JP5041925B2 - 撮像ユニット - Google Patents

Description

本発明は、撮像ユニットに関し、特に、内視鏡の先端部に配置される撮影光を屈折反射する光学反射部材を備えた撮像ユニットに関する。

近年、内視鏡は、医療用分野及び工業用分野で広く用いられるようになった。また、このような内視鏡の中には、イメージファイバを用いて観察像を接眼レンズにて観察する従来からのファイバースコープ型の内視鏡、或いは内視鏡先端部、内視鏡操作部などに固体撮像素子を配して、モニタに観察画像を表示させる電子内視鏡がある。

従来の電子内視鏡には、例えば、特許文献１、及び特許文献２に開示されるように、細形化のため、先端部内のスペースを有効利用するため、撮影光をプリズムにて略直交する方向へ屈折反射させて、先端部の長手軸に沿った平行な位置にて撮影光を結像する固体撮像素子の受光面を配置する構造が用いられているものがある。

これら従来の撮像ユニットは、２つのプリズムの反射面が形成された斜面に当接、或いは固着された補強部材、或いはプリズム保持台が配設されている。これら従来の撮像ユニットは、補強部材、或いはプリズム保持台が内視鏡の先端部にビス固定されることで、内視鏡の先端部に固定配置されている。
特開昭６１−２５４９１７号公報 特開平４−３１７６２２号公報

しかしながら、従来の内視鏡の先端部構造では、製造時に撮像ユニットのプリズムが撮影光を屈折反射する反射面が露出した状態で組みつけられる。

このように、プリズムの反射面が露出した状態で、先端部に撮像ユニットを製造時、或いはメンテナンス時における組み付け作業の際、この反射面に傷が付かないように、慎重に組み付ける必要があり、組み付け時間を要する等の問題が生じていた。また、プリズム自体は、ガラス材により形成されている構成が殆どであり、製造時、或いはメンテナンス時の組み付け過程の際、他の部品に接触等して欠損してしまうという虞もある。

さらに、内視鏡等の医療装置は、医療機器特有の滅菌処理（オートクレーブ処理）の際、急遽な高低差のある温度差環境に晒される。このとき、プリズムと、その反射面に面接合させている従来の上記補強部材、或いは上記プリズム保持台との膨張度合いが異なるため、プリズムの反射面に不要な負荷がかかり、時には、接合面が剥離等して損傷して、プリズムの光学性能に支障をきたす虞がある。

また、従来の上記補強部材、或いは上記プリズム保持台は、固定ネジにより、内視鏡の先端部に固定されており、この固定ネジの締付け度合いにより、プリズムとの接合面に不要な負荷がかかり、プリズムの反射面に傷を付けたり、破損したりする虞がある。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮影光を屈折反射させる光学部品を備えた電子内視鏡において、この光学部品を含む撮像ユニットの組み付け性を向上させると共に、多様な環境下においても、光学部品が損傷を防止する撮像ユニットを実現することである。

上記目的を達成するために本発明による一態様の撮像ユニットは、光学反射部材の反射面に屈折反射された撮影光を受光する受光部が配された撮像素子を備え、上記撮影光が上記反射面により上記受光部に屈折入射する該反射面内の少なくとも有効反射面の領域を面接合して保護し、上記光学反射部材と接合された状態において、上記反射面の輪郭に沿った上記光学反射部材の周囲の面と同一面内の連続した面を有して上記光学反射部材と周囲の外形状が同一形状とし、上記光学反射部材の下面と平行な上面および上記光学反射部材の前面と平行な後面を備えた保護部材を具備する。

本発明によれば、撮影光を屈折反射させる光学部品を備えた電子内視鏡において、この光学部品を含む撮像ユニットの組み付け性を向上させると共に、多様な環境下においても、光学部品が損傷を防止する撮像ユニットを実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、本発明の実施の形態においては、体腔内に挿入して、生体組織を観察する医療装置である内視鏡装置を用いて、以下に説明する。

