JPH0664249B2 - 内視鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、挿入部の先端側に固体撮像素子を組み込む形
式の内視鏡に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、観察手段として固体撮像素子（ＳＩＤ）を用いた
内視鏡が開発されつつある。この固体撮像素子は、通
常、内視鏡の先端部内に組み込まれ、対物レンズによっ
て結像される視野を電気信号に変換し、この信号を処理
してモニタに写し出すようになっている。

ところが、このような観察手段を用いた内視鏡ではその
内視鏡の先端部内における固体撮像素子の近傍にはＩＣ
などの電子部品を設ける必要があり、また、固体撮像素
子、電子部品および信号線の間を配線接続するためのプ
リント基板が必要である。そして、内視鏡の先端部内に
おいて固体撮像素子、信号線およびプリント基板相互を
接続しなければならない。しかも、固体撮像素子の撮像
面に対する対物レンズのピント出し調整もその組立ての
際に行なわなければならなかった。

したがって、この撮像ユニットを内視鏡の先端部に容易
に組み込めるとともにピント調整を容易かつ正確にでき
る構造のものが要望される。しかも、部品精度によって
ピントが左右されることなく正確に組み立てられる構造
のものが要望される。

また、固体撮像素子が内視鏡使用時に強度のＸ線被曝
や、結石破壊時の不慮の電撃を受けるなどによって壊れ
ることがあるが、この壊れたときに単独の修理交換が面
倒であった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、固体撮像素子に対する対物レンズの
ピント出し方法がきわめて容易でかつその撮像ユニット
の組立て性がよい内視鏡を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、挿入部の先端部に対物レンズと固体撮像素子
を組み込んだ内視鏡において、貫通孔を有し上記先端部
を構成する先端部本体部材と；基端側に上記固体撮像素
子を保持する素子保持部を有し先端側に上記対物レンズ
の少なくとも後方側のレンズを保持する上記素子保持部
よりも細径のレンズ保持部を有する素子保持部材を備
え、上記固体撮像素子と上記保持される対物レンズの光
軸方向の位置を調整した状態で固定して組み立てられる
撮像ユニットと；上記撮像ユニットのレンズ保持部を上
記貫通孔に嵌合させ、上記素子保持部を上記貫通孔の上
記レンズ保持部との嵌合部よりも基端側に位置させた状
態で、上記先端部本体部材に上記撮像ユニットを固定す
る固定手段と；を具備したものである。したがって、レ
ンズと固体撮像素子とを素子保持部材によりユニット化
して、これを内視鏡に組付ける前にそのピント出しを終
了しておくことができる。また、素子保持部材の固体撮
像素子を保持する素子保持部に対してレンズを保持する
レンズ保持部の径を細径とし、固体撮像素子保持部が大
きくても内視鏡挿入部を細くすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図にもとづいて説明す
る。この第１図は、内視鏡の挿入部１の先端部２を示す
ものである。この先端部２は、挿入部１の湾曲管３の先
端に連結されている。先端部２は、本体部材４からな
り、この本体部材４の後端部外周には、湾曲管３の可動
節輪（図示しない。）を連結する固定節輪５が嵌着固定
されている。さらに、本体部材４の外周には、電気絶縁
材料、たとえば合成樹脂やゴムなどからなる外皮６が被
嵌されている。また、湾曲管３の外周にも、同様な外皮
７が被嵌されている。上記本体部材４の先端面部には、
照明窓８と観察窓９が設けられている。照明窓８は、凹
レンズからなる窓ガラス１１を気密的に取り付けてな
り、この照明窓８には、光学繊維束からなるライトガイ
ド１２の先端が光学的に連結されている。また、観察窓
９は、対物レンズ系１３が設けられており、この対物レ
ンズ系１３を介して体腔内の観察視野を撮像部１４に結
像するようになっている。上記対物レンズ系１３は、レ
ンズ筒１５に保持固定される複数の対物レンズ１６から
なり、また、このレンズ筒１５は、本体部材４に気密的
に取り付けられている。すなわち、レンズ筒１５は、本
体部材４および外皮６にわたって形成された貫通孔１７
に嵌め込まれるとともに、その間がＯリング１８によっ
て気密的に保持されている。なお、貫通孔１７の先端縁
部は、わずかに小径に形成されて鍔１９を形成してい
る。そして、レンズ筒１５の外周に形成した突条部２１
が突き当り、前方への位置決めを行なうようになってい
る。上記Ｏリング１８は、その突条部２１に形成した溝
２２に嵌め込まれている。なお、貫通孔１７の先端部分
とレンズ筒１５との間を接着材で接着してもよい。

