WO2006004123A1 - 電子内視鏡 - Google Patents

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WO2006004123A1
WO2006004123A1 PCT/JP2005/012417 JP2005012417W WO2006004123A1 WO 2006004123 A1 WO2006004123 A1 WO 2006004123A1 JP 2005012417 W JP2005012417 W JP 2005012417W WO 2006004123 A1 WO2006004123 A1 WO 2006004123A1
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WO
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viewing angle
distal end
optical system
insertion portion
image
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PCT/JP2005/012417
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English (en)
French (fr)
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Takahiko Mitani
Kazuhiro Kumei
Kazuyoshi Akiba
Seiji Sakai
Hironobu Ichimura
Masahiro Kawauchi
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Olympus Medical Systems Corp.
Olympus Corporation
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Priority claimed from JP2005062926A external-priority patent/JP4789487B2/ja
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    • A61B1/053Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion being detachable

Definitions

  • the present invention relates to an electronic endoscope suitable for performing treatment using a treatment tool.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-230533 discloses a side view or a rear perspective view as a viewing direction.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-72526 as a second preceding example is provided with a channel through which a treatment tool can be passed, and an electronic device having a side view or a rear perspective view as a viewing direction.
  • An endoscope is disclosed.
  • a wedge-shaped lens in which the upper viewing angle side is thicker than the lower viewing angle side is adopted as the most advanced lens in the objective optical system.
  • a wedge-shaped lens in which the upper viewing angle side is thicker than the lower viewing angle side is used as the most advanced lens in the objective optical system.
  • the upper half of the viewing angle is wider than the lower half of the viewing angle, and the upper magnification of the visual field is smaller than the lower magnification of the visual field.
  • the objective optical system and the elevator are arranged in the left-right direction perpendicular to the longitudinal direction at the distal end of the insertion portion. Are arranged adjacent to each other.
  • the distal end side of the treatment instrument protrudes from the channel outlet in a state in which the protruding direction is restricted by the elevator placed near the outlet of the channel, the distal end side of the protruded treatment instrument is set to the viewing angle of the objective optical system. It is designed to be captured within.
  • the viewing angle of the objective optical system is such that the proximal end side of the insertion portion is the upward direction of the visual field and the distal end side of the insertion portion is the downward direction of the visual field with respect to the visual field direction.
  • the objective optical system and the raising base are arranged at the distal end of the insertion portion so as to fall within the upper visual field.
  • the base end side of the insertion portion is in the direction of the visual field at the center of the objective optical system.
  • the image is displayed so that the upper side of the observation image is at the top and the distal end side of the insertion portion is at the lower side of the observation image.
  • a treatment such as ERCP (endoscopic retrograde cholangiosplenography) using a side view or an posterior perspective endoscope that changes the protruding direction of the treatment tool
  • the A procedure is performed to change the protruding direction of the treatment tool and insert the catheter into the bile duct (or knee duct) from the duodenal papilla.
  • the treatment tool whose projection direction has been changed by the raising platform is set so that the tip thereof is displayed in the upper half of the observation image observed by the operator.
  • an object of the present invention is to provide an electronic endoscope that facilitates the orientation of a treatment instrument and makes it easier to observe an observation object such as a treatment instrument that falls within the upper viewing angle.
  • An electronic endoscope of the present invention is inserted into a body cavity, and an insertion portion provided with a channel through which a treatment tool is passed;
  • a tip body provided at the tip of the insertion portion
  • a raising device provided in the distal end portion main body, disposed near the distal end opening of the channel, and capable of changing a protruding direction of the treatment instrument projected from the distal end opening force;
  • a solid-state imaging element provided in the distal end body and capturing an image of a body cavity as an endoscopic image, and a line segment provided in the distal end body and defined in the direction from the proximal end to the distal end of the insertion portion And a predetermined viewing angle with the viewing direction being at least 90 ° and the tip A treatment tool protruding from an opening is captured within a first viewing angle corresponding to the upper viewing angle at the time of observation, with the proximal end side of the insertion portion as a viewing range centering on the viewing direction at the viewing angle.
  • An objective optical system that forms an image of a body cavity on the solid-state imaging device;
  • the first viewing angle is the second viewing angle corresponding to the lower viewing angle at the time of observation, where the distal end side of the insertion portion is a viewing range centering on the viewing direction at the viewing angle.
  • an observation object such as a treatment instrument that falls within the upper viewing angle can be more easily observed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic endoscope system provided with Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the main part in the insertion part of the electronic endoscope.
  • FIG. 3A is a plan view of the structure in the vicinity of the tip as seen from the side force of the insertion portion in FIG.
  • FIG. 3B is a diagram showing an elevator drive mechanism provided at the distal end portion of the insertion portion.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view showing the structure in the vicinity of the distal end of the treatment instrument insertion channel.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a sectional structure of the entire imaging apparatus.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
  • FIG. 6A is a sectional view taken along the line D-D in FIG.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
  • FIG. 7A is a diagram showing a configuration of an objective optical system portion in which viewing angle setting means is formed in an imaging apparatus.
  • FIG. 7B is a diagram showing a configuration of an objective optical system portion in which viewing angle setting means different from FIG. 7A is formed.
  • FIG. 8A is a side view showing the structure of the frame of the solid-state imaging unit.
  • FIG. 8B is a bottom view showing the structure of the frame of the solid-state imaging unit.
  • FIG. 9A is an explanatory diagram showing an endoscopic image displayed on a monitor when the objective optical system of FIG. 7A is used.
  • FIG. 9B is an explanatory view showing an endoscopic image displayed on the monitor when the objective optical system of FIG. 7B is used.
  • FIG. 9C is an explanatory diagram showing how the object is imaged on the CCD and displayed on the monitor.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an electronic endoscope in which the imaging device of the first modification is incorporated.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of an imaging apparatus according to a first modification.
  • FIG. 12 is an explanatory view for explaining adhesion of a fixing member.
  • FIG. 13 is an explanatory view for explaining adhesion of a fixing member.
  • FIG. 14A is an explanatory view showing a fixing member attached to the lens frame.
  • FIG. 14B is an explanatory view showing a state where the fixing member and the CCD holding frame are separated in the state of FIG. 14A.
  • FIG. 15A is an explanatory view showing a fixing member having a structure different from that of FIG. 14A.
  • FIG. 15B is an explanatory view showing a state where the fixing member and the CCD holding frame are separated in the state shown in FIG. 15A.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining a separation method.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the separation method.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus of a second modification.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus of a third modification.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus of a fourth modification.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus of a fifth modification.
  • FIG. 22 is a sectional view showing an imaging apparatus of a sixth modification.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an imaging apparatus of a seventh modified example.
  • FIG. 24A is a sectional view showing an imaging apparatus of an eighth modification.
  • FIG. 24B is a perspective view showing the holding member in FIG. 24A.
  • FIG. 25 is a plan view showing the structure of the component surface (front surface) of the TAB tape.
  • FIG. 26 is a plan view showing the structure of the back surface of FIG.
  • FIG. 27A is a cross-sectional view taken along the line G—G in a state where electronic components and the like are mounted on the TAB tape of FIG.
  • FIG. 27B is a cross-sectional view taken along line H—H of FIG. 27A.
  • FIG. 28 is a diagram showing part of an imaging apparatus according to a modification.
  • FIG. 29 is an explanatory diagram of the structure when compatibility is provided so that the distal end side of the treatment tool can be captured in the visual field range in the same manner as in the case of an existing electronic endoscope.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 29.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the image pickup apparatus in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 32A is an operation explanatory diagram when the first lens is not moved in the configuration of FIG. 31.
  • FIG. 32B is an operation explanatory diagram in the case of the configuration of FIG.
  • FIG. 33A is a cross-sectional view showing a partial configuration of an imaging apparatus according to a first modification.
  • FIG. 33B is a cross-sectional view showing a partial configuration of an imaging apparatus according to a second modification.
  • An electronic endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes an electronic endoscope 2 constituting Embodiment 1, a light source device 3 that supplies illumination light by connecting the electronic endoscope 2, and an electronic endoscope
  • the video processor 5 having a signal processing circuit connected to the endoscope 2 via the scope cable 4 and performing signal processing on the imaging device 26 (see FIG. 4) built in the electronic endoscope 2 and the video processor 5
  • a monitor 6 for color-displaying a video signal input via a monitor cable connected to the coprocessor 5 on the display surface.
  • the electronic endoscope 2 includes an elongated and flexible insertion portion 7 that is inserted into a body cavity and the like, an operation portion 8 that is formed on the proximal end side of the insertion portion 7, and this operation
  • a universal cord portion 9 extending from the portion 8 and a scope connector portion 10 provided at an end of the universal cord portion 9 and detachably connected to the light source device 3 are provided.
  • a contact connector part 10a is provided on the side of the scope connector part 10, and the other end of the scope cable 4 provided with a detachable electrical connector 4a on the contact connector part 10a is connected to the video processor 5 by the electric connector 4b. Removable and connected.
  • the insertion portion 7 includes a distal end portion 11 provided with an imaging device 26 (described later in FIG. 2), and the like.
  • a bendable bending portion 12 formed on the proximal end side of the distal end portion 11 and a long flexible tube portion 13 that also has a proximal end side force of the bending portion 12 reaching the distal end side of the operation portion 8.
  • a switch unit 14 provided with a plurality of switches 14a is provided.
  • an air supply / water supply control unit 15 for performing air supply / water supply control and a suction arch I control unit 16 for controlling suction are provided on the side of the operation unit 8. Further, the operation section 8 is provided with a bending operation knob 17, and the user can bend the bending section 12 by holding the grip section 18 on the distal end side of the operation section 8 and operating the bending operation knob 17. it can.
  • an air / water supply conduit (not shown) is passed through the insertion portion 7, and the air / water supply conduit is connected to the air / water supply control portion 15 by the operation portion 8. Furthermore, the rear end of the air supply / water supply pipe inserted through the universal cord 9 reaches the scope connector 10 and is connected to the air supply / water supply mechanism in the light source device 3.
  • the treatment instrument passage (also referred to as a channel) 19 (refer to FIG. 3C) for performing treatment instrument insertion and suction arch I inserted into the insertion section 7 is the rear of the operation section 8. It branches into two near the front end, one communicates with the treatment instrument insertion port 19b, and the other communicates with the suction conduit in the universal cord section 9 via the suction control section 16. This suction pipe reaches the suction cap (not shown) of the scope connector 10.
  • the channel 19 communicates with a tip opening 19a that opens at the tip 11 and sucks body fluid and the like from the tip opening 19a during a suction operation.
  • a treatment instrument such as forceps (force-ura)
  • forceps force-ura
  • a light guide 20 (see FIG. 2) that transmits illumination light is inserted into the insertion portion 7, the operation portion 8, and the universal cord portion 9, and the proximal end side of the light guide 20 reaches the scope connector portion 10.
  • the light guide 20 transmits illumination light that is also supplied with the lamp power inside the light source device 3.
  • the transmitted illumination light passes through the illumination lens 21 attached to the illumination window from the distal end surface fixed to the distal end portion 11 and forward of the distal end surface of the illumination lens 21 (side of the insertion portion 7). And the subject such as the affected part is illuminated.
  • the tip portion 11 has a substantially cylindrical side surface portion cut out from the tip to form a flat surface facing the side.
  • the flat surface has the illumination window
  • An observation window is provided adjacent to the insertion portion 7 in the longitudinal direction.
  • An objective optical system unit 23 incorporating the objective optical system 22 is attached to the observation window.
  • a solid-state imaging unit 25 on which a charge coupled device (abbreviated as CCD) 24 is mounted as a solid-state imaging device is attached to the base end of the objective optical system unit 23.
  • the objective optical system unit 23 and the solid-state imaging unit 25 form an imaging device 26 that images a subject.
  • the optical image of the subject illuminated with the illumination light emitted from the illumination lens 21 is formed on the imaging surface of the CCD 24 by the object optical system 22, and is photoelectrically converted by the CCD 24.
  • the CCD 24 is mounted on a TAB (Tape Automated Bonding) tape 27 housed in a solid-state imaging unit 25, and electronic components 28 such as transistors and capacitors are also mounted on the TAB tape 27.
  • a signal cable 29 is connected to the rear end side of the TAB tape 27.
  • the signal cable 29 is passed through the insertion portion 7, and is further connected to the video processor 5 via the scope cable 4 shown in FIG. Then, a video signal is generated from the image signal picked up by the CCD 24 by a signal processing circuit in the video processor 5, and this video signal is input to the monitor 6.
  • Fig. 3A shows a plan view of the top force tip 11 of the paper surface in Fig. 2.
  • the treatment tool raising base hereinafter referred to as the raising device
  • the raising device in which the vicinity of the center adjacent to the illumination window and the observation window in the tip body 31 constituting the tip 11 is cut out from the tip side.
  • the stand simply abbreviated as a stand
  • an elevator drive mechanism 33 for raising the elevator 32 is arranged adjacent to the elevator 32 (on the side opposite to the adjacent illumination window and observation window).
  • the elevator 32 and the elevator drive mechanism 33 are arranged.
  • the raising device is formed.
  • the raising drive mechanism 33 is connected to a wire 34 that transmits a raising force.
  • the raising drive mechanism 33 as shown in FIGS. 3B and 3C, the raising base 32 is supported by a raising base shaft 35 (as a rotating shaft) so as to be rotatable (raised freely).
  • the elevator 32 is attached with a shaft and a link 36 for applying a raising force.
  • the link 36 is coupled to the wire 34 via a connecting member, and the elevator 32 can be raised as shown in FIG. 3C by moving the wire 34 forward and backward.
