JP7088730B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を内蔵した内視鏡装置に関する。

内視鏡装置は、工業分野、医療分野等において利用されている。内視鏡装置は一般に細長に形成された管状の挿入部を備えている。挿入部は、観察対象である例えば管腔内に挿入される。挿入部の先端部には観察対象の画像を得るための固体撮像素子を備えた撮像装置が内蔵されている。

固体撮像素子で撮像して光電変換された画像信号は、撮像ケーブルで伝送されて、信号処理回路で映像信号に生成される。映像信号は、外部装置であるモニタ装置に出力されてモニタ装置の画面上に表示される。作業者、あるいは、医師は、画面上に表示される内視鏡画像を観察する。

先端部に内蔵された撮像装置は、受光面側にカバーガラスを接着した固体撮像素子、回路基板、及び撮像ケーブルを備え、シールド部材によって覆われている。

言い換えれば、固体撮像素子、回路基板及び撮像ケーブルの先端側部は、シールド部材の内部空間内に配置されている。そして、固体撮像素子、回路基板及び信号線は、シールド部材内に充填された接着剤によって封止されている。

工業分野において挿入部は、例えばボイラ、ガスタービンエンジン等、高温下での観察に使用されることがある。一方、医療用の内視鏡では挿入部が口腔あるいは肛門あるいは腹部等に穿刺されたトラカールから体内に挿入される。そして、検査・処置終了後の内視鏡は、オートクレーブ滅菌の高温下に晒される。

内視鏡の各部材、あるいは、充填されている接着剤は、高温下において膨張する。この膨張時、カバーガラスと固体撮像素子との接着部分に、該カバーガラスと該固体撮像素子とを剥離させる方向へのストレスがかかるおそれがある。そして、このストレスによってカバーガラスと固体撮像素子とが剥離して映像不良が発生することが問題になっていた。

特許文献１には、オートクレーブ滅菌を繰り返し行った場合でも、接着部分等に剥離等の不具合が発生することを防止した電子内視鏡が示されている。この電子内視鏡では、樹脂層を設けて固体撮像素子、セラミック基板、芯線を封止している。この樹脂層を構成する接着剤は、固体撮像素子、セラミック基板、芯線を覆うように配置されたシールド枠、ケーブル固定枠、撮像枠、フィールドレンズに全く付着しない状態、又は接着剤の一部が付着する状態にして応力を緩和して、高圧高温蒸気時の膨張によって剥離する不具合を防止している。

特開２００１－３７７１３号公報

しかしながら、挿入部が曲げられて撮像ケーブルに張力が発生した場合、あるいは、湾曲部が湾曲されて撮像ケーブルに張力が発生した場合、その張力が撮像素子とカバーガラスとの接着面に直接加わる構造であった。このため、撮像ケーブルに発生した張力によって撮像素子とカバーガラスとの接着部分に剥離させる方向のストレスがかかった場合、該素子と該ガラスとが剥離される問題が発生する。

また、前述した電子内視鏡においては、撮像素子の前面に設けられたガラスリッドと半導体ウエハの境界面との間に封止用の接着剤が付着する。このため、接着剤が前述した熱の影響を受けて膨張収縮を繰り返すことによって例えば境界面側に剥離が生じるおそれがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温度変化による接着剤の膨張収縮、あるいは、挿入部が曲げられて撮像ケーブルに発生する張力又は湾曲部が湾曲されて該ケーブルに発生する張力等によって撮像素子とカバーガラスとの間の接着剤が剥離することを防止する内視鏡装置を提供することを目的にしている。

本発明の一態様の内視鏡装置は、受光面を有する撮像素子と、前記撮像素子の前記受光面より前方である先端側に設けられ、該撮像素子の前記受光面に対し一体に固定された素子前方側光学部材と、前記撮像素子及び前記素子前方側光学部材の少なくとも一部を覆う枠体と、を具備し、前記枠体は、前記撮像素子の前記受光面とは反対側の基端側に設けられた素子後方側部材を固定するための固定領域と、前記撮像素子の受光面よりも先端側及び前記素子前方側光学部材のうち該撮像素子の受光面に固定された素子側光学部材を非固定状態にする非固定領域と、を有し、前記素子前方側光学部材は、前記受光面のみを介して前記撮像素子に直接的に固定される。

本発明によれば、温度変化による接着剤の膨張収縮、あるいは、挿入部が曲げられて撮像ケーブルに発生する張力又は湾曲部が湾曲されて該ケーブルに発生する張力等によって撮像部に応力が働いて撮像素子とカバーガラスとの間の接着剤が剥離することを防止した内視鏡装置を実現できる。

