ止め固定し、かつ、タクトスイッチ１４を取付固定する。
【００５２】
前記ハーメチックコネクタ８に接続される前記第２のフレキシブル基板１２とコネクタ１５ａは、事前にハーメチックコネクタ８に接続されていても良い。
【００５３】
次に、前記第２のフレーム１８の組み立て手順を説明する。前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の端部から前記ケーブル１６を挿入する。このケーブル１６の外装カバー２５への挿入に際して、前記ケーブルの端部の芯線１７と電磁波シールド編組２０を所定の長さ露出させ、かつ、電磁波シールド編組２０には、金属リング２１をかしめる。このように芯線１７が露出され、かつ、金属リング２１を電磁波シールド編組２０にかしめたケーブル１６は、前記外装カバー２５の先端側から突出するまで挿入する。
【００５４】
なお、ケーブル１６の他端は、ビデオプロセッサ装置に接続されるようになっている。
【００５５】
この外装カバー２５に挿入突出されたケーブル１６の芯線１７の先端から前記第２のフレーム１８を挿入し、前記芯線１７の先端にコネクタ１５ｂを接続させる。前記ケーブル１６の芯線１７にコネクタ１５ｂが接続されると、前記ケーブル１６の電磁波シールド網組２０にかしめられた金属リング２１が第２フレーム１８のケーブル保持部１９に位置するようにケーブル１６を引き抜き、前記ケーブル保持部１９に金属リング２１がかしめられた電磁波シールド編組２０をネジ固定させる。このとき、前記第２のフレーム１８から延出しているフィンガー２２が前記第１のフレームに取付固定されているハーメチックコネクタ８と接触するように嵌合させる。
【００５６】
このようにして、第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の内部への各種構成部品の組み込みが終了すると、前記ケーブル１６に挿入されている前記外装カバー２５をケーブル１６の先端側へと摺動させ、前記外装カバー２５の内部に前記第２のフレーム１８と前記第１のフレーム１０の順に収納装着させる。
【００５７】
このケーブル１６に挿入された外装カバー２５を摺動させて、外装カバー２５の内部に第２のフレーム１８と第１のフレーム１０を収納装着させる際には、前記外装カバー２５の先端側のフランジ２６を押し広げて、前記第２のフレーム１８と第１のフレーム１０を収納装着させる。
【００５８】
さらに、前記外装カバー２５に設けられているボタン部３０に内蔵されているシャフト３１が、前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設けたタクトスイッチ１４の上部に位置するように装着設定する。
【００５９】
このようにして、外装カバー２５の内部に第１のフレーム１０と第２のフレーム１８が収納挿着されると、前記外装カバー２５の先端側のフランジ２６を前記第１のフレーム１０の先端と光学アダプタ取付部２３で、防水及び水密挟持取付する。
【００６０】
さらに、前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の外周に固定リング２９を装着させ、ケーブル折れ止め部２７の内周に設けられたシール部２８をケーブル１６の外周とを密着固定させて、ケーブル１６の外周とケーブル折れ止め部２７の内周との間を防水及び水密性を確保させる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の撮像装置は、カメラヘッド部を構成する撮像素子を含む各種内部構造物を第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の２つのフレームからなる硬質シェル部材に収納配置し、そのシェル部材の内部構造物に接続されるケーブルが延出され、このケーブルの内部構造物との接続部分と前記シェル部材を被覆するエストラマー材料で形成した外装カバーである外装部材と、この外装部材内面をケーブルとシェル部材の外形状と同一形状に成形したものである。
【００６２】
また、前記シェル部材の先端に前記外装部材の先端外周面を挟持させる光学アダプタ取付部材である第１の係合部材と、前記外装部材の後端に前記ケーブルの外周面と前記外装部材を挟持させる固定リングである第２の係合部材とを備え、前記第１の係合部材と第２の係合部材で前記保護部材を挟持させて、水密シールして防水及び水密性を確保している。
【００６３】
これにより、内部構造物の形状に合わせてアンダカット形状の金型で外装カバーが製作可能となり、また、外装カバーを一体的に形成したことで、部品間の隙間箇所と水密シール部の最小化により、防水不良のリスクが減少し、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置について図２を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６５】
この第２の実施形態の撮像装置は、ケーブル１６をカメラヘッド部１の後方斜めに延出するようにしたものである。
【００６６】
この第２の実施形態は、前記第１のフレーム１０の外側に延出されている第２のフレキシブル基板１２の舌片１２に設けられている前記タクトスイッチ１４に変えて、シーソースイッチ１０２が配置されている。
【００６７】
また、第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１からなり、第３のフレーム１００は、略円筒形状で、後端が図中斜め下方向に切除された開口となっており、この第３のフレーム１００の後端の斜めの開口には、第４のフレーム１０１が図中斜め下方向に位置するように図示しないビスなどによって固定されている。
【００６８】
この第３のフレーム１００の内部には、ケーブル１６の芯線１７と、この芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂと、第２のフレキシブル基板１２に接続されたコネクタ１５ａとが配置される。
【００６９】
前記第４のフレーム１０１は、中央部にケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられた金属リング２１を取付固定するケーブル保持部１９が設けられている。
【００７０】
つまり、前述の第１の実施形態の第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１を設け、ケーブル１６が図中斜め下方向から傾斜して第４のフレーム１０１に挿入挿着されるようになっている。
