JPH05344952A - 内視鏡撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性が低い撮像素子を保護してオートクレ
ーブ処理を可能にした内視鏡撮像装置を提供すること。 【構成】 先端部６に内蔵したＣＣＤ１５の入射光側と
なる撮像面前方に配置され、断熱機能を有する真空部１
１を設けたカバーレンズ１２と、前記ＣＣＤ１５の撮像
面側以外の周囲を覆うように配置された断熱材１３とを
設けてＣＣＤ１５に対する断熱構造を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オートクレーブ処理で
きるように断熱手段を設けた内視鏡撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内視鏡は医療分野で広く用いられ
るようになった。内視鏡など特に生体内に挿入される医
療機器は、感染症などが生じないように十分に滅菌され
た状態のものが使用される。又、このような医療機器は
使用された後には、生体内の体液とか固形物などが医療
機器に付着したりするので、医療機器を洗浄して付着物
を除去した後に、消毒液などで消毒或いは滅菌処理する
ようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子内
視鏡とか、ファイバスコープにＴＶカメラを装着した外
付けＴＶカメラのような撮像手段を備えた内視鏡撮像装
置では、その内部に半導体を用いた撮像素子などの電子
部品が収納されており、特に半導体で形成された撮像素
子は耐熱性が低いため、オートクレーブ装置で通常の熱
滅菌処理を行う場合に設定される温度条件で熱滅菌処理
を行うと特性が劣化するなど、通常の熱滅菌処理には耐
えられなかった。

【０００４】本発明は、上述した点にかんがみてなされ
たもので、オートクレーブ装置で熱滅菌処理することの
できる内視鏡撮像装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の内視鏡
撮像装置では、撮像素子を備えた内視鏡撮像装置におい
て、撮像素子の入射光側に設けられた第１の断熱手段
と、撮像素子の入射光側以外の周囲に設けられた第２の
断熱手段と、を設けることにより、オートクレーブ処理
の場合における熱が撮像素子に伝達するのを断熱手段に
よって抑制してオートクレーブ処理を可能にしている。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係り、図１
は第１実施例の電子内視鏡の構成を示し、図２は先端部
の構成を示す。図１に示すように本発明の内視鏡撮像装
置としての電子内視鏡１は細長の挿入部２と、この挿入
部２の後端に連設された太径の操作部３と、この操作部
３の側部から延出されたユニバーサルケーブル４とから
なり、このユニバーサルケーブル４の末端に設けたコネ
クタ５を図示しないＣＣＵに着脱自在で接続することが
できる。

【０００７】上記挿入部２は硬質の先端部６と、湾曲部
２７と、可撓管部２８とから構成され、操作部３に設け
た湾曲ノブ２９を操作することによって湾曲部２７を湾
曲できる。上記先端部６は図２に示す構造になってい
る。

【０００８】先端部６を形成する先端部本体７は円柱形
状であり、観察窓となる透孔が軸方向に形成され、撮像
部８が取り付けられている。この撮像部８はこの実施例
の電子内視鏡１における最も耐熱性が低いＣＣＤ１５が
収納されている。そして、この撮像部８以外の挿入部
６、操作部３、ユニバーサルケーブル４及びコネクタ５
は、オートクレーブ処理に対する耐性を有する構造にな
っている。

【０００９】上記透孔に隣接する透孔には伝送した照明
光を出射するライトガイド９の先端側が固定されてい
る。このライトガイド９の先端面から出射される照明光
はさらに照明レンズ１０を経て前方に出射される。上記
撮像部８は真空部１１が設けられたカバーレンズ１２
と、このカバーレンズ１２の内側に配置された円柱形状
の断熱材１３に取り付けられた、対物レンズ１４及びこ
の対物レンズ１４の結像位置に、その撮像面が配置され
た固体撮像素子としてのＣＣＤ１５とから構成される。

【００１０】このＣＣＤ１５の撮像面の入射光側（とな
る前方）に配置されたカバーレンズ１２はガラス等を箱
形状に形成し、内部を真空にした密閉構造にしてあり、
この真空部１１によりＣＣＤ１５の撮像面前方の外部か
ら撮像面側に熱が伝わるのを抑制する断熱手段を形成し
ている。

【００１１】上記カバーレンズ１２の裏面に、一方の端
面の周縁が当設する断熱材１３は、この端面の中央に円
柱形状の凹部が形成され、この凹部内に対物レンズ１４
と透明光学素子で保護されたＣＣＤ１５とが取り付けて
ある。このＣＣＤ１５の裏面のリード端子は断熱材１３
を貫通された信号線１６と接続され、この信号線１６は
コネクタ５に至る。この断熱材１３はＣＣＤ１５の撮像
面以外の周囲を覆い、この周囲に対する断熱手段を形成
している。

【００１２】上記先端部本体７の後端にはリング状の湾
曲駒１７，１７…が回動自在に連結されて湾曲部７を構
成している。この湾曲駒１７，１７…は可撓性チューブ
１８で覆われている。この第１実施例によれば、ＣＣＤ
１５の前面（撮像面）は真空部１１を設けたカバーレン
ズ１２で断熱し、前面以外の周囲は断熱材１３で断熱す
るようにしているので、耐熱機能が向上し、オートクレ
ーブ装置の収納部に収納して高温及び高圧の蒸気中で滅
菌処理、つまりオートクレーブ処理することが可能にな
る。

【００１３】図３は本発明の第２実施例における先端部
の構造を示す。この実施例は第１実施例において、一部
が異なる構成である。図２に示す先端部本体７における
カバーガラス１２が取り付けられていた部分は、図３及
び図４に示すように雌ネジ部２１が設けられ、雄ネジ部
２２が設けられたカバーレンズ２３を着脱自在で装着す
ることができる。この雌ネジ部２１には図４に示すよう
に雄ネジ部２２が設けられた断熱材２５を着脱自在で装
着することもできる。

【００１４】通常の観察使用時には図３に示すようにカ
バーレンズ２３を装着して使用する。一方、使用の後に
電子内視鏡１を滅菌処理する場合には、図４に示すよう
にカバーレンズ２３を外した状態にし、断熱材２５を装
着してＣＣＤ１５の撮像面側を十分に断熱できる構造に
して、オートクレーブ装置にて滅菌処理する。