内視鏡装置の一構成例であって、工業分野で使用される内視鏡装置を示す図 挿入部の先端部の観察ユニットと光学アダプタとの関係を説明する図 観察ユニットを説明する図 撮像部組の構成を説明する図 素子ユニットを説明する図 貫通部を有する素子枠の構成を説明する図であって、貫通部として切欠溝を備える構成例を説明する図 貫通部として開口を備える構成例を説明する図 貫通部の作用及び効果を説明する図 カバーガラスをガラス保持部で保持する一構成を説明する図 カバーガラスをガラス保持部で保持する他の構成を説明する図 柱状のガラスリッドを有する素子ユニットを説明する図 固定部が膨張することによって発生する応力がガラスリッドと撮像素子とを接着する接着部に対して剥離させる方向のストレスになる撮像ユニットの構成例を示す図 図８Ａの撮像ユニットの変形例であって、膨張することによって発生する応力が接着部に対して剥離させる方向のストレスになり難いが撮像ケーブルに発生する張力が該接着部に対して剥離させる方向のストレスになる撮像ユニットの構成例を示す図 図８Ａの撮像ユニットの他の変形例であって、膨張することによって発生する応力及び撮像ケーブルに発生する張力が接着部に対して剥離させる方向のストレスになり難い撮像ユニットの構成例を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。即ち、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示す内視鏡装置１は、例えば工業分野において用いられる。内視鏡装置１の挿入部２は、例えばボイラ、発電所内のガスタービン等の被検体内に挿入可能な挿入部２を有する。

挿入部２は、可撓性を有して管状である。挿入部２は、先端側から順に先端部２ａ、湾曲部２ｂ、可撓管部２ｃを連設している。湾曲部２ｂは例えば複数の湾曲駒を連設して、上下左右方向を含む挿入軸周りの全方向に能動的に湾曲される。

挿入部２の基端側には装置本体３が取り付けられている。装置本体３は光源ユニット（不図示）を含み、例えば略直方体形状に形作られている。装置本体３は把持部としての機能を有し、使用者等が装置本体３を把持して観察を行える。

符号３ａは脚部である。脚部３ａは、装置本体３の下面から突設している。脚部３ａを机上等に設置することによって装置本体３を把持することなく観察することが可能になる。

符号４は表示装置であり、内視鏡画像、操作メニュー等が表示される表示面４ａを有している。表示部４は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）等であって、タッチパネルが設けられていてもよい。

表示部４よりも基端側には、湾曲レバー５ａ、ポインティングデバイス５ｂ、複数のスイッチ５ｃ等が設けられている。湾曲レバー５ａは、湾曲部２ｂを湾曲操作する際に使用される。ポインティングデバイス５ｂは、表示面４ａ上に表示されるカーソル等を操作する際に使用される。複数のスイッチ５ｃには内視鏡装置１の各種機能等が割り当てられるようになっている。

なお、上述した上下左右方向は、例えば、撮像素子によって撮像されて表示面４ａに表示された内視鏡画像の上下左右方向に対応付けて便宜的に定義されるものである。符号６は光学アダプタである。

図２に示すように光学アダプタ６は、挿入部２の先端部２ａに着脱自在に装着可能である。光学アダプタ６は、観察光学系７と照明光学系８とを有している。観察光学系７は、挿入方向の前方を観察するように構成されている。照明光学系８は挿入方向の前方を照らすように構成されている。すなわち、光学アダプタ６は、直視型である。

光学アダプタ６の本体部材６ｃには観察用孔６ａと照明光用６ｂとが形成されている。観察用孔６ａの光軸と照明光用６ｂの光軸とはアダプタ長手軸に対して平行である。

観察光学系７は複数の光学レンズ７ａを有し、これら光学レンズ７ａを観察用孔６ａ内に固定して構成される。照明光学系８は複数のリレーレンズ８ａを有し、これらリレーレンズ８ａを照明用孔６ｂ内に固定して構成される。符号９は着脱リングであり、本体部材６ｃに対して回動自在に取り付けられている。
なお、光学アダプタ６は直視型に限定されるものでは無く、挿入方向の側方を観察する側視型等であってもよい。

図２中の符号１０は観察ユニットであり、符号１１は撮像ケーブル、符号１２はライトガイド束である。撮像ケーブル１１、ライトガイド束１２は装置本体３に向けて延出されている。

観察ユニット１０は、撮像ユニット２０と、照明ユニット６０と、で構成される。符号１３は先端硬性部材であって、例えばステンレス製である。先端枠部材１３には撮像ユニット用孔１４と照明用孔１５とが設けられている。符号３１は観察用レンズであり、符号６１は照明用レンズである。
ライトガイド束１２の先端面が照明用レンズ３１に固定されている。

