JP6266091B2 - 内視鏡用撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡用撮像装置に係り、特に軟性鏡の内視鏡挿入部の先端部等の被観察部位の撮像を行う内視鏡の撮像部に搭載される内視鏡用撮像装置であって、内視鏡の撮像部の小型化に寄与する内視鏡用撮像装置に関する。

内視鏡用撮像装置は、内視鏡の体腔内に挿入される長尺状の挿入部の先端部（以下、内視鏡の挿入部及び先端部を内視鏡挿入部及び内視鏡先端部という）に搭載され、体腔内の画像を撮影する装置である。この内視鏡用撮像装置は、内視鏡観察部位から像光を結像する対物光学系と、対物光学系により結像された光像を電気信号である撮像信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサなどの固体撮像素子を有する。

このような内視鏡用撮像装置において、対物光学系の光軸に対して固体撮像素子の撮像面を直交に配置すると、固体撮像素子や周辺回路の電子部品を実装する基板を配置するためのスペースを対物光学系の光軸に対して直交する方向（径方向）に確保する必要がある。そのため、内視鏡先端部の直径が大きくなる。そこで、従来では、特許文献１に開示されているように、対物光学系の光軸に対して平行に固体撮像素子の撮像面を配置するものが知られている。

これによれば、内視鏡先端部の軸線方向（内視鏡挿入部の軸線方向）に沿って光軸が配置された対物光学系に対して基端側に直角プリズムを介して固体撮像素子が配置される。そして、対物光学系を通過した被観察部位からの像光の光路がその直角プリズムにより直角に曲げられ、曲げられた光路に直交する方向に沿って固体撮像素子の撮像面が配置される。これによって、固体撮像素子とその周辺回路の電子部品を実装する基板が対物光学系の光軸に対して平行に配置されるため、内視鏡先端部の直径の小型化（細径化）が図られている。

また、特許文献２には、対物光学系の光軸に対して固体撮像素子の撮像面を直交に配置した内視鏡用撮像装置において、固体撮像素子を実装する基板を先端側（対物光学系側）に折り曲げて対物光学系の鏡筒に接触さ、かつ、その折り曲げた部分に周辺回路の電子部品を実装することによって、固体撮像素子や周辺回路において発生した熱を鏡筒に放熱し、また、省スペース化を図ることが開示されている。

特開２０１２−２１７６０５号公報 特開２０１０−６９２１７号公報

ところで、特許文献２の内視鏡用撮像装置の構成においては、撮像素子が内視鏡先端部の軸線に対して直交する方向に沿って配置されるため、内視鏡先端部の直径は、固体撮像素子の縦横のチップサイズをその直径の円内に包含可能にする大きさが必要となる。特にＣＭＯＳ型の固体撮像素子は、信号処理回路等の周辺回路の一部をオンチップで組み込むことができるという利点があり、その分、大型化するため、特許文献２のような構成を採用しても内視鏡先端部の細径化には限界がある。

その点、特許文献１のように固体撮像素子及び基板を対物光学系の光軸と平行に配置した場合には、それらを内視鏡先端部の軸心付近に配置することによって、内視鏡先端部の直径を固体撮像素子が内包できる最小の大きさにすることが可能であることから内視鏡先端部の細径化において特許文献２の構成よりも有利である。

しかしながら、特許文献１の内視鏡用撮像装置の構成の場合においても、基板を対物光学系の光軸と平行に配置するために内視鏡先端部の軸線方向の長さが特許文献１の構成と比べると長くなるという欠点がある。例えば、一般的な軟性鏡の場合、内視鏡挿入部の内視鏡先端部よりも基端側に、内視鏡用撮像装置による観察方向を変更可能にするために、術者の操作により上下左右に湾曲する湾曲部が設けられる。その湾曲部の湾曲角度を変更して内視鏡先端部の向きを変更する際に、内視鏡先端部が長い程、対物光学系が配置された内視鏡先端部の先端の振り幅が大きくなるため、観察方向の調整が難しくなり、かつ、内視鏡先端部の向きを変更するために必要となる体腔内の間隙も大きくなる。したがって、内視鏡先端部の軸線方向の大きさに関しても径方向の大きさと共に小さくすることが望ましく、特許文献１の内視鏡用撮像装置においても軸線方向の小型化を図ることが好ましい。即ち、内視鏡用撮像装置としては対物光学系の光軸に沿った方向の大きさに関して小型化（長さの短縮化）を図ることが好ましい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、対物光学系の光軸に沿った方向の大きさに関して小型化を図り、内視鏡の撮像部の小型化に寄与することができる内視鏡用撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置は、被観察部位の像光を取り込み結像する対物光学系と、対物光学系を通過した像光の光路の方向を一方向に曲げる反射体と、反射体により曲げられた光路の方向に直交する面に沿って撮像面が配置され、撮像面上に形成された光像を撮像する固体撮像素子と、固体撮像素子と固体撮像素子の駆動に必要な電子部品とが実装される基板であって、固体撮像素子が実装される領域から対物光学系側に延在する領域に電子部品が実装された基板と、を備える。