【００７１】
さらに、前記第１のフレーム１０、第３のフレーム１００、及び第４のフレーム１０１の外径形状に合わせて外装カバー１０３が形成されている。
【００７２】
この外装カバー１０３は、前記第１のフレーム１０の外側に設けられ、かつ、前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設置されたシーソースイッチ１０２の形状に合わせたボタン部１０４が設けられると共に、前記第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１の外径形状に合わせて、ケーブル折れ止め部２７が図中下方向斜めに位置するように形成されている。
【００７３】
即ち、撮像装置に対して、ケーブル１６を斜めに伸張させる場合、前記第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１を用い、前記第１のフレーム１０と第３のフレーム１００及び第４のフレーム１０１で形成される外径形状に合わせ、前記第１のフレーム１０、第３のフレーム１００、及び第４のフレーム１０１のフレームの水密シール部、スイッチボタン１０４、ケーブル折れ止め部２７などが一体的に成型したゴム製の外装カバー１０３で覆うことにより、この外装カバー１０３の内部構造物の構成と形状に合わせたアンダカット形状の金型で製作可能となり、また、外装カバー１０３をほぼ一体的に形成を可能としたことで、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができるので、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置について図３を用いて説明する。なお、図１乃至図２と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００７５】
この第３の実施形態は、カメラヘッド部１に対して、ケーブル１６とケーブル折れ止め部２７が図中上下方向に回動可能としたものである。
【００７６】
前記第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１に変えて、第５のフレーム２００と第６のフレーム２０１が設けられている。この第５のフレーム２００は、円筒状で後端側には一対の円弧状の凸状部が設けられている。前記第６のフレーム２０１は、略円板状で中央部にはケーブル保持部１９が設けられ、かつ、外周から一対の円弧状の凸状部が前記第５のフレーム２００側へと設けられている。
【００７７】
前記第５のフレーム２００の凸状部と、前記第６のフレーム２０１の凸状部とは軸２０２で回動自在に軸止されている。
【００７８】
前記第５のフレーム２００の内部には、前記第２のフレキシブル基板１２に接続されたコネクタ１５ａと、前記ケーブル１６の芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂとが配置される。前記第６のフレーム２０１のケーブル保持部１９に前記ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられている金属リング２１がネジ止め固定させている。
【００７９】
このような第１のフレーム１０と、第５のフレーム２００，及び第６のフレーム２０１の外径形状に合わせて外装カバー２０３をシリコンゴム、フッ素ゴム等の伸縮性に富んだエラストラー材料で形成する。
【００８０】
このような構成の撮像装置は、外装カバー２０３の第１のフレーム１０が配置されている近傍と、第６のフレーム２０１が配置される近傍、またはケーブル折れ止め部２７を把持して、ケーブル折れ止め部２７を図中上下方向に回動させると、第６のフレーム２０１が軸２０２を中心に回動する。つまり、外装カバー２０３のケーブル折れ止め部２７は、図中点線で示す２７’へと回動が可能となる。
【００８１】
これにより、カメラヘッド部１から伸張しているケーブルの方向をカメラヘッド部１の使用状況に応じて、少なくとも約９０度位の範囲で回動可能となり、前記第１のフレーム１０、第５のフレーム２００、及び第６のフレーム２０１等のフレームの水密シール部、スイッチボタン１０４、ケーブル折れ止め部２７などが一体的に成型した外装カバー２０３の製作性向上や、外装カバー２０３をほぼ一体的に形成を可能としたことで、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができ、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置について図４を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００８３】
この第４の実施形態は、前述した第１の実施形態で説明した外装カバー２５に変えて、シリコンゴムで一体形成した外装カバー３００と、ケーブル１６に変えて、シリコンゴムで形成された外皮３０２を有するケーブル３０１が用いられている。
【００８４】
この外装カバー３００のケーブル折れ止め部３０４の内周には、ケーブル３０１の外周面と密着される凸状のシール部２８が形成されてなく、ケーブル折れ止め部３０４とケーブル３０１の外皮３０２が一体的に成型、又は接着することにより互いの境界を防水している。また、ケーブル折れ止め部３０４の外周に固定リング３０３を圧入させることで、ケーブル折れ止め部３０４とケーブル３０１の外皮３０２を介して、芯線３０５を締め付け、外装カバー３００の後端部を固定している。
【００８５】
組み立て手順は、外装カバー３００を第２フレーム１８より後端側で折れ返し、芯線３０５が露出している状態で、前記ケーブル３０１に第２のフレーム１８を取り付け、かつ、芯線３０５にコネクタ１５ｂを接続させた後、コネクタ１５ａとコネクタ１５ｂを接続する。
【００８６】
前記第２のフレーム１８の取り付けやコネクタ１５ａ，１５ｂの接続が終了すると、第２のフレーム１８のフィンガー２２をハーメチックコネクタ８に接触させながら、第１フレーム１０を取付、第２のフレーム１８と第１のフレーム１０の外周に、前記折り返している外装カバー３００を戻して被着させ、かつ、外装カバー３００の先端部のフランジ２６を第１フレーム１０の先端に、光学アダプタ取付部２４で挟持固定させることで、外装カバー３００の内部を防水及び水密性の優れた状態とすることができる。