（第１の実施の形態）
先ず、図１から図８を用いて、第１の実施の形態の撮像ユニットについて説明する。
図１から図８は、第１の実施の形態に係り、図１は電子内視鏡システムの構成を示す図、図２は電子内視鏡の先端部の断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った電子内視鏡の先端部の断面図、図４は撮像ユニットの分解斜視図、図５は図４から組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図、図６は撮像ユニットの正面図、図７は断面により図示されたユニット保持枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す上面図、図８は断面により図示されたユニット保持枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す右側面図である。

図１に示すように、電子内視鏡システム１は、電子内視鏡（以下、単に内視鏡という）２と、光源装置３と、ビデオプロセッサ４と、モニタ５と、によって構成されている。
本実施の形態の内視鏡２は、細長な挿入部６と、この挿入部６の基端に連設された操作部７と、を有している。この内視鏡２の挿入部６は、先端に設けられた先端部８と、この先端部８の基端側に設けられ、複数の湾曲駒にて構成した湾曲自在の湾曲部９と、この湾曲部９の基端側に設けられた長尺で可撓性を有する可撓管部１０と、を有している。

先端部８には、後述する撮像装置が内蔵されている。この撮像装置は、上記先端部８に配設される対物光学系により結像された光学像を光電変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を有している。

そして、内視鏡２は、操作部７の側部より、後述するライトガイドバンドル等の照明光伝達手段等が内挿されたユニバーサルコード１５が延出している。このユニバーサルコード１５は、端部に設けられたライトガイドコネクタ１６を介して光源装置３と着脱自在に接続される。

また、内視鏡２は、ライトガイドコネクタ１６の側部より延出する信号ケーブルであるスコープケーブル１７の端部に設けられた電気コネクタ１８を介してビデオプロセッサ４と着脱自在に接続される。尚、ビデオプロセッサ４は、図示しないＶＴＲデッキ、ビデオプリンタ、ビデオディスク等の周辺機器が接続自在である。

操作部７には、ここでは２つの略円盤状の湾曲操作ノブ１１が設けられている。これら湾曲操作ノブ１１は、回動操作されることにより、湾曲部９が４方向、或いは２方向へ湾曲する構成となっている。また、操作部７には、複数のスイッチ１２，１３が配設されている。これらのスイッチ１２，１３は、所定の内視鏡機能を実行する際に操作されるものである。

また、操作部７は、先端近傍の側部に、生検鉗子、レーザープローブ等の処置具を挿入する処置具挿入口１４が設けられている。処置具挿入口１４に処置具が挿入された内視鏡２は、内部に配設された処置具挿通用チャンネルを経て処置具の先端処置部を突出させ、例えば、処置具の１つである生検鉗子により患部組織を採取する生検等を行うことができる。

本実施の形態の光源装置３は、ハロゲンランプなどが内蔵され、このハロゲンランプからの光を接続された内視鏡２へ照明光として供給するための装置である。

また、ビデオプロセッサ４は、上述の先端部８内に設けられる撮像装置に電源を供給し、撮像装置の撮像素子から光電変換された映像信号が入力される装置である。すなわち、ビデオプロセッサ４は、撮像素子で撮像された映像信号の信号処理、撮像素子のゲインの調整などの制御、及び駆動を行う駆動信号の出力を行う。

モニタ５は、接続されるビデオプロセッサ４から出力された映像信号を受けて内視鏡画像を表示するためのものである。本実施の形態のモニタ５には、電子的なマスクがかけられる四隅が切り取られた８角形状の内視鏡画像がモニタ画面５ａに表示される構成となっている。

次に、本実施の形態の内視鏡２の先端部８の構造について図２から図８を用いて詳しく説明する。
先ず、図２に示すように、内視鏡２の先端部８は、合成樹脂などから形成された先端カバー２２が被覆され、内部に複数の孔部が形成された略円柱状の金属性の先端部本体を構成する先端枠２１が配設されている。

この先端枠２１内には、処置具挿通用チャンネル２４の先端部分を構成しているチャンネル管路２３と、光源装置３（図１参照）からの照明光を伝送するライトガイドバンドル２７と、撮像ユニット３０と、が嵌挿配置されている。