この態様によれば、対物光学系の光軸に沿った方向に関して、固体撮像素子が実装される領域よりも先端側（対物光学系側）に延在する基板の領域に固体撮像の駆動に必要な電子部品を実装した分、固体撮像素子が実装される領域よりも基端側（対物光学系と反対側）に延在する基板の長さを短くすることができる。したがって、内視鏡用撮像装置として対物光学系の光軸に沿った方向の長さを短縮化するができ、本態様の内視鏡用撮像装置を搭載した内視鏡の撮像部の小型化に寄与することができる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、反射体は、対物光学系を通過した像光の光路の方向を直角に曲げ、撮像面は、対物光学系の光軸に対して平行に配置される態様とすることができる。

本態様によれば、対物光学系の光軸に直交する径方向の小型化にも適した構成となる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、固体撮像素子と電子部品とは、基板の同一面側に実装される態様とすることができる。

本態様によれば、固体撮像素子と電子部品とを基板の異なる面側に配置した場合と比べると、スペース的にも小型化に有利であり、かつ、固体撮像素子と電子部品との間の配線距離も短くすることができる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、基板の固体撮像素子が実装される領域と電子部品が実装される領域とは、基板の撮像面に平行する平坦な板状の領域の範囲内に設けられる態様とすることができる。

本態様によれば、基板を折り曲げる等の特別な加工が不要であり、また、対物光学系の光軸に直交する径方向の小型化にも有利である。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、対物光学系は、複数枚のレンズからなり、複数枚のレンズは鏡筒内に収容保持され、基板に実装される電子部品は、鏡筒と基板との間の間隙に配置される態様とすることができる。

本態様によれば、基板と鏡筒との間のデッドスペースを有効利用して、撮像素子が実装される領域よりも先端側の基板の領域に電子部品が配置され、対物光学系の光軸に直交する径方向の大型化を生じさせないようにすることができる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、反射体は、直角プリズムであり、直角プリズムの直角を挟む２面のうちの一方を入射面、他方を出射面とし、入射面から入射した対物光学系からの像光を直角プリズムの斜面により反射させて出射面から出射し、固体撮像素子には撮像面を覆うカバーガラスが設置され、カバーガラスの表面の一部の領域に直角プリズムの出射面が接合され、カバーガラスの表面の直角プリズムの出射面が接合される領域よりも対物光学系側に突出する領域におけるカバーガラス及び固体撮像素子の厚みに対応して生じる間隙を利用して電子部品が配置される態様とすることができる。

本態様によれば、固体撮像素子にカバーガラスが設置されている場合に、撮像素子とカバーガラスの厚みに対応した間隙が基板と鏡筒との間のデッドスペースとして生じるため、その間隙を有効利用して電子部品が配置され、対物光学系の光軸に直交する径方向の大型化を生じさせないようにすることができる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、固体撮像素子は、ＭＯＳ型の撮像素子であり、電子部品は、固体撮像素子のクロック信号を生成するための振動子又は発振器である態様とすることができる。

本態様によれば、固体撮像素子としてＭＯＳ型の撮像素子を使用した場合に、固体撮像素子の駆動に必要な電子部品としてクロック信号を生成するための振動子又は発振器が基板の固体撮像素子よりも先端側の領域に実装される。その領域には、固体撮像素子の信号の入出力に関する周辺回路等の他の回路の電子部品を配置する必要がないため、固体撮像素子の近傍に振動子又は発振器を実装した理想的な配置とすることができる。

本発明の一態様に係る内視鏡用撮像装置において、対物光学系、反射体、固体撮像素子、及び基板は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に搭載される態様とすることができる。

本態様によれば、内視鏡挿入部の先端部、即ち、内視鏡先端部の小型化を図ることができる。ただし、内視鏡用撮像装置の小型化は内視鏡の撮像部の小型化に寄与し、内視鏡の撮像部の小型化は、内視鏡先端部が湾曲部の先端側に配置される軟性鏡に限らず、多くの種類の内視鏡において有効である。