【００８７】
これにより、前述している防水及び水密性が優れ、内部構造物の構成と形状を合わせたアンダカット形状の金型で製作可能となり、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができるので、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００８８】
なお、上述の説明において、遠隔操作用のスイッチとして、図１と図４は、タクトスイッチ１４を用い、それぞれの外装カバー２５には、タクトスイッチ１４に対応したシャフト３１とボタン部３０を設けた例を説明し、図２と図３は、シーソースイッチ１０２を用い、それぞれの外装カバー１０３と２０３には、シーソースイッチ１０２に対応した形状のボタン部１０４を設けた例を説明したが、いずれのスイッチと外装カバー形状とすることでき、撮像装置に用いるスイッチの形状や操作機能に対応した外装カバーの形状に成形すればよい。
【００８９】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００９０】
（付記１） 被写体を撮像可能な撮像素子を有する撮像装置において、
前記撮像素子を収納するための硬質なシェル部材と、
前記シェル部材に収納された前記撮像素子に接続されるとともに、前記シェル部から延出されるケーブルと、
前記ケーブルの一部と前記シェル部材とを被覆可能な軟性なエストラマーからなる外装部材と、
前記外装部材に形成され、前記ケーブルの前記一部及び前記シェル部材の外形形状に略一致した内面部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【００９１】
（付記２） 前記シェル部材の外周面との間で前記外装部材を挟むように前記外装部材に係合する第１の係合部材と、
前記ケーブルの外周面との間で前記外装部材を挟むように前記外装部材に係合する第２の係合部材と、
を具備し、前記第１の係合部材と前記シェル部材の外周面との間で挟まれた前記外装部材の第１の被狭部分と、前記第２の係合部材と前記ケーブルの外周面との間で挟まれた前記外装部材の第２の被狭部分とが水密シールを形成していることことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【００９２】
（付記３） 撮像装置において、装置の骨格部分、及び電磁波シールドを形成している硬性のフレーム部分と、このフレーム部分の外側形状にほぼ一致する内面形状を有し、内視鏡装置の略全体を防水に覆う、エラストマー材料よりなる外装とを有していることを特徴とする撮像装置。
【００９３】
（付記４） 外装の光学窓側端とケーブル側端は、外装の内側に位置する部品と、外装の外側に位置する部品とで挟まれる水密シールと、
外装のケーブル側端部は、ケーブル保護部を兼ねた部分の外周にはめられるリング状部材によって、周方向に圧縮されて、内部を挿通しているケーブルとの水密シールと、を構成することを特徴とした撮像装置。
【００９４】
（付記５） 信号ケーブルの最外層を覆う外皮と、カメラヘッド後端のケーブル折れ止め部からカメラヘッド先端近傍まで伸張する外装とが、一体的に成型されていることを特徴とした撮像装置。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の撮像装置は、内部構造物の形状に合わせたアンダーカット形状の金型で外装の製作が可能で、水密シール部、スイッチボタン、ケーブル折れ止め部等が一体的に成型できるので、外観部品同士の境界を少なくでき、防水及び水密性に優れ、消毒滅菌処理が容易な内視鏡用の撮像装置の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…カメラヘッド部
２…固体撮像素子（ＣＣＤ）
４…ＣＣＤ枠
５…光学フィルタ
６…気密パッケージ枠
７…サファイア窓
８…ハーメチックコネクタ
９…第１のフレキシブル基板
１０…第１のフレーム
１２…第２のフレキシブル基板
１３…舌辺
１４…タクトスイッチ
１５…コネクタ
１６…ケーブル
１８…第２のフレーム
１９…ケーブル保持部
２５…外装カバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡の接眼光学系に直接又は光学アダプタを介して接続し、その接眼光学系からの内視鏡像を撮像信号に変換する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から体腔内やプラント内に挿入して、内部を観察検査する医療用及び工業用の内視鏡装置が用いられている。
【０００３】
この内視鏡装置は、例えば、体腔内に挿入される挿入部と、その挿入部の基端に設けられた操作部とからなる内視鏡と、その内視鏡に照明光を供給する光源装置とからなっている。この内視鏡の操作部から挿入部に掛けては、前記光源装置からの照明光を導光するライトガイドファイバーと、照明光で照明された観察部位光を導光するイメージガイドファイバーが内蔵されている。
【０００４】
前記挿入部は、先端から順に前記ライトガイドファイバーの先端に配置された照明レンズと、前記イメージガイドファイバーの先端に配置された対物レンズとが設けられた先端部と、操作部からの湾曲操作で湾曲する湾曲部と、柔軟な可撓性部からなっている。
【０００５】
前記操作部は、前記可撓部の基端が接続されると共に、前記ライトガイドファイバーの基端部を前記光源装置に接続するための光源コネクタと、前記イメージガイドファイバーの基端部に設けられた接眼光学系を有する接眼部と、前記挿入部の湾曲操作を行う湾曲ノブ等からなっている。
【０００６】
なお、前記操作部に処置具挿入孔を設け、この処置具挿入孔と連通して前記操作部から挿入部に掛けて処置具チャンネルが設けられ、この処置具挿入孔から処置具チャンネルに挿通された処置具により観察部位の切開や除去等の処置ができるようにもなっている。
【０００７】
つまり、前記光源装置からの照明光を前記ライトガイドファイバーで導光して、挿入部の先端部に設けた照明レンズから体腔内に投射し、その照明光で照明された観察部位からの反射光を挿入部の先端部に設けた対物レンズで取り込み、イメージガイドファイバーで導光して、操作部に設けた接眼光学系を介して接眼部から観察部位像を眼視するようになっている。
【０００８】