レンズ筒１５の基端側外周には、後述する固体撮像素子
保持枠としてたとえば素子保持筒２３がねじヘリコイド
で連結されている。すなわち、レンズ筒１５の基端側外
周には、おねじ２４が形成されており、このおねじ２４
には、素子保持筒２３の内面に形成しためねじ２５がね
じ込まれている。つまり、レンズ筒１５と素子保持筒２
３とは、相対的に回転することにより、光軸方向に進退
できるようになっている。また、このレンズを保持し素
子保持部材の前方部分を形成する素子保持筒２３は、上
記貫通孔１７の内面に対して密に接合しており、そし
て、本体部材４に取り付けた複数の止めねじ２６により
定位置に締め付け固定されている。また、このレンズ筒
１５と素子保持筒２３とからなる撮像ユニットの回転方
向の位置は、素子保持筒２３に設けられた位置決めピン
２７により位置決めされる。この位置決めピン２７は、
素子保持筒２３の後端縁部を貫通して本体部材４にねじ
込み固定される。

さらに、素子保持筒２３の後端部には、撮像部１４の撮
像素子、たとえばＣＣＤからなる固体撮像素子２８が設
けられている。すなわち、素子保持筒２３の後端部に
は、第１のプリント基板２９と第２のプリント基板３０
とが取り付けられており、この各基板２９、３０は、ス
ペーサ３１を介して２層に重ねられている。また、第１
のプリント基板２９は、支持枠３２を介して上記素子保
持筒２３に取り付けられている。つまり、上記保持枠に
上記固体撮像素子２７とプリント基板２９，３０を後述
するようにあらかじめピント出して組み立てる固体撮像
素子部ユニットを構成している。固体撮像素子２７のパ
ッケージ３３は、第１のプリント基板２９の前面に貼り
付けて取付け固定されている。すなわち、上記支持枠３
２は素子保持筒２３とともに素子保持部材を形成し、そ
して固体撮像素子２７を保持する素子保持部として機能
している。第１のプリント基板２９の突当て面は、パッ
ケージ３３の中央と周部面とに対応する複数の突出部分
のみである。すなわち、全面的に接合するのではなく、
部分的に接合させることにより、その突当て部のみの平
行度を確保し、そして、第１のプリント基板２９とパッ
ケージ３３の歩留りを向上するようになっている。第１
のプリント基板２９と第２のプリント基板３０とは、複
数のリード線３４で接続されている。また、第２のプリ
ント基板３０には、ＩＣパッケージ３５が取り付けら
れ、さらに、信号線３６が接続されている。なお、信号
線３６の先端のピン部３７は、それぞれ第２のプリント
基板３０に差し込まれて電気的に接続されている。この
とき、信号線３６の先端のピン部３７は、挿入部１の長
手方向に沿って延出している。したがって、先端部２内
でのスペースをとらないとともに組立てやすい構造であ
る。特に、湾曲管３を湾曲したときなどに信号線３６に
押し引きの力が繰り返し加わっても曲げ力とはならない
ので、その接続部のピン部３７が折れてしまうことがな
い。

次に、レンズ筒１５と素子保持筒２３とからなる撮像ユ
ニットの取り付け方法を説明する。まず、レンズ筒１５
と素子保持筒２３とが単独であるとき、あらかじめ、レ
ンズ筒１５には、各対物レンズ１６を取付ける。また、
素子保持筒２３には、固体撮像素子２８および各プリン
ト基板２９，３０を組み付ける。この後、レンズ筒１５
に素子保持筒２３をねじ込んで組み立てるとともに、相
対的に回転して対物レンズ系１３の焦点と固体撮像素子
２８との位置合せを行なう。この作業が完了したらレン
ズ筒１５と素子保持筒２３とを仮止めねじ３８や接着剤
などにより固定し一体化する。そして、このようにピン
ト出しが完了したらこの撮像ユニットを先端部に組み込
む。すなわち、貫通孔１７に内側から差し込み、鍔１９
に突条部２１を突き当てる。さらに、位置決めピン２７
で回転方向の位置決めを行なう。ついで、止めねじ２６
でその位置に固定する。

このような手順の組立てを行なうので、撮像ユニットの
ピント合せを先端部２に組み込む前に行なうことがで
き、先端部２に組み込んだ後では撮像ユニットのピント
合せを行なう必要がない。また、位置決めピン２７を用
いて撮像ユニットの回転方向の向きの位置決めを行なう
ので、その撮像ユニットを組み込む際、画像を写す必要
もない（ビデオプロセッサを接続しなくともよい。）。
したがって、容易に組立て調整を行なうことができる。
さらに、撮像ユニットを分解することも容易である。な
お、本実施例においては全ての対物レンズをレンズ筒に
て保持するようにしているが、この対物レンズのうち少
なくとも後方側のレンズをレンズ筒にて支持すればよ
い。この際には、撮像ユニットを組み込むときに、あら
かじめレンズ筒にて支持しない対物レンズに相当する仮
のレンズを用いてピント出しを行ってからその撮像ユニ
ットを組み込めばよい。