  • Na Fig. 3B shows the outline of the raising operation as seen from the side of Fig. 3A
  • Fig. 3C shows the cross-sectional structure near the raising stand raised by the BB cross section of Fig. 3A.
  • the wire 34 is passed through a wire-passing tube 37, and the rear end of the wire 34 is connected to a raising operation knob 38 provided in the operation unit 8 of FIG.
  • the user can move the wire 34 forward and backward to raise or lower the raising base 32. . That is, by operating the raising operation knob 38, the raising angle of the raising base 32 can be adjusted to an arbitrary angle. By changing the raising angle of the raising base 32, the protruding direction of the treatment instrument can be varied by being regulated. As will be described later with reference to FIG. 29, in this embodiment, the position of the elevator base shaft 35 is shifted to the distal end side of the insertion portion 7 as compared with the case of the previous example, so that the elevator 32 can be raised to the maximum. When the upper angle is set, ensure that the distal end of the treatment tool can be caught in the observation field of view.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the portion of the imaging device 26 shown in FIG.
  • the front lens system of the objective optical system 22 is attached to the first lens frame 41, and the rear lens system is attached to the second lens frame 42. These lens frames 41 and 42 are fitted together. Connected.
  • the front end of the first lens frame 41 is externally fitted, and a connection frame 43 is provided to cover the outer periphery of the portion where both the lens frames 41 and 42 are fitted.
  • the lens frames 41 and 42 are reinforced.
  • the fitting portion between the first lens frame 41 and the connection frame 43 is bonded and fixed.
  • the second lens frame 42 is provided with a stepped portion, and the space inside and below the connection frame 43 is filled with the adhesive 43a, and the connection frame 43 is bonded and fixed to the second lens frame 42, thereby the objective.
  • the front lens system and rear lens system of the optical system 22 are positioned.
  • the imaging device 26 is positioned with respect to the distal end portion body 31 by the abutting portion of the first lens frame 41 and the fitting portion of the connection frame 43.
  • an imaging frame 44 in which a TAB tape 27 on which electronic parts 28 are arranged around and at the rear end side of the CCD 24 arranged on the front end side of the solid-state imaging unit 25 is stored. Connected.
  • the bottom of the imaging frame 44 is cut out, and a metal shield having a shielding function having a substantially cylindrical shape as shown in FIGS. 6A and 8A and 8B. They are connected so as to be covered with a frame 45.
  • the shield frame 45 extends further to the rear side than the rear end of the imaging frame 44, and also covers the connection portion on the front end side of the signal cable 29 connected to the TAB tape 27.
  • FIG. 8A shows a side view of the shield frame 45
  • FIG. 8B shows a bottom view.
  • the shield frame 45 made thin has a bottom portion protruding forward, and the protruding portion is connected to the bottom portion of the imaging frame 44 that is cut obliquely as shown in FIG. In this way, by cutting the bottom rear end of the imaging frame 44 obliquely, a reduction in size in the height direction (side view direction) is realized.
  • an opening 45a is formed on the bottom surface of the shield frame 45. This is to make the width of the protruding part on the bottom side wider than the width of the cylindrical part on the rear end side (see Fig. 6B), and to stabilize the shape of the protruding part during bending (to avoid bending R) It is. Then, as shown in Fig. 4, the tip is cut obliquely, and the bottom 45 is covered with the heat shrinkable tube 46 that protrudes forward (rather than the top) to cover the opening 45a, thereby providing a watertight function. Secured.
  • the shield frame 45 has a structure in which a substantially overlapped portion 45b (see FIG. 4) is provided by folding the upper part of the rear half.
  • the strength is improved.
  • the front side has a shape that can be easily processed without being folded back (like the rear side), and can completely cover the upper part of the imaging frame 44 (even if the component dimensions vary).
  • the axis of the objective optical system 22 is formed so as to be inclined slightly more rearward than the side perpendicular to the axial direction of the insertion portion 7.
  • the lens frames 41 and 42 to which the lens 22 is attached are also arranged along the axis.
  • the imaging optical axis O described later and the axis of the objective optical system 22 are substantially coincident.
  • the objective optical system 22 and the axes of the lenses constituting it are defined as passing through the center thereof.
  • the front end side of the light guide 20 disposed adjacent to the front end side of the image pickup device 26 is bent more than 90 degrees, and the image pickup device 26 has a space formed by the bending. It arrange
  • the front end portion of the imaging frame 44 is positioned on the front end side by the portion indicated by the distance L from the position of the rear end of the illumination lens 21. That is, an illumination lens 21 that emits illumination light is disposed adjacent to the imaging device 26, and the surface of the illumination lens 21 is projected with respect to a region projected in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the insertion portion 7.
  • the imaging device 26 is arranged at a position where at least a part of the imaging device 26 is inserted.
  • the hard tip length was long, but by adopting such a configuration, the longitudinal distance between the imaging device 26 and the insertion portion 7 of the illumination lens 21 is reduced, and the hard tip length is reduced. The purpose of shortening can be achieved.
  • the width of the TAB tape 27 disposed inside the imaging frame 44 is set to a dimension that maintains an appropriate clearance a.
  • the variation of the tilt angle can be kept below the required value.
  • the objective optical system may be fogged from the inside, or a signal from a solid-state image sensor or a solid-state image sensor may be processed.
  • a signal from a solid-state image sensor or a solid-state image sensor may be processed.
  • the lens frame and the CCD frame are to be removed from each other. This will cause damage to the mounting surface on the inner periphery of the CCD frame when the adhesive is removed.
  • high-precision optical alignment becomes impossible due to damage to the mounting surface. That is, the optical performance, focus out, etc. deteriorate.
  • the conventional and decomposed objective lens or CCD cannot be reused, and even if only one of the objective lens or CCD is defective, the whole must be replaced. There was a spot.
  • an electronic endoscope 101 includes an elongated insertion portion 102 and an operation portion 103 that is connected to the proximal side of the insertion portion 102 and is gripped by an operator to perform various operations. And a universal cord 104 extending from the operation unit 103. A connector part 105 is provided at the other end of the universal cord 104 so that the connector part 105 can be connected to a light source device, CCU (camera control unit) (not shown).
  • CCU camera control unit
  • the operation unit 103 is provided with a bending operation lever 111 and a treatment instrument insertion port 112 for inserting a treatment instrument such as forceps.
  • the insertion portion 102 is provided with a flexible flexible tube 110 provided continuously with the operation portion 103, a bending portion 109 provided continuously with the tip of the flexible tube, and a leading end of the bending portion 109. It is comprised by the front-end
  • the imaging device shown in FIG. 11 is arranged at the tip portion 108. In addition to the imaging device of FIG. A light guide fiber (not shown) for transmitting the illumination light is also provided.
  • the imaging apparatus in FIG. 11 includes an objective lens unit 121 that is an observation optical system and an imaging unit 130 that is imaging means.
  • the objective lens unit 121 disposed at the front end of the imaging apparatus is provided with an optical window member 124 on the front surface.
  • the optical window member 124 is configured to be exposed on the outer surface of the distal end of the distal end portion 108 of the electronic endoscope 101, and is configured by, for example, a concave lens made of Saffia.
  • the concave lens has a flat tip surface (bottom surface) and a concave base surface.
  • the optical window member 124 is attached to the lens frame 122.
  • the lens frame 122 has a cylindrical shape with an opening on the distal end side and the proximal end side.
  • the optical window member 124 is fitted into the inner peripheral surface on the front end side of the metal lens frame 122, and is fixed to the outer periphery of the optical window member 124 and the inner periphery on the front end side of the lens frame 122 in a force-tight manner. For example, it is fixed with an epoxy adhesive or soldering.
  • lenses 123a and 123b are arranged on the lens frame 122 from the front end side.
  • Each lens 123a, 123b is fixedly bonded to the inner periphery of the lens frame 122 with an adhesive. Since the lens frame 122 has a protrusion on the inner peripheral surface, the optical window member 124 is inserted from the distal end side of the lens frame 122, and the lenses 123a and 123b are inserted from the proximal end side of the lens frame 122. It can be assembled.
  • An imaging unit 130 is disposed on the base end side of the objective lens unit 121.
  • the imaging unit 130 includes a CCD 131 that is a solid-state imaging device, a glass lid 132, and a cover glass 133 !.
  • the CCD 131 converts the optical image of the subject incident through the objective lens unit 121 into an electrical signal.
  • a TAB (Tape Automated Bonding) member (not shown) is provided on the base end side of the CCD 131, and is electrically connected to a cable (not shown) inserted to the base end side of the electronic endoscope 101. With this cable, a drive signal is supplied to the CCD 131 and an image signal from the CCD 131 is transmitted.
  • a glass lid 132 is attached to the CCD 131 with a UV adhesive or the like so as to cover an imaging surface (not shown) constituting the pixel portion. Further, a circular flat cover glass 133 is bonded and fixed to the glass lid 132 while being centered with respect to the center of the pixel portion. That is, the CCD 131, the glass lid 132, and the cover glass 133 are integrally bonded and fixed. [0042] The cover glass 133 fixed to the CCD 131 is attached to a CCD holding frame 134 as an imaging frame.
  • the CCD holding frame 134 has a cylindrical shape with an opening on the front end side and the base end side, and a cover glass 133 is fitted on the inner peripheral surface on the base end side, and the outer peripheral surface of the cover glass 133 and the inner peripheral surface of the CCD holding frame 134 Are fixedly bonded with an adhesive (not shown).
  • the lens frame 122 and the CCD holding frame 134 are fitted to each other. Fitting means clearance between 0.005mm and 0.03mm. That is, the outer diameter of the lens frame 122 and the inner diameter of the CCD holding frame 134 are substantially the same, and the proximal end side of the lens frame 122 is fitted into the inner peripheral surface of the distal end side of the CCD holding frame 134. Thereby, the axes of the objective lens unit 121 and the imaging unit 130 can be matched.
  • the outer peripheral surface on the proximal end side of the lens frame 122 and the inner peripheral surface on the front end side of the CCD holding frame 134 are in contact with each other.
  • the mounting surface (fitting part) 139 does not use an adhesive or the like.
  • a fixing member 128 that functions as an attachment portion is used for fixing between the lens frame 122 and the CCD holding frame 134.
  • the fixing member 128 is a cylindrical member having a front end opening on the base end side and an opening on the front end side with a predetermined diameter, and the inner diameter on the base end side is slightly larger than the outer diameter of the CCD holding frame 134. It is set larger than the mating clearance. For example, it is set to 0.03mm or more.
  • a material softer than at least the material of the CCD holding frame 134 for example, a material such as plastic nylon fat is used.
  • the fixing member 128 is preferably made of a softer material than the lens frame 122. If the CCD holding frame 134 or the lens frame 122 is made of stainless steel, the fixing member 128 may be made of brass.
  • the opening on the front end side of the fixing member 128 is formed in a size that can be attached to the outer peripheral surface of the lens frame 122.
  • a projection 129 is formed at a predetermined position on the outer peripheral surface of the lens frame 122.
  • the distal end surface of the fixing member 128 is brought into contact with the projection 129, and the distal end surface and the proximal end of the projection 129 are formed.
  • the adhesive portion 138 with the side surface is bonded and fixed by a non-illustrated adhesive such as an epoxy adhesive.
  • the protrusion 129 also serves as a means for positioning the scope and the imaging device (not shown) and positioning the fixing member 128 and the lens frame 129.
  • the bonding surface between the inner peripheral surface at the tip of the fixing member 128 and the outer peripheral surface of the lens frame 129 may also be bonded and fixed with an adhesive.
  • the adhesive 128a can be bonded and fixed, so that the bonding area is widened and can be fixed firmly.
  • the peripheral surface of the protrusion 129 and the front end surface of the fixing member 128 may be bonded and fixed with an adhesive 128b. In this case, the objective lens can be reused by removing the adhesive.
  • the CCD holding frame 134 is inserted into the inner peripheral surface of the base end side of the fixed member 128. Then, while aligning and focusing, the adhesive 135 is filled in the gap (adhesive part 137) between the inner peripheral surface of the fixing member 128 and the outer peripheral surface of the CCD holding frame 134, and both are positioned. However, they are fixed and attached.
  • the optical window member 124 and the lenses 123a and 123b are fixedly attached to the lens frame 122, and are configured integrally with the CCD holding frame 134.
  • the fixed CCD 131, glass lid 132 and cover glass 133 are fixedly attached.
  • the fixing member 128 is bonded and fixed to the outer peripheral side of the lens frame 122 at the bonding portion 138 of the protrusion 129.
  • the lens frame 122 is inserted into the inner peripheral surface on the front end side of the CCD holding frame 134. Do not apply adhesive to the fitting part 139 of both!
  • the dimensional accuracy between the inner diameter of the CCD holding frame 134 and the outer diameter of the lens frame 122 allows the two to fit together, thereby enabling highly accurate axis alignment.
  • the CCD holding frame 134 is inserted into the fixed member 128.
  • an adhesive 135 is filled in the gap (adhesive portion 137) between the outer peripheral surface of the CCD holding frame 134 and the inner peripheral surface of the fixing member 128, and after focusing, the adhesive is fixed.
  • an imaging device constituted by the objective lens unit 121 and the imaging unit 130 is obtained.
  • the objective lens unit 121 and the CCD holding frame 134 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 135 of the adhesive portion 137 where the outer peripheral surface of the CCD holding frame 134 and the inner peripheral surface of the fixing member 128 face each other is peeled off.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are explanatory diagrams showing an example of the disassembling method (separating method) in this case.
  • 14A shows the fixing member 128 attached to the lens frame 122
  • FIG. 14B shows the separation of the fixing member 128 and the CCD holding frame 134.
  • Figure 17 shows an example of a disassembly method. It is a flowchart.