このように、接眼部から眼視される観察部位像を記録したり、あるいは、多数の人が同時に観察検査できるように、接眼部に固体撮像素子を内蔵した撮像装置を接続して、前記接眼部からの観察部位像を固体撮像素子で撮像して、標準的映像信号を生成し、その映像信号を基にモニターに撮像画像として表示したり、及び磁気録画機器に映像信号として記録させている。
【０００９】
この撮像装置は、前記操作部の接眼部に取付自在で、かつ、前記接眼部からの観察部位像の焦点位置に設けられる固体撮像素子と、この固体撮像素子を駆動制御する固体撮像素子駆動制御回路と、この固体撮像素子駆動制御回路からの駆動制御信号の基で、固体撮像素子で光電変換された観察部位像を撮像画像信号として読み出す撮像画像信号読み出し回路とを有するカメラヘッドと、このカメラヘッドの前記固体撮像素子駆動制御回路の駆動制御用の基準信号を生成したり、及び前記撮像画像信号読み出し回路で読み出した撮像画像信号を所定の信号処理を行い標準的映像信号を生成するビデオプロセッサ装置とからなっている。
【００１０】
このビデオプロセッサ装置で前記カメラヘッドを駆動制御し、かつ、撮像画像信号から生成した標準的映像信号を基に、モニターに撮像画像として再生表示させると共に、磁気録画機器で前記映像信号を録画記録されている。
【００１１】
このような内視鏡装置に用いる撮像装置の外装は、樹脂等の硬性材料で形成されている。この撮像装置の外装を内部構造物の形状に合わせた形状に樹脂の硬性材料を用いて成型すると、その樹脂成型加工法としては、アンダカット形状はできないために、外装部品を分割しなければならないことが多く、部品点数が増加する弊害が生じている。
【００１２】
また、医療用の内視鏡装置は、消毒滅菌を確実に実行できるように、外装と内部構造物との間には、防水シール部材を用いて防水及び水密構造とする必要があり、特にビデオプロセッサ装置や磁気録画装置を遠隔操作するためのスイッチを撮像装置に設ける場合、スイッチ部分の防水や水密性が求められる。
【００１３】
この内視鏡装置の操作部に設けられる各種操作スイッチの防水や水密性保持として、複数のスイッチの外周を弾性部材により被覆し、その弾性部材の操作部との接続面は、弾性部材を巻き込んだシール部を形成し、そのシール部を操作部とスイッチ枠との間に挟み込んでネジで固定して、スイッチの内部を水密化している。なお、このスイッチは、弾性部材の表面から押圧力を加えて、弾性部材を変性させて操作するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
前記内視鏡の接眼部に取り付けられるカメラヘッドは、外装を弾性部材で形成したゴムカバーで覆い、カメラヘッド内部を水密化することが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特開平２−９２３３３号公報、第１３図。
【００１６】
【特許文献２】
特開２００２−１０２１５８号公報、第１３図。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に提案されている内視鏡装置は、操作部に設けたスイッチ類は、弾性部材で覆われているために、スイッチ内部や操作部内部が水密に保持されるが、内視鏡本体は、内部構造物に合わせた形状の外装を樹脂の硬性材料で成型することは、従来通り困難であり、外装の部品点数が増加すると共に、スイッチの水密構成と、スイッチ以外の内部構造物の水密構成を設ける必要があり、構成部品数の増大と水密構造が複雑となる。
【００１８】
また、前記特許文献２は、カメラヘッド全体をゴム製のカバーで覆うことで、水密性を確保できるが、カメラヘッドを構成する各種の部品点数の削減については、何ら示唆されてない。
【００１９】
さらに、前記内視鏡装置及びカメラヘッドは、外装の形状が複数の部品に別れるために、外装形状に段差や隙間などが生じ、その段差や隙間もしっかり洗浄しなければならないため多くの時間を要する。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、カメラヘッドの外観部分の構成部品点数を削減し、部品同士の境界を極力少なくすることで、防水と水密性をより確実にして、消毒滅菌処理が容易な撮像装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、被写体を撮像可能な撮像素子を収納する硬質なシェル部材と、
前記シェル部材に収納された前記撮像素子に接続され、前記シェル部材から延出されるケーブルと、
前記ケーブルの一部と前記シェル部材とを一体に覆い、前記シェル部材を覆う先端部に内側に折り曲げられたフランジを備え、前記ケーブルを覆う後端部に前記ケーブルを保護するケーブル折れ止め部を備え、当該ケーブル折れ止め部の外周面に固定リングが設けられる軟性なエストラマーからなる操作者が把持するための外装部材と、
前記ケーブルと前記ケーブル折れ止め部との間を防水するため、前記固定リングに囲まれるように位置するシール部とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の撮像装置は、さらに、前記外装部材の前記フランジを前記シェル部材に挟持固定する第１の係合部材と、前記外装部材の前記ケーブル折れ止め部を前記ケーブルに固定する第２の係合部材と、を具備していることを特徴とする。
【００２３】
本発明の撮像装置は、撮像素子を含む撮像装置を構成する部品点数の削減が可能となり、撮像装置全体形状の小型化と、全体の水密性が確実に確実に得られるようになった。
【００２４】
【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について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。
【００２５】
この撮像装置は、内視鏡装置の接眼部に取付自在のカメラヘッド部１である。このカメラヘッド部１の先端には、先端側から前記内視鏡装置の接眼部から投射される内視鏡像を透過させるサファイアガラスで形成されたサファイア窓７と、光学フィルタ５と、固体撮像素子であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)２が配置されている。前記サファイア窓７、光学フィルタ５，及びＣＣＤ２は、前記内視鏡の接眼部と同一光軸上である。
【００２６】
このＣＣＤ２は、ＣＣＤ枠４に４方向からビス留め保持されている。このＣＣＤ枠４の先端側部には、前記光学フィルター５が固定されており、このＣＣＤ枠４の全体は、気密パッケージング枠６の中に固定されている。