チャンネル管路２３は、図示しないが先端部８の先端面にて開口しており、処置具挿通用チャンネル２４が操作部７の処置具挿入口１４（図１参照）まで連通した構成となっている。

ライトガイドバンドル２７は、先端部８内において、金属性のライトガイド保持管２６内に配設されると共に、このライトガイド保持管２６の周囲からライトガイドコネクタ１６（図１参照）まで軟性チューブ２５内に配設されている。
尚、チャンネル管路２３、及びライトガイド保持管２６は、先端枠２１に図示しないビス等により固定されている。

次に、先端部８内に配設される撮像ユニット３０について説明する。
図３に示すように、撮像ユニット３０は、対物レンズ群４１と、これら対物レンズ群４１を保持するレンズ保持枠４２と、このレンズ保持枠４２に外嵌固定されたユニット保持枠４０と、カバーガラス３１と、このカバーガラス３１の後面と前面が接合された光学反射部材であるプリズム３２と、このプリズム３２の反射面に接合された保護部材３３と、プリズム３２の、図３では下面に接合された固体撮像素子３４と、電子部品３７等が実装され、固体撮像素子３４に電気的に接続された基板３６と、によって主に構成されている。

レンズ保持枠４２は、先端枠２１に嵌合固定されており、基端外周部分にユニット保持枠４０が外挿固定されている。ユニット保持枠４０は、基端側内部にカバーガラス３１が挿設され、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４を略内包している。

ユニット保持枠４０の基端部分外周には、内包されるプリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４の周囲を覆う補強枠部材３９の先端部分が外嵌固定されている。この補強枠部材３９は、断面８角形の金属性の筒部材である（図２参照）。

尚、本実施の形態の固体撮像素子３４は、撮影光を光電変換するＣＭＯＳ、ＣＣＤ等のイメージセンサが用いられ、プリズム３２により反射された撮影光を受光する受光部３５を有している。この受光部３５は、図３では、プリズム３２の下面に対向する固体撮像素子３４の上面に位置している。

また、固体撮像素子３４には、図１に示した、ユニバーサルコード１５のライトガイドコネクタ１６まで、挿通配置された撮像信号通信ケーブル３８の一端が電気的に接続されている。すなわち、固体撮像素子３４の受光部３５に入射された撮影光から光電変換された撮像信号は、撮像信号通信ケーブル３８を介して、ライトガイドコネクタ１６に伝送され、スコープケーブル１７の電気コネクタ１８を介してビデオプロセッサ４に出力される。そして、この撮像信号は、ビデオプロセッサ４によって、映像処理が施されて、モニタ５のモニタ画面５ａに内視鏡画像として表示される。

ここで、図４、及び図５を用いて、カバーガラス３１、プリズム３２、及び保護部材３３の構成と、これら互いを接合した後、固体撮像素子３４へ所定の位置へ接合する構成について詳しく説明する。
図４に示すように、カバーガラス３１は、略円柱形状をしており、その後面がプリズム３２の前面に接着される。
プリズム３２は、後面が斜面となって内部に導光された撮影光を下方へ屈折させる反射面４８を有し、上部側の両側角部が切り欠いた面取り部であるテーパ面３２ａが形成されている。

保護部材３３は、本実施の形態において、プリズム３２と同一材質、或は同様な線膨張係数（熱膨張係数）の光透過性のある透明なガラス部材から形成されている。この保護部材３３は、前面がプリズム３２の反射面４８と面接合できるように同一な角度に斜面形成され、プリズム３２のテーパ面３２ａと同一面内にある上部側の両側角部が切り欠いた面取り部であるテーパ面３３ａが形成されている。

これらテーパ面３２ａ，３３ａは、周囲を所定の距離だけ離間して覆うユニット保持枠４０、及び補強枠部材３９の形状に合わせられたものであり、先端部８の先端枠２１内への撮像ユニット３０の設置スペースを小さくして、限られたスペース内に効率良く他の部品を配列させるため、プリズム３２と保護部材３３の撮影光に対して光学的に不要とされる上部側の２つの角部分を削り取って構成したものである。