  • the peripheral surface of the fixing member 128 is covered to form a groove-shaped fracture portion 128-1 parallel to the axis of the objective lens (step S1 in FIG. 17).
  • the destruction part 128-1 may be formed before assembly.
  • One or more fracture parts 128-1 are formed on the peripheral surface. As a result, the attachment part 128 has deteriorated crack resistance in the fracture part 128-1.
  • Fig. 14A shows an example in which the breaking portion 128-1 having four force points is provided on the mounting portion 128, and a radial force is applied to one block defined by the breaking portion 128-1.
  • This block breaks at the breakage part 128-1 (step S2). This allows the adhesion between the inner peripheral surface of the fixing member 128 and the outer peripheral surface of the CCD holding frame 134 to be easily peeled off. (Step S3), the fixing member 128 and the CCD holding frame 134 can be separated.
  • step S4 it is possible to separate the objective lens unit 121 and the imaging unit 130.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are explanatory diagrams showing another example of the disassembling method.
  • FIG. 15A shows the fixing member 128 attached to the lens frame 122
  • FIG. 15B shows the separation of the fixing member 128 and the CCD holding frame 134.
  • the peripheral surface of the fixing member 128 is processed to form a groove-shaped fracture portion 128-2 perpendicular to the axis of the objective lens.
  • the fracture portion 128-2 is formed in a circular shape on the peripheral surface of the fixing member 128.
  • the fixing member 128 is broken at the breaking portion 128-2 by twisting the protrusion 129 and the CCD holding frame 134 in opposite directions.
  • the breaking portion 128-2 is disposed at a portion having the maximum clearance in the radial direction between the lens frame 122 and the fixing member 128. At this time, the breaking portion 128-2 is caused by the fixing member 128 coming into contact with the protrusion 129. It is placed at an appropriate position.
  • the fixing member 128 is made of a material softer than the CCD holding frame 134. Therefore, the fixing member 128 may be damaged or broken during the peeling operation. Even so, the CCD holding frame 134 is hardly damaged. In addition, even if the CCD holding frame 134 is damaged during the peeling operation, the damage occurs only on the outer peripheral surface of the CCD holding frame 134 and does not occur in the fitting portion 139.
  • the CCD holding frame 134 and the lens frame 122 may be detached while the lens frame 122 and the fixing member 128 remain joined. Further, at the time of removal, the adhesive of the bonding portion 138 is also peeled off, and the fixing member 128 may be detached from the lens frame 122. In addition, since the fixing member 128 made of a soft material is broken, the connection between the lens frame 122 and the fixing member 128 may be disconnected. In any case, the CCD holding frame 134 and the fitting portion 139 of the lens frame 122 are not damaged at all.
  • the imaging unit 130 held by the CCD holding frame 134 and the objective lens unit 121 held by the lens frame 122 are disassembled.
  • at least the fitting portion 139 of the CCD holding frame 134 is not damaged at all, so for example, only the objective lens unit 121 is replaced and the imaging unit 130 is replaced. Even when reused, high-precision axes and focusing are possible.
  • both the objective lens unit 121 and the imaging unit 130 are not damaged, both of them can be reused.
  • the lens frame and the CCD holding frame when the lens frame and the CCD holding frame are connected, the fitting portion that affects the axis and focusing of the object lens is not adhered, and the other portion is not attached.
  • the lens frame and the CCD holding frame are bonded and fixed.
  • the imaging device can be reconfigured by disassembling and replacing only the objective lens unit and reusing the imaging unit. .
  • the outer periphery of the CCD holding frame 134 and the inner periphery of the fixing member 128 are fitted together to It is also possible to adopt a configuration in which the back surface of the portion 129 ′ and the front end surface of the fixing member 128 are bonded and fixed with an adhesive 128-3.
  • a cutting tool perpendicular to the axis of the objective lens is inserted into the adhesive 128-3 to be cut and broken.
  • the adhesive 128-3 is swollen or dissolved using a solvent.
  • the objective lens unit 121 that does not damage the fitting portion between the protrusion 129 ′ and the CCD holding frame 134 can be removed. That is, in this case, the objective lens unit 121 can be reused.
  • the portion to be reused can be changed.
  • the fixing member 128 and the lens frame 122 may be configured integrally.
  • the fixing member is also made of the same material as the lens frame.
  • the first modification has been described with respect to an example in which the lens frame is inserted into the inner peripheral surface of the CCD holding frame
  • the first modification is also applied to a case in which the CCD holding frame is inserted into the inner peripheral surface of the lens frame. It is clear that it can be done. Even in this case, it is only necessary to attach and fix the lens frame and the CCD holding frame at other portions without using an adhesive at the fitting portion between the inner peripheral surface of the lens frame and the outer peripheral surface of the CCD holding frame.
  • the lens frame and the imaging frame are fixed at a portion other than the fitting portion, and even when these parts become small, they can be easily connected to each other. It can be fixed and has excellent workability.
  • the lens frame and the imaging frame are configured to be fixed via a fixing member having a destruction part, and the lens frame and the imaging frame can be easily separated by a simple operation of destroying the destruction part. it can. Further, even when the imaging frame and the lens frame are small, it is possible to fix both of them while maintaining workability with a relatively easy structure.
  • the fixing member is fixed to the outer surface of the lens frame and the outer surface of the imaging frame, and compared to the case where the fixing member is attached to the inner surface of the lens frame and / or the imaging frame. Is easy to install.
  • the destruction part is formed of a material softer than the imaging frame, and it is possible to effectively prevent the imaging frame from being damaged when the destruction part is destroyed.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a second modification.
  • the same components as those in FIG. 18 are identical to FIG. 18 and are identical to FIG. 18 in FIG. 18, the same components as those in FIG. 18 in FIG. 18, the same components as those in FIG. 18
  • the lens frame and the CCD holding frame are not bonded to each other in the fitting portion that affects the axis and focusing of the objective lens, but are bonded to other portions.
  • This second modification shows an example when the fixing member is attached to the CCD holding frame side.
  • the optical window member 124 and the lenses 123a and 123b fixed to the lens frame 122 ′ are the same as those in FIG. 11, and are configured integrally with the CCD holding frame 141.
  • the cover glass 133 is also the same as that shown in FIG.
  • the lens frame 122 and the CCD holding frame 141 have the same inner diameter and outer diameter as the lens frame 122 or the CCD holding frame 134 in FIG.
  • the fixing member 142 corresponding to the fixing member 128 in FIG. 11 is bonded and fixed to the outer peripheral surface of the CCD holding frame 141 with an adhesive or the like (not shown).
  • the point that the fixing member 142 is made of a softer material than the CCD holding frame 141 is the same as in the first modification.
  • the lens frame 122 ' is inserted into the inner peripheral surface of the front end side of the CCD holding frame 141. As a result, highly accurate axis alignment is performed. Note that no adhesive is applied to the fitting portion 149 of the both.
  • the lens frame 122 ′ is inserted into the fixing member 142. Fill the adhesive (145) between the outer peripheral surface of the lens frame 122 'and the inner peripheral surface of the fixing member 142, and after focusing, bond the lens frame 122' and the fixing member 142 to each other. Fix it.
  • the objective lens unit 121 ′ and the CCD holding frame 141 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 145 disposed at a portion where the outer peripheral surface of the lens frame 122 ′ and the front end surface and inner peripheral surface of the fixing member 142 face each other is peeled off. Since the fixing member 142 is made of a softer material than the CCD holding frame 141, even if the fixing member 142 is damaged or broken during the peeling operation, the CCD holding frame 1 41 Is almost never damaged. Further, even if the CCD holding frame 141 is damaged along with the peeling operation, the damage occurs only on the outer peripheral surface of the CCD holding frame 141 and does not occur in the fitting portion 149.
  • FIG. 18 illustrates an example in which the CCD holding frame 141 and the fixing member 142 are configured separately, the fixing member 142 and the CCD holding frame 141 may be configured integrally. In this case, the fixing member is also made of the same material as the CCD holding frame.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a third modification. In FIG. 19, the same components as those in FIG.
  • the lens frame 122, the optical window member 124 fixed to the lens frame 122, and the lenses 123a and 123b are the same as those in FIG.
  • the CCD 131, the glass lid 132, and the cover glass 133 that are integrally formed are bonded and fixed to the CCD holding frame 155.
  • the CCD holding frame 155 has the same inner diameter as the CCD holding frame 134, and the lens frame 122 can be fitted in the fitting portion 159 that is the inner peripheral surface on the front end side.
  • the fixing member 152 is configured in a shape substantially similar to that of the fixing member 128 in FIG. 11, and the inner diameter substantially matches the outer diameter on the front end side of the CCD holding frame 155. Yes.
  • screw threads having the same screw shape are formed, respectively, and constitute a screw portion 154. That is, the CCD holding frame 155 and the fixing member 152 can be fixed to each other by screwing the CCD holding frame 155 into the fixing member 152 using the screw portion 154.
  • the lens frame 122 is fitted to the inner peripheral surface on the front end side of the CCD holding frame 155 while the CCD holding frame 155 is screwed into the fixing member 152 and integrally assembled. Simultaneously with this insertion work, the objective lens is aligned and focused. Note that no adhesive is applied to the fitting portion 159 formed by the inner peripheral surface on the front end side of the CCD holding frame 155 and the outer peripheral surface on the base end side of the lens frame 122.
  • the lens frame 122 is also inserted with the force at the front end of the fixing member 152. With the focus adjusted, an adhesive 153 is applied between the protrusion 129 of the lens frame 122 and the front end surface of the fixing member 152 and between the outer peripheral surface of the lens frame 122 and the inner peripheral surface of the fixing member 152.
  • the lens frame 122 and the fixing member 152 are bonded and fixed to each other. In this way, the objective lens unit 151 and the imaging unit 150 are axially and focused with high accuracy to constitute an imaging device.
  • the objective lens unit 151 and the CCD holding frame 155 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 153 is peeled off, the objective lens unit 151 is rotated in the circumferential direction, and the screw frame 154 is used to screw the lens frame 122 and the CCD holding frame 155 together with the fixing member 152. You can cancel it. Thereby, the objective lens unit 151 and the CCD holding frame 155 can be disassembled without damaging the fitting portion 159 and the CCD holding frame 155 at all.
  • the third modification has the advantage that it is easier to disassemble.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a fourth modification.
  • the same components as those in FIG. The fourth modification is an example applied to an external fitting in which the lens frame side is arranged outside the CCD holding frame.
  • an optical window member 124 and lenses 173a and 173b are bonded and fixed to the inner peripheral surface of a lens frame 172 constituting the objective lens unit 171.
  • the CCD 131, the glass lid 132, and the cover glass 133 that are integrally formed are bonded and fixed to the CCD holding frame 175 to constitute the imaging unit 170.
  • the outer diameter of the CCD holding frame 175 and the inner diameter of the lens frame 172 are substantially the same, and the distal end side of the CCD holding frame 175 is the inner circumference of the base end side of the lens frame 172. It fits into the surface. Adhesive should not be used for the fitting part 179 between the outer peripheral surface of the CCD holding frame 175 and the inner peripheral surface of the base end side of the lens frame 172. Axes can be aligned by fitting the CCD holding frame 175 and the lens frame 172 to the fitting portion 179.
  • the distal end opening has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the lens frame 172 on the outer peripheral side of the CCD holding frame 175 and the lens frame 172, and the proximal opening force SCCD is held.
  • a fixing member 176 having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the frame 175 is employed.
  • the inner peripheral surface of the fixing member 176 is bonded to the outer peripheral surface of either the CCD holding frame 175 or the lens frame 172.
  • the distal end side of the CCD holding frame 175 is fitted into the inner peripheral surface of the base end side of the lens frame 172.
  • the outer peripheral surface of the lens frame 172 and the inner peripheral surface of the fixing member 176 are bonded and fixed with an adhesive 178b.
  • the objective lens unit 171 and the image pickup unit 170 are axially and focused with high accuracy to constitute an image pickup apparatus.
  • the objective lens unit 171 and the CCD holding frame 175 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 178 a is peeled off, and the objective lens unit 171 is removed from the CCD holding frame 175. Since an adhesive is used for the fitting portion 179, the objective lens unit 171 and the CCD holding frame 175 can be disassembled without damaging the CCD holding frame 175 at all.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a configuration example in this case.
  • the same components as those in FIG. 21 are identical to those in FIG. 21.
  • an optical window member 124 and lenses 182a and 182b are attached and fixed to a lens frame 181.
  • the CCD 131, the glass lid 132, and the cover glass 133 that are integrally formed are bonded and fixed to the CCD holding frame 183.
  • the inner diameter of the CCD holding frame 183 and the outer diameter of the lens frame 181 are substantially the same.
  • a screw portion 189 having the same screw shape is formed on the inner peripheral surface of the CCD holding frame 183 and the outer peripheral surface of the lens frame 181. Thereby, the base end side of the lens frame 181 can be screwed into the inner peripheral surface of the front end side of the CCD holding frame 183. Adhesive is not used for the fitting portion formed by the screw portion 189. A shaft alignment is possible by this fitting part.
  • the front end cover 185 is bonded and fixed to the outer peripheral surface of the front end of the lens frame 181 with an adhesive 185a.
  • an adhesive 185a for example, a relatively soft material such as plastic acetal resin is used.
  • the distal end cover 185 is attached with the distal end rigid portion 186 adhered thereto. Note that the hard end portion 186 and the outer peripheral surface of the lens frame 181 are not bonded.
  • the distal end rigid portion 186 is disposed between the CCD holding frame 183 via a flexible adhesive 184.
  • a screw hole 187 is formed in the distal end rigid portion 186 in the radial direction at a position facing the CCD holding frame 183.