本発明によれば、対物光学系の光軸に沿った方向の大きさに関して小型化を図ることができ、内視鏡の撮像部の小型化に寄与することができる。

本発明が適用される内視鏡用撮像装置を採用した内視鏡の全体構成図 図１の内視鏡先端部の外観を示した斜視図 図２のＡ−Ａ矢視断面において第１の実施の形態の内視鏡用撮像装置の構成を示した構成図 第１の実施の形態の内視鏡用撮像装置の構成要素を示した構成図 図２のＡ−Ａ矢視断面において比較例とする内視鏡用撮像装置の構成を示した構成図 比較例の内視鏡用撮像装置の構成要素を示した構成図 図２のＡ−Ａ矢視断面において第２の実施の形態の内視鏡用撮像装置の構成を示した構成図 第２の実施の形態の内視鏡用撮像装置の構成要素を示した構成図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明が適用される内視鏡用撮像装置を採用した内視鏡の全体構成図である。

同図の内視鏡１００は、周知の軟性鏡を示し、本体操作部１１と、本体操作部１１に連設され体腔内に挿入される内視鏡挿入部１３とを備える。

本体操作部１１には、ユニバーサルコード１５が延設され、そのユニバーサルコード１５の先端が不図示のコネクタを介して、内視鏡１００に照明光を供給する光源装置や、内視鏡１００から得られた画像の画像処理等を行うプロセッサ装置に接続される。なお、ユニバーサルコード１５のコネクタは、プロセッサ装置と光源装置とが一体の装置であるか別体の装置であるか等に応じて異なる構成を有する。

内視鏡挿入部１３は、本体操作部１１側（基端側）から先端側に向けて順に可撓性を有する軟性部１９、意図した方向に湾曲可能な湾曲部２１、及び硬質な先端部１７で構成される。湾曲部２１は、本体操作部１１のアングルノブ２３及び２５を回動することによって遠隔的に湾曲操作される。これにより、先端部１７を所望の方向に向けることができる。また、先端部１７には後述のように本発明が適用された内視鏡用撮像装置が搭載される。

本体操作部１１には、アングルノブ２３及び２５の他に、送気・送水ボタン、吸引ボタン、シャッターボタン等の各種ボタン２７が並設される。また、本体操作部１１の先端側には鉗子挿入部３１が設けられる。鉗子挿入部３１には鉗子等の処置具が挿入され、鉗子挿入部３１から挿入された処置具は、内視鏡挿入部１３の内部の鉗子チャンネル（鉗子管路）を挿通して内視鏡挿入部１３の先端部１７に形成された鉗子口３３（図２参照）から導出される。

図２は、内視鏡挿入部１３の先端部１７の外観斜視図である。

図２に示すように、内視鏡挿入部１３の先端部位である先端部１７（以下、内視鏡先端部１７という）は、その先端面３５において、観察窓３７と、照明窓３９Ａ及び３９Ｂと、鉗子口３３と、送気・送水ノズル４１とを有する。

観察窓３７は、内視鏡用撮像装置における対物光学系の一部を構成し、被観察部位からの像光を対物光学系に取り込む。対物光学系に取り込まれた像光により結像された被観察部位の光像は、後述の固体撮像素子により電気信号である撮像信号に変換され、内視鏡１００の内部の信号ケーブルを通じて内視鏡１００に接続されたプロセッサ装置に伝送される。

照明窓３９Ａ及び３９Ｂは、内視鏡１００の内部のライトガイドを通じて伝送された照明光を被観察部位に向けて出射する。ライトガイドを伝送する照明光は、内視鏡１００に接続された光源装置から供給される。

送気・送水ノズル４１は、噴出口を観察窓３７に向けて配置されており、本体操作部１１の送気・送水ボタンの操作にしたがって、観察窓３７に送気又は送水を行う。

鉗子口３３は、内視鏡１００の内部の鉗子チャンネルを通じて本体操作部１１の先端側の鉗子挿入部３１に連通しており、上述のように鉗子挿入部３１から挿入された処置具を導出する。

図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面において第１の実施の形態の内視鏡用撮像装置の構成を示した構成図である。なお、内視鏡用撮像装置については断面ではなく側面からみた模式的な図を示す。

図３に示すように、内視鏡先端部１７は、各種部材が組み付けられる枠体として、ステンレス鋼材などの硬質材料からなる先端部本体４３を有する。先端部本体４３の基端側の外周には不図示の金属スリーブが接続され、この金属スリーブには、湾曲部２１（図１参照）に複数連結されて配設される節輪のうちの先端の節輪５６が接続される。そして、その金属スリーブの外周は、先端部本体４３の外周まで延在する外皮チューブ５４で覆われる。先端部本体４３の先端側の外周は外皮チューブ５４の先端と接合された先端カバー５２で覆われる。

先端部本体４３は、内視鏡挿入部１３の軸線方向でもある内視鏡先端部１７の軸線方向に貫通する穿設孔４３ａと穿設孔４３ｂを有する。

穿設孔４３ａには、第１の実施の形態の内視鏡用撮像装置である撮像装置６０の鏡筒６２が嵌挿されて固定され、鏡筒６２に収容保持された対物光学系６２ａの最前段の観察窓３７が図２のように先端面３５の位置に配置される。