図３に示すように撮像ユニット２０は、対物光学ユニット３０と、素子ユニット４０と、を有する。
対物光学ユニット３０は主に、観察用レンズ３１と、複数の光学レンズ３２及び絞りと、を有している。観察用レンズ３１、複数の光学レンズ３２及び絞りは、撮像ユニット用孔１４の先端側に備えられている対物光学用孔１４ａ内に一体に固設されている。
なお、符号１４ｂは素子枠用孔であり、撮像ユニット用孔１４の基端側に備えられている。

素子ユニット４０は、撮像素子４１と、ガラスリッド４２及びカバーガラス４３と、素子枠４４と、撮像用回路部４５及び撮像ケーブル１１と、を備えている。本実施形態において、素子ユニット４０は、素子枠４４と、撮像部組４０Ａと、を一体にして構成される。

素子枠４４は、符号４４ａで示す先端側空間と、符号４４ｂで示す基端側空間と、を有している。基端側空間４４ｂの光軸ａ２０に直交する断面積は、先端側空間４４ａの光軸ａ２０に直交する断面積よりも大きく設定してある。

撮像素子４１は電子部品であり、受光面に入射された撮影光に応じた電気信号を出力するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Cｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Mｅｔａｌ Oｘｉｄｅ Sｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等である。
ガラスリッド４２及びカバーガラス４３は、撮像素子４１の受光面を有する素子前面４１ａより前方側に配置された素子前方側光学部材である。

ガラスリッド４２は、撮像素子４１の受光面を覆って素子前面４１ａに配置され、光学接着剤４６によって一体に固定される。ガラスリッド４２は、素子前方側光学部材の素子側に配置される素子側光学部材である。ガラスリッド４２は、基端側空間４４ｂ内に遊嵌状態で配置される。本実施形態のガラスリッド４２は薄板平板である。光学接着剤４６は、いわゆるＵＶ硬化型樹脂である。

カバーガラス４３は、ガラスリッド４２の先端面に少なくとも１つ配置された、光学接着剤４６によって一体に固定される。カバーガラス４３は、素子前方側光学部材の先端側に配置される平板で柱状の先端側光学部材である。ガラスリッド４２は、先端側空間４４ａ内に遊嵌状態で配置される。
一体なガラスリッド４２及びカバーガラス４３が撮像素子４１の素子前面４１よりも先端側に突出している。

撮像用回路部４５は、撮像素子４１の素子前面４１ａとは反対側の基端側に設けられた素子後方側部材である。撮像素子４１及び撮像用回路部４５は基端側空間４４ｂ内に予め定めた状態で配置される。

撮像用回路部４５は、例えば図４Ａに示すよう２つの回路基板４５ａ、４５ｂと、フレキシブルプリント基板４５ｃ、４５ｄと、を備えている。

撮像素子４１のピン４１ｐとフレキシブルプリント基板４５ｃ、４５ｄの一端側は導電性固定部材によって接続されている。フレキシブルプリント基板４５ｃ、４５ｄの他端側は、回路基板４５ａ、４５ｂに導電性固定部材によって接続されている。回路基板４５ａ、４５ｂ同士は、接続端子４５ｅによって接続されている。信号撮像ケーブル１１内を挿通する信号線１１ａは、接続端子４５ｅ、回路基板４５ａ、４５ｂの接続部に導電性固定部材によって接続されている。

回路基板４５ａ、４５ｂには複数の電子部品（不図示）が実装されている。撮像素子４１と第１回路基板４５ａとの間、第１回路基板４５ａと第２回路基板４５ｂとの間、及びフレキシブルプリント基板４５ｃ、４５ｄ、接続端子４５ｅの周囲には封止樹脂が充填されている。つまり、図３の符号４５は第１の封止樹脂５１によって被覆された撮像用回路部４５である。

図３の符号５２は第２の封止樹脂である。第２の封止樹脂５２は、接点部及び該接点部に接合された複数の信号線１１ａを一纏に被覆して保護する。第２の封止樹脂５２は、接点部を含む回路基板の周囲及び撮像ケーブル１１の先端側を被覆している。

この結果、撮像部組４０Ａが構成される。撮像部組４０Ａは、図４Ａに示すように先端側から順に、カバーガラス４３、ガラスリッド４２、撮像素子４１、撮像用回路部４５を備え、該回路部４５には撮像ケーブル１１が接続されている。

図４Ｂを参照して素子ユニット４０を説明する。
本実施形態の素子ユニット４０は、撮像部組４０Ａの撮像用回路部４５を素子枠４４の内面に固定して構成される。符号４７は固定部材である。固定部材４７は第１の接着剤である。