  • the CCD holding frame 183 can be fixed to the hard end portion 186 by screwing the screw 188 into the screw hole 187. That is, the CCD holding frame 183 and the lens frame 181 are fixed to each other via the distal end rigid portion 186 and the distal end cover 185. This prevents the lens frame 181 from rotating with respect to the CCD holding frame 183 after focusing, thereby preventing defocusing.
  • the lens frame 181 and the CCD holding frame 183 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 185a is peeled off, and the screw 188 is rotated and removed from the screw hole 187. Then, rotate the lens frame 181 in the circumferential direction and use the screw part 189. Then, the screwing between the lens frame 181 and the CCD holding frame 183 is released. It is possible to disassemble the lens frame 181 and the CCD holding frame 183 where the fitting portion formed by the screw portion 189 is not damaged.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration example in this case.
  • the same components as those in FIG. 22 are identical to those in FIG. 22.
  • an optical window member 124 and lenses 193a and 193b are attached and fixed to a lens frame 192.
  • the integrally constructed CCD 131, glass lid 132, and cover glass 133 are bonded and fixed to the CCD holding frame 195.
  • the CCD holding frame 195 has a thread formed on the inner peripheral surface on the front end side, and a screw member 196 having a thread that matches the thread is screwed on the inner peripheral surface. It has become possible to enter.
  • the screw member 196 has a cylindrical shape, a thread is formed on the outer peripheral surface, and the inner peripheral surface is formed in a curved shape.
  • the inner diameter of the screw member 196 is formed substantially the same as the outer diameter of the lens frame 192.
  • the base end side of the lens frame 192 is inserted into the inner peripheral surface of the screw member 196. Then, the lens frame 192 and the screw member 196 are bonded and fixed by the adhesive 197 at the fitting portion where the inner peripheral surface of the screw member 196 and the outer peripheral surface of the lens frame 192 face each other. Axis alignment and focusing are performed during this bonding.
  • the lens frame 192 and the CCD holding frame 195 are disassembled for repair or replacement.
  • the adhesive 197 is peeled off, the inner peripheral surface of the screw member 196 and the outer peripheral surface of the lens frame 192 are peeled off, and the lens frame 192 is pulled out from the screw member 196.
  • the inner peripheral surface of the screw member 196 is damaged.
  • the screw member 196 is screwed into the CCD holding frame 195.
  • the screw member 196 is rotated and removed, the screw on the inner peripheral surface of the CCD holding frame 195 is not damaged. .
  • the imaging unit excluding the screw member 196 can be reused.
  • a rubber-based elastic adhesive having a relatively weak adhesive force as an adhesive so as to sufficiently reduce the damage of the fitting portion at the time of peeling. It is also possible to employ an agent.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration in this case.
  • the integrally constructed CCD 131, glass lid 132 and cover glass 133 are bonded and fixed to the CCD holding frame 162.
  • the bonding surface (fitting portion) between the CCD holding frame 162 and the lens frame 122 is coated with, for example, an elastic adhesive 163 having a weak rubber-based adhesive force, and the CCD holding frame 162 and the lens frame. 122 is fixed to each other.
  • an elastic adhesive 163 having a weak rubber-based adhesive force
  • the CCD holding frame 162 is provided with a screw hole 164 in the radial direction at a position facing the fitting portion with the lens frame 122.
  • the CCD holding frame 162 is fastened to the lens frame 122 by screwing a screw 165 that matches the screw shape of the screw hole 164. Thereby, the mutual fixing strength between the CCD holding frame 162 and the lens frame 122 can be increased.
  • the screw 165 is removed, and then the adhesive 163 is peeled off.
  • the adhesive strength of the adhesive 163 is weak.
  • the fitting portion of the CCD holding frame 162 can be prevented from being damaged.
  • the CCD constituting the imaging unit is connected to a cable in an electrical component composed of a TAB or the like.
  • an electrical component composed of a TAB or the like.
  • TAB has been used frequently, making it difficult to position the electrical components!
  • FIG. 24A and FIG. 24B are for solving such a problem that occurs in the electrical component.
  • FIG. 24A is a cross section showing the structure of the distal end portion of the endoscope, and
  • FIG. 24B is a holding member in FIG. 24A.
  • FIG. 24A is a cross section showing the structure of the distal end portion of the endoscope.
  • FIG. 24B is a holding member in FIG. 24A.
  • the lens frame 202 is fitted on the inner peripheral surface on the front end side of the CCD holding frame 204, and the axis is aligned.
  • the CCD holding frame 204 and the lens frame 202 are adhered and fixed to each other by a fixing member 205 provided on the outer peripheral side, and focusing is performed.
  • a CCD 131 is fixedly attached to the base end side of the CCD holding frame 204 through a cover glass.
  • an electrical component 211 constituted by a TAB 212 or the like is disposed on the base end side of the CCD 131.
  • the electrical component 211 is provided with a small transistor, a chip capacitor or the like, or an electronic component 113 such as a chip resistor or an IC chip.
  • a composite cable 214 is connected to the electrical component 111.
  • the periphery of the CCD 131 and the composite cable 214 is filled with an adhesive 215, and a metal reinforcing frame 216 covers the outer periphery thereof. Further, a heat shrinkable tube 217 is covered on the outer periphery.
  • the reinforcing frame 216 is bonded and fixed to the CCD holding frame 204.
  • a holding member 210 made of an insulating member is disposed so as to surround the electrical component 211.
  • the holding member 210 is a U-shaped member having a bottom surface and both side surfaces, and accommodates the electrical component 211 in a portion surrounded by the bottom surface and both side surfaces.
  • the distance between the inner surfaces of the both side surfaces of the holding member 210 is matched to the dimension of the electric component 211, and the electric component 211 is held without moving inside the holding member 210.
  • both side surfaces of the holding member 210 are in contact with the reinforcing frame 216, whereby the holding member 210 has a function as a positioning component of the electrical component 211 together with the reinforcing frame 216. That is, the holding member 210 can minimize the clearance between the reinforcing frame 216 and the electrical component 211 (TAB 212), can maintain a sufficient strength, and can be downsized.
  • FIG. 24A an imaging device for direct viewing is shown as an example, but the imaging device for side viewing shown in FIG. It is clear that the same can be applied.
  • the imaging device 26 shown in Fig. 4 basically, all the lens axes are arranged so that their centers approximately coincide with each other on one axis that is widely adopted in existing direct-view endoscopes.
  • the direct-view arrangement type objective optical system 22 is used.
  • the objective optical system 22 of the present embodiment or its modification is an optical system as shown in FIG. 7A or FIG. 7B.
  • FIG. 7A similarly to the case shown in FIG. 4, all the lenses (optical members) constituting the objective optical system 22 are arranged along the imaging optical axis O represented by a single straight line. Also, in this case, the upper viewing angle 0a, which is the upper side during observation (as the first viewing angle) with respect to the imaging optical axis O or the viewing direction by the objective optical system 22, and the second viewing angle The viewing angle setting means is formed so as to be equal to the lower viewing angle ⁇ b which is the lower side during observation.
  • the light beam input to the center of the image area of the CCD 24 passes through the objective optical system 22 and reaches the center of the image area of the CCD 24 (in other words, the center of the image area of the CCD 24
  • an imaging optical axis or simply an optical axis
  • FIG. 7A and 7B show a cross section passing through the axis of the objective optical system 22 and the center of the imaging surface of the CCD 24 arranged at the imaging position of the objective optical system 22.
  • This cross section is parallel to the longitudinal direction of the tip 11 as shown in FIG. 2, and for this cross section, for example, the square imaging surface of the CCD 24 is divided into two equal parts in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 7A or 7B. .
  • the axes of the lenses are arranged on one imaging optical axis O, and the lenses are rotationally symmetric. Yes. Then, the viewing angle formed at a predetermined angle centered on the viewing direction on the imaging optical axis O by the objective optical system 22 in FIG. 7A is also divided into two equal parts in the direction perpendicular to the paper surface by the cross section in FIG. 7A.
  • the viewing angle of the objective optical system 22 shown in FIG. 7A is a viewing angle in which the viewing range is a range from the direction of the imaging optical axis O to a predetermined angle on the distal end side of the insertion portion 7 with respect to the imaging optical axis O.
  • One Lower viewing angle ⁇ b and viewing angle with a viewing range that is a predetermined angle from the direction of imaging optical axis O to the base end side of insertion portion 7, that is, upper viewing angle ⁇ a is 2nd etc. Be divided. That is, as shown in FIG. 7A, the upper viewing angle ⁇ a and the lower viewing angle ⁇ b are set to be equal.
  • the upper viewing angle ⁇ a as the first viewing angle and the lower viewing angle ⁇ b as the second viewing angle are the CCD 24 displayed on the monitor 6 as described below.
  • FIG. 9C shows a state in which the object indicated by the arrow is imaged on the imaging surface or light receiving surface of the CCD 24 and signal processing by the signal processing circuit 5A in the video processor 5 in the case of the imaging device of FIG. 7A.
  • the state in which the image of the object is displayed in the endoscope image cover area 6a of the monitor 6 is shown.
  • the CCD 24 photoelectrically converts the optical image of the formed object. Then, the imaging signal photoelectrically converted by the CCD 24 is input to the signal processing circuit 5A, and the signal processing circuit 5A performs signal processing to generate a video signal. This video signal is input to the monitor 6, and the monitor 6 displays an image of the object corresponding to the video signal as an endoscopic image. A user such as an operator can observe the image of the object displayed on the monitor 6.
  • the lateral direction (horizontal direction) is parallel to the longitudinal direction of the insertion portion 7, and in this case, the left side is the distal end side and the right side is the proximal end side.
  • the portion of the object captured within the upper viewing angle ⁇ a is the upper and lower central position force in the upper display area la ( This is the same as the upper half display area).
  • the part captured within the lower viewing angle ⁇ b is displayed in the lower display area lb (which has the same meaning as the lower half display area) in the endoscopic image display area 6a of the monitor 6 .
  • the imaging signal photoelectrically converted by the CCD 24 is input, for example, before the upper imaging area Ra side, and the imaging from the lower imaging area Rb is performed.
  • the signal is input later.
  • the imaging signal is converted into a video signal by the signal processing circuit 5A and output to the monitor 6 on the captured image side captured in the upper imaging area Ra. Then, the upper captured image is displayed on the monitor 6 so as to be on the upper side.
  • the imaging surface (light receiving surface) of the CCD 24 is arranged perpendicular to the axis of the objective optical system 22. That is, the imaging surface of the CCD 24 is arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the insertion portion 7.
  • the imaging device 26 in the present embodiment does not include a refractive member that refracts the incident direction of light. That is, the lens group constituting the objective optical system 22 is not provided with a refractive member such as a prism or a mirror that refracts light.
  • the direction of the visual field of the objective optical system 22 and the direction of the imaging surface of the CCD 24 substantially coincide (the axis of the objective optical system 22 is arranged substantially perpendicular to the imaging surface of the CCD 24).
  • the captured image formed on the left side of the imaging surface of the CCD 24 (the front end side of the insertion portion 7) is displayed on the monitor 6 and displayed on the upper side during observation.
  • the captured image formed on the right side of the imaging surface (the base end side of the insertion section 7) is displayed on the monitor 6 and displayed on the lower side during observation.
  • the imaging optical axis O is located at the center of the CCD24 imaging surface (image area), and images captured at the viewing angles ⁇ a and ⁇ b are formed on the left and right halves of the center of the CCD 24, respectively. Is done.
  • the upper viewing angle ⁇ a that forms the upper image formed on the imaging surface of the CCD 24 is equal to the lower viewing angle ⁇ b that forms the lower image. It is set to be.
  • the objective optical system 22 shown in FIG. 7B since the lower viewing angle ⁇ b is larger than the upper viewing angle ⁇ a, the upper imaging region Ra and the lower side with respect to the center of the imaging surface In the imaging region Rb, images are formed at different magnifications.
  • the image displayed on the monitor 6 is also displayed at different magnifications on the upper side and the lower side.
  • the CCD 24 arranged at the image forming position of the objective optical system 22 has an upper imaging area on the upper side at the time of observation in which the one captured at the upper viewing angle ⁇ a is the distal end side of the insertion portion 7.
  • the image formed on Ra (see Fig. 9C) and captured at the lower viewing angle ⁇ b is imaged on the lower imaging area Rb (see Fig. 9C), which is the lower side during observation.
  • the imaging area setting means is formed so that the upper imaging area Ra and the lower imaging area Rb are equal.
  • the endoscopic image display area 6a of the monitor 6 has an image force endoscopic image captured by the CCD 24. It is displayed as.
  • FIG. 9A shows a schematic view when the treatment instrument is observed when the treatment instrument is protruded in a state where the raising base 32 is set to the maximum elevation angle state, and the distal end of the treatment instrument is thus illustrated. The side appears (displayed) almost at the top of the field of view.
  • the upper half of the viewing angle is displayed in the upper half of the observed image compared to the case of the previous example in which the viewing angle of the upper half is larger than that of the lower half. This is advantageous in that the orientation of the treatment tool becomes easier because the target object is displayed in a large size.
  • the axes of all lenses except the first lens 22a as the most advanced optical element constituting the objective optical system 22 are represented by a single straight line.
  • the first lens 22a is arranged along the axis to be inserted, and the wedge-shaped lens is used only for the first lens 22a. It has been.
  • the first lens 22a provides an imaging optical axis in which the direction of the imaging optical axis O is refracted toward the rear end side of the insertion portion 7.
  • the upper viewing angle ⁇ a is set to be smaller (narrower) than the lower viewing angle ⁇ b with respect to the imaging optical axis O ′ on the incident side by the objective optical system 22.