穿設孔４３ｂには、鉗子挿入部３１から鉗子チャンネルとして繋がる管路の先端部である鉗子パイプ４９が嵌挿されて固定され、その鉗子パイプ４９の先端開口が図２の鉗子口３３として先端面３５に配置される。

また、先端部本体４３には、図２に示した送気・送水ノズル４１に接続される送気・送水管５１や、照明窓３９Ａ及び３９Ｂに照明光を伝送する不図示のライトガイド等の部材が固持される。

次に、第１の実施の形態の内視鏡用撮像装置である撮像装置６０の構成について説明する。図４は、図３の内視鏡先端部１７のうち、撮像装置６０の構成要素のみを示した構成図であり、撮像装置６０の鏡筒６２の先端側を省略して示した図である。

図３及び図４に示すように撮像装置６０は、鏡筒６２、直角プリズム６４、固体撮像素子７０（以下、撮像素子７０という）、及び基板６８等を有する。

鏡筒６２は、被観察部位の像光を取り込み結像する対物光学系６２ａを構成する複数枚のレンズを収容保持しており、上述のように先端部本体４３の穿設孔４３ａに嵌挿されて固定される。なお、対物光学系６２ａには観察窓３７も含まれるものとする。

直角プリズム６４は、鏡筒６２の対物光学系を通過した像光の光路の方向を一方向に曲げる反射体の一形態であり、対物光学系を通過した像光の光路を直角に曲げる。

即ち、直角プリズム６４は、周知のように互いに直角に交差する２面に沿って配置された入射面６４ａと出射面６４ｂ（直角プリズム６４の直角を挟む２面）と、それらの入射面６４ａと出射面６４ｂの両方に対して４５度で交差する面に沿った斜面６４ｃとを有する。

入射面６４ａは、鏡筒６２の基端に固着され、対物光学系６２ａの光軸と直交する面に沿って配置される。このとき、出射面６４ｂは、対物光学系の光軸に対して平行する面に沿って配置される。

これにより、対物光学系６２ａを通過した被観察部位からの像光は、直角プリズム６４に入射面６４ａから内部に入射した後、斜面６４ｃにより全反射され、像光の光路の方向が直角に曲げられる。そして、斜面６４ｃにより反射された像光は、出射面６４ｂから出射される。

なお、反射体として、直角プリズム６４ではなく、平面鏡などの光路を曲げる他の光学要素を用いることもできる。また、反射体は、対物光学系を通過した像光の光路を直角に曲げるのではなく光路の方向を一方向に曲げるものであればよい。

撮像素子７０は、対物光学系６２ａの作用により撮像面７０ａ上に結像された光像を撮像する撮像手段であって、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型の固体撮像素子である。撮像素子７０は、表裏２面（表面７０ｆと裏面７０ｂ）を有する矩形板状に形成されており、直角プリズム６４側を向く表面７０ｆの一部には光電変換素子であるフォトダイオードを含む単位画素が行列状に２次元配列された撮像面７０ａ（撮像領域）が配置される。また、表面７０ｆ全体には、矩形板状のカバーガラス６６が設置される。これによって、撮像面７０ａがカバーガラス６６により覆われる。

なお、撮像素子７０は、撮像面７０ａを形成するフォトダイオードが回路部よりも光入射側に配置された、いわゆる裏面照射型のＣＭＯＳ型撮像素子であるものとするが、表面照射型のＣＭＯＳ型撮像素子であってもよいし、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の撮像素子であってもよい。また、カバーガラス６６は、ガラス材に限らず透明樹脂等の他の材料であってもよい。更に、本明細書では、撮像素子７０の表裏２面のうちの像光を入射させる面側を表面７０ｆ、その反対側を裏面７０ｂと称し、必ずしも裏面照射型等と固体撮像素子を称するときの表面及び裏面とは合致しない。

カバーガラス６６の表裏２面（表面６６ｆと裏面６６ｂ）のうちの直角プリズム６４の配置側（像光が入射する側）となる表面６６ｆには、撮像素子７０の撮像面７０ａに対向する位置において、直角プリズム６４の出射面６４ｂが接合される。したがって、直角プリズム６４により曲げられた像光の光路の方向に対して直交する面に沿って撮像素子７０の撮像面７０ａが配置される。即ち、対物光学系６２ａの光軸に対して平行に撮像面７０ａ及び撮像素子７０の表面７０ｆが配置される。

これにより直角プリズム６４の出射面６４ｂから出射された像光がカバーガラス６６を通過して撮像素子７０の撮像面７０ａに入射し、かつ、対物光学系６２ａの結像作用により撮像面７０ａに被観察部位の光像が形成される。撮像素子７０は、撮像面７０ａの光像を撮像し、即ち、電気信号に変換して撮像信号として出力する。