撮像部組４０Ａのカバーガラス４３は、素子枠４４の基端側空間４４ｂを通過して先端側空間４４ａ内に配置される。この配置状態において、ガラスリッド４２の前面４２ａは、当接面４４ｃに当接されている。
当接面４４ｃは、基端側空間４４ｂの底面である。当接面４４ｃは、先端側空間４４ａと基端側空間４４ｂとの段差面である。

この当接状態において、先端側空間４４ａ内には撮像部組４０Ａのカバーガラス４３が配置される。一方、基端側空間４４ｂ内にはガラスリッド４２と、撮像素子４１と、撮像用回路部４５と、が配置される。

そして、撮像用回路部４５の外面４５ｏと素子枠４４の内面とが固定部材４７によって一体に固定されている。この結果、素子ユニット４０が構成される。

固定部材４７は、撮像用回路部４５の外面４５ｏと、基端側空間４４ｂを有する基端側枠内面４４ｂｉの外面４５ｏに対向する固定面４４ｄとの隙間に充填されて硬化した接着剤である。外面４５ｏと、固定面４４ｄと、は硬化した固定部材４７によって固定状態になる。

撮像用回路部４５が素子枠４４に固定部材４７によって固定された素子ユニット４０において、素子枠４４の先端側空間４４ａを有する先端側枠内面４４ａｉとカバーガラス４３の外面４３ｏとの間、基端側枠内面４４ｂｉとガラスリッド４２の外面４２ｏとの間、及び基端側枠内面４４ｂｉと固体撮像素子４１の外面４１ｏとの間、には隙間が形成され、固定部材４７によって素子枠４４に一体に固定されていない非固定状態である。

言い換えれば、素子枠４４において、カバーガラス４３の外面４３ｏ、ガラスリッド４２の外面４２ｏ、及び固体撮像素子４１の外面４１ｏに対向する素子枠４４の内面は非固定面である。

素子枠４４は、固定部材４７を充填して接着固定するための接着剤充填領域４４ｅと、接着のための固定部材４７が充填されずに非固定部となる非固定領域４４ｆと、を有している。接着剤充填領域４４ｅは、素子枠４４の固定領域である。

このように構成された素子ユニット４０は、撮像ユニット用孔１４の素子枠用孔１４ｂに配置され、ピント調整後、一体に固定されて撮像ユニット２０となる。符号５３は第２の接着剤である。第２の接着剤５３は封止部材である。第２の接着剤５３は、湾曲部２ｂより先端側に位置する金属性の外装枠１６内に充填されて、外装枠１６内を挿通する撮像ケーブル１１及びライトガイド束１２と外装枠１６とを一体にする。

上述のように構成された撮像ユニット２０を備える挿入部２は、前述したように高温下での観察に使用される。すると、撮像ユニット２０の撮像素子４１、ガラスリッド４２、カバーガラス４３、素子枠４４、光学接着剤４６、固定部材４７、封止樹脂５１、５２が膨張する。撮像素子４１の前面４１ａに接着されたガラスリッド４２の外面４２ｏ及びカバーガラス４３の外面４３ｏは非固定部である。このため、固定部材４７の膨張による応力が撮像素子４１から撮像素子４１とガラスリッド４２とを接着する光学接着剤４６に剥離される応力として直接伝達されることが防止される。したがって、撮像素子４１とガラスリッド４２とが固定部材４７の膨張によって発生する応力で剥離される不具合を防止できる。

また、撮像ユニット２０を備える挿入部２は、複雑に曲がった管路内に挿入される。この際、前述したように挿入部２が曲げられて、あるいは、湾曲部２ｂを湾曲させることによって、撮像ケーブルに張力が発生する。このときに発生する張力は、撮像用回路部４５に伝達され、撮像用回路部４５の側面経由で撮像素子４１に伝達される。このため、撮像素子４１とガラスリッド４２との接着面に伝達される応力が軽減される。

これらの結果、撮像素子４１とガラスリッド４２との間の境界面に塗布された光学接着剤４６が容易に剥離されることを防止して撮像ユニット２０の耐性の向上を実現することができる。

なお、照明ユニット６０は、照明用レンズ６１と、ライトガイド束１２と、を備えている。照明レンズ６１は、先端枠部材１３に設けられた照明用孔１５の先端側を構成するレンズ孔１５ａ内に配置されて例えば光学接着剤で固定されている。

これに対して、ライトガイド束１２は、照明用孔１５の基端側を構成するバンドル用孔１５ｂ内を通過して延出されている。ライトガイド束１２は、バンドル用孔１５ｂ内に充填された第３の接着剤５４でバンドル用孔１５ｂ内に固設されている。

図５Ａ、図５Ｂを参照して素子枠４４Ａを説明する。
本実施形態の素子枠４４Ａには非固定面において外部と素子枠４４Ａの空間４４ａ、４４ｂとに通じる貫通部として、図５Ａに示す切欠溝４４ｍと、図５Ｂに示す開口４４ｈと、が設けられている。