【００１５】尚、通常の観察で使用し、取り外したカバ
ーレンズ２３はそれのみでオートクレーブ装置にて滅菌
処理することができ、電子内視鏡１を滅菌処理する場合
に一緒に滅菌処理しても良い。この実施例の効果は第１
実施例とほぼ同様のものとなる。

【００１６】図５は本発明の第３実施例のカメラ外付け
内視鏡３１を示す。このカメラ外付け内視鏡３１は軟性
内視鏡（ファイバスコープとも記す。）３２及びこのフ
ァイバスコープ３２に装着される外付けカメラ３３とか
ら構成される。

【００１７】上記ファイバスコープ３２は、細長の挿入
部３４と、この挿入部３４の後端に連設された太径の操
作部３５と、この操作部３５の後端に形成された接眼部
３６と、前記操作部３６の側部から延出されたライトガ
イドケーブル３７とからなり、このライトガイドケーブ
ル３７の末端に設けたコネクタ３８を図示しない光源装
置に着脱自在で接続することができる。

【００１８】上記挿入部３４は先端側から硬質の先端部
４１と、湾曲自在の湾曲部４２と、可撓性の可撓管部４
３とからなり、操作部３５に設けた湾曲ノブ４４を操作
することによって、湾曲部４２を湾曲できるようになっ
ている。上記ライトガイドケーブル３７のコネクタ３８
を光源装置に接続することによって、光源装置内の図示
しないランプによる白色光がライトガイド４５の端面に
照射され、このライトガイド４５により伝送された照明
光は、先端部４１に取り付けられた端面から前方に出射
され、図示しない被検体を照明する。

【００１９】この出射された照明光により、照明された
被写体は先端部４１に設けられた対物レンズ４７によっ
て、その焦点面に固定されたイメージガイド４８の先端
面に光学像が結像され、この光学像は接眼部３６側の端
面に伝送され、この端面に対向配置された接眼レンズ４
９を介して拡大観察できるようになっている。上記接眼
部３６には着脱自在で外付けカメラ３３のカメラヘッド
５１を着脱自在で装着できる。

【００２０】この外付けカメラ３３は撮像手段が内蔵さ
れたカメラヘッド５１と、このカメラヘッド５１から延
出されたカメラケーブル５２とから構成され、このカメ
ラケーブル５２の先端にはコネクタ５３が取り付けら
れ、図示しないカメラコントロールユニットに接続する
ことができる。

【００２１】上記カメラヘッド５１は図６に示す構造に
なっている。カメラヘッド外装部材５５の凹部内には接
眼部３６に装着されるマウント機構が設けられたマウン
ト枠５６と、側部周囲及び後端面側を断熱する断熱枠５
７とが収納されている。このマウント枠５６は円筒形状
で、一方の開口する端部側には接眼部３６に装着するた
めのネジ部５８が設けられ、その奥に絞り開閉スイッチ
５９と、カバーガラス６１と、レンズ６２と、絞り駆動
モータ６３と、この絞り駆動モータ６３で開閉する絞り
６４とが固定されている。

【００２２】このマウント枠５６の奥に配置された断熱
枠５７に真空部６５を設けた真空ガラス６６と、レンズ
６７と、保護ガラスで保護されたＣＣＤ６８とが固定さ
れている。このＣＣＤ６８の裏面には信号線６９が接続
され、この信号線６９はＣＣＤ６８の裏面の断熱枠５７
内部に埋め込まれた駆動＆出力回路７１を介してこの断
熱枠５７の外部に引き出されている。さらに、信号線６
９はカメラケーブル５２内を挿通されてコネクタ５３に
接続される。

【００２３】上記絞り駆動モータ６３は絞り開閉スイッ
チ５９と電気的に接続され、この絞り駆動モータ６３は
駆動＆出力回路７１とも接続されている。絞り駆動モー
タ６３は駆動＆出力回路７１を介して絞り６４の通過光
量を可変設定することができる。又、絞り開閉スイッチ
５９が操作されると、絞り６４は閉じるようになってい
る。この絞り開閉スイッチ５９はカメラヘッド５１が接
眼部３６に装着された状態では図６に示すように動作し
ない。

【００２４】一方、オートクレーブ装置で滅菌処理され
る場合には図７（ａ）に示す先端チップ７３をマウント
枠５６に装着して図７（ｂ）に示すようにする。この先
端チップ７３は円柱形状の断熱材７４にマウント枠５６
のネジ部５７に螺合するネジ部を設けた取付枠で構成さ
れ、図７（ｂ）に示すようにマウント枠５６に装着する
と、内側となる端面はほぼカバーガラス６１に達する長
さに設定してあり、この装着の際に絞り開閉スイッチ５
９をＯＮして絞り６４は閉じた状態となる。この絞り６
４が閉じることにより、より断熱機能が向上する。

【００２５】図８は本発明の第４実施例の先端部８１の
構成を示す。例えば図１の電子内視鏡１の先端部６を図
８に示すように２重のカバー部材８２、８３を離間して
設けてその間に密閉されたスペースを形成した構造にし
てその間のスペースに液体８４を封入している。

【００２６】２重のカバー部材８２、８３の少なくとも
先端面は透明の部材で形成され、内側のカバー部材８３
の内部には対物レンズ８５とＣＣＤ８６とが収納されて
いる。尚、上記液体８４は例えばシリコンオイルなど熱
伝導率の低い物質で形成され、オートクレーブ処理の際
に内部に熱を伝えにくい構造にしている。この液体８４
を還流させても良い。

【００２７】図８は電子内視鏡に適用したが、図９に示
すように外付けカメラ９１に適用することもできる。例
えば図５のファイバスコープ３２の接眼部３６には図９
に示すように外付けカメラ９１のカメラヘッド９２を着
脱自在で装着することができる。このカメラヘッド９２
は２重のカバー部材９３、９４を設けて密閉されたスペ
ースを形成した構造にしてその間のスペースに熱伝導率
の低い液体９５を封入している。