撮像素子７０の裏面７０ｂ側には回路基板である基板６８が配置され、撮像素子７０はその基板６８に実装される。即ち、撮像素子７０の裏面７０ｂが基板６８の表裏２面（表面６８ｆと裏面６８ｂ）のうちの直角プリズム６４が配置される側の表面６８ｆに固定され、撮像素子７０の裏面７０ｂに設けられた各種接続端子（電極パッド等）と、それらに対応する基板６８の表面６８ｆの接続端子（電極パッド等）とが電気的に接続される。

基板６８は、実装される撮像素子７０やその他の電子部品を配線する配線パターンを有して所定の回路を構築する回路基板であり、例えばセラミックス基板等の硬質なリジット基板により、全体が平坦な矩形板状に形成される。ただし、図では省略するが基板６８の周辺部の間隙及びこれに連設される間隙には封止樹脂が充填されて基板６８が不動な状態に固定されるため、リジット基板でなくてもフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）であってもよく、特定の種類に限定されない。

また、基板６８は、撮像素子７０が実装される撮像素子実装領域６８ｍに対して内視鏡先端部１７の基端側（内視鏡挿入部１３の基端側）に延在した基端側領域６８ｅと先端側（内視鏡先端部１７の先端側であって鏡筒６２側）に延在した先端側領域６８ｔとを有する。

基板６８の基端側領域６８ｅの撮像素子７０が実装される表面６８ｆ側には、撮像素子７０の駆動及び信号の入出力に必要な周辺回路のうち、先端側領域６８ｔに設けられる回路（後述の駆動回路７６）以外の周辺回路７２であって主として信号の入出力に必要な回路が配置される。そして、その周辺回路７２を構成する電子部品が実装される。

また、基端側領域６８ｅの表面６８ｆ側には、基板６８の回路に対して信号の入出力を行う複数の入出力端子７４（電極パッド等）が設けられ、各入出力端子７４に信号ケーブル５８の各信号線５９が半田付け等によって接続される（図３参照）。信号ケーブル５８は、内視鏡１００の内部において、プロセッサ装置に接続されるコネクタまで挿通配置されており、各信号線はそのコネクタを介してプロセッサ装置と接続される。これにより、基板６８上の回路とプロセッサ装置との間での信号伝送が行われ、撮像素子７０から出力される撮像信号は周辺回路７２を介してプロセッサ装置に伝送される。

一方、基板６８の先端側領域６８ｔの撮像素子７０が実装される表面６８ｆ側には、撮像素子７０の駆動に必要な回路の一部又は全てとなる駆動回路７６が配置され、その駆動回路７６を構成する電子部品が実装される。即ち、基板６８の同一面側に撮像素子７０と駆動回路７６の電子部品とが実装され、かつ、撮像素子７０よりも先端側に駆動回路７６の電子部品が実装される。

例えば、駆動回路７６を構成する電子部品として、撮像素子７０の内部回路の同期を図る所定周波数のクロック信号を生成するための振動子（水晶振動子）又は発振器（水晶発振子）が配置される。撮像素子７０が内部に振動子以外のクロック発生用の発振回路を備えている場合には基板６８の先端側領域６８ｔに振動子（水晶振動子片に電極を付けてパッケージに封入した部品）が駆動回路７６を構成する電子部品として実装され、撮像素子７０が内部にクロック発生用の発振回路を備えていない場合には基板６８の先端側領域６８ｔに発振回路をパッケージに収めた発振器が駆動回路７６を構成する電子部品として実装される。

以上の第１の実施の形態の撮像装置６０によれば、基板６８の先端側領域６８ｔに撮像素子７０の駆動に必要な回路の一部又は全てとなる駆動回路７６が配置されることにより、その分、基端側領域６８ｅを小さくすることができる。撮像装置６０としては対物光学系６２ａの光軸に沿った方向の長さを短くすることができる。従って、内視鏡先端部１７の小型化、特に、内視鏡先端部１７の軸線方向の長さを短縮化することができる。

また、基板６８の先端側領域６８ｔ及び駆動回路７６の配置スペースは、先端部本体４３に保持される他の部品の配置の変更を要するものではなく、デッドスペースを有効利用したものであるため、対物光学系６２ａの光軸に対して直交する径方向の大きさに関しても大型化を招くことがなく、内視鏡先端部１７の太径化も生じない。

これらの効果について詳説すると、図５は、本発明が適用されない比較例とする内視鏡用撮像装置である撮像装置９０を図２のＡ−Ａ矢視断面において示した構成図であり、図６は、比較例の撮像装置９０の構成要素のみを示した図である。図５及び図６は各々、図３及び図４に対応する図面であり、図３及び図４に示した第１の実施の形態の構成要素と同一又は類似作用の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