尚、この保護部材３３は、プリズム３２の上面、下面、側面、及びテーパ面３２ａにて構成される側部側の全ての面に対応する夫々の面、及び端部分（上面、下端部、側面、及びテーパ面３３ａ）が同一面内、つまり、段差の無い連続した面となる形状が設定されている。すなわち、プリズム３２と保護部材３３は、反射面４８にて接合された上下側部全ての周囲形状が同一となる１つのブロック体を構成している。

尚、保護部材３３は、プリズム３２の反射面４８に接合される斜面である接合面が後面部３３ｃまで形成されているため、下面を有しておらず、プリズム３２の下面と同一面内に一致して配置された部分が接合面と後面部３３ｃにより形成された下端部となる。

また、本実施の形態の保護部材３３は、図４、及び図５に示すように、接合されたプリズム３２の上面と同一面内の上面部３３ｂが設定されると共に、プリズム３２の前面と平行な後面部３３ｃが設定されている。

換言すると、保護部材３３は、プリズム３２の下面と略平行となり、このプリズム３２の下面と接合される受光部３５が配された固体撮像素子３４の受光面と平行な面となる上面部３３ｂを有している。さらに、保護部材３３は、プリズム３２の前面に接合されるカバーガラス３１を介して、プリズム３２へ入射される撮影物点からの撮影光軸Ｏに直交した面となる基端側の後面部３３ｃを有している。

そして、これらカバーガラス３１の後面とプリズム３２の前面、及びプリズム３２の反射面４８と保護部材３３の前面は、硬化時間が短い、例えば、紫外線硬化型接着剤、或いは紫外線硬化熱硬化併用型接着剤（以下、端にＵＶ接着剤と略記する）により接合される。

すなわち、本実施の形態では、保護部材３３が透明なガラス部材により形成されているため、プリズム３２の不透明な反射面４８と保護部材３３との接着を接合面に塗布したＵＶ接着剤に対し、透明な保護部材３３を透過させて紫外線を照射することにより行える。尚、プリズム３２と保護部材３３とは、ＵＶ接着剤にて互いが接合された後、全体形状を所定の形状に切削加工するようにしても良い。

また、プリズム３２と一体となって接合している、本実施の形態の保護部材３３がプリズム３２の前面に平行な後面部３３ｃを有しているため、光学的な芯出しの際に、プリズム３２側が把持し易くなり、カバーガラス３１の後面とプリズム３２の前面の接合における組み付け性が非常に良くなる利点がある。

尚、保護部材３３は、好ましくは、プリズム３２と同一材質となる同一の線膨張係数（熱膨張係数）で形成したほうが良いが、これに限定されること無く、不透明な材質、例えば、プリズム３２の線膨張係数（熱膨張係数）に近似する合成樹脂、或いは金属でも良い。この場合、プリズム３２と保護部材３３の接合において、紫外線の照射が必要なＵＶ接着剤を用いることができないため、熱硬化型接着剤が用いられる。

また、プリズム３２は、反射面４８によって屈折した撮影光が固体撮像素子３４の受光部３５の所定の位置で受光するように光学的な芯出しが行われ、位置決め接着固定される。つまり、このプリズム３２の下面が、図５に示すように、固体撮像素子３４上に、例えばＵＶ接着剤により接合される。

このとき、本実施の形態では、プリズム３２と一体的に接合された保護部材３３がプリズム３２の下面と平行な上面部３３ｂを備えているため、プリズム３２の下面と固体撮像素子の受光部３５が配された面との接合において、光学的な芯出しの際に、プリズム３２側が把持し易くなるため、押さえつけ易く、組み付け性が非常に良くなるという利点がある。

また、プリズム３２の反射面４８は、蒸着等により表面に付着させる薄膜であるミラー膜が形成されている。この反射面４８により屈折反射された撮影光は、固体撮像素子３４の受光部３５で受光される。また、反射面４８には、固体撮像素子３４にて受光した撮影光が光電変換されて電子的マスクが施され、図１に示した、モニタ５のモニタ画面５ａに表示する８角形の撮影範囲を有効的に反射する８角形の領域である、図６に示すような有効反射面４５が設定されている。