【００２８】２重のカバー部材９３、９４の少なくとも
先端面は透明の部材で形成され、内側のカバー部材９４
の内部には結像レンズ９６とＣＣＤ９７とが収納されて
いる。尚、上記液体９５は例えばシリコンオイルで形成
され、オートクレーブ処理の際に内部に熱を伝えにくい
構造にしている。この液体９５を還流させるようにして
も良い。

【００２９】次に撮像素子の近傍に乾燥剤１０２を設け
た外付けＴＶカメラ１０１を図１０に示す。硬性内視鏡
等の接眼部には図１０に一部を示すアダプタ１０３を介
してカメラヘッド１０４が着脱自在で装着される。

【００３０】上記アダプタ１０３の後端には、カメラヘ
ッド１０４の前端が接続され、このカメラヘッド１０４
の後端から信号ケーブル１０６が延設され、この信号ケ
ーブル１０６後端に取付けられた図示しないコネクタを
ＣＣＵのコネクタ受けに接続することができる。

【００３１】カメラヘッド１０４は絶縁部材で円筒状外
装カバー１２１が形成され、この外装カバー１２１の前
端側外周にはアダプタ１０３に着脱自在で装着できるよ
うにねじマウント１２２を設けたマウント部材が固着さ
れている。このマウント部材は耐摩耗性の良い金属など
で形成されている。

【００３２】上記外装カバー１２１の内側には導電部材
でほぼ円筒状に形成したＣＣＤホルダ１２３が内装さ
れ、このＣＣＤホルダ１２３には撮像素子としてのＣＣ
Ｄ１２４が、ＣＣＤ押え１２５と押えばね１２６により
ＣＣＤ１２４全面のホルダ当て付け面に押し付けられ
る。

【００３３】上記外装カバー１２１の前端近くにはフィ
ルタ枠１２８がねじ１２９で固着され、このフィルタ枠
１２８にはガラス１３０が取付けられ、この後方のフィ
ルタ枠１３１には水晶フィルタ群１３２及び赤外カット
フィルタ１３３が内装されている。尚、硬性内視鏡の代
りにファイバスコ−プが用いられる場合には上記ガラス
１３０を取付けたフィルタ枠１２８を外し、モアレ除去
の水晶フィルタを取付けたフィルタ枠に置換できる。

【００３４】上記ＣＣＤ１２４の裏面に突設されたリー
ド端子１３４，１３４，…は基板１３５に固着され、こ
れらリード端子１３４，１３４，…は信号ケーブル１０
６と接続され、この信号ケーブル１０６を介して図示し
ないＣＣＵと電気的に接続される。

【００３５】上記ＣＣＤ１２４と接続される信号ケーブ
ル１０６は、図１１に示す様にケーブル支持部材１３７
に内装したケーブル押えリング１３８をねじ１３９で押
圧して固定できるようにしてある。このケーブル支持部
材１３７は、ケーブル固定部材１４１と螺合する雄ねじ
１４２が設けてあり、さらに固定ねじ１４３で固定でき
るようにしている。このケーブル固定部材１４１後端よ
りの外周には溝部１４４が設けてあり、テーパ状外周面
を有するケーブル折れ止め１４５の係入用突部を嵌め込
むことにより、このケーブル折れ止め１４５を取付けら
れるようにしている。

【００３６】上記ＣＣＤ１２４はアダプタ１０３に取付
けられる外装カバー１２１に対し、その光軸方向に移動
可能に固定できる構造にすることにより、焦点調節を行
えるようにしている。即ち、外装カバー１２１に対し、
この外装カバー１２１内に嵌合されたＣＣＤホルダ１２
３は光軸Ｏ方向に移動自在である。この外装カバー１２
１におけるＣＣＤホルダ１２３の前端側となる空間には
圧縮ばね１４７が収納され、このＣＣＤホルダ１２３の
前端を後方に押圧するよう付勢している。

【００３７】このＣＣＤホルダ１２３の後端側内周面に
は、ケーブル支持部材１３７の前端側が嵌入され、さら
にこのＣＣＤホルダ１２３の前端内周に突設した突部１
２３ａの後部側空間と、ケーブル支持部材１３７の前端
側細径部外周の空間にはＣＣＤ押え１２５と圧縮して収
納した押えばね１２６が収納されている。この押えばね
１２６によりＣＣＤ押え１２５は前方に押圧され、この
ＣＣＤ押え１２５の段差面１２５ａによりＣＣＤ１２４
の裏面縁部が前方に押し付けられる。

【００３８】上記ＣＣＤホルダ１２３の後端は、ケーブ
ル支持部材１３７の外周面を突設させたフランジ状突部
１３７ａにより、後方への移動が規制されており、従っ
て、このケーブル支持部材１３７を前方に移動すると、
この突部１３７ａで押圧されてＣＣＤホルダ１２３が前
方に移動される。このケーブル支持部材１３７は、外装
カバー１２１の後端よりの内周面に設けた雌ねじに螺合
するねじ部を備えたピント調整用（焦点調整用）リング
１５１を回動することにより、前後に移動可能である。

【００３９】つまり、このリング１５１を回動して圧縮
ばね１４７の付勢力に抗してねじ込むと、ＣＣＤホルダ
１２３、ＣＣＤ押え１２５を前方に移動可能であり、こ
のＣＣＤ押え１２５の移動により、ＣＣＤ１２４も前方
に移動できる。一方、このリング１５１をねじ込む方向
と逆方向に移動すると、圧縮ばね１４７の付勢力により
ＣＣＤホルダ１２３、ＣＣＤ押え１２５、ＣＣＤ１２４
を後方に移動できる。このＣＣＤ１２４を光軸方向に前
後に移動することによりマウント面１２１ａとＣＣＤ１
２４との距離を変化できピント調整（焦点調整）を行う
ことができる。

【００４０】上記リング１５１により焦点調節を行った
後、ＣＣＤホルダ１２３の突部１２３ａのねじ孔に螺合
する偏心調整ねじ１５２をねじ込んで緩衝板１５３を介
してＣＣＤ１２４の外枠状端面を押圧移動することによ
り、その焦点調節された位置でＣＣＤ１２４の偏心調整
も行うことができるようにしてある。