【００２７】
この気密パッケージング枠６の先端に、前記サファイア窓７が半田付け等により気密に固定されている。この気密パッケージ枠６の後端には、ハーメチックコネクタ８が半田付けやレーザー溶接等により気密に固定されている。
【００２８】
このハーメチックコネクタ８の内側には、前記ＣＣＤ２と接続された第１のフレキシブル基板９が接続されている。この第１のフレキシブル基板９には、前記ＣＣＤ２の駆動回路が形成されている。
【００２９】
前記気密パッケージング枠６は、硬性樹脂により成型された第１のフレーム１０の内周に４つのビス１１によって偏心調整可能に保持されている。
【００３０】
また、前記ハーメッチックコネクタ８の後端面には、第２のフレキシブル基板１２が接続されている。この第２のフレキシブル基板１２は、第１のフレーム１０の外周部まで舌片１３を伸張させてビス固定されている。この第１のフレーム１０の外周部まで伸張した舌片１３の先端部には、タクトスイッチ１４が実装されている。
【００３１】
前記第２のフレキシブル基板１２の後端側の面には、コネクタ１５ａが実装され、このコネクタ１５ａには、ケーブル１６の芯線１７の先端に接続されたコネクタ１５ｂがコンタクト接続されるようになっている。
【００３２】
前記第１のフレーム１０の後端側には、金属製の第２のフレーム１８が設けられている。この第２のフレーム１８の後端面には、前記ケーブル１６を貫通保持するケーブル保持部１９が設けられている。このケーブル保持部１９には、ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられている金属リング２１がビス固定されるようになっている。
【００３３】
前記第２のフレーム１８の先端側は、フィンガー２２が伸張形成され、前記ハーメチックコネクタ８の外周と電気的に接続されるようになっている。つまり、前記ケーブル１６の電磁波シールド網組２０、金属リング２１、ケーブル保持部１９、第２のフレーム１８、フィンガー２２、及びハーメチックコネクタ８が同電位となり、気密パッケージ枠６と第２のフレーム１８の内部は、電磁シールドされるようになっている。
【００３４】
前記第１のフレーム１０の先端部の外周には、内視鏡装置の接眼部に図示していない光学アダプタを介して、取付固定する場合の光学アダプタ取付部２３が、ナット２４によって取付固定されている。また、この光学アダプタ取付部２３の外周には、光学アダプタを螺合するためのネジ部３が設けられている。
【００３５】
つまり、前記第１のフレーム１０には、光学フィルタ５とＣＣＤ２を内蔵したＣＣＤ枠４と、先端にサファイア窓７が設けられ、前記ＣＣＤ枠４と、前記ＣＣＤ２に接続された第１のフレキシブル基板７を内蔵して、後端部に前記第１のフレキシブル基板７に接続されたハーメチックコネクタ８を設けた気密パッケージ枠６とが内蔵されている。
【００３６】
また、前記ハーメチックコネクタ８の後端に接続した第２のフレキシブル基板１２の舌片１３が前記第１のフレーム１０の外周に伸張されている。
【００３７】
なお、前記気密パッケージ枠６と第１のフレーム１０との間には、Ｏリングを介在させて、気密パッケージ枠６と第１のフレーム１０の間の大まかな位置出しをしている。
【００３８】
一方、前記第２のフレーム１８には、前記ハーメチックコネクタ８に接続されたコネクタ１５ａとケーブル１６の芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂを内蔵し、前記ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられた金属リング２１を固定保持するケーブル保持部１９を有し、前記気密パッケージ枠６にフィンガー２２で接続されている。
【００３９】
このような第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の外周には、シリコンゴム、フッ素ゴム等のエラストマー材料を用いて成型された外装カバー２５が被覆されるようになっている。
【００４０】
この外装カバー２５の内側形状は、前記第１のフレーム１０、及び第２のフレーム１８の外形形状とほぼ等しい形状に形成されている。
【００４１】
この外装カバー２５の先端部は、内側に折り曲げられたフランジ２６が形成されており、このフランジ２６は、前記第１のフレーム１０と光学アダプタ取付部２３とに挟まれて取付固定されている。
【００４２】
この第１のフレーム１０と光学アダプタ取付部２３との間に前記外装カバー２５のフランジ２６を挟持固定することで、外装カバー２５の先端側の防水及び水密性を確保している。
【００４３】
この外装カバー２５の後端部は、外周がテーパ状のケーブル折れ止め部２７が形成されており、そのケーブル折れ止め部２７の内周面には、リング状に凸形状に形成したシール部２８が設けられている。このシール部２８は、前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の外周に圧入された固定リング２９によって、ケーブル１６の外周面に押し付けられ、ケーブル１６をケーブル折れ止め部２７に固定すると共に、ケーブル１６とケーブル折れ止め部２７の内周との防水と水密性を確保させている。
【００４４】
なお、ケーブル１６の外周と、ケーブル折れ止め部２７内周とは、必要に応じて接着材にて接着しても良い。
【００４５】
また、前記第１のフレーム１０の外周に伸張された前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設けられたタクトスイッチ１４に相対する位置の外装カバー２５には、外装カバー２５の外周面に対してやや凸状のボタン部３０が形成されている。このボタン部３０内には、タクトスイッチ１４を押圧するためのシャフト３１が埋め込まれており、前記ボタン部３０を押下するとシャフト３１によって、タクトスイッチ１４がオン／オフ操作可能となっている。
【００４６】
なお、この外装カバー２５の外周には、使用者が保持、操作しやすくするために、凹凸面がデザインされていたり、表面が粗処理がされたりしている。また、製品名などの文字が凸または凹状に形成されている。
【００４７】
次に、このような構成の撮像装置であるカメラヘッド部１の組み立て手順について説明する。
【００４８】