さらに、本実施の形態では、プリズム３２と固体撮像素子３４との接合において、図５に示すように、プリズム３２の前面の位置に対して、固体撮像素子３４の前方側の端面の位置が所定の長さＬ１だけ後方に位置している。

以上説明したように夫々が接合されて組み付けられた、カバーガラス３１、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４は、図７、及び図８に示すように、ユニット保持枠４０に内包されるように後方から、先ず、カバーガラス３１が挿嵌される。また、固体撮像素子３４には、図７、及び図８には図示していないが、図３にて示した、電子部品３７が実装され、撮像信号通信ケーブル３８の素線が半田等により接合された基板３６が電気的に接続される。

組みつけられたカバーガラス３１、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４は、ユニット保持枠４０への固定時において、プリズム３２のカバーガラス３１が接合されていない前面のプリズム側接合面５１が、図７、及び図８に示す、ユニット保持枠４０のカバーガラス３１が挿嵌される基端部分に形成された段部の保持枠側接合面５２に当接することにより位置決めされる。

本実施の形態においては、プリズム側接合面５１と保持枠側接合面５２とが例えば、ＵＶ接着剤により固着され、こうして、組みつけられたカバーガラス３１、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４がユニット保持枠４０へ固着される。

また、本実施の形態では、プリズム３２の前面の位置に対して、固体撮像素子３４の前方側の端面の位置が所定の長さＬ１だけ後方に位置しているため、固体撮像素子３４がユニット保持枠４０への接触が防止された構成となっている。これにより、固体撮像素子３４は、金属性のユニット保持枠４０との絶縁が保たれた構成となり、電気的な短絡が防止された状態で組み付けられる。

尚、ユニット保持枠４０、及び補強枠部材３９の内部に、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４の周囲に熱硬化型の充填材を設けても良い。

以上に説明したように、本実施の形態の電子内視鏡２の先端部８構造は、プリズム３２の反射面４８を露出させないように、保護部材３３を反射面４８全面と面接合させることで、撮像ユニット３０の組み立て時、メンテナンス時などの際に反射面４８が保護部材に覆われた状態となり直接に他の部品などに触れることが無いため、プリズム３２の反射面４８に傷が付いたり、欠けてしまったりという損傷を防止することができる。

さらに、本実施の形態の保護部材３３は、プリズム３２と同一のガラス材質等により形成することで、特に、使用前後に行われる高温高圧滅菌装置によるオートクレーブ処理される内視鏡２などの医療装置において、プリズム３２との接着接合部分の剥離を抑制することができる。つまり、保護部材３３は、プリズム３２と同一、或いは近似した線膨張係数（熱膨張係数）の材質にて形成することで、常温から高温、高温から常温への膨張収縮度合いがプリズム３２と略同じとなる。そのため、接着により接合されたプリズム３２と保護部材３３との接合面が剥離し難く、プリズム３２の反射面４８が損傷することが防止される。さらに、プリズム３２と保護部材３３は、固体撮像素子３４と同一、或いは近似した熱膨張係数（線膨張係数）の材質にて形成することで、常温から高温、高温から常温への膨張収縮度合いが固体撮像素子３４と略同じとなる。そのため、接着により接合されたプリズム３２と固体撮像素子３４との接合面が剥離し難く、撮像ユニット３０が損傷することが防止される。

また、本実施の形態の保護部材３３は、透明な材質にて形成することにより、プリズム３２の反射面４８との面接合において、ＵＶ接着剤を用いて固着することができる。これにより、互いの芯合わせ位置を特定した後、熱硬化型接着剤などよりも接合時の硬化時間が短縮され、夫々を保持している時間を短縮することができるため、プリズム３２と保護部材３３を短時間で固着させることができ、組み付け時の所定の光学性能を維持し易い構成となる。

さらに、互いが接合されたプリズム３２と保護部材３３は、反射面４８にて接合された上下側部全ての周囲形状とプリズム３２の周囲形状とが同一となった１つのブロック体となっており、特に、プリズム３２の下面と平行な上面部３３ｂ、及びプリズム３２の前面と平行な後面部３３ｃを備えているため、把持し易い形状となると共に、接合する他の部品へ押さえ付け易い構成となっている。