図５及び図６に示すように比較例の撮像装置９０の基板６８には、図３及び図４の第１の実施の形態の撮像装置６０の基板６８のように撮像素子実装領域６８ｍよりも先端側に延在して駆動回路７６の電子部品が実装される先端側領域６８ｔに相当する部分が存在しない。第１の実施の形態の撮像装置６０において先端側領域６８ｔに配置されていた駆動回路７６は、比較例の撮像装置９０では、基端側領域６８ｅに配置される。そのため、比較例の撮像装置９０では、基板６８の基端側領域６８ｅにその分のスペースが必要となり、対物光学系６２ａの光軸に沿った方向の長さが長くなる。したがって、内視鏡先端部１７の軸線方向の長さも長くなる。

これに対して、図３及び図４に示した第１の実施の形態の撮像装置６０では、基板６８を撮像素子実装領域６８ｍよりも先端側（鏡筒６２側）に突出させた先端側領域６８ｔを設け、その先端側領域６８ｔに駆動回路７６を配置しているため、その分、基端側領域６８ｅの軸線方向の長さを短くすることができる。したがって、内視鏡先端部１７の軸線方向の長さも比較例の撮像装置９０を搭載した内視鏡先端部１７の長さよりも短くすることができる。

また、第１の実施の形態の撮像装置６０を搭載した内視鏡先端部１７において、基板６８の先端側領域６８ｔが配置される領域は、図５に示すように比較例の撮像装置９０を搭載した内視鏡先端部１７において撮像装置９０と撮像装置９０以外の構成部品（鉗子パイプ４９等）との干渉を避けるために有効活用することができないデッドスペースとなっている。そして、第１の実施の形態の撮像装置６０において、基板６８の先端側領域６８ｔに実装される駆動回路７６の電子部品は、図３及び図４に示すように基板６８の先端側領域６８ｔと鏡筒６２との間の間隙に配置されるが、その間隙は、図５及び図６に示す比較例の撮像装置９０における基板６８と鏡筒６２との間隔を広げることなく、基板６８を撮像素子実装領域６８ｍよりも先端側に延在させることにより生じた間隙である。

即ち、第１の実施の形態において使用する撮像素子７０には、撮像素子７０全体を保護する目的等から、撮像面７０ａの範囲だけでなく撮像素子７０の表面７０ｆ全体を覆うようにしてカバーガラス６６が設けられている。そして、カバーガラス６６の表面６６ｆに直角プリズム６４の出射面６４ｂが接合され、直角プリズム６４が接合される領域よりも先端側に突出してカバーガラス６６が存在し鏡筒６２の側部の範囲にまで及ぶ。そのため、カバーガラス６６が鏡筒６２と干渉しないように、基板６８と鏡筒６２との間には、カバーガラス６６と撮像素子７０の厚みに相当する間隔を設ける必要がある。比較例の撮像装置９０においても、これと同様の撮像素子７０を用いた場合には、図５及び図６に示すように、基板６８と鏡筒６２との間に、カバーガラス６６と撮像素子７０の厚みに相当する間隔を設ける必要がある。

したがって、第１の実施の形態の固体撮像素子７０のように基板６８に先端側領域６８ｔを設けた場合に、比較例の撮像装置９０に対して基板６８と鏡筒６２との間隔を広げるという内視鏡先端部１７の太径化を招く変更を加えなくても、基板６８の先端側領域６８ｔと鏡筒６２との間には、カバーガラス６６及び撮像素子７０の厚みに対応した比較的大きな間隙が生じる。第１の実施の形態の固体撮像素子７０は、その間隙を有効活用して駆動回路７６の電子部品を配置したものであるため、対物光学系６２ａの光軸に対して直交する径方向の大きさが大型化することはなく、内視鏡先端部１７の太径化を招くということも生じない。

なお、第１の実施の形態の固体撮像素子７０における基板６８の先端側領域６８ｔの表面６８ｆと、鏡筒６２の表面との最小間隔は、カバーガラス６６と撮像素子７０の種類にもよるが、それらの厚みの和が約０．５ｍｍ以上で約０．７ｍｍ以下であることから、それと同程度以上の間隔を有する。

一方、駆動回路７６の電子部品は、その種類によるが、上述のように水晶振動子又は発振器であれば、少なくともそれらは先端側領域６８ｔと鏡筒６２との間の間隙に配置することが可能である。