  • the narrow viewing angle ⁇ a is imaged on the upper half of the CCD24 imaging surface (upper imaging area Ra)
  • the wide viewing angle ⁇ b is imaged on the lower half of the CCD24 imaging surface (lower imaging). Since the image is formed in the region Rb), the magnification of the upper half image is relatively larger than the magnification of the lower half image.
  • the upper half image can be displayed larger, and the image of the treatment instrument displayed on the upper side can be displayed and observed larger.
  • the upward viewing angle ⁇ a corresponding to the upper half image formed on the imaging surface of the CCD 24 is narrower than the downward viewing angle ⁇ b corresponding to the lower half image. It is set.
  • the endoscopic image display area 6a of the monitor 6 is displayed as an endoscopic image captured by the CCD 24.
  • the image formed on the CCD 24 is displayed in the endoscopic image display area 6a of the monitor 6 by setting the viewing angle as shown in FIG. 7B, the upper image corresponding to the upper viewing angle ⁇ a
  • the image forming magnification of the area la is displayed larger than the lower image area lb corresponding to the lower viewing angle ⁇ b.
  • the upper viewing angle in the case of the second prior example is wide, it is possible to eliminate the small display when observing the treatment tool or the subject, and the display is larger and easier to observe. It will be observable at.
  • a CCD 24 is mounted on a TAB tape 27 shown in FIG. 25 inside the imaging frame 44 of the solid-state imaging unit 25. 25 shows the front surface (component mounting surface side) of the TAB tape 27, and FIG. 26 shows the back surface thereof.
  • the TAB tape 27 has pattern portions 27b and 27d formed on the second layer and the fourth layer on the upper surface of the third layer (polyimide) substrate resin 27c.
  • the upper surface of the pattern portion 27b is covered with a first layer resist 27a
  • the bottom surface of the fourth layer pattern portion 27d is covered with a fifth layer resist 27e.
  • the TAB tape 27 in the vicinity of the front end boundary of the region 51 indicated by the dotted line on which the CCD 24 is mounted has a slit-shaped cut portion ( (Pattern exposed portion) 52 is provided, and the TAB tape 27 is easily bent at the cut portion 52.
  • the pattern part remains, and the cut part 52 is formed (by the removal of the polyimide resin part of the polyimide) so as to be exposed at the cut part 52! Is the same).
  • the lead that also projects the tip force of the TAB tape 27 is placed on the CCD 24 as shown in Fig. 27A. Electrically connected, the front end side of the TAB tape 27 is bent at the cut portion 52 and housed in the imaging frame 44 as shown in FIG. The tip of the inner lead protruding from the TAB tape 27 is bump-connected to the CCD 24.
  • the front end side portion of the TAB tape 27 can be stably bent.
  • the bending process can reduce the size of the imaging frame 44 in the longitudinal direction, and can shorten the rigid length of the tip body 31.
  • FIG. 25 in the vicinity of the rear end boundary of the region 51 where the CCD 24 is mounted on the TAB tape 27, there is provided a recess 53 in which the first layer resist of the TAB tape 27 is removed (cut).
  • the back surface of the CCD 24 is fixed to the TAB tape 27 with an adhesive 54, so that the protrusion of the back adhesive 54 to the TAB tape 27 side is suppressed, and the protrusion length is visually checked. You can check it.
  • the adhesive 54 is temporarily attached as shown in FIG. 27A. Even if it protrudes from the back side of the CC D24 to the TAB tape 27 side, it has a locking effect that suppresses it from protruding to the rear side by the surface tension of the adhesive 54 at the boundary of the recess.
  • the recess 53 in which the resist has been removed makes it possible to roughly (visually) grasp the protrusion length!
  • a dummy pattern 55 for anchoring that is not electrically connected to the CCD is provided near both edges in the width direction in the region 51 where the CCD 24 is mounted.
  • Each dummy pattern 55 protrudes slightly upward from the inner part where the dummy pattern 55 is not formed.
  • the dummy pattern 55 protruding upward prevents the adhesive 54 from protruding in the width direction when the back surface of the CCD 24 is fixed to the TAB tape 27 with the adhesive 54.
  • the dummy pattern 55 can suppress the protrusion of the adhesive 54.
  • each dummy pattern 55 extends to the rear side of the CCD 24 so that it does not affect the surrounding patterns.
  • a ground pattern 56 is provided in the region 51 where the CCD 24 is mounted.
  • a region 57 in which the adhesive 54 is accumulated is formed in a portion where the ground pattern 56 is not provided.
  • the polyimide resin portion is scanned near the rear end boundary of the region 51 where the CCD 24 is mounted on the TAB tape 27, specifically, adjacent to the concave portion 53.
  • a cut portion 58 that is cut (removed) into a lit shape is provided, and the bending strength is lowered at the cut portion 58 so that the bending force can be easily measured.
  • the polyimide resin portion since the polyimide resin portion is removed, it becomes a pattern exposed portion where the wiring pattern is exposed.
  • the bending strength is reduced, making it easy to bend and making the structure good.
  • the TAB tape 27 is slightly bent by the cut portion 58, and as shown in FIG. 4, with the adhesive 59 or filler around it, the TAB on which the CCD 24 is mounted.
  • the tape 27 is fixed in the imaging frame 44.
  • the upper part of the flange (projecting from the rear end side in the longitudinal direction) of the second lens frame 42 is also filled with the adhesive 59.
  • the strength of the adhesive 59 improves the tilt resistance of the image pickup device 26 (the solid image pickup unit 25 is raised with respect to the objective optical system unit 23).
  • the rear side of the cut portion 58 of the TAB tape 27 is disposed and fixed in the imaging frame 44 and the shield frame 45 so as to be parallel to the longitudinal direction of the tip portion 11.
  • the TAB tape 27 is bent at least until it is parallel to the longitudinal direction of the distal end portion 11.
  • an electronic component 28 such as a transistor is mounted on the TAB tape 27 at a slight distance from the position where the bending cut portion 53 is provided adjacent to the position where the CCD 24 is bonded and fixed. Has been.
  • the width of the rear end is smaller than the width of the front end (front end) of the TAB tape 27.
  • the width is tapered so that it becomes smaller.
  • the width on the rear end side is reduced to a tapered shape even if the longitudinal direction of the TAB tape 27 is slightly inclined. It can be stored within a predetermined width compared to the case where it is not made smaller.
  • an electronic component 28 is mounted as shown in FIG. 27A so as not to bend.
  • the TAB tape 27 can be hardened by mounting the electronic component 28 at a position other than the position where the TAB tape 27 is desired to be bent, and can be handled stably.
  • the horizontal length H of the TAB tape 27 may be made shorter than in the case of FIG.
  • the length of the shield frame 45 can be made shorter, and the hard length of the tip can be made shorter.
  • the signal wire of the signal cable 29 is preferably connected to the back surface of the TAB tape 27 so that it can be easily accommodated in the shield frame 45.
  • the TAB tape of the solid-state image sensor is drawn in the longitudinal direction of the insertion section, the length of the TAB tape affects the imaging rigid length and is hard. Although the length was long, as shown in Fig. 28, the TAB tape 27 was bent at the cut part 58 to shorten the length of the insertion part 7 in the longitudinal direction, thereby reducing the rigid length of the imaging device 26. To achieve.
  • the distal end side of the treatment tool is placed on the upper side.
  • the interchangeability is secured so that almost the same treatment operation can be performed within the viewing angle ⁇ a.
  • the upper viewing angle is set wider than the lower viewing angle, and when the raising base is raised to the maximum, the treatment tool is protruded from the tip by about 20 mm. In that case The tip side is widened and can be captured within the upper viewing angle.
  • the user often regulates the length by which the treatment instrument is projected in advance so that the distal end portion of the treatment instrument does not deviate outward from the upper viewing angle force.
  • the first lens 22a in the objective optical system 22 is different from the second preceding example.
  • the upper viewing angle 0a is made smaller (narrower) than the lower viewing angle 0b than in the case of the second preceding example.
  • the treatment tool will protrude from the tip opening 19a of the channel 19 in the same way.
  • the elevator 32 is raised at the maximum raising angle, the most advanced part of the treatment tool may protrude outside the upper end force of the viewing range (upper viewing angle ⁇ a).
  • the position of the elevator shaft 35 of the elevator 32 is shifted to the tip side from the case of the second preceding example.
  • the elevator base 32 is rotatably supported (rotated) by the elevator base shaft 35 at a position shifted to the front end side of the tip end body 31.
  • the upper viewing angle ⁇ a in this embodiment is ⁇ a
  • the upper viewing angle in the previous example is ⁇ a ′
  • the distance between the imaging optical axis O and the elevator base axis 35 is La
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ a ' ⁇ AL / La' is set.
  • the distances L and La from 35 are increased or decreased.
  • the widened upper viewing angle ⁇ a ′ in the case of the preceding example is formed, and this implementation is performed with respect to the position of the rotating base shaft 35 ′ (as the rotating shaft) that rotatably supports the raising base.
  • the position of the rotary base shaft 35 is shifted from the insertion portion 7 by a predetermined amount.
  • the position of the distal end side of the treatment instrument appearing on the upper viewing angle ⁇ a side is shifted downward as a whole compared to the case of not shifting (lower side).
  • the most advanced part) Is set so that the upper end force of the upper viewing angle ⁇ a does not protrude outward.
  • the distal end of the treatment tool is placed in the visual field range so that treatment can be performed (within the visual field range).
  • the field of view (viewing angle) that can be imaged by the CCD 24 and the position of the elevator are set so as to ensure compatibility (in relation to the function that can hold the tool tip).
  • the first lens 22 and the field of view range indicated by dotted lines show the case of the preceding example
  • the first lens 22a and the field of view range A shown by solid lines show the case of this embodiment.
  • the vertical viewing field range is changed from A to A by the viewing angle change by the first lens 22a. (In FIG. 30, it is shown in the horizontal range for simplicity.)
  • the distal end of the treatment instrument 49 ⁇ indicated by the dotted line should be within the visual field range!
  • the distal end side of the treatment instrument that is projected also in this embodiment is used.
  • it can be captured within the field of view, so that good operability can be ensured.
  • the distal end side of the treatment instrument is moved by the raising operation of the raising base 32. Compatibility can be ensured for functions captured within the field of view.
  • the insertion part 7 of the electronic endoscope 2 of the present embodiment is inserted to observe the papilla of the duodenum, and a treatment tool is introduced into the bile duct and spleen that intervene there.
  • the treatment instrument is inserted from the treatment instrument insertion port 19b, and the distal end side of the treatment instrument projects from the distal opening 19a.
  • the distal end of the treatment tool and the subject can be displayed larger than in the previous example, so that the treatment tool can be easily introduced into the bile duct and knee tube, and treatment with the treatment tool can be easily performed. Operability with the treatment tool can be improved.
  • an elevator shaft 35 that rotatably supports the elevator 32 is provided at a position shifted to the distal end side from the previous example, and the distal end of the raised treatment instrument is observed in the observation field of view. The operability when the treatment tool is used can be improved.
  • FIG. 31 shows the configuration of the objective optical system portion of the image pickup apparatus in Embodiment 2 of the present invention.
  • the first lens 22a in the objective optical system 22 in Example 1 is shifted in a direction perpendicular to the axis of the lens system other than the first lens 22a, and the upper viewing angle ⁇ a is set to the lower side.
  • the viewing angle is smaller than ⁇ b.
  • the axis of the first lens 22a is perpendicular to the imaging optical axis O, and the upper viewing angle side (the rear side in the longitudinal direction of the insertion portion 7), that is, the distal end
  • the lens 11 is moved in a direction away from the illumination lens 21 of the part 11 (the moving distance is set to d, for example), and is fixed to the lens frame 41 with an adhesive 60.
  • the movement distance d is an offset amount with respect to the axis of the objective optical system 22 with respect to the image area center of the image sensor.
  • the first lens frame 41 is a force in which the shape of the hole at the upper end in the case of Example 1 is a circular hole that fits the outer diameter of the first lens 22a. cross section However, the circular force is also an oblong slot, and the first lens 22a is shifted rearward and fixed by the adhesive 60.
  • the first lens 22a is shifted rearward and fixed to the first lens frame 41. Therefore, as shown in FIG. 31, the first lens 22a and the first lens frame 41 Adhesive 60 is filled and fixed in the gap.
  • the upper viewing angle ⁇ a is reduced. This will be described with reference to FIGS. 32A and 32B.
  • the viewing angle 0a is assumed to be ⁇
  • the viewing angle ⁇ b is assumed to be ⁇ .
  • FIG. 32B shows a state in which the first lens 22a is disposed on the axis of the objective optical system without moving.
  • the objective optical system 22 is shown as one objective lens.
  • the light beam incident along the axis of the objective lens passes through the imaging optical axis and is received at the center position of the light receiving surface 4a of the CCD 24.
  • the light beam incident on the objective optical system (objective lens) along the upper viewing angle oc (referred to as the upper viewing angle beam) and the lower viewing angle ⁇ along the objective optical system
  • the light rays incident on the light (the light rays below the viewing angle) are received at the end of the light receiving surface 24a.
  • the magnitude relationship between the viewing angles OC and ⁇ is
  • the magnitude relationship of 0 1, 0 2, 0 3 is ⁇ 2> ⁇ 3> ⁇ 1 from the geometrical relationship shown in Fig. 32 ⁇ .
  • the upper viewing angle oc ′ is smaller than the lower viewing angle ⁇ ′ by making the upper viewing angle ⁇ ′ and the lower viewing angle j8 ′ occupy the same area in the light receiving surface 24a. Therefore, the magnification of the upper viewing angle ⁇ ′ in the endoscopic image can be made larger than the magnification of the lower viewing angle j8 ′. According to the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same effect as in the first embodiment.