最初に、前記第１フレーム１０の組み立て手順を説明する。前記ＣＣＤ枠４の内周に光学フィルタ５を取付固定し、その光学フィルタ５を透過した観察部位像の焦点位置にＣＣＤ２をビス留め取付固定し、そのＣＣＤ２に第１のフレキシブル基板７を電気的に接続させる。
【００４９】
この光学フィルタ５とＣＣＤ２及び第１のフレキシブル基板７を内蔵したＣＣＤ枠４は、先端部にサファイア窓７が気密固定された気密パッケージ枠６の後端から取付装着する。
【００５０】
この気密パッケージ枠６に装着された第１のフレキシブル基板７の他端をハーメチックコネクタ８に電気的接続すると共に、前記気密パッケージ枠６の後端側に前記ハーメチックコネクタを半田付け及びレーザ溶接等で気密的に接合させる。
【００５１】
このＣＣＤ枠４と、第１のフレキシブル基板７を内蔵し、前記ハーメチックコネクタ８で気密接合された気密パッケージ枠６は、Ｏリングを介在させて、前記第１のフレーム１０に内蔵させて偏心調整後、ネジ１１で取付固定すると共に、前記ハーメチックコネクタ８に接続されている第２のフレキシブル基板１２からの舌片１３を前記第１のフレーム１０の外周に伸張させて、ネジ止め固定し、かつ、タクトスイッチ１４を取付固定する。
【００５２】
前記ハーメチックコネクタ８に接続される前記第２のフレキシブル基板１２とコネクタ１５ａは、事前にハーメチックコネクタ８に接続されていても良い。
【００５３】
次に、前記第２のフレーム１８の組み立て手順を説明する。前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の端部から前記ケーブル１６を挿入する。このケーブル１６の外装カバー２５への挿入に際して、前記ケーブルの端部の芯線１７と電磁波シールド編組２０を所定の長さ露出させ、かつ、電磁波シールド編組２０には、金属リング２１をかしめる。このように芯線１７が露出され、かつ、金属リング２１を電磁波シールド編組２０にかしめたケーブル１６は、前記外装カバー２５の先端側から突出するまで挿入する。
【００５４】
なお、ケーブル１６の他端は、ビデオプロセッサ装置に接続されるようになっている。
【００５５】
この外装カバー２５に挿入突出されたケーブル１６の芯線１７の先端から前記第２のフレーム１８を挿入し、前記芯線１７の先端にコネクタ１５ｂを接続させる。前記ケーブル１６の芯線１７にコネクタ１５ｂが接続されると、前記ケーブル１６の電磁波シールド網組２０にかしめられた金属リング２１が第２フレーム１８のケーブル保持部１９に位置するようにケーブル１６を引き抜き、前記ケーブル保持部１９に金属リング２１がかしめられた電磁波シールド編組２０をネジ固定させる。このとき、前記第２のフレーム１８から延出しているフィンガー２２が前記第１のフレームに取付固定されているハーメチックコネクタ８と接触するように嵌合させる。
【００５６】
このようにして、第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の内部への各種構成部品の組み込みが終了すると、前記ケーブル１６に挿入されている前記外装カバー２５をケーブル１６の先端側へと摺動させ、前記外装カバー２５の内部に前記第２のフレーム１８と前記第１のフレーム１０の順に収納装着させる。
【００５７】
このケーブル１６に挿入された外装カバー２５を摺動させて、外装カバー２５の内部に第２のフレーム１８と第１のフレーム１０を収納装着させる際には、前記外装カバー２５の先端側のフランジ２６を押し広げて、前記第２のフレーム１８と第１のフレーム１０を収納装着させる。
【００５８】
さらに、前記外装カバー２５に設けられているボタン部３０に内蔵されているシャフト３１が、前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設けたタクトスイッチ１４の上部に位置するように装着設定する。
【００５９】
このようにして、外装カバー２５の内部に第１のフレーム１０と第２のフレーム１８が収納挿着されると、前記外装カバー２５の先端側のフランジ２６を前記第１のフレーム１０の先端と光学アダプタ取付部２３で、防水及び水密挟持取付する。
【００６０】
さらに、前記外装カバー２５のケーブル折れ止め部２７の外周に固定リング２９を装着させ、ケーブル折れ止め部２７の内周に設けられたシール部２８をケーブル１６の外周とを密着固定させて、ケーブル１６の外周とケーブル折れ止め部２７の内周との間を防水及び水密性を確保させる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の撮像装置は、カメラヘッド部を構成する撮像素子を含む各種内部構造物を第１のフレーム１０と第２のフレーム１８の２つのフレームからなる硬質シェル部材に収納配置し、そのシェル部材の内部構造物に接続されるケーブルが延出され、このケーブルの内部構造物との接続部分と前記シェル部材を被覆するエストラマー材料で形成した外装カバーである外装部材と、この外装部材内面をケーブルとシェル部材の外形状と同一形状に成形したものである。
【００６２】
また、前記シェル部材の先端に前記外装部材の先端外周面を挟持させる光学アダプタ取付部材である第１の係合部材と、前記外装部材の後端に前記ケーブルの外周面と前記外装部材を挟持させる固定リングである第２の係合部材とを備え、前記第１の係合部材と第２の係合部材で前記保護部材を挟持させて、水密シールして防水及び水密性を確保している。
【００６３】
これにより、内部構造物の形状に合わせてアンダカット形状の金型で外装カバーが製作可能となり、また、外装カバーを一体的に形成したことで、部品間の隙間箇所と水密シール部の最小化により、防水不良のリスクが減少し、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置について図２を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００６５】
この第２の実施形態の撮像装置は、ケーブル１６をカメラヘッド部１の後方斜めに延出するようにしたものである。
【００６６】
この第２の実施形態は、前記第１のフレーム１０の外側に延出されている第２のフレキシブル基板１２の舌片１２に設けられている前記タクトスイッチ１４に変えて、シーソースイッチ１０２が配置されている。
【００６７】
また、第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１からなり、第３のフレーム１００は、略円筒形状で、後端が図中斜め下方向に切除された開口となっており、この第３のフレーム１００の後端の斜めの開口には、第４のフレーム１０１が図中斜め下方向に位置するように図示しないビスなどによって固定されている。