第２図は、本発明の他の実施例を示すものである。この
実施例は、対物レンズ系１３のうち最先端の対物レンズ
１６Ａを固定部材としての本体部材４に対して単独に固
定し、残る対物レンズ１６をレンズ筒１５に分けて取り
付ける。レンズ筒１５と素子保持筒２３との間は、接着
材４０で固定される。また、固体撮像素子２８は、一枚
のプリント基板４１を備え、そのプリント基板４１は、
上記素子保持筒２３にねじ止め固定されている。さら
に、上記最先端の対物レンズ１６Ａは、本体部材４の先
端面部に形成した凹部孔４２に嵌め込まれる。そして、
この凹部孔４２の内径は、対物レンズ１６Ａの外径より
大きく形成されている。このため、組込むとき、上記対
物レンズ１６Ａは、その凹部孔４２の中で光軸方向に対
して直角な方向に移動できるようになっている。つま
り、偏心スペースＴが用意されている。そこで、本体部
材４の先端面部に対物レンズ１６Ａを取付けるときその
偏心スペースＴを利用して光軸方向に対して直角な方向
に移動しながら適切な位置を選択して決め、その隙間に
接着材４３を埋め込んで固定する。つまり、この部分で
気密性が確保される。したがって、これにより内部に位
置するレンズ筒１５と素子保持筒２３とからなる撮像ユ
ニット側では、上記実施例のような気密手段が特別必要
となるものではない。つまり、撮像ユニット側では、防
水構造が不要であり、それだけ構造の簡略化が達成され
る。しかも、撮像ユニットを組込んだのちその撮像ユニ
ットの周辺における気密状態の検査を行なう困難な作業
をなくすことができる。

また、上記撮像ユニットを組み込むときには、あらかじ
め対物レンズ１６Ａに相当する仮のレンズを用いてピン
ト出しを行なってからその撮像ユニットを組み込む。

なお、この実施例では、対物レンズ１６Ａは、本体部材
４の先端面部に直接的に取り付けるようにしたが、その
対物レンズ１６Ａを取り付ける固定部材を別に設け、こ
の固定部材を介して取り付けるようにしてもよい。

しかして、この他の実施例では、本体部材４の先端面部
に対物レンズ１６Ａを取付けるときその偏心スペースＴ
を利用して光軸方向に対して直角な方向に移動しながら
適切な位置を選択して決め、その位置に固定するため、
撮像ユニット側にわざわざ芯だし機構を設ける必要がな
く、先端部２の細径化を確保できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、内視鏡の撮像ユニ
ットを組み込む前にその撮像ユニットのピント出しの調
整をあらかじめ行っておくことができるので、その組立
て性がきわめてよい。また、固体撮像素子は静電気やご
み等の付着を嫌うため、その固体撮像素子を位置合わせ
して組み付ける際には、クリーンルーム内で行う等、特
別な配慮や注意が必要であるが、本発明では、ピント調
整が撮像ユニットを内視鏡に組み付ける前にその撮像ユ
ニット部分について内視鏡本体から独立して行うことが
できるので、その作業性がよいとともに、簡便な設備で
済み、この点からもコストの低減化が図れる。

また、固体撮像素子が強度のＸ線被曝や、放電結石破壊
時の不慮の電撃などで壊れたときなどには撮像ユニット
として内視鏡から取り出し、そのユニットのみの修理で
済むので修理を容易に行うことができる。

更に本発明によれば、撮像ユニットを形成する素子保持
部材を一様の径の筒形状でなく、対物レンズを保持する
レンズ保持部を固体撮像素子を保持する素子保持部より
も細径としたものである。このように素子保持部材の形
状を構成したので、内視鏡の先端部にとっては大きな固
体撮像素子を十分な保持強度で支持することができると
ともに、レンズ径を小さくすることができ先端部を細径
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す内視鏡の先端部の側断
面図、第２図は本発明の他の実施例を示す内視鏡の先端
部の側断面図である。 １…挿入部、２…先端部、４…本体部材、９…観察窓、
１３…対物レンズ系、１４…撮像部、１５…レンズ筒、
２３…素子保持筒、２８…固体撮像素子。

フロントページの続き 審判の合議体 審判長 光田 敦 審判官 綿貫 章 審判官 川嵜 健 (56)参考文献 特開 昭59−129050（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−87066（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−176677（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入部の先端部に対物レンズと固体撮像素
   子を組み込んだ内視鏡において、 貫通孔を有し上記先端部を構成する先端部本体部材と； 基端側に上記固体撮像素子を保持する素子保持部を有し
   先端側に上記対物レンズの少なくとも後方側のレンズを
   保持する上記素子保持部よりも細径のレンズ保持部を有
   した素子保持部材を備え、上記固体撮像素子と上記保持
   される対物レンズの光軸方向の位置を調整した状態で固
   定して組み立てられる撮像ユニットと； 上記撮像ユニットのレンズ保持部を上記貫通孔に嵌合さ
   せ、上記素子保持部を上記貫通孔の上記レンズ保持部と
   の嵌合部よりも基端側に位置させた状態で、上記先端部
   本体部材に上記撮像ユニットを固定する固定手段と； を具備したことを特徴とする内視鏡。