  • the force is the same as the configuration in which the first lens 22a of the objective optical system 22 in Example 1 is moved. Instead of moving the first lens 22a as shown in Fig. 33A as a first modification.
  • the first lens frame 41 may move rearward with respect to the second lens frame 42.
  • the second lens frame 42 has a shape that fits with the cylinder at the rear end of the first lens frame 41.
  • the cross section has an oval shape.
  • the first lens 22a is fixed with an adhesive 60 or the like while being shifted from the axis of the rear lens to the rear side (in the direction away from the illumination lens 21).
  • This first modification has the same effect as this embodiment.
  • the CCD chip 24 side may be moved to the front side from the axis of the objective optical system 22 as in the second modification shown in FIG. 33B.
  • the insertion part of the electronic endoscope When the insertion part of the electronic endoscope is inserted into the body cavity and the distal end side of the treatment instrument protrudes from the distal end of the channel, the area around the distal end of the projected treatment instrument will be displayed larger. To make the treatment easier.

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Abstract

処置具を挿通するチャンネルが設けられた挿入部の先端の先端部本体にはチャンネルの先端開口付近に処置具の突出方向を可変する起上装置と、体腔内の像を内視鏡画像として撮像する固体撮像素子と、挿入部の基端から先端の方向で定義される線分と少なくとも90°なす方向を視野方向とした所定の視野角を有し、先端開口から突出される処置具を視野角における 視野方向を中心として挿入部の基端側を視野範囲とする、観察時の上側の視野角に相当する第1の視野角内で捉え、体腔内の像を前記固体撮像素子に結像する対物光学系とを備え、視野角における挿入部の先端側を視野範囲とする、観察時の下側の視野角に相当する第2の視野角に対して、前記第1の視野角を前記第2の視野角と同等以下に設定している。

Description

明 細 書
電子内視鏡
技術分野
[0001] 本発明は、処置具を用いて処置を行うのに適した電子内視鏡に関する。
背景技術
[0002] 近年、固体撮像素子が搭載された電子内視鏡は、医療分野等等において広く採 用されるようになった。第 1の先行例の電子内視鏡として、例えば日本国特開 2003 — 230533号公報には、側視或いは後方斜視を視野方向とするものが開示されてい る。
[0003] また、例えば第 2の先行例としての日本国特開 2004— 72526号公報には、処置 具を揷通可能とするチャンネルを備え、側視ないしは後方斜視を視野方向とする電 子内視鏡が開示されている。
上記第 2の先行例では、対物光学系における最先端のレンズとして上側の視野角 側が下側の視野角側よりも肉厚とした楔型レンズを採用している。
[0004] 上記第 2の先行例では対物光学系における最先端のレンズとして上側の視野角側 が下側の視野角側よりも肉厚とした楔型レンズを採用しているため、上側の視野角が 広くなり、処置具を使用して処置具の先端側を観察視野内に入れた場合、上側の視 野角内に入った処置具の像が小さく観察される。
このように先行例では、上半分の視野角が下半分の視野角に比べて広くなり、視野 上側の拡大率が視野下側の拡大率より小さくなるため、視野上側に処置具等の観察 対象物としての被写体を入れた時に小さく表示されてしまう。
[0005] なお、処置具の突出方向を変える起上台を備えた側視ないしは後方斜視の内視鏡 においては、挿入部の先端部における長手方向と直交する左右方向に対物光学系 と起上台とが隣接して配置されている。そして、チャンネルの出口付近に配置された 起上台により、突出方向が規制された状態で処置具の先端側がチャンネル出口から 突出された場合、突出された処置具の先端側を対物光学系の視野角内に捉えられ るようにしている。 [0006] この場合、対物光学系の視野角は、視野方向に関して挿入部の基端側を視野の 上方向、挿入部の先端側を視野の下方向とした場合、突出された処置具の先端側 は、上側の視野内に入るように対物光学系と起上台とが挿入部の先端部に配置され ている。 また、対物光学系により結像された光学像が撮像素子により光電変換され 、表示装置に内視鏡画像として表示される場合にも、対物光学系の中心の視野方向 に関して挿入部の基端側が観察画像の上方向、挿入部の先端側が観察画像の下 方向となるように表示される。 処置具の突出方向を変える起上台を備えた側視ない しは後方斜視の内視鏡を用いて例えば ERCP (内視鏡的逆行性胆管脾管造影)等 の処置を行う場合、起上台を操作して処置具の突出方向を変え、カテーテルを十二 指腸乳頭部から胆管 (或いは膝管)へ挿入する手技が行われる。このような処置を行 う場合、起上台によって突出方向が変更された処置具は、その先端が術者が観察す る観察画像の上半分に表示されるように設定されて ヽる。
[0007] このため、視野内の上側に表示される観察対象物が視野内の下側に表示される観 察対象物よりも小さい場合、処置具の方向付け (オリエンテーション)がしずらぐ処置 具の操作が難しい。
[0008] 従って、本発明は、処置具のオリエンテーションをより容易にすると共に、上側の視 野角内に入る処置具等の観察対象物をより観察し易くできる電子内視鏡を提供する ことを目的とする。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の電子内視鏡は、体腔内に挿入され、処置具を揷通するチャンネルが設け られた挿入部と、
前記挿入部の先端に設けられた先端部本体と、
前記先端部本体に設けられ、前記チャンネルの先端開口付近に配置され、前記先 端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上装置と、
前記先端部本体に設けられ、体腔内の像を内視鏡画像として撮像する固体撮像素 子と、 前記先端部本体に設けられ、前記挿入部の基端から先端の方向で定義され る線分と少なくとも 90° なす方向を視野方向とした所定の視野角を有し、前記先端 開口から突出される処置具を前記視野角における前記視野方向を中心として前記 挿入部の基端側を視野範囲とする、観察時の上側の視野角に相当する第 1の視野 角内で捉え、体腔内の像を前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、
前記視野角における前記視野方向を中心として前記挿入部の先端側を視野範囲 とする、観察時の下側の視野角に相当する第 2の視野角に対して、前記第 1の視野 角を前記第 2の視野角と同等以下に設定する視野角設定手段と、
を具備することを特徴とする。
上記構成により、上側の視野角内に入る処置具等の観察対象物をより観察し易く できるようにしている。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1は本発明の実施例 1を備えた電子内視鏡システムの構成図。
[図 2]図 2は電子内視鏡の挿入部における主要部の断面構造を示す図。
[図 3A]図 3Aは図 2の挿入部の側方力 見た先端部付近の構造の平面図。
[図 3B]図 3Bは挿入部の先端部に設けられた起上台駆動機構を示す図。
[図 3C]図 3Cは処置具挿通用のチャンネルの先端付近の構造を示す断面図。 圆 4]図 4は撮像装置全体の断面構造を示す断面図。
[図 5]図 5は図 4の C C線断面図。
[図 6A]図 6Aは図 4の D— D線断面図。
[図 6B]図 6Bは図 4の E— E線断面図。
[図 6C]図 6Cは図 4の F— F線断面図。
[図 7A]図 7Aは撮像装置における視野角設定手段が形成された対物光学系部分の 構成を示す図。
[図 7B]図 7Bは図 7Aとは異なる視野角設定手段が形成された対物光学系部分の構 成を示す図。
[図 8A]図 8Aは固体撮像ユニットの枠体の構造を示す側面図。
[図 8B]図 8Bは固体撮像ユニットの枠体の構造を示す底面図。
[図 9A]図 9Aは図 7Aの対物光学系を用いた場合におけるモニタに表示される内視 鏡画像を示す説明図。 [図 9B]図 9Bは図 7Bの対物光学系を用いた場合におけるモニタに表示される内視鏡 画像を示す説明図。
[図 9C]図 9Cは対象物が CCDに結像される様子とモニタ上で表示される様子を示す 説明図。
圆 10]図 10は第 1変形例の撮像装置が組み込まれた電子内視鏡の構成図。
[図 11]図 11は第 1変形例の撮像装置の断面構造を示す断面図。
[図 12]図 12は固定部材の接着を説明するための説明図。
[図 13]図 13は固定部材の接着を説明するための説明図。
圆 14A]図 14Aはレンズ枠に取り付けられた固定部材を示す説明図。
圆 14B]図 14Bは図 14Aの状態で固定部材と CCD保持枠とが分離された様子を示 す説明図。
[図 15A]図 15Aは図 14Aとは異なる構造の固定部材を示す説明図。
[図 15B]図 15Bは図 15Aの状態で固定部材と CCD保持枠とが分離された様子を示 す説明図。
[図 16]図 16は分離方法を説明するための説明図。
圆 17]図 17は分離方法を説明するためのフローチャート。
圆 18]図 18は第 2変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 19]図 19は第 3変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 20]図 20は第 4変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 21]図 21は第 5変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 22]図 22は第 6変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 23]図 23は第 7変形例の撮像装置を示す断面図。
圆 24A]図 24Aは第 8変形例の撮像装置を示す断面図。
[図 24B]図 24Bは図 24Aにおける保持部材を示す斜視図。
[図 25]図 25は TABテープの部品面 (表面)の構造を示す平面図。
[図 26]図 26は図 25の裏面の構造を示す平面図。
[図 27A]図 27Aは図 25の TABテープに電子部品等を実装した状態における G— G 線断面図。 [図 27B]図 27Bは図 27Aの H— H線断面図。
[図 28]図 28は変形例の撮像装置の一部を示す図。
[図 29]図 29は既存の電子内視鏡の場合と同様に処置具の先端側を視野範囲に捉 えられるように互換性を持たせた場合の構造の説明図。
[図 30]図 30は図 29の作用の説明図。
[図 31]図 31は本発明の実施例 2における撮像装置の一部の構成を示す断面図。
[図 32A]図 32Aは図 31の構成において第 1レンズを移動しない場合の作用説明図。
[図 32B]図 32Bは図 31の構成の場合の作用説明図。
[図 33A]図 33Aは第 1変形例の撮像装置の一部の構成を示す断面図。
[図 33B]図 33Bは第 2変形例の撮像装置の一部の構成を示す断面図。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
(実施例 1)
図 1ないし図 30を参照して本発明の実施例 1を説明する。
図 1に示す電子内視鏡システム 1は、実施例 1を構成する電子内視鏡 2と、この電子 内視鏡 2が接続されたことにより、照明光を供給する光源装置 3と、電子内視鏡 2にス コープケーブル 4を介して接続され、電子内視鏡 2に内蔵された撮像装置 26 (図 4参 照)に対する信号処理を行う信号処理回路を内蔵したビデオプロセッサ 5と、このビデ ォプロセッサ 5と接続されたモニタケーブルを介して入力される映像信号を表示面に カラー表示するモニタ 6と、から構成される。
[0012] この電子内視鏡 2は、体腔内等に挿入される細長で可撓性を有する挿入部 7と、こ の挿入部 7の基端側に形成された操作部 8と、この操作部 8から延出されたュ-バー サルコード部 9と、このユニバーサルコード部 9の端部に設けられ、光源装置 3に着脱 自在で接続されるスコープコネクタ部 10とを有する。
このスコープコネクタ部 10の側部には接点コネクタ部 10aが設けられ、この接点コ ネクタ部 10aに着脱自在の電気コネクタ 4aを設けたスコープケーブル 4の他端は電 気コネクタ 4bによりビデオプロセッサ 5に着脱自在で接続される。
上記挿入部 7は、撮像装置 26 (図 2で後述する)等が設けられた先端部 11と、この 先端部 11の基端側に形成された湾曲自在の湾曲部 12と、この湾曲部 12の基端側 力も操作部 8の先端側に至る長尺の可撓管部 13とからなる。
[0013] 上記操作部 8の頂部には複数のスィッチ 14aを設けたスィッチ部 14が設けてある。
また操作部 8の側面には送気 ·送水制御を行う送気 ·送水制御部 15と、吸引の制御 を行う吸弓 I制御部 16とが設けてある。さらにこの操作部 8には湾曲操作ノブ 17が設 けられ、ユーザは操作部 8の先端側のグリップ部 18を把持してこの湾曲操作ノブ 17 を操作することにより湾曲部 12を湾曲することができる。