切欠溝４４ｍは、ガラスリッド４２の外面４２ｏの一面４２ｏ１及び撮像素子４１の外面４１ｏの一面４１ｏ１を外部に対して露出させる溝である。これに対して、開口４４ｈは、ガラスリッド４２の外面４２ｏの他面４２ｏ２及び撮像素子４１の外面４１ｏの他面４１ｏ２を露出させる貫通孔である。本実施形態において開口４４ｈは複数の円形状の貫通孔を複数配列した長穴であるがスリット等であってもよい。

ガラスリッド４２の他面４２ｏ２は、ガラスリッド４２の一面４２ｏ１とは反対側の面である。撮像素子４１の他面４１ｏ２は、撮像素子４１の一面４１ｏ１とは反対側の面である。

図５Ｃに示すように撮像用回路部４５と素子枠４４Ａとを固定部材４７によって一体に固定される。この際、固定部材４７は、撮像用回路部４５の外面４５ｏと基端側枠内面４４ｂｉとの隙間に充填される。

本実施形態において、素子枠４４Ａに切欠溝４４ｍと開口４４ｈとが対向する位置関係で設けられている。このため、作業者は、撮像用回路部４５の外面４５ｏと基端側枠内面４４ｂｉとの隙間に固定部材４７を充填するとき、該固定部材４７の塗布状態を目視で確認しつつ速やかに充填作業を行える。

したがって、組立作業性の向上を図りつつ固定部材４７が撮像素子４１、ガラスリッド４２に付着する不具合、ガラスリッド４２と半導体ウエハの境界面との間に付着する不具合、を解消することができる。

この構成によれば、上述したように挿入部２が曲げられて、あるいは、湾曲部２ｂを湾曲させることによって撮像ケーブルに張力が発生した際、切欠溝４４ｍ及び開口４４ｈが形成されていない撮像用回路部４５の側面経由からのみ撮像素子４１に応力が伝達される。つまり、撮像素子４１に伝達される応力が大幅に軽減されて、撮像素子４１とガラスリッド４２とを剥離させる方向にかかるストレスが減少されて撮像ユニット２０の耐性の向上を実現できる。

なお、図５Ｃに示す符号４８ａ、４８ｂは閉塞部材である。閉塞部材４８ａ、４８ｂは例えばテープであり、遮光性を有すると好適である。
第１閉塞部材４８ａは切欠溝４４ｍを塞いで、切欠溝４４ｍから内部に異物が侵入することを防止する。第２閉塞部材４８ｂは開口４４ｈを塞いで、ライトガイド束１２から漏れる光を遮光する一方、開口４４ｈから内部に異物が侵入すること防止する。
その他の構成は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。

上述した実施形態において、素子枠４４の先端側空間４４ａを有する先端側枠内面４４ａｉとカバーガラス４３の外面４３ｏとの間には隙間が形成され、その隙間を固定部材４７が塗布されていない非固定部にして非固定状態としている。

しかし、図６Ａに示すように素子枠４４の先端側枠内面４４ａｉとカバーガラス４３の外面４３ｏとの間の隙間であって、カバーガラス４３が配設された素子枠４４の先端面側の例えば四隅にガラス保持部４９ａが設けてある。ガラス保持部４９ａは、素子枠４４の先端側空間４４ａの先端開口側から弾性接着剤を充填して設けられる。
弾性接着剤は、硬化時の弾性率が枠体の弾性率よりも高く、カバーガラス４３を先端側空間４４ａ内で移動可能に保持する。

この構成によれば、撮像ユニット２０に衝撃が加わった際、カバーガラス４３に発生する回転モーメントを弾性接着剤で形成されたガラス保持部４９ａによって吸収してカバーガラス４３にかかる回転モーメントの低減を図ることができる。

この結果、撮像ユニット２０の衝撃耐性を向上させて、衝撃によって発生するカバーガラス４３の破損及び撮像素子４１とガラスリッド４２との剥離が防止される。

なお、素子枠４４の先端側空間４４ａの先端開口側から弾性接着剤を充填してガラス保持部４９ａを設ける代わりに、図６Ｂに示すようにガラス保持部４９ｂを複数箇所設けるようにしてもよい。ガラス保持部４９ｂは、素子枠４４の予め定めた位置に外部と先端側枠内面４４ａｉ側とを通じる貫通孔４４ｈを設け、その貫通孔４４ｅ内に弾性接着剤を充填することによって先端側枠内面４４ａｉとカバーガラス４３の外面４３ｏとの隙間に設けられる。