【００６８】
この第３のフレーム１００の内部には、ケーブル１６の芯線１７と、この芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂと、第２のフレキシブル基板１２に接続されたコネクタ１５ａとが配置される。
【００６９】
前記第４のフレーム１０１は、中央部にケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられた金属リング２１を取付固定するケーブル保持部１９が設けられている。
【００７０】
つまり、前述の第１の実施形態の第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１を設け、ケーブル１６が図中斜め下方向から傾斜して第４のフレーム１０１に挿入挿着されるようになっている。
【００７１】
さらに、前記第１のフレーム１０、第３のフレーム１００、及び第４のフレーム１０１の外径形状に合わせて外装カバー１０３が形成されている。
【００７２】
この外装カバー１０３は、前記第１のフレーム１０の外側に設けられ、かつ、前記第２のフレキシブル基板１２の舌片１３に設置されたシーソースイッチ１０２の形状に合わせたボタン部１０４が設けられると共に、前記第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１の外径形状に合わせて、ケーブル折れ止め部２７が図中下方向斜めに位置するように形成されている。
【００７３】
即ち、撮像装置に対して、ケーブル１６を斜めに伸張させる場合、前記第２のフレーム１８に変えて、第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１を用い、前記第１のフレーム１０と第３のフレーム１００及び第４のフレーム１０１で形成される外径形状に合わせ、前記第１のフレーム１０、第３のフレーム１００、及び第４のフレーム１０１のフレームの水密シール部、スイッチボタン１０４、ケーブル折れ止め部２７などが一体的に成型したゴム製の外装カバー１０３で覆うことにより、この外装カバー１０３の内部構造物の構成と形状に合わせたアンダカット形状の金型で製作可能となり、また、外装カバー１０３をほぼ一体的に形成を可能としたことで、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができるので、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置について図３を用いて説明する。なお、図１乃至図２と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【００７５】
この第３の実施形態は、カメラヘッド部１に対して、ケーブル１６とケーブル折れ止め部２７が図中上下方向に回動可能としたものである。
【００７６】
前記第３のフレーム１００と第４のフレーム１０１に変えて、第５のフレーム２００と第６のフレーム２０１が設けられている。この第５のフレーム２００は、円筒状で後端側には一対の円弧状の凸状部が設けられている。前記第６のフレーム２０１は、略円板状で中央部にはケーブル保持部１９が設けられ、かつ、外周から一対の円弧状の凸状部が前記第５のフレーム２００側へと設けられている。
【００７７】
前記第５のフレーム２００の凸状部と、前記第６のフレーム２０１の凸状部とは軸２０２で回動自在に軸止されている。
【００７８】
前記第５のフレーム２００の内部には、前記第２のフレキシブル基板１２に接続されたコネクタ１５ａと、前記ケーブル１６の芯線１７に接続されたコネクタ１５ｂとが配置される。前記第６のフレーム２０１のケーブル保持部１９に前記ケーブル１６の電磁波シールド編組２０にかしめられている金属リング２１がネジ止め固定させている。
【００７９】
このような第１のフレーム１０と、第５のフレーム２００，及び第６のフレーム２０１の外径形状に合わせて外装カバー２０３をシリコンゴム、フッ素ゴム等の伸縮性に富んだエラストラー材料で形成する。
【００８０】
このような構成の撮像装置は、外装カバー２０３の第１のフレーム１０が配置されている近傍と、第６のフレーム２０１が配置される近傍、またはケーブル折れ止め部２７を把持して、ケーブル折れ止め部２７を図中上下方向に回動させると、第６のフレーム２０１が軸２０２を中心に回動する。つまり、外装カバー２０３のケーブル折れ止め部２７は、図中点線で示す２７’へと回動が可能となる。
【００８１】
これにより、カメラヘッド部１から伸張しているケーブルの方向をカメラヘッド部１の使用状況に応じて、少なくとも約９０度位の範囲で回動可能となり、前記第１のフレーム１０、第５のフレーム２００、及び第６のフレーム２０１等のフレームの水密シール部、スイッチボタン１０４、ケーブル折れ止め部２７などが一体的に成型した外装カバー２０３の製作性向上や、外装カバー２０３をほぼ一体的に形成を可能としたことで、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができ、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置について図４を用いて説明する。なお、図１と同一部分は、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００８３】
この第４の実施形態は、前述した第１の実施形態で説明した外装カバー２５に変えて、シリコンゴムで一体形成した外装カバー３００と、ケーブル１６に変えて、シリコンゴムで形成された外皮３０２を有するケーブル３０１が用いられている。
【００８４】
この外装カバー３００のケーブル折れ止め部３０４の内周には、ケーブル３０１の外周面と密着される凸状のシール部２８が形成されてなく、ケーブル折れ止め部３０４とケーブル３０１の外皮３０２が一体的に成型、又は接着することにより互いの境界を防水している。また、ケーブル折れ止め部３０４の外周に固定リング３０３を圧入させることで、ケーブル折れ止め部３０４とケーブル３０１の外皮３０２を介して、芯線３０５を締め付け、外装カバー３００の後端部を固定している。
【００８５】
組み立て手順は、外装カバー３００を第２フレーム１８より後端側で折れ返し、芯線３０５が露出している状態で、前記ケーブル３０１に第２のフレーム１８を取り付け、かつ、芯線３０５にコネクタ１５ｂを接続させた後、コネクタ１５ａとコネクタ１５ｂを接続する。