【００４１】尚、外装カバ―１２１に対してＣＣＤホル
ダ１２３を相対的に移動した場合、ＣＣＤホルダ１２３
が回転しない様に、外装カバ―１２１から内側にピン１
５４を突設させ、このピン１５４をＣＣＤホルダ１２３
の外表面における軸方向に設けた溝１５５に嵌入させて
いる。このピン１５４は長円形にしてある。又、ＣＣＤ
押え１２５には長手方向に溝１５６が設けられており、
この溝１５６にはケ―ブル支持部材１３７の前端に突設
した突部１５７が係入されるようにしてあり、リング１
５１を回動した場合、ケ−ブル支持部材１３７はこの溝
１５６に案内されて前後動する。

【００４２】このカメラヘッド１０４には上記焦点調整
機構の他に、偏心調整機構が設けてある。即ち、図１２
に示すようにＣＣＤホルダ１２３の前端突部１２３ａの
内側形状、つまりＣＣＤ収納部の形状については、横方
向の寸法ＳＨはＣＣＤ１２４の横方向の寸法と殆ど等し
くして、がたを生じることなく嵌合収納できる形状にし
てあり、一方、縦方向の寸法ＳＶはＣＣＤ１２４の縦方
向の寸法より若干大きくして偏心調整を行えるクリアラ
ンスを有するほぼ正方形に近い形状にしてある。

【００４３】上記ＣＣＤ１２４の縦方向の各端面とＣＣ
Ｄ収納部における縦方向の各端面とでそれぞれ形成され
る２つのすき間における一方（図１２では下側の隙間）
には、縦方向への付勢部材としての板ばね１５８が挿入
してある。この板ばね１５８が挿入されたのとは反対側
のすき間に臨むＣＣＤホルダ１２３にはねじ孔を設けて
偏心調整ねじ１５２が螺合させてあり、上記板ばね１５
８の付勢力に抗してこのねじ１５２をねじ込む等するこ
とにより、緩衝板１５３を介してＣＣＤ１２４の上端面
を押圧して縦方向に偏心調整を行えるようにしている。

【００４４】尚、板ばね１５８側に設けたねじ１５９
は、固定用のものであって、偏心調整を完了した時点
で、このねじ１５９を締めつけることにより、ＣＣＤ１
２４をＣＣＤホルダ１２３に対して固定できるようにし
ている。図１２に示すようにこのＣＣＤ１２４は４隅を
切欠いた正方形に近い外形であり、その中心部に若干横
長の撮像面１２４ａが形成してある。従って、この撮像
面１２４ａに円形の像をはみ出すことなく結像させる場
合、横方向には若干の偏心ずれがあってもケラレが生じ
ない。

【００４５】又、図１２に示すようにＣＣＤホルダ１２
３には、ＣＣＤ１２４の２つの隅部が臨むように２箇所
を円弧状に切欠いてある。尚、図１３に示すように、Ｃ
ＣＤホルダ１２３とケ―ブル支持部材１３７とは、ねじ
１６１，１６１で固定される。

【００４６】又、ケ―ブル固定部材１４１の後端側内周
面には、周溝を設けて水密用Ｏリング１６２を収納し、
外装カバ―１２１とケ―ブル固定部材１４１との嵌合部
にも周溝を設けてＯリング１６３を収納し、さらに外装
カバ―１２１とフィルタ枠１２８との嵌合部にも周溝を
設けてＯリング１６４を収納して水密構造にしてある。

【００４７】このカメラヘッド１０４には図１０及び図
１３に示すように、例えば基板１３５の裏面側における
信号ケーブル１０６の外周側のスペース部分に乾燥剤１
０２がリング状に収納され、水蒸気を吸収してＣＣＤ１
２４等が劣化するのを防ぐようにしている。この乾燥剤
１０２はシリカゲル、吸湿紙等、水蒸気を吸収する材料
であれば良い。

【００４８】カメラヘッド１０４が何回もオートクレー
ブ処理されると、カメラヘッド１０４内部に水蒸気が少
しづつ残留するようになるが、この乾燥剤１０２によっ
て水蒸気を吸収し、ＣＣＤ１２４等が劣化するのを防ぐ
作用をする。このカメラヘッド１０４には、撮像素子と
してのＣＣＤ１２４の偏心調整機構付きの取付け機構と
して、ＣＣＤ１２４の撮像面１２４ａの縦横の寸法及び
モニタの表示画面の縦横の寸法が異なることを考慮して
形成してある。

【００４９】つまり撮像面１２４ａはほぼ正方形で有る
が、横方向に若干長いため、円形の像を結像させた場
合、若干の偏心ずれが許容される。又、モニタ画面も横
長の長方形であり、ＣＣＤ１２４の横方向と一致させて
表示するようにすれば横方向の取付け位置の微調整機構
を省いて一定位置に固定できる。一方、寸法の小さい縦
方向についてはＣＣＤ１２４におけるその縦方向の取付
け位置の微調整機構を設けて偏心調整を行いモニタの表
示画面では高さ方向にケラレが生じることなく表示でき
るようにしている。

【００５０】上記微調整機構は、一方向のみであるの
で、ねじ１５２をねじ込むか又はその逆方向に回すのみ
で、モニタの表示画面での高さを可変でき、この調整を
モニタ画面を見ながら行えば、容易且つ短時間で望まし
い状態、つまりＣＣＤ１２４により撮像された画像がモ
ニタ画面上でケラレがない状態に設定できる。又、上記
微調整機構は、ねじ１５２等で簡単に実現でき、且つ小
型，軽量にできるという利点も有する。尚、乾燥剤１０
２をリング状に収納するものに限定されるものでなく、
他の形状で収納しても良い。