ガラス保持部４９ｂは、上述したように撮像ユニット２０に加わった衝撃によってカバーガラス４３の破損及び撮像素子４１とガラスリッド４２との剥離を防止して撮像ユニット２０の耐性の向上を図ることができる。

また、図６Ａ、図６Ｂに示したガラス保持部４９ａ、４９ｂを設けたことによって、先端側枠内面４４ａｉとカバーガラス４３の外面４３ｏとの間の隙間は接着剤充填領域になる。しかし、接着剤が弾性接着剤であるため、接着剤充填領域に配置されているカバーガラス４３は非固定状態である。

また、上述した実施形態において、第１の接着剤である固定部材４７の線膨張係数Ａは、第２の接着剤５３の線膨張係数Ｂと同じ、あるいはそれ以上に設定してある。加えて、固定部材４７の線膨張係数Ａは、第３の接着剤５４の線膨張係数Ｃと同じ、あるいはそれ以上に設定してある。

これらの結果、第２の接着剤５３の膨張、あるいは、第３の接着剤５４の膨張することによって発生する応力が撮像素子４１から撮像素子４１とガラスリッド４２とを接着する光学接着剤４６に直接伝達されることを防止することができる。

また、上述した実施形態において素子前方側光学部材は、素子側に配置された平板状のガラスリッド４２と、先端側に配置された柱状のカバーガラス４３と、を備えている。しかし、図７に示すように素子前方側光学部材を柱状のガラスリッド４２Ａとしてもよい。

この構成によれば、素子枠４４の先端側空間４４ａを有する先端側枠内面４４ａｉとガラスリッド４２Ａの外面４２Ａｏとの間、基端側枠内面４４ｂｉとガラスリッド４２Ａの外面４２Ａｏとの間、及び基端側枠内面４４ｂｉと固体撮像素子４１の外面４１ｏとの間、には隙間が形成され、固定部材４７によって素子枠４４に一体に固定されていない非固定部である。

なお、本実施形態において、ガラスリッド４２Ａは当接面４４ｃに当接する面を有していない。その他の構成及び作用、効果は上述した実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。また、本実施形態において、ガラスリッド４２Ａに対してガラス保持部４９ａ、４９ｂを設けることによって上述したように撮像ユニット２０の衝撃耐性を向上させることができる。

光学アダプタが着脱自在に装着可能な挿入部を図８Ａに示すように構成できる。
図８Ａに示すように挿入部１００の先端部１０１は先端硬性枠１０２を備える。先端硬性枠１０２には撮像ユニット用孔１０３と照明用孔１０４とが設けられている。

撮像ユニット用孔１０３は、レンズ穴１０３ａとユニット用孔１０３ｂとを備えている。レンズ穴１０３ａには観察用レンズ１０５が固設され、ユニット用孔１０３ｂには撮像ユニット１１０が配設される。

照明用孔１０４は、レンズ穴１０４ａとバンドル用孔１０４ｂとを備えている。レンズ穴１０４ａには照明用レンズ１０６が固設され、バンドル用孔１０４ｂにはライトガイド束１０７が配設される。

撮像ユニット１１０は、先端側空間部１１１ａと基端側空間部１１１ｂとを備えたユニット枠１１１内に、単数又は複数の先端側レンズ１１２及び中間レンズ１１３、カバーガラス１１４、ガラスリッド１１５、撮像素子１１６、撮像用回路部１１７を配設している。中間レンズ１１３、がバーガラス１１４、ガラスリッド１１５、撮像素子１１６は、例えば光学接着剤等で一体である。

そして、中間レンズ１１３、カバーガラス１１４、ガラスリッド１１５、撮像素子１１６及び撮像用回路部１１７は、ユニット枠１１１の内面の予め定めた位置に第１固定部１３１を設けて一体に固定されている。ここで、第１固定部１３１は、ユニット枠１１１の内面と、中間レンズ１１３の外面、カバーガラス１１４の外面、ガラスリッド１１５の外面、撮像素子１１６の外面及び撮像用回路部１１７の外面との間に塗布されて硬化している。

符号１１８は撮像ケーブルであって、撮像回路部１１７の基端側から延出している。撮像回路部１１７は第１の封止樹脂１２１で被覆され、撮像回路部１１７の接点部及び該接点部に接合された複数の信号線の周囲は第２の封止樹脂１２２によって被覆されている。

撮像ユニット１１０は、ユニット用孔１０３ｂ内に配置され例えば接着によって固定される。また、先端硬性枠１０２内から延出する撮像ケーブル１１８及びライトガイド束１０７を第３の封止樹脂１２３で該硬性枠１０２の基端側に一体にして挿入部１００が構成されている。