【００８６】
前記第２のフレーム１８の取り付けやコネクタ１５ａ，１５ｂの接続が終了すると、第２のフレーム１８のフィンガー２２をハーメチックコネクタ８に接触させながら、第１フレーム１０を取付、第２のフレーム１８と第１のフレーム１０の外周に、前記折り返している外装カバー３００を戻して被着させ、かつ、外装カバー３００の先端部のフランジ２６を第１フレーム１０の先端に、光学アダプタ取付部２４で挟持固定させることで、外装カバー３００の内部を防水及び水密性の優れた状態とすることができる。
【００８７】
これにより、前述している防水及び水密性が優れ、内部構造物の構成と形状を合わせたアンダカット形状の金型で製作可能となり、部品間の隙間箇所を最小限にでき、水密シール部を最小化することができるので、防水不良のリスクを減らすことができ、消毒滅菌が容易な撮像装置の提供が可能となった。
【００８８】
なお、上述の説明において、遠隔操作用のスイッチとして、図１と図４は、タクトスイッチ１４を用い、それぞれの外装カバー２５には、タクトスイッチ１４に対応したシャフト３１とボタン部３０を設けた例を説明し、図２と図３は、シーソースイッチ１０２を用い、それぞれの外装カバー１０３と２０３には、シーソースイッチ１０２に対応した形状のボタン部１０４を設けた例を説明したが、いずれのスイッチと外装カバー形状とすることでき、撮像装置に用いるスイッチの形状や操作機能に対応した外装カバーの形状に成形すればよい。
【００８９】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【００９０】
（付記１） 被写体を撮像可能な撮像素子を有する撮像装置において、
前記撮像素子を収納するための硬質なシェル部材と、
前記シェル部材に収納された前記撮像素子に接続されるとともに、前記シェル部から延出されるケーブルと、
前記ケーブルの一部と前記シェル部材とを被覆可能な軟性なエストラマーからなる外装部材と、
前記外装部材に形成され、前記ケーブルの前記一部及び前記シェル部材の外形形状に略一致した内面部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【００９１】
（付記２） 前記シェル部材の外周面との間で前記外装部材を挟むように前記外装部材に係合する第１の係合部材と、
前記ケーブルの外周面との間で前記外装部材を挟むように前記外装部材に係合する第２の係合部材と、
を具備し、前記第１の係合部材と前記シェル部材の外周面との間で挟まれた前記外装部材の第１の被狭部分と、前記第２の係合部材と前記ケーブルの外周面との間で挟まれた前記外装部材の第２の被狭部分とが水密シールを形成していることことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【００９２】
（付記３） 撮像装置において、装置の骨格部分、及び電磁波シールドを形成している硬性のフレーム部分と、このフレーム部分の外側形状にほぼ一致する内面形状を有し、内視鏡装置の略全体を防水に覆う、エラストマー材料よりなる外装とを有していることを特徴とする撮像装置。
【００９３】
（付記４） 外装の光学窓側端とケーブル側端は、外装の内側に位置する部品と、外装の外側に位置する部品とで挟まれる水密シールと、
外装のケーブル側端部は、ケーブル保護部を兼ねた部分の外周にはめられるリング状部材によって、周方向に圧縮されて、内部を挿通しているケーブルとの水密シールと、を構成することを特徴とした撮像装置。
【００９４】
（付記５） 信号ケーブルの最外層を覆う外皮と、カメラヘッド後端のケーブル折れ止め部からカメラヘッド先端近傍まで伸張する外装とが、一体的に成型されていることを特徴とした撮像装置。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の撮像装置は、内部構造物の形状に合わせたアンダーカット形状の金型で外装の製作が可能で、水密シール部、スイッチボタン、ケーブル折れ止め部等が一体的に成型できるので、外観部品同士の境界を少なくでき、防水及び水密性に優れ、消毒滅菌処理が容易な内視鏡用の撮像装置の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…カメラヘッド部
２…固体撮像素子（ＣＣＤ）
４…ＣＣＤ枠
５…光学フィルタ
６…気密パッケージ枠
７…サファイア窓
８…ハーメチックコネクタ
９…第１のフレキシブル基板
１０…第１のフレーム
１２…第２のフレキシブル基板
１３…舌辺
１４…タクトスイッチ
１５…コネクタ
１６…ケーブル
１８…第２のフレーム
１９…ケーブル保持部
２５…外装カバー
Claims (4)
- 被写体を撮像可能な撮像素子を収納する硬質なシェル部材と、
前記シェル部材に収納された前記撮像素子に接続され、前記シェル部材から延出されるケーブルと、
前記ケーブルの一部と前記シェル部材とを一体に覆い、前記シェル部材を覆う先端部に内側に折り曲げられたフランジを備え、前記ケーブルを覆う後端部に前記ケーブルを保護するケーブル折れ止め部を備え、当該ケーブル折れ止め部の外周面に固定リングが設けられる軟性なエストラマーからなる操作者が把持するための外装部材と、
前記ケーブルと前記ケーブル折れ止め部との間を防水するため、前記固定リングに囲まれるように位置するシール部と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - さらに、
前記外装部材の前記フランジを前記シェル部材に挟持固定する第１の係合部材と、
前記外装部材の前記ケーブル折れ止め部を前記ケーブルに固定する第２の係合部材と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。 - 前記外装部材は、前記ケーブル折れ止め部の内周面に、リング状に凸形形状のシール部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
- 前記外装部材の内側形状は、前記シェル部材の外形形状とほぼ等しい形状であることを特徴とする請求項請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
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