【００５１】図１０はカメラヘッド１０４内に乾燥剤を
収納したが、図１４では電子内視鏡に乾燥剤１７０を収
納した場合を示す。挿入部の先端部１７１には、充填材
によって先端本体１７１ａが形成されており、この先端
本体１７１ａは図１５に示すようにフランジ状に形成さ
れた先端側の両脇に一対の三日月状のライトガイド１７
６を挿通するライトガイド用挿通孔１７４を長手方向に
有し、且つ後方側にこのライトガイド用挿通孔１７４に
連通する一対のライトガイド用切欠き部７４ａを長手方
向に形成している。

【００５２】｀さらに、フランジ状先端側の後方に形成
されている段部に、絶縁性の材料からなり挿入部後方か
ら延設されている被覆シース１７２を嵌入し接続してい
る。図１６において上記ライトガイド１７６に挾持され
る如くして先端本体１７１ａの内部には、固体撮像装置
７３が隅部を先端本体１７１ａの外周部とほぼ接するよ
うに埋め込まれている。

【００５３】上記固体撮像装置１７３の前方には、図１
４に示すように複数のレンズ１７７，１７７で形成され
る対物レンズ系１７９が、スペーサ１７５によってその
光軸方向の位置決めされてレンズ枠１８０に固定されて
いる。尚、図１４は図１６のＥ−Ｅ′線の縦断面であ
る。

【００５４】上記対物レンズ系１７９の後方には、カラ
ーフィルターアレイを兼ねたカバーガラス１７８が平行
に隣接し設けられている。上記カバーガラス１７８の後
方には、例えば両面に金メッキを施した黄銅板により形
成されたダイボンディングパッド部材１８３にダイボン
ディングされた固体撮像チップ１８２が、内視鏡長手ｎ
方向と略直角であり、且つ対物レンズ系１７９を投影し
た部分が重なるようにして、前記対物レンズ系１７９に
隣接し配設されている。なお、ダイボンディングパッド
部材１８３を形成する材料はプラスチックまたはサラミ
ックに導電性塗料を塗装するか、焼付けたものでもよ
く、あるいは、金属メッキを施してもよい。

【００５５】図１４に示すように例えば固体撮像チップ
１８２がダイボンディングされたダイボンディングパッ
ド部材１８３の裏面側には、シリカゲル等の乾燥剤１７
０が先端本体１７１ａ内に埋め込むようにして配置され
ている。この実施例でもこの乾燥剤１７０によって固体
撮像チップ１８２側に蒸気が侵入するのを防ぎ、劣化を
防止するようにしている。

【００５６】図１４および図１６において、ダイボンデ
ィングパッド部材１８３は、固体撮像チップ１８２より
もわずかに大きいので、固体撮像チップ１８２の位置が
若干ずれてもダイボンディングパッド部材１８３からは
み出してしまうことがなく、固体撮像チップ１８２の裏
面全面にわたって基準電位が与えられる。なお、図１６
において、ダイボンディングパッド部材１８３の左右端
および上端は、カバ−ガラス１７８の左右端および上端
に一致している。つまり、ダイボンディングパッド部材
１８３の左右方向寸法は、カバ−ガラス１７８の左右方
向寸法に等しい。

【００５７】上記固体撮像チップ１８２は、図１６に示
すように周辺を除く中央部に、例えば２．５ｍｍ×２．
５ｍｍの正方形状のイメージエリア１８１が形成され、
このイメージエリア１８１周辺における若干広くした一
辺にはチップ側ボンディングパッド１８５が例えば８個
設けてある。尚、イメージエリア１８１は約３万画素か
ら成り、うち２．５φの部分を使用する。

【００５８】図１４において、上記ダイボンディングパ
ッド部材１８３の下後方には、先端本体１７１ａの外
周、すなわち被覆シ―ス１７２の内周に当接するよう
に、例えば厚さ約０．３ｍｍのベ―ス部材１８４が内視
鏡長手方向に設けられている。このように配設すること
により先端本体１７１ａの直径を最小にして、小さなス
ペ―スを最大限有効に利用することができる。

【００５９】上記ベ―ス部材１８４の両面には導体パタ
ーンが設けられ、片面には、例えば積層セラミックコン
デンサ１８６、チップ抵抗１８７、ケーブル１８８が実
装され、反対の面にはＩＣチップ１８９がボンディング
ワイヤ１９１で接続されている。

【００６０】上記積層セラミックコンデンサ１８６は、
ベース部材１８４前方に位置しており、（積層セラミッ
クコンデンサ１８６の一方の電極が接地される回路構成
ではこの）一方の電極（回路上のＧＮＤ）は、前記ダイ
ボンディングパッド部材１８３と電気的、機械的に接続
されている。尚、ダイボンディングパッド部材１８３と
積層セラミックコンデンサ１８６との間で接続するので
はなく、ダイボンディングパッド部材１８３の端面を用
いてベース部材１８４に対して略直角に接続してもよ
い。

【００６１】図１６において、上記ベース部材１８４の
前方端面には、ベース側ボンディングパッド１９２が例
えば８個設けてあり、固体撮像チップ１８２に設けられ
たチｎップ側ボンディングパッド１８５とボンディング
ワイヤ１９１で接続されている。ベース部材１８４上に
実装された回路は、例えば固体撮像チップ１８２からの
映像出力信号を電流増幅するなどのようになっている。

【００６２】なお、ベ−ス部材１８４の端面にボンディ
ングパッド１９２を形成する際、端面の平滑性を増すた
めに、端面を研磨した後にメタライズするとよい。更
に、ボンディングパッドパタ−ンを微細に構成するため
には、いわゆるサイドブレ−ジングよりも端面にパタ−
ン印刷を行うのが良く、もしくは、端面全面をメタライ
ズした後、レ−ザトリミングによってパタ−ン形成して
もよい。

【００６３】ところで、ケ−ブル１８８を介して駆動ク
ロックが印加された固体撮像チップ１８２は、撮像面に
結像した観察像を光電変換により画像信号として出力す
る。この画像信号は増幅回路を形成するＩＣチップ１８
９によって増幅され、図示しない信号処理回路に送出さ
れるようになっている。この信号処理回路では、画像信
号から生成された複合ビデオ信号を図示しないモニタに
出力し、観察像をモニタの画面上に表示するようになっ
ている。