また、プリズム３２と保護部材３３は、上面と両側面との角部にテーパ面３２ａ，３３ａが形成されている。これにより、細形化が望まれている先端部８内の限られたスペース内に撮像ユニット３０、及び他の内蔵部品を効率よく配置することができる。

尚、本実施の形態では、プリズム３２の前面に対して、接合された固体撮像素子３４の先端側の端面が長さＬ１で離間する位置で、プリズム３２と固体撮像素子３４が接合された構成により、固体撮像素子３４がユニット保持枠４０に干渉しないようにしている。そのため、固体撮像素子３４は、他の金属部品（ユニット保持枠４０）との絶縁性が保たれた状態で組みつけられている。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の撮像ユニットにおける、第２の実施の形態について、図９〜図１６を用いて、以下に詳しく説明する。尚、以下の説明において、上述した第１の実施の形態と同一の各種構成について、同じ符号を用いて、それらの詳しい説明を省略する。
また、図９〜図１６は、本発明の第２の実施の形態に係り、図９は撮像ユニットの一部を示す上面図、図１０は撮像ユニットの一部を示す右側面図、図１１は組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図、図１２は断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す正面図、図１３は第１の変形例の撮像ユニットの一部を示す右側面図、図１４は図１３の矢視ＸＩＶに対応した撮像ユニットの後方を示す背面図、図１５は第２の変形例の撮像ユニットの一部を示す右側面図、図１６は断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された、図１５の撮像ユニットの一部を示す正面図である。

本実施の形態では、プリズム３２に接合される保護部材３３の形状のみが第１の実施の形態と異なる構成となっている。

図９〜図１１に示すように、本実施の形態の保護部材３３は、プリズム３２の上面、側面、及びテーパ面３２ａにて構成される固体撮像素子３４に接合される下面を除いた側部側の面に対応する夫々の面（上面、側面、及びテーパ面３３ａ）が長さｄ１だけ外形側に大きく設定されている。換言すると、保護部材３３は、その下面がプリズム３２の下面と同じ面内となるように、面位置が合った状態において、上面、側面、及びテーパ面３３ａがプリズム３２の上面、側面、及びテーパ面３２ａから長さｄ１だけ厚くなるように外形が設定されている。

そして、図１１に示す、一体的に組み付けられたカバーガラス３１、プリズム３２、保護部材３３、及び固体撮像素子３４は、図１２に示すように、第１の実施の形態と同様に、ユニット保持枠４０内に接合され、補強枠部材３９に覆われる。

このとき、保護部材３３は、プリズム３２に対向するユニット保持枠４０の内面に干渉（接触）、つまり当接することのないように、下面を除く外側周囲がプリズム３２よりも長さｄ１だけ厚く設定されている。例えば、図１２に示すように、対向しているプリズム３２の外形面とユニット保持枠４０の内形面との隙間の距離（長さ）をｄ２とすると、保護部材３３の上記長さｄ１は、該距離（長さ）ｄ２よりも短く（ｄ１＜ｄ２）設定されている。

尚、説明するまでもないが、保護部材３３の上記長さｄ１は、ユニット保持枠４０に外嵌する補強枠部材３９とも干渉（接触）することはない。すなわち、例えば、図１２に示すように、対向しているプリズム３２の外形面と補強枠部材３９の内形面との隙間の距離（長さ）をｄ３とすると、保護部材３３の上記長さｄ１は、該距離（長さ）ｄ３よりも短く（ｄ１＜ｄ３）設定されていることは勿論である。

すなわち、保護部材３３は、プリズム３２の露出している外形表面とユニット保持枠４０の内形表面との隙間の範囲内で、プリズム３２の上面、側面、及びテーパ面３２ａよりも大きな外形面（上面、側面、及びテーパ面３３ａ）を有している。また、プリズム３２の反射面４８は、全体が保護部材３３に面接合されていることは第１の実施の形態と同じである。

以上説明した本実施の形態では、第１の実施の形態の効果に加え、撮像ユニット３０の組み立て時、メンテナンス時などの際に、仮に、他の部品等にプリズム３２、及び保護部材３３が一体となった部品が接触した場合、プリズム３２よりも先に、保護部材３３の外形部が他の部品等に接触することが多くなるため、プリズム３２自体の損傷をさらに防止できるという利点がある。