また上記挿入部 7内には図示しな 、送気 ·送水管路が揷通され、この送気 ·送水管 路は操作部 8で送気 ·送水制御部 15に接続される。さらにユニバーサルコード部 9内 を挿通された送気 '送水管路は、その後端がスコープコネクタ部 10に至り、光源装置 3内の送気'送水機構と接続される。
[0014] また挿入部 7内に挿通された処置具揷通及び吸弓 Iを行うための処置具用管路 (チ ヤンネルともいう) 19 (図 3C参照)は、後方側では操作部 8の前端付近で 2つに分岐 し、一方は処置具挿入口 19bに連通し、他方は吸引制御部 16を介してュ-バーサ ルコード部 9内の吸引管路と連通する。この吸引管路はスコープコネクタ部 10の図示 しない吸引口金に至る。
またこのチャンネル 19は、先端部 11で開口する先端開口 19aと連通し、吸引動作 時には先端開口 19aから体液等を吸引する。処置具挿入口 19bから鉗子 (力-ユー ラ)等の処置具を挿入した場合にはその先端側が突出される処置具出口となる。 また挿入部 7、操作部 8、ユニバーサルコード部 9内には照明光を伝送するライトガ イド 20 (図 2参照)が挿通され、このライトガイド 20の基端側はスコープコネクタ部 10 に至る。このライトガイド 20は、光源装置 3内部のランプ力も供給される照明光を伝送 する。そして、伝送された照明光は、先端部 11に固定された先端面からさらに照明 窓に取り付けられた照明レンズ 21を介して、この照明レンズ 21の先端面の前方 (挿 入部 7の側方)に出射され、患部などの被写体が照明される。
[0015] 図 2に示すように、先端部 11は、略円柱形状の側面部分が先端から切り欠かれて 側方側に対向する平坦面が形成され、この平坦面には上記照明窓と、観察窓とが挿 入部 7の長手方向に隣接して設けられて 、る。 この観察窓には、対物光学系 22が組み込まれた対物光学系ユニット 23が取り付け らている。また、対物光学系ユニット 23の基端には、固体撮像素子として電荷結合素 子 (CCDと略記) 24が搭載された固体撮像ユニット 25が取り付けられている。対物光 学系ユニット 23及び固体撮像ユニット 25とにより被写体を撮像する撮像装置 26が形 成される。
そして、照明レンズ 21から出射された照明光で照明された被写体の光学像は、対 物光学系 22により CCD24の撮像面に結像され、この CCD24により光電変換される 。 この CCD24は、固体撮像ユニット 25内に収納された TAB (Tape Automated Bon ding)テープ 27に実装され、この TABテープ 27には、トランジスタやコンデンサ等の 電子部品 28も実装されている。この TABテープ 27の後端側には信号ケーブル 29が 接続されている。
[0016] この信号ケーブル 29は、挿入部 7内を揷通され、さらに図 1に示したスコープケー ブル 4を介してビデオプロセッサ 5に接続される。そして、ビデオプロセッサ 5内の信号 処理回路により、 CCD24で撮像された撮像信号から映像信号が生成され、この映像 信号がモニタ 6に入力される。
図 2における紙面の上側力 先端部 11を見た平面図を図 3 Aに示す。この図 3 Aに 示すように先端部 11を構成する先端部本体 31における照明窓及び観察窓に隣接 する中央付近が、先端側から切り欠かれて起上装置を構成する処置具起上台(以下 、単に起上台と略記) 32が配置されている。
また、この起上台 32 (に隣接する照明窓及び観察窓と反対側)に隣接して、この起 上台 32を起上する起上駆動機構 33が配置され、起上台 32と起上駆動機構 33とに より起上装置が形成されている。
[0017] この起上駆動機構 33は、起上する力を伝達するワイヤ 34と連結されている。この起 上駆動機構 33としては、図 3B及び図 3Cに示すように、起上台 32は(回転軸として の)起上台軸 35により回動自在 (起上自在)に支持されて 、る。また、この起上台 32 には、起上させる力を与えるための軸及びリンク 36が取り付けられている。
そして、このリンク 36は、ワイヤ 34と接続部材を介して連結されており、このワイヤ 3 4を進退させることにより、図 3Cに示すように起上台 32を起上させることができる。な お、図 3Bは図 3Aの側方から見た起上させる動作の概略を示し、図 3Cは図 3Aの B B断面により起上される起上台付近の断面構造を示す。
上記ワイヤ 34は、ワイヤ揷通用のチューブ 37内に揷通されており、このワイヤ 34の 後端は、図 1の操作部 8に設けた起上操作ノブ 38に接続されて 、る。
[0018] そして、ユーザは、この起上操作ノブ 38を回動する操作を行うことにより、ワイヤ 34 を進退移動して、起上台 32を起上させたり、起上させない状態にすることができる。 つまり、この起上操作ノブ 38を操作することにより、起上台 32の起上角を任意の角度 に調整できる。この起上台 32の起上角を変化させることにより、規制されて処置具の 突出方向を可変することができる。なお、図 29にて後述するように、本実施例では、 起上台軸 35の位置を先行例の場合よりも挿入部 7の先端側にシフトして設けることに より、起上台 32を最大起上角に設定した場合における処置具の先端側を観察視野 内に確実に捉えられるようにして 、る。
[0019] 図 2に示した撮像装置 26部分の拡大図を図 4に示す。
図 4に示すように対物光学系 22の前レンズ系は、第 1レンズ枠 41に取り付けられ、 また後レンズ系は、第 2レンズ枠 42に取り付けられ、これら両レンズ枠 41, 42は嵌合 して連結される。
[0020] また、本実施例では、先端が第 1レンズ枠 41に外嵌し、両レンズ枠 41、 42の嵌合 する部分の外周を覆う接続枠 43が設けられ、この接続枠 43により両レンズ枠 41、 42 は補強されている。また、この場合、第 1レンズ枠 41と接続枠 43の嵌合部は接着固 定される。第 2レンズ枠 42には段差部が設けられ、接続枠 43の内側及びその下側の スペースに接着剤 43aを充填して、接続枠 43を第 2レンズ枠 42に接着固定すること により、対物光学系 22の前レンズ系と後レンズ系の位置決めをしている。撮像装置 2 6は、先端部本体 31に対して第 1レンズ枠 41の突き当て部と接続枠 43の嵌合部によ り位置出しされる。
また、レンズ枠 42の後端には、固体撮像ユニット 25の先端側に配置される CCD24 周囲及びその後端側に配置される電子部品 28が搭載された TABテープ 27が収納 される撮像枠 44と連結される。この撮像枠 44の底部は切り欠かれ、図 6A等や図 8A 及び図 8Bに示すように略筒体形状にしてシールド機能を備えた金属製のシールド 枠 45で覆うようにして連結される。このシールド枠 45は、撮像枠 44の後端よりもさら に後方側に延出され、 TABテープ 27に接続される信号ケーブル 29の先端側の接 続部も覆う。
[0021] また、このシールド枠 45は、熱収縮チューブ 46で覆われている。なお、図 8Aはシ 一ルド枠 45の側面図を示し、図 8Bは底面図を示す。
薄肉にされたこのシールド枠 45は、底部側が前方に突出し、この突出する部分は、 図 4に示すように撮像枠 44における斜めにカットされたその底部と連結される。このよ うに撮像枠 44における底部後端を斜めにカットすることにより、高さ方向(側視方向) のサイズの短縮ィ匕を実現して 、る。
また、図 4における D— D線断面に示す位置では、このシールド枠 45の底面には開 口 45aが形成される。これは底部側の突出部の横幅を後端側の筒部の横幅(図 6B 参照)より広くし、かつ曲げ成型時に突出部の形状を安定させるため(曲げ Rがっか ないようにする)である。そして、図 4に示すように先端を斜めにカットし、底面側が(上 端よりも)前方の突出する形状の熱収縮チューブ 46によってその開口 45aを覆うこと により開口 45aを塞ぎ、水密の機能を確保している。
[0022] また、このシールド枠 45は、図 4及び図 6B及び図 6Cに示すように略後側半分では 上部を折り返して 2重に重なった重ね部 45b (図 4参照)を設けた構造にして、その強 度を向上している。また、前側は、(後側のようには)折り返さないで加工し易い形状 にすると共に、撮像枠 44の上部を完全に覆える(部品寸法がばらついても)ようにな つている。
なお、対物光学系 22の軸は、図 4及び図 2に示すように挿入部 7の軸方向と直交す る側方よりもさらに若干後方寄りに傾くように形成されており、この対物光学系 22を取 り付けたレンズ枠 41, 42も軸に沿って配置され、レンズ枠 42の後端に取り付けた撮 像枠 44は、レンズ枠 41よりも先端側に突出している。図 4の場合には、後述する撮像 光軸 Oと対物光学系 22の軸とがほぼ一致している。なお、本明細書では、対物光学 系 22及びそれを構成するレンズの軸は、その中央を通るものと定義する。
[0023] また、撮像装置 26の先端側に隣接して配置されるライトガイド 20の先端側を 90度 より大きく屈曲させて、その屈曲により形成されたスペース内に撮像装置 26における (先端側に)突出する先端側の一部を入り込ませるように配置している。
[0024] このように配置することにより、先端部本体 31の硬質長を短縮している。図 2に示す 図示例では、照明レンズ 21の後端の位置よりも、撮像枠 44の先端部分が距離 Lで示 す部分だけ先端側に位置している。つまり、撮像装置 26に隣接して照明光を出射す る照明レンズ 21が配置され、この照明レンズ 21の面を前記挿入部 7の長手方向に対 して垂直な方向に投影した領域に対して、前記撮像装置 26の少なくとも一部が入る ような位置に、撮像装置 26を配置している。
[0025] 先行例では、先端硬質長が長くなつていたが、このような構成にすることにより撮像装 置 26と照明レンズ 21の挿入部 7の長手方向の距離を小さくして先端硬質長を短縮 する目的を達成できるようにしている。
[0026] また、図 5に示すように撮像枠 44の幅に対して、その内側に配置される TABテープ 27の幅は、適度のクリアランス aを保つ寸法に設定されている。つまり、このクリアラン スを確保した撮像枠 44に対して、 CCD24が規格の範囲内で位置ずれ (水平方向、 回転方向)して実装された TABテープ 27を収納した場合にも、撮像される像の倒れ の角(撮像面の中心軸の周りの回転角)のばらつきを必要とされる値未満に保つこと ができるようにしている。
[0027] 一般に医療用の電子内視鏡の場合、使用した内視鏡を確実に滅菌処理することが 感染症等を防止するために必要不可欠になる。洗浄液で消毒や滅菌をする場合は 、消毒作業が煩雑であり、洗浄液の廃液処理に多大な費用が必要となる欠点がある そこで、最近では、煩雑な作業を伴わない高圧高温水蒸気滅菌 (オートクレープ等 )が内視鏡機器、特に硬性鏡では主流になりつつある。
[0028] 特に電子内視鏡においては、先端部に湿気などの水分が僅かにでも侵入すると、 対物光学系に内側から曇りを生じさせたり、固体撮像素子や固体撮像素子からの信 号を処理する電子部品を搭載した基板などを腐食させたり、短絡させたりする恐れが 生じ、このような状態で得られる内視鏡画像は画質が著しく低下したものになってしま
[0029] そのため、対物光学系と固体撮像素子と基板により構成される撮像ユニットへの水 分の侵入を防ぎ、構成部材の劣化を防止するための手段が種々提案されて!、る。
[0030] し力しながら、従来、撮像ユニットの修理 ·交換を考慮に入れた提案はほとんどなさ れていない。例えば日本国特開 2000— 201884号公報では、対物光学系が固定 的に取り付けられたレンズ枠を、 CCDが固定的に取り付けられた CCD枠の内周面に 嵌入し、高精度の軸合わせを行った後、接着剤等によって気密に連結固定する構造 を採用している。
[0031] この構造において、例えばレンズ枠内の対物レンズの交換を行うために、レンズ枠 と CCD枠とを相互に取り外そうとするものとする。そうすると、接着剤をはがす際に C CD枠内周の取り付け面にダメージが生じる。このようなダメージを有する CCD枠と新 たなレンズ枠とを接着固定する場合には、取り付け面のダメージによって、高精度の 光学合わせが不可能となる。即ち、光学性能、ピントだし等が悪化する。
[0032] つまり、従来、ー且分解した対物レンズ又は CCDを再利用することはできず、対物 レンズ又は CCDの一方のみに不具合がある場合でも、全体の交換を行わなければ ならな ヽという問題点があつた。
[0033] このため、撮像ユニットの修理 '交換に際しても、交換前の部品の再利用を可能に することができる撮像装置を提供することを目的として、図 1に示した電子内視鏡 2と 共に以下の電子内視鏡及びそれらに搭載された撮像装置を説明する。
[0034] 先ず、図 10を参照して第 1変形例の電子内視鏡について説明する。
[0035] 図 10に示すように電子内視鏡 101は、細長な揷入部 102と、この揷入部 102の手 元側に連設され術者が把持して種々の操作を行う操作部 103と、この操作部 103か ら延設したユニバーサルコード 104とを有して!/、る。このユニバーサルコード 104の 他端には、コネクタ部 105が設けられており、コネクタ部 105を図示しない光源装置、 CCU (カメラコントロールユニット)に接続することができるようになって!/、る。
[0036] 操作部 103には、湾曲操作レバー 111と、鉗子等の処置具を挿入する処置具挿入 口 112等が設けられている。また、挿入部 102は、操作部 103に連設された可撓性 を有する可撓管 110と、可撓管の先端に連設された湾曲部 109と、湾曲部 109の先 端に連設された先端部 108とによって構成されている。先端部 108に図 11の撮像装 置が配置されるようになっている。なお、先端部 108には、図 11の撮像装置の他に、 照明光を伝達する図示しないライトガイドファイバ一等も配設されている。
[0037] 図 11の撮像装置は、観察光学系である対物レンズユニット 121及び撮像手段であ る撮像ユニット 130によって構成されている。撮像装置の先端に配置される対物レン ズユニット 121は前面に光学窓部材 124が設けられる。光学窓部材 124は、電子内 視鏡 101の先端部 108の先端外表面に露出する構成となっており、例えばサフアイ ァ製の凹レンズによって構成されている。凹レンズは、その先端側表面 (底面)は、平 らで、基端側表面は凹形状となっている。
[0038] 光学窓部材 124はレンズ枠 122に取り付けられる。レンズ枠 122は先端側及び基 端側が開口した筒形状を有している。光学窓部材 124は、金属製のレンズ枠 122の 先端側内周面に嵌入されて、光学窓部材 124の外周とレンズ枠 122の先端側内周と 力 気密に固定されている。例えば、エポキシ系の接着剤又は半田付けで固定して ある。