【００６４】この実施例では、電子部品が実装されたベ
ース部材１８４のベース側ボンディングパッド１９２と
チップ側ボンディングパッド１８５をボンディングワイ
ヤ１９１で接続し、さらにベース部材１８４を固体撮像
チップ１８２に対して略直角に配設したことにより、立
体的な高密度実装を可能にし、固体撮像装置１７３を小
型とすることができる。したがって、内視鏡に使用した
場合、挿入部先端を細径化及び短縮できる。又、オート
クレーブ処理の為とか長く使用した場合における蒸気の
侵入により、固体撮像チップ１８２等がその特性が劣化
することも防止できる。

【００６５】図１７は熱電変換素子２０２を設けた電子
内視鏡の先端部２０１の構成を示す。この先端部２０１
は図１４の先端部１７１における先端本体１７１ａの一
部を熱伝導率の高い充填剤２０３に置換し、例えば充填
剤２０３の後端に熱電変換素子２０２を設け、この熱電
変換素子２０２の吸熱部を充填剤２０３と密着させてい
る。

【００６６】この熱電変換素子２０２の放熱部（発熱
部）となる側部面は湾曲駒２０４を介してブレード２０
５と熱的に接触し、熱電変換素子２０２の吸熱部で吸収
した熱を湾曲駒２０４を介してブレード２０５側に放熱
するようにしている。ブレード２０５に熱的に接触させ
る代わりにヒートワイヤを設けて、このヒートワイヤで
放熱しても良い。この熱電変換素子２０２は図示しない
リード線を介して熱電変換による冷却を行わせる電源と
接続される。

【００６７】上記熱電変換素子２０２は例えばｐ形及び
ｎ形熱電半導体を接合してこれらに直流を流すことによ
り接合部の一方で吸熱、他方で発熱が生じるペルチェ効
果を利用した素子で構成されている。

【００６８】図１８に概略の配置及び動作を示すように
この熱電変換素子２０２の吸熱部側は固体撮像チップ１
８２及びＩＣチップ１８９の近傍に配置したり又は熱伝
導率の高い物質（図１７では充填剤２０３）を介して固
体撮像チップ１８２及びＩＣチップ１８９等の電子部品
と熱的に接触する位置に配置され、発熱部側は例えばブ
レード２０５等放熱の機能を有する部材に接触させてあ
る。

【００６９】尚、図１４に示す乾燥剤１７０は図１７で
は設けてないが、設けるようにしても良い。この熱電変
換素子２０２を設けることにより、固体撮像チップ１８
２及びＩＣチップ１８９等を冷却することができるよう
にしているので、オートクレーブ処理を行う場合、この
熱電変換素子２０２に直流電流を流すことにより、固体
撮像チップ１８２及びＩＣチップ１８９等の温度上昇を
吸熱及び放熱の機構で防止できる。このため、この熱電
変換素子２０２を設けた電子内視鏡によれば、オートク
レーブ処理を行うことが可能になる。尚、図１７では電
子内視鏡の場合について説明したが、外付けＴＶカメラ
でも同様に適用できる。

【００７０】図１９は撮像素子の周辺部を他の部分より
熱伝導率の低い材質で構成した電子内視鏡の先端部２１
０の構成を示す。この先端部２１０は図１７の先端部２
０１において、先端本体１７１ａは金属の中でも比較的
熱伝導率の低いステンレスで形成され、固体撮像チップ
１８２とそのＩＣチップ１８９等の周辺回路は例えば石
膏等、さらに熱伝導率の低い物質（石膏は熱伝導率が
１、３０である）の充填剤２１１で形成されている。こ
の実施例では図１７の熱電変換素子２０２は設けられて
いない。その他は図１７に示す構成と同じである。

【００７１】この構成では固体撮像チップ１８２とその
周辺回路は熱伝導率の低い物質による充填剤２１１で覆
われているので、オートクレーブ処理の際に例えば１３
５°Ｃの高温に保持されても、固体撮像チップ１８２と
その周辺回路が温度上昇することを防止できる。

【００７２】図２０は図１９とは異なる構成の撮像手段
を備えた電子内視鏡の先端部２１７を示す。図２０にお
いて、挿入部２１６に設けられた先端部２１７を構成す
る先端構成部材２１８の前端面には、挿入部２１６の長
手方向に平行に観察用透孔２１９と鉗子チャンネル用透
孔２２１と図示しない照明用透孔等が設けられている。
観察用透孔２１９には、対物レンズ系２２６が内嵌され
て位置決めれたレンズ枠２２７が嵌入されている。

【００７３】この先端構成部材２１８は熱伝導率が低い
例えば、ポリサルホンで形成されている。レンズ枠２２
７後端には、固体撮像装置２２０に設けられた直角プリ
ズム２２３が、対物レンズ系２２６の光軸を一致させて
設けられている。前記固体撮像装置２２０を構成する固
体撮像チップ２２４の後端に露呈したリ−ド部２２７と
リ−ド部材２１２とは、板厚が挿入部２１６の長手方向
になるように配設された回路基板２２８を挟持するよう
にしてハンダ付けされている。

【００７４】前記回路基板２２８の表面及び裏面には、
例えばトランジスタ、コンデンサ等の電気部品２２９が
実装され、更に、回路基板２２８の後端部には、挿入部
２１６内を挿通された信号線２３１が、接続されてい
る。前記固体撮像チップ２２４及びその周辺回路は熱伝
導率が非常に低い例えば、ガラスウールによる充填剤２
３０が充填されている（ガラスウールの熱伝導率は０、
４である）。

【００７５】鉗子チャンネル用透孔２２１には、パイプ
２３２が嵌入され、該パイプ２３２の後部には、挿入部
２１６内を挿通された可撓性チュ−ブ２３３の前端を固
定し、これらの中空部で鉗子チャンネル２３４が形成さ
れている。また、照明用透孔には、挿入部２１６内を挿
通された図示しないライトガイドの末端が固定される。