特に、プリズム３２の屈折反射のための反射面４８を保護することが重要であり、反射面４８の周囲に面接合されている保護部材３３が外形側に突起させた構成となっている。つまり、本実施の形態の電子内視鏡２の先端部８構造は、保護部材３３によって、組み立て時、メンテナンス時などの際に、プリズム３２の反射面４８近傍部分が他の部品と接触することがないため、反射面４８を十分に保護できる。

尚、図１３、及び図１４に示すように、保護部材３３のプリズム３２の反射面４８に接合する接合面と後面部３３ｃにより形成された下端部分が固体撮像素子３４のプリズム３２と接合される上面から所定の長さｈ１の隙間ができるように切り欠かれている。

保護部材３３の下端部が切り欠いて、固体撮像素子３４との所定の長さｈ１の隙間を設けることにより、保護部材３３が一体的に接合されたプリズム３２と固体撮像素子３４との接合時に、保護部材３３が固体撮像素子３４に接触することが無い。つまり、保護部材３３により、固体撮像素子３４への応力が加えられることがないため、プリズム３２と固体撮像素子３４との接合を確実に行えると共に、プリズム３２と保護部材３３、及びプリズム３２と固体撮像素子３４の夫々の接合面の剥離が防止される。

また、プリズム３２を固体撮像素子３４の受光部３５が設けられた面に接合する光学的な芯合わせの位置Ｐを特定し易くなる。つまり、固体撮像素子３４の受光部３５からの距離を計測し、プリズム３２の下面の後端部を所定の光学性能を特定する固体撮像素子３４上の位置Ｐに合わせることが容易となる。

さらに、図１５、及び図１６に示すように、プリズム３２よりも外形方向に突起した部分の保護部材３３の下方の両角部を切り欠いた面取り部であるテーパ面３３ｄを形成しても良い。

このように、保護部材３３の四隅を面取りして、テーパ面３３ｂ，３３ｄを形成することによって、図１６に示すように、本実施の形態では、補強枠部材３９が保護部材３３の外形に合わせて小さくすることができ、撮像ユニット３０の外側形状をさらに小型化とすることができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の撮像ユニットにおける、第３の実施の形態について、図１７〜図２０を用いて、以下に詳しく説明する。尚、以下の説明においても、上述した第１の実施の形態と同一の各種構成について、同じ符号を用いて、それらの詳しい説明を省略する。
また、図１７〜図２０は、本発明の第３の実施の形態に係り、図１７は撮像ユニットの一部を示す上面図、図１８は撮像ユニットの一部を示す右側面図、図１９は組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図、図２０は図１８の矢視ＸＸに対応した平面図である。

本実施の形態では、プリズム３２に接合される保護部材３３の形状が第１の実施の形態と異なる構成となっており、プリズム３２との接合面が反射面４８よりも小さく、反射面４８内の有効反射面４５よりも大きい面積となっている。

具体的には、図１７から図１９に示すように、保護部材３３は、プリズム３２の反射面４８内の有効反射面４５の面積よりも大きく、反射面４８よりも小さな面積を有した接合面がプリズム３２の有効反射面４５を覆うように接合されている。

また、本実施の形態では、保護部材３３は、プリズム３２の上面、及び下面と面位置が合わされており、側面間の幅がプリズム３２の幅、つまり、反射面４８の幅よりも小さいものとなっている。つまり、保護部材３３は、図２０に示すように、少なくともプリズム３２の有効反射面４５の範囲を覆うように反射面４８と接合される。

つまり、保護部材３３は、撮影に際して、モニタ５のモニタ画面５ａに表示する８角形の撮影範囲を有効的に反射する有効反射面４５を少なくとも保護する構成となっている。

その結果、本実施の形態の電子内視鏡２の先端部８構造は、少なくとも、モニタ５のモニタ画面５ａに表示する撮影範囲を屈折するプリズム３２の有効反射面４５を露出させないように、保護部材３３を反射面４８と面接合させることで、撮像ユニット３０の組み立て時、メンテナンス時などの際に保護部材に覆われた有効反射面４５が直接に他の部品などに触れることが無いため、傷が付いたり、欠けてしまったりという損傷を防止することができる。