更に、第１の実施の形態の撮像装置６０によれば、駆動回路７６を撮像素子７０に極めて近い位置に配置することができるという利点がある。特に駆動回路７６の電子部品が水晶振動子又は発振器である場合には、それらが撮像素子７０の近くに配置されることはノイズの発生の防止等のためにも有益である。図５及び図６の比較例の撮像装置９０では、他の回路の配置との関係で駆動回路７６を撮像素子７０の近くに配置することができない場合があるが、第１の実施の形態の撮像装置６０の場合には、基板６８の先端側領域６８ｔには駆動回路７６しか存在しないため撮像素子７０の近傍に配置することができる。

次に、第２の実施の形態の内視鏡用撮像装置である撮像装置について説明する。図７は、第２の実施の形態の撮像装置８０を図２のＡ−Ａ矢視断面において示した構成図であり、図８は、第２の実施の形態の撮像装置８０の構成要素のみを示した図である。図７及び図８は各々、図３及び図４に対応する図面であり、図３及び図４に示した第１の実施の形態の構成要素と同一又は類似作用の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態の撮像装置８０の基板６８は、第１の実施の形態の基板６８と同様に対物光学系６２ａの光軸と平行に配置される。

一方、第２の実施の形態の撮像装置８０の基板６８には、直角プリズム６４の出射面６４ｂと対向する領域に矩形状の貫通孔６８ｈが設けられる。その貫通孔６８ｈには、基板６８の裏面６８ｂ側から、撮像素子７０の撮像面７０ａに設置された矩形板状のカバーガラス６６が嵌挿され、撮像素子７０は、基板６８の裏面６８ｂ側に実装される。これにより、対物光学系６２ａを通過して直角プリズム６４で反射した像光は、貫通孔６８ｈのカバーガラス６６を通過して撮像素子７０の撮像面７０ａに入射し、撮像面７０ａに結像された被観察部位の光像が撮像素子７０により撮像される。

また、第２の実施の形態の撮像装置８０における撮像素子７０は、撮像面７０ａが配置される表面７０ｆに対して、その全体ではなく、撮像面７０ａと撮像面７０ａの周辺部の限定した領域であって撮像素子７０の表面の一部に限定した領域（カバーガラス設置領域）にカバーガラス６６が設置される。その撮像素子７０の表面７０ｆにおいて、カバーガラス設置領域以外の領域（非カバーガラス設置領域）が基板６８の裏面６８ｂに接触した状態で固定される。

また、撮像素子７０の表面７０ｆの非カバーガラス設置領域には各種接続端子（電極パッド）が設けられ、それらの接続端子が基板６８の裏面６８ｂに設けられた接続端子に電気的に接続される。

更に、第２の実施の形態の撮像装置８０における基板６８は、第１の実施の形態の撮像装置６０における基板６８と同様に、撮像素子７０が実装される撮像素子実装領域６８ｍに対して基端側に延在した基端側領域６８ｅと先端側に延在した先端側領域６８ｔとを有する。

基板６８の先端側領域６８ｔには、第１の実施の形態の撮像装置６０と同様に、撮像素子７０の駆動に必要な駆動回路７６が配置され、その駆動回路７６を構成する電子部品が実装される。

ここで、撮像素子７０が基板６８の裏面６８ｂ側に実装されるため、基板６８の先端側領域６８ｔと鏡筒６２との間隔が第１の実施の形態の撮像装置６０と比較して狭く、駆動回路７６の電子部品を実装する十分な間隙が存在していない。また、撮像素子７０に対してできるだけ近い位置に駆動回路７６を配置することが望ましい。そのため、駆動回路７６の電子部品は基板６８の裏面６８ｂ側に実装される。

先端側領域６８ｔに実装される駆動回路７６以外の周辺回路７２と入出力端子７４は、第１の実施の形態の撮像装置６０と同様に基板６８の基端側領域６８ｅに配置され、周辺回路７２を構成する電子部品は基板６８の表面６８ｆ側に実装される。なお、周辺回路７２の電子部品と入出力端子７４は、基板６８の表面６８ｆ側ではなく裏面６８ｂ側に配置してもよい。

以上の第２の実施の形態の撮像装置８０によれば、第１の実施の形態の撮像装置６０と同様に、基板６８の先端側領域６８ｔに駆動回路７６を配置することにより、その分、基端側領域６８ｅを小さくすることができる。撮像装置８０としては対物光学系６２ａの光軸に沿った方向の長さを短くすることができる。従って、内視鏡先端部１７の小型化、特に、内視鏡先端部１７の軸線方向の長さを短縮化することができる。

また、基板６８が撮像素子７０の表面７０ｆ側に配置される分、第１の実施の形態の撮像装置６０と比較して基板６８を鏡筒６２の近くに配置することができ、基板６８と鏡筒６２との間のデッドスペースを小さくすることができる。したがって、対物光学系６２ａの光軸に対して直交する径方向の大きさを小さくすることができ、内視鏡先端部１７の細径化も図ることができる。