【００７６】前記先端構成部材２１８の外周面後部に
は、図示しない湾曲駒等を被覆する絶縁ゴム等のカバ−
チュ−ブ２３５が外嵌されて固定されている。入射光の
光軸を直角に下方へ変える直角プリズム２２３の出射面
には、固体撮像チップ２２４上に四角形状のイメ−ジエ
リアが形成され、このイメ−ジエリア上には、例えば赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色をそれぞれ透過す
る色フィルタをモザイク状等に配列した図示しないフィ
ルタアレイがチップオンフィルタ方式で設けられてい
る。

【００７７】前記イメ−ジエリア周辺における後方側の
若干広くした一辺には、チップ側ボンディングパッド２
３７が、例えば６個設けられている。前記固体撮像チッ
プ２２４の裏面には、該固体撮像チップ２２４の裏面と
同一の形状と大きさで光軸方向にリ−ド部２２７を隅部
から後方側に延出した、導電性の部材で形成されたリ−
ドフレ−ムとしてのダイアタッチ部材２３９がダイボン
ディングされている。

【００７８】なお、固体撮像チップ２２４とダイアタッ
チ部材２３９とは、シ−ルド効果を持たせるために導通
が保たれるようになっている。前記リ−ド部２２７は、
一旦上方向に曲げられてから固体撮像チップ２２４の撮
像面と同一面を上面として後方に延出されている。

【００７９】前記撮像面と同一面上を延出されたリ−ド
部２２７の下面には、四角柱状でその長手方向の中心線
が固体撮像チップ２２４の一辺と平行になるように絶縁
性部材で形成されたリ−ドステ−ジ部材２４１が固設さ
れている。該リ−ドステ−ジ部材２４１の下面は、前記
ダイアタッチ部材２３９の下面と略一致するようになっ
ている。

【００８０】前記リ−ドステ−ジ部材２４１の上面に
は、一定の間隔をおいて複数のリ−ド部材２１２が、前
記チップ側ボンディングパッド２３７に対応するよう
に、例えば５個固設されている。尚、リード線２３１は
熱伝導率の低い材料を用いた被覆材で被覆されている。
このように構成された先端部２１７は図１９に示すもの
とほぼ同様の作用及び効果を有する。

【００８１】図２１に示す電子内視鏡では、その先端部
３０１に設けたＣＣＤ３０３を冷却する手段を設けてい
る。先端部３０１の観察窓に取り付けた対物レンズ３０
２の結像位置にはＣＣＤ３０３が配置され、この観察窓
に隣接して形成されたチャンネル３０４に冷却チューブ
３０５を通し、この冷却チューブ３０５に冷却水３０６
等を送水してＣＣＤ３０３近傍を冷却する。

【００８２】この冷却チューブ３０５はＣＣＤ３０３が
固定された先端部本体３０７に接するように一部が太い
内径にされている。尚、ＣＣＤ３０３の裏面のリード端
子には信号線３０８が接続されている。尚、冷却チュー
ブ３０５としてバルーンカテーテルを用いても良い。
尚、先端部本体３０７に接する部分の冷却チューブ３０
５を特に熱伝導率の高い材質で形成するようにすること
が望ましい。

【００８３】図２２は図２１において、先端部３０１に
ユニット化した撮像ユニット３１１を取付け、この撮像
ユニット３１１とチャンネル３０４との間に熱伝導率の
高い熱伝導体３１２を設けた構成にしている。この撮像
ユニット３１１は先端部３０１に取り付けられる枠体３
１３ａ，３１３ｂに対物レンズ３０２、ＣＣＤ３０３及
び電子部品３１４が実装されたプリント基板３１５とか
ら構成されている。又、ＣＣＤ３０３及び電子部品３１
４は熱伝導率の高いモールド部材３１６でモールドされ
ている。図２１の場合と同様に上記チャンネル３０４に
冷却チューブ３０５を通して冷却することができる。

【００８４】次に断熱的な構造にして、オートクレーブ
処理の時に撮像手段に熱が伝わりにくくして撮像手段の
耐熱性を向上した内視鏡撮像装置について説明する。図
２３に示す電子内視鏡４０１は細長の挿入部４０２と、
この挿入部４０２の後端に連設された太径の操作部４０
３と、この操作部４０３の側部から延出されたユニバー
サルケーブル４０４とからなり、このユニバーサルケー
ブル４０４の末端に設けたコネクタ４０５を図示しない
ＣＣＵに着脱自在で接続することができる。

【００８５】上記挿入部４０２は硬質の先端部４０６
と、湾曲部４０７と、可撓管部４０８とから構成され、
操作部４０３に設けた湾曲ノブ４０９を操作することに
よって湾曲部４０７を湾曲できる。上記先端部４０６は
図２４（ａ），（ｂ）に示すようになっている。

【００８６】先端部４０６を形成する先端部本体４０６
ａの前面側には円柱状の凹部が形成され、この凹部内周
面には雌ネジ部４１１が設けてある。この凹部には撮像
ユニット４１２の基端側を着脱自在で収納できる。つま
り、撮像ユニット４１２の基端側の外周面に設けた雄ネ
ジ部４１３を雌ネジ部４１１に螺合させて装着できる。

【００８７】この撮像ユニット４１２は、その本体部４
１４が低い熱伝導率の物質でほぼ円柱状に成形され、そ
の前面側に、円柱の中心軸に回転対称で凹部が形成さ
れ、この凹部内にカバーガラス１１５、対物レンズ４１
６、ＣＣＤ４１７とが収納固定されている。このＣＣＤ
４１７は裏面の基板を介してケーブル４１８で本体部４
１４の裏面に設けた接点部４１９と電気的に導通する。

【００８８】この接点部４１９は例えば中心軸の周りに
同心となる複数のリングで形成した複数の接点を有す
る。そして撮像ユニット４１２を先端部４０６の凹部に
装着すると、本体部４１４の裏面に突設する接点部４１
９は、凹部に設けた半径方向に離間する複数の接点で形
成された接点受け部４２０と接触する。この接点受け部
４２０はケーブル４２１を介してコネクタ１０５の電気
接点にいたる。

【００８９】上記本体部４１４の外周面には透明のカバ
ー部材４２２の後端側に設けたネジ部４２３と螺合する
ネジ部４２４が設けてあり、凹部に装着された本体部４
１４におけるこの凹部から露出する部分をカバー４２２
で覆うようになっている。