このように構成されている挿入部１００を高温下での観察に使用すると、撮像ユニット１１０のユニット枠１１１、中間レンズ１１３、カバーガラス１１４、ガラスリッド１１５、撮像素子１１６、撮像用回路部１１７、第１固定部１３１、封止樹脂１２１、１２２、１２３が膨張する。

このとき、ガラスリッド１１５と撮像素子１１６との接着部に対して、第１固定部１３１が膨張することによる応力がガラスリッド１１５と撮像素子１１６とを剥離させる方向へのストレスとしてかかるおそれがある。

そして、上記応力が剥離させる方向のストレスとして働くことによってガラスリッド１１５と撮像素子１１６とが剥離されて映像不良が発生する。

このガラスリッド１１５と撮像素子１１６との剥離の発生を防止するためには剥離させる方向にストレスがかかることを奉仕する必要がある。そのためには、図８Ｂに示すように第２固定部１３２を設ける、あるいは、図８Ｃに示すように第３固定部１３３を設ける、ことが考えられる。
なお、固定部１３１、１３２、１３３は同じ固定部材である例えば接着剤を塗布して構成されている。

図８Ｂにおいて第２固定部１３２は、ユニット枠１１１の内面と、中間レンズ１１３の外面及びカバーガラス１１４の外面との間に塗布されて硬化している。この結果、中間レンズ１１３及びカバーガラス１１４が第２固定部１３２によってユニット枠１１１に対して固定される。

この構成において、撮像ユニット１１０の中間レンズ１１３及びカバーガラス１１４がユニット枠１１１に第２固定部１３２を設けて固定され、撮像用回路部１１７、撮像素子１１６、及び撮像素子１１６の前面に接着されたガラスリッド１１５がユニット枠１１１に非固定状態である。

このため、高温下での観察において、第２固定部１３２の膨張によって発生する応力が撮像素子１１６とガラスリッド１１５との接着部を剥離させるストレスとして直接に伝達されることが防止されて、第２固定部１３２が膨張する応力で撮像素子１１６とガラスリッド１１５と剥離する不具合は防止できる。

しかし、この構成においては、前述したように撮像ケーブルに張力が発生した場合には、その張力が撮像素子１１６とカラスリッド１１５との接着部に直接加わって、該接着部に剥離させる方向のストレスがかかる。

すなわち、第２固定部１３２を設けて中間レンズ１１３及びカバーガラス１１４をユニット枠１１１に固定する構造では、第２固定部１３２の膨張によって撮像素子１１６とガラスリッド１１５との接着部を剥離させるストレスがかかる不具合を防止可能である。
しかし、撮像ケーブルに張力が発生した場合にはその張力が撮像素子１１６とガラスリッド１１５との接着部を剥離させる方向のストレスとして働く。この結果、張力によって発生するストレスによってガラスリッド１１５と撮像素子１１６とが剥離されて映像不良が発生する。

図８Ｃにおいて第３固定部１３３は、ユニット枠１１１の内面と、撮像用回路部１１７の外面との間に塗布されて硬化している。この結果、撮像用回路部１１７だけが第３固定部１３３を設けてユニット枠１１１に対して固定される。

この構成において、撮像ユニット１１０の撮像用回路部１１７が固定部１３３を設けて固定され、中間レンズ１１３、カバーガラス１１４、ガラスリッド１１５及び撮像素子１１６がユニット枠１１１に対して非固定状態である。

このため、高温下での観察において、固定部１３３の膨張によって発生する応力が撮像素子１１６とガラスリッド１１５との接着部を剥離させるストレスとして直接に伝達されることが防止されて、固定部１３３が膨張する応力で撮像素子１１６とガラスリッド１１５と剥離する不具合は防止できる。

一方、撮像ケーブルに張力が発生した場合には前述した図３の撮像ユニット２０と同様、撮像ケーブル１１８に発生する張力は、撮像用回路部１１７に伝達され、撮像用回路部１１７の側面経由で撮像素子１１６に伝達される。したがって、撮像素子１１６とガラスリッド１１５との接着部に伝達される応力が軽減される。

つまり、固定部１３３の膨張、あるいは、張力によって発生するストレスによってガラスリッド１１５と撮像素子１１６とが剥離される不具合の軽減を図れる。

つまり、図８Ａに示した第１固定部１３１を設けて撮像ユニット１１０を形成する代わりに、図８Ｃに示した第３固定部１３３を設けた撮像ユニット１１０を形成して前述した撮像ユニット２０の撮像部組４０Ａと同様にカバーガラス１１４、ガラスリッド１１５及び撮像素子１１６がユニット枠１１１に対して非固定状態である非固定部を設ける。この結果、ガラスリッド１１５と撮像素子１１６とが剥離する不具合の軽減を実現可能である。