以上、上記第１及び第２の実施の形態の撮像装置６０及び８０では、固体撮像素子７０及び基板６８が対物光学系６２ａの光軸に対して平行に配置された形態であるが、これに限らない。例えば、直角プリズム６４の代わりに、対物光学系６２ａを通過した像光の光路の方向を直交方向以外の一方向に曲げる反射体を用いてもよく、その場合に反射体で曲げられた光路に直交する方向に沿って撮像素子７０及び基板６８を配置した形態であってもよい。このとき、撮像素子７０及び基板６８は対物光学系６２ａと非平行な方向に沿って配置される。

また、上記第１及び第２の実施の形態の撮像装置６０及び８０では、基板６８は全体が平坦なものとしたが、湾曲（屈曲）する部分を有するものであってもよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態の撮像装置６０及び８０は、軟性鏡以外の硬性鏡やカプセル型内視鏡等の任意の種類の内視鏡において、被観察部位の撮像を行う撮像部に配置する撮像装置として用いることができる。その場合にも内視鏡の撮像部の小型化に寄与することができる。

１１…本体操作部、１３…内視鏡挿入部、１５…ユニバーサルコード、１７…内視鏡先端部、１９…軟性部、２１…湾曲部、３５…先端面、３７…観察窓、４３…先端部本体、４３ａ、４３ｂ…穿設孔、４９…鉗子パイプ、５１…送気・送水管、５２…先端カバー、５４…外皮チューブ、５６…節輪、５８…信号ケーブル、５９…信号線、６０、８０、９０…撮像装置、６２…鏡筒、６２ａ…対物光学系、６４…直角プリズム、６４ａ…入射面、６４ｂ…出射面、６４ｃ…斜面、６６…カバーガラス、６６ｆ，６８ｆ，７０ｆ…表面、６８…基板、６８ｂ，７０ｂ…裏面、６８ｅ…基端側領域、６８ｈ…貫通孔、６８ｍ…撮像素子実装領域、６８ｔ…先端側領域、７０…固体撮像素子（撮像素子）、７０ａ…撮像面、７２…周辺回路、７４…入出力端子、７６…駆動回路、１００…内視鏡

Claims (8)

1. 被観察部位の像光を取り込み結像する対物光学系と、
   前記対物光学系を通過した像光の光路の方向を一方向に曲げる反射体と、
   前記反射体により曲げられた光路の方向に直交する面に沿って撮像面が配置され、該撮像面上に形成された光像を撮像する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子と前記固体撮像素子の駆動に必要な第１の電子部品とが実装される基板であって、前記固体撮像素子が実装される領域から前記対物光学系側に延在する領域に前記第１の電子部品が実装された基板と、を備え、
   前記固体撮像素子が実装される領域よりも前記対物光学系と反対側の前記基板の領域に、前記第１の電子部品以外の周辺回路を構成する第２の電子部品が実装された内視鏡用撮像装置。
2. 前記反射体は、前記対物光学系を通過した像光の光路の方向を直角に曲げ、
   前記撮像面は、前記対物光学系の光軸に対して平行に配置される請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
3. 前記固体撮像素子と前記第１の電子部品とは、前記基板の同一面側に実装される請求項１又は２に記載の内視鏡用撮像装置。
4. 前記基板の前記固体撮像素子が実装される領域と前記第１の電子部品が実装される領域とは、前記基板の前記撮像面に平行する平坦な板状の領域の範囲内に設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
5. 前記対物光学系は、複数枚のレンズからなり、該複数枚のレンズは鏡筒内に収容保持され、
   前記基板に実装される前記第１の電子部品は、前記鏡筒と前記基板との間の間隙に配置される請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
6. 前記反射体は、直角プリズムであり、前記直角プリズムの直角を挟む２面のうちの一方を入射面、他方を出射面とし、前記入射面から入射した前記対物光学系からの像光を前記直角プリズムの斜面により反射させて前記出射面から出射し、
   前記固体撮像素子には前記撮像面を覆うカバーガラスが設置され、該カバーガラスの表面の一部の領域に前記直角プリズムの出射面が接合され、
   前記カバーガラスの表面の前記直角プリズムの出射面が接合される領域よりも前記対物光学系側に突出する領域における前記カバーガラス及び前記固体撮像素子の厚みに対応して生じる前記間隙を利用して前記第１の電子部品が配置される請求項５に記載の内視鏡用撮像装置。
7. 前記固体撮像素子は、ＭＯＳ型の撮像素子であり、前記第１の電子部品は、前記固体撮像素子のクロック信号を生成するための振動子又は発振器である請求項１〜６のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
8. 前記対物光学系、前記反射体、前記固体撮像素子、及び前記基板は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端部に搭載される請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。

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