以上の各実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施の形態に係る電子内視鏡システムの構成を示す図 同、電子内視鏡の先端部の断面図 同、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った電子内視鏡の先端部の断面図 同、撮像ユニットの分解斜視図 同、図４から組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図 同、撮像ユニットの正面図 同、断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す上面図 同、断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す右側面図 本発明の第２の実施の形態に係る撮像ユニットの一部を示す上面図 同、撮像ユニットの一部を示す右側面図 同、組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図 同、断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された撮像ユニットの一部を示す正面図 同、第１の変形例の撮像ユニットの一部を示す右側面図 同、図１３の矢視ＸＩＶに対応した撮像ユニットの後方を示す背面図 同、第２の変形例の撮像ユニットの一部を示す右側面図 同、断面により図示されたレンズ枠、及び補強枠内に固着された、図１５の撮像ユニットの一部を示す正面図 本発明の第２の実施の形態に係る撮像ユニットの一部を示す上面図 同、撮像ユニットの一部を示す右側面図 同、組み付け後の撮像ユニットの一部を後方右側から見た斜視図 同、図１８の矢視ＸＸに対応したプリズム、及び保護部材を示す平面図

符号の説明

１…電子内視鏡システム
２…電子内視鏡
５…モニタ
５ａ…モニタ画面
６…挿入部
８…先端部
２１…先端枠
３０…撮像ユニット
３１…カバーガラス
３２ａ，３３ａ，３３ｄ…テーパ面
３３ｃ…後面部
３３ｂ…上面部
３３…保護部材
３４…固体撮像素子
３５…受光部
３９…補強枠部材
４０…ユニット保持枠
４１…対物レンズ群
４５…有効反射面
４８…反射面
５１…プリズム側接合面
５２…保持枠側接合面
Ｏ…撮影光軸
Ｐ…位置

Claims (10)

1. 光学反射部材の反射面に屈折反射された撮影光を受光する受光部が配された撮像素子を備えた撮像ユニットにおいて、
   上記撮影光が上記反射面により上記受光部に屈折入射する該反射面内の少なくとも有効反射面の領域を面接合して保護し、上記光学反射部材と接合された状態において、上記反射面の輪郭に沿った上記光学反射部材の周囲の面と同一面内の連続した面を有して上記光学反射部材と周囲の外形状が同一形状とし、上記光学反射部材の下面と平行な上面および上記光学反射部材の前面と平行な後面を備えた保護部材を具備することを特徴とする撮像ユニット。
2. 上記保護部材は、上記光学反射部材と略同一な熱膨張係数の材質から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 上記光学反射部材と上記保護部材は、上記固体撮像素子と略同一な熱膨張係数の材質から形成されていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 上記保護部材は、光透過性のある材質により形成され、上記プリズムと紫外線硬化型接着剤、或いは紫外線硬化熱硬化併用型接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の撮像ユニット。
5. 上記保護部材は、上記光学反射部材と上記固体撮像素子との接合面から所定の距離だけ隙間を有するように、上記光学反射部材に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の撮像ユニット。
6. 上記保護部材、及び上記光学反射部材は、上記固体撮像素子に離反する両側角部が切り欠かれた面取り部を有していることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の撮像ユニット。
7. 上記保護部材は、上記光学反射部材が上記固体撮像素子と接合される方向の両側角部が切り欠かれた面取り部を有していることを特徴とする請求項６に記載の撮像ユニット。
8. 上記保護部材は、上記光学反射部材と同一材質のガラス材から形成されていることを特徴とする請求項２、又は請求項３に記載の撮像ユニット。
9. 上記保護部材は、上記固体撮像素子に接合される上記光学反射部材の接合面と平行な面を備えたことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の撮像ユニット。
10. 上記保護部材は、上記撮影光が入射される物点側の前面と平行な面を備えたことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の撮像ユニット。

Images