尚、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。

１…内視鏡装置 ２…挿入部 ２ａ…先端部 ２ｂ…湾曲部 ２ｃ…可撓管部 ３…装置本体 ３ａ…脚部 ４…表示部 ４ａ…表示面 ５ａ…湾曲レバー ５ｂ…ポインティングデバイス ５ｃ…スイッチ ６…光学アダプタ ６ａ…観察用孔 ６ｂ…照明光用 ６ｃ…本体部材 ７…観察光学系 ７ａ…光学レンズ ８…照明光学系 ８ａ…リレーレンズ １０…観察ユニット １１…信号撮像ケーブル １１…撮像ケーブル １１ａ…信号線 １２…ライトガイド束 １３…先端枠部材 １４…撮像ユニット用孔 １４ｂ…素子枠用孔 １５…照明用孔 １６…外装枠 ２０…撮像ユニット ３０…対物光学ユニット ３１…観察用レンズ ６１…照明用レンズ ４０…素子ユニット ４０Ａ…撮像部組 ４１…撮像素子 ４１ａ…前面 ４１ｐ…端子 ４２…ガラスリッド ４３…カバーガラス ４４…素子枠 ４４ａ…先端側空間 ４４ａｉ…先端側枠内面 ４４ｂ…基端側空間 ４４ｂｉ…基端側枠内面 ４４ｃ…当接面 ４４ｄ…固定面 ４４ｅ…固定領域 ４４ｆ…非固定領域 ４４ｈ…開口 ４４ｍ…切欠溝 ４５…撮像用回路部 ４５ａ…第１回路基板 ４５ｂ…第２回路基板 ４５ｃ、４５ｄ…フレキシブルプリント基板 ４５ｅ…接続端子 ４６…光学接着剤 ４７…固定部材 ４８ａ…第１閉塞部材 ４８ｂ…第２閉塞部材 ４９ａ、４９ｂ…ガラス保持部 ５１…第１の封止樹脂 ５２…第２の封止樹脂 ５３…第２の接着剤 ５４…第３の接着剤 ６０…照明ユニット ６１…照明レンズ

Claims (10)

1. 受光面を有する撮像素子と、
   前記撮像素子の前記受光面より前方である先端側に設けられ、該撮像素子の前記受光面に対し一体に固定された素子前方側光学部材と、
   前記撮像素子及び前記素子前方側光学部材の少なくとも一部を覆う枠体と、を具備し、
   前記枠体は、
   前記撮像素子の前記受光面とは反対側の基端側に設けられた素子後方側部材を固定するための固定領域と、
   前記撮像素子の受光面よりも先端側及び前記素子前方側光学部材のうち該撮像素子の受光面に固定された素子側光学部材を非固定状態にする非固定領域と、を有し、
   前記素子前方側光学部材は、前記受光面のみを介して前記撮像素子に直接的に固定される
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記素子後方側部材は回路基板を含み、
   前記回路基板は前記枠体に覆われ、該枠体の固定領域に固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記素子前方側光学部材は、前記素子側光学部材の先端面に固定された先端側光学部材を含み、
   前記先端側光学部材は前記枠体に覆われ、該枠体の非固定領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記枠体は、前記撮像素子の受光面に固定された前記素子側光学部材の前面の一部が当接する当接面を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
5. 前記枠体は、外部と前記非固定面において該枠体が有する空間とを通じる貫通部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
6. 前記枠体が有する貫通部は閉塞部材によって塞がれる
   ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記素子前方側光学部材は、前記素子側光学部材の先端面に固定された先端側光学部材を含み、
   前記先端側光学部材は前記枠体に覆われて前記非固定領域に配置され、該枠体よりも弾性率が高い固定部材によって当該枠体に保持される
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
8. 前記枠体と撮像部組とを一体にする第１の接着剤と、
   湾曲部の先端側で撮像ケーブル及びライトガイドを該撮像ケーブル及び該ライトガイドを囲む金属枠に一体に固定する第２の接着剤と、
   撮像ユニットに隣接して配置された照明ユニットの前記ライトガイドが挿通された孔内に充填されて該ライトガイドを保持する第３の接着剤と、を備え、
   前記第１の接着剤の線膨張係数Ａと、前記第２の接着剤の線膨張係数Ｂと、前記第３の接着剤の線膨張係数Ｃと、の間に
   Ａ ≧ Ｂ、 Ａ ≧ Ｃ
   の関係が設定している
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
9. 前記素子前方側光学部材は、前記撮像素子の前記受光面を覆って前記受光面に光学接着剤によって固定されたガラスリッドである
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
10. 前記撮像素子と前記素子前方側光学部材の外面の一部は、前記非固定領域において、前記枠体の外部に露出される
    ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。

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