【００９０】このカバー４２２にはパッキン４２５が周
溝内に収納され、このパッキン４２５より内側を気密に
保つ構造になっている。

【００９１】この電子内視鏡４０１では撮像ユニット４
１２にカバー４２２を取り付けた場合、図２４（ａ）に
示すように螺合する部分とパッキン４２５で密着する部
分とを除いて撮像ユニット４１２の外周及び前面とカバ
ー４２２の内側の面とは接触しない構造となっている。

【００９２】カバー４２２を撮像ユニット４１２に取り
付ける時は、先端部の本体部４０６ａから外した撮像ユ
ニット４１２と共に真空槽の中で取り付けることによ
り、撮像ユニット４１２とカバー４２２との間に、断熱
機能の優れた真空層４２７を形成することができるよう
にしている。このような構成にすることによってオート
クレーブ処理に対してＣＣＤ４１７を熱破壊とか熱によ
る特性の劣化等を防止できる。

【００９３】図２５はカメラ外付け内視鏡を示す。例え
ば図５に示すファイバスコープ３２に着脱自在で装着さ
れる外付けカメラ４３２はカメラヘッド部４３３と、こ
のカメラヘッド部４３３から延出されるカメラケーブル
４３４とから構成され、このカメラケーブル４３４の末
端にはコネクタ４３５が取り付けてある。

【００９４】上記カメラヘッド部４３３は螺合部４３６
でカバー４３７と着脱自在となっている。このカバー４
３７は円柱状の収納スペースを有するほぼ円筒形状であ
り、一方の端部はガラス板などの透明部材４３８で閉塞
され、他方の端部は開口し、内周面にネジ部４３９が設
けてある。又、このネジ部４３９の奥に周溝を設けて気
密構造にするためのパッキン４４１が収納されている。
このカバー４３７にはネジ部４３９に螺合するネジ部を
設けた撮像ユニット４４２が着脱自在で装着できる。

【００９５】この撮像ユニット４４２はほぼ円柱形状の
本体に凹部を形成してカバーガラス４４３、結像レンズ
４４４、ＣＣＤ４４５が収納配置されている。この撮像
ユニット４４２の外径はカバー４３７の内径より小さく
設定してあり、カバー４３７装着した場合、撮像ユニッ
ト４４２の大部分の外周面はカバー４３７の内周面と離
間する。又、撮像ユニット４４２の前面もカバー４３７
の前面内側と離間する。そして、撮像ユニット４４２の
周囲のスペースは図２４の場合と同様に真空状態に保持
される真空層４４６が形成されるようにしている。

【００９６】ＣＣＤ４４５はケーブル４４７により撮像
ユニット４４２の裏面側に突設した接点部４４８と導通
する。この接点部４４８はカメラヘッド部４３３の対向
する位置に設けた接点受け部４４９と電気的に接続され
る。この接点受け部４４９に接続されたケーブル４５０
はコネクタ４３５に至る。

【００９７】図２５の外付けカメラ４３２は図２４の電
子内視鏡の場合と同様の作用及び効果を有する。なお、
上述した各実施例を部分的などで組み合わせてたもの
も、本発明に属する。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
像素子の撮像面側及び撮像面側以外の周囲を断熱材で覆
うような構造にしてあるので、熱滅菌処理に対して撮像
素子の温度上昇を防止でき、熱破壊とか熱劣化などが起
こるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電子内視鏡の構成を示す
側面図。

【図２】図１の先端部の構成を示す断面図。

【図３】本発明の第２実施例の先端部の構成を示す断面
図。

【図４】断熱部材を装着可能であることを示す断面図。

【図５】本発明の第３実施例のカメラ外付け内視鏡の全
体構成を示す側面図。

【図６】図５の先端部の構成を示す断面図。

【図７】断熱部材を装着可能であることを示す断面図。

【図８】本発明の第４実施例の先端部の構成を示す断面
図。

【図９】本発明の第５実施例の先端部の構成を示す断面
図。

【図１０】乾燥材を設けた外付けカメラの主要部の構成
を示す断面図。

【図１１】図１０のＣ−Ｃ′線断面図。

【図１２】図１０のＡ−Ａ′線断面図。

【図１３】図１０のＢ−Ｂ′線断面図。

【図１４】乾燥材を設けた電子内視鏡の先端部の構成を
示す断面図。

【図１５】先端部に設けたライトガイドを示す斜視図。

【図１６】図１４のＤ−Ｄ′線断面図。

【図１７】熱電変換素子を設けた電子内視鏡の先端部の
構成を示す断面図。

【図１８】熱電変換素子の概略の機能の説明図。

【図１９】撮像素子の周辺部を他の部分より熱伝導率の
低い材質で構成した電子内視鏡の先端部の構成を示す断
面図。

【図２０】図１９の変形例における先端部の構成を示す
断面図。

【図２１】撮像ユニットを冷却する手段を備えた電子内
視鏡の先端部の構成を示す断面図。

【図２２】図２１の変形例における先端部の構成を示す
断面図。

【図２３】断熱構造にした電子内視鏡の側面図。

【図２４】図２３の先端部の構成を示す断面図。

【図２５】断熱構造にしたカメラ外付け内視鏡の構成を
示す断面図。

【符号の説明】 １…電子内視鏡 ２…挿入部 ３…操作部 ４…ユニバーサルケーブル ５…コネクタ ６…先端部 ７…先端部本体 ８…撮像部 ９…ライトガイド １１…真空部 １２…カバーレンズ １３…断熱材 １４…対物レンズ １５…ＣＣＤ １６…信号線 １７…湾曲駒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 元嗣 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山下 真司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 内久保 明伸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 宮下 章裕 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中川 雄大 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小林 一成 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 村田 晃 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 山口 征治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子を備えた内視鏡撮像装置におい
   て、 撮像素子の入射光側に設けられた第１の断熱手段と、 撮像素子の入射光側以外の周囲に設けられた第２の断熱
   手段と、 を設けたことを特徴とする内視鏡撮像装置。