[0039] また、レンズ枠 122には、先端側からレンズ 123a, 123bが配置されている。各レン ズ 123a, 123bは、夫々全周が接着剤によってレンズ枠 122の内周に固定的に接着 されている。レンズ枠 122は内周面に突起部を有していることから、光学窓部材 124 は、レンズ枠 122の先端側から挿入され、レンズ 123a, 123bはレンズ枠 122の基端 側から挿入されて組み付けられるようになって 、る。
[0040] この対物レンズユニット 121の基端側には、撮像ユニット 130が配置されている。撮 像ユニット 130は、固体撮像素子である CCD131、ガラスリツド 132、カバーガラス 13 3を有して!/、る。 CCD 131は対物レンズユニット 121を介して入射した被写体の光学 像を電気信号に変換する。 CCD131の基端側には、図示しない TAB (Tape Automa ted Bonding)部材が設けられており、電子内視鏡 101基端側まで挿通された図示し ないケーブルに電気的に接続されている。このケーブルによって、 CCD131に駆動 信号を供給すると共に、 CCD131からの画像信号を伝送するようになっている。
[0041] CCD131には、画素部を構成する図示しない撮像面を覆うように、 UV接着剤等で ガラスリツド 132が貼られている。ガラスリツド 132にはさらに前記画素部中心に対して 芯出しされた状態で円形平板のカバーガラス 133が接着固定されている。即ち、 CC D131、ガラスリツド 132及びカバーガラス 133は、一体的に接着固定されている。 [0042] CCD131に固定されたカバーガラス 133は撮像枠としての CCD保持枠 134に取り 付けられる。 CCD保持枠 134は、先端側及び基端側が開口した筒形状を有し、基端 側の内周面にカバーガラス 133を嵌入し、カバーガラス 133の外周面と CCD保持枠 134の内周面とを図示しない接着剤によって固定的に接着するようになっている。
[0043] レンズ枠 122と CCD保持枠 134とは相互に嵌め合わせるようになつている。嵌合と は、クリアランスが 0. 005〜0. 03mmを言う。即ち、レンズ枠 122の外径と CCD保持 枠 134の内径とは略同じであり、レンズ枠 122の基端側を、 CCD保持枠 134の先端 側内周面に嵌入するようになっている。これにより、対物レンズユニット 121と撮像ュ ニット 130との軸を一致させることができる。
[0044] 本第 1変形例においては、レンズ枠 122と CCD保持枠 134との連結に際して、レン ズ枠 122の基端側外周面と CCD保持枠 134の先端側内周面との相互に接する取り 付け面 (嵌合部) 139には、接着剤等を使用しないようになっている。本第 1変形例に おいては、レンズ枠 122及び CCD保持枠 134相互間の固定には、取付部として機 能する固定部材 128を用いるようになって 、る。
[0045] 固定部材 128は、基端側が前面開口し、先端側は所定の径で開口した筒状部材 であり、基端側内径は CCD保持枠 134の外径よりも若干大きい。前記嵌合クリアラン スよりも大きく設定される。例えば 0. 03mm以上に設定される。固定部材 128として は、少なくとも CCD保持枠 134の材料よりは軟質の材料、例えば、プラスチックゃァ セタール榭脂等の材料を用いる。また、固定部材 128としては、レンズ枠 122よりも軟 質の材料を用いた方がよい。また、 CCD保持枠 134又はレンズ枠 122がステンレス 製であれば、固定部材 128を真鍮で構成しても良 、。
[0046] 固定部材 128の先端側開口はレンズ枠 122の外周面に取り付け可能な大きさに形 成される。レンズ枠 122の外周面には先端力も所定の位置に突部 129が形成されて おり、固定部材 128の先端面をこの突部 129に当接させて、この先端面と突部 129 の基端側面との接着部 138を図示しな ヽ接着剤、例えばエポキシ系接着剤によって 接着固定するようになっている。このようにすることで、突部 129は図示しないスコー プと撮像装置の位置出し及び固定部材 128とレンズ枠 129の位置出しの手段にもな る。 [0047] なお、固定部材 128の先端の内周面とレンズ枠 129の外周面との接合面について も接着剤によって接着固定するようにしてもよい。この場合、例えば、図 12のように接 着剤 128aにより接着固定できるので、接着面積が広くなり強固に固定できる。また、 図 13のように、突部 129の周面と固定部材 128の先端面を接着剤 128bにより接着 固定してもよい。この場合、接着剤を除去することで対物レンズを再利用できる。
[0048] 本第 1変形例においては、対物レンズユニット 121に固定部材 128を接着固定した 後、固定部材 128の基端側内周面に CCD保持枠 134を挿入する。そして、軸合わ せ及び焦点合わせを行いながら、固定部材 128の内周面と CCD保持枠 134の外周 面との間の隙間 (接着部 137)に接着剤 135を充填して、両者を位置決めしながら接 着固定するようになって 、る。
[0049] このように構成された第 1変形例の組み立てにおいては、先ず、レンズ枠 122に、 光学窓部材 124及びレンズ 123a, 123bを固定的に取り付け、 CCD保持枠 134に、 一体的に構成された CCD 131、ガラスリツド 132及びカバーガラス 133を固定的に取 り付ける。そして、レンズ枠 122の外周側に、突部 129の接着部 138において固定部 材 128を接着固定する。
[0050] この状態で、 CCD保持枠 134の先端側内周面にレンズ枠 122を嵌入する。両者の 嵌合部 139には接着剤を塗布しな!、。 CCD保持枠 134の内径とレンズ枠 122の外 径との寸法精度によって、両者が嵌合することで、高精度の軸合わせが可能となる。
[0051] この嵌合作業において、 CCD保持枠 134は固定部材 128内に挿入されることにな る。次に、 CCD保持枠 134の外周面と固定部材 128の内周面との間の隙間(接着部 137)に接着剤 135を充填し、焦点出しを行った後、接着固定する。こうして、対物レ ンズユニット 121と撮像ユニット 130とによって構成される撮像装置が得られる。 ここ で、修理又は交換等のために、対物レンズユニット 121と CCD保持枠 134とを分解 するものとする。この場合には、 CCD保持枠 134の外周面と固定部材 128の内周面 とが対向する接着部 137の接着剤 135を剥がす。
[0052] 図 14A及び図 14Bはこの場合における分解方法 (分離方法)の一例を示す説明図 である。図 14Aはレンズ枠 122に取り付けられた固定部材 128を示し、図 14Bは固 定部材 128と CCD保持枠 134との分離を示している。図 17は分解方法の一例を示 すフローチャートである。
[0053] 図 14Aに示すように、固定部材 128の周面をカ卩ェして、対物レンズの軸に平行な 溝状の破壊部 128-1を形成する(図 17のステップ S1 )。なお、破壊部 128-1は組み 立て前から形成されて ヽてもよ ヽ。破壊部 128-1は周面に 1本以上形成されるように している。これにより、取付部 128は、破壊部 128-1におけるクラック耐性が劣化する
[0054] 図 14Aでは、取付部 128に 4力所の破壊部 128-1を設けた例を示しており、破壊部 1 28-1によって区画された 1つのブロックに対して、径方向に力を加えることで、このブ ロックを破壊部 128-1において破壊する(ステップ S2 ) oこれにより、固定部材 128の 内周面と CCD保持枠 134の外周面との接着を容易に剥がすことができ (ステップ S3 )、固定部材 128と CCD保持枠 134とを分離することができる。
[0055] CCD保持枠 134とレンズ枠 122とは嵌合部 139において接着されることなく嵌め合 わされており、 CCD保持枠 134とレンズ枠 122とは嵌合部 139にダメージを与えるこ となぐ相互に取り外しが可能である (ステップ S4 ) 0即ち、対物レンズユニット 121と 撮像ユニット 130とを分離することができる。
[0056] また、図 15A及び図 15Bは分解方法の他の例を示す説明図である。図 15Aはレン ズ枠 122に取り付けられた固定部材 128を示し、図 15Bは固定部材 128と CCD保持 枠 134との分離を示している。
[0057] 図 15Aに示すように、固定部材 128の周面を加工して、対物レンズの軸に垂直な 溝状の破壊部 128-2を形成する。破壊部 128-2は固定部材 128の周面に周回状に 形成する。これにより、取付部 128は、破壊部 128-2におけるクラック耐性が劣化す る。この場合には、突部 129と CCD保持枠 134とを相互に逆方向にねじることによつ て破壊部 128-2にお 、て固定部材 128を破壊する。
[0058] これにより、固定部材 128の内周面と CCD保持枠 134の外周面との接着を容易に剥 がすことができ、固定部材 128と CCD保持枠 134とを分離することができる。即ち、 対物レンズユニット 121と撮像ユニット 130とを分離することができる。例えば、破壊部 128-2は、レンズ枠 122と固定部材 128の径方向で最大クリアランスを持つ部位に配 置してある。このとき、破壊部 128-2は、固定部材 128が突部 129に当接することで 適切な位置に配置される。
[0059] このような分解作業において、固定部材 128の方が CCD保持枠 134よりも軟らかい 材料で構成されていることから、剥離作業時に、固定部材 128にダメージが生じたり 破損したりすることがあっても、 CCD保持枠 134にダメージが及ぶことはほとんど無 い。また、剥離作業に伴って CCD保持枠 134にダメージが与えられるとしても、その ダメージは CCD保持枠 134の外周面のみに生じ、嵌合部 139には生じな 、。
[0060] この場合には、レンズ枠 122と固定部材 128とが接合されたままの状態で CCD保 持枠 134とレンズ枠 122とが取り外されることもある。また、取り外しに際して、接着部 138の接着剤も剥離されて、レンズ枠 122から固定部材 128が外れることもある。また 、軟らかい材料の固定部材 128が折れることで、レンズ枠 122と固定部材 128との接 合が外れることもある。いずれの場合においても、 CCD保持枠 134及びレンズ枠 12 2の嵌合部 139については何らのダメージも与えられない。
[0061] こうして、 CCD保持枠 134で保持された撮像ユニット 130と、レンズ枠 122に保持さ れた対物レンズユニット 121との分解が行われる。この分解作業において、少なくとも CCD保持枠 134の嵌合部 139は何らのダメージを受けていないことから、例えば、 対物レンズュ-ット 121のみを交換し、撮像ュ-ット 130につ 、ては再利用する場合 でも、高精度の軸及び焦点合わせが可能である。
[0062] なお、図 15Aの場合には、対物レンズユニット 121、撮像ユニット 130の両方共にダ メージがないので、これらの両方を再利用することができる。
[0063] このように、本第 1変形例においては、レンズ枠と CCD保持枠との連結に際し、対 物レンズの軸及び焦点合わせに影響を与える嵌合部を接着せず、他の部分にお ヽ てレンズ枠と CCD保持枠とを接着固定するようになっている。これにより、レンズ枠と CCD保持枠とを分解する場合において、少なくともレンズ枠及び CCD保持枠の嵌 合部にダメージが生じることを防止して、分解後の再利用を可能にしている。例えば 、対物レンズユニット内にゴミゃ傷等の不具合が生じた場合でも、分解して対物レン ズユニットのみを交換し、撮像ユニットについては再利用することで、撮像装置を再 構成することができる。
[0064] 例えば、図 16のように、 CCD保持枠 134外周と固定部材 128内周を嵌合させ、突 部 129'の裏面と固定部材 128の前端面とを接着剤 128-3によって接着固定するよう な構成を採用することもできる。この場合には、対物レンズの軸に垂直に図示しない 刃物を接着剤 128-3に挿入して切断破壊する。あるいは、溶剤を用いて接着剤 128 -3を膨潤又は溶解させる。これにより、突部 129'と CCD保持枠 134の嵌合部にダメ ージを与えることなぐ対物レンズユニット 121を取り外すことができる。即ち、この場 合には、対物レンズユニット 121についても再利用することができる。
[0065] このように、固定部材、突部及び CCD保持枠の嵌合の関係を変えることで、再利用 する部位を変えることができる。
[0066] なお、図 11ではレンズ枠 122と固定部材 128とを別体で構成する例について説明 したが、固定部材 128とレンズ枠 122とを一体的に構成するようにしてもよい。この場 合には、固定部材の部分もレンズ枠と同一材料で構成されることになる。
[0067] また、本第 1変形例は、 CCD保持枠の内周面にレンズ枠を嵌入する例について説 明したが、レンズ枠の内周面に CCD保持枠を嵌入するものにも適用することができる ことは明らかである。この場合においても、レンズ枠の内周面と CCD保持枠の外周面 との嵌合部には接着剤を用いず、他の部分においてレンズ枠と CCD保持枠とを接 着固定すればよい。
[0068] なお、各レンズがレンズ枠に固定され、 CCD及びカバーガラス等が CCD保持枠に 固定される構成のものであれば、対物レンズユニット及び撮像ユニットの構成は種々 採用することができ、例えば、レンズの形状及び数は図 11に限定されないことは明ら かである。
[0069] また、本第 1変形例によれば、嵌合部以外の部位で、レンズ枠と撮像枠とを固定し ており、これらの部品が小さくなつた場合でも、容易に両者を相互に固定することがで き、作業性に優れている。また、破壊部を有する固定部材を介してレンズ枠と撮像枠 とを固定する構成を設けており、破壊部を破壊するという簡単な作業によって、レンズ 枠と撮像枠とを容易に分離することができる。また、撮像枠及びレンズ枠が小さい場 合でも比較的容易な構造にて作業性を維持しつつ両者を固定することができる。ま た、固定部材をレンズ枠の外表面及び撮像枠の外表面に固定しており、固定部材を レンズ枠又は撮像枠或いはその両方の内面に取り付ける場合と比較して、固定部材 の取り付けが容易である。また、破壊部を撮像枠よりも軟らかい材質で形成しており、 破壊部の破壊に際して撮像枠にダメージが及ぶことを効果的に防ぐことができる。
[0070] なお、分離後の対物レンズユニット(レンズ枠)と撮像ユニット (撮像枠)とを再度固 定する際には新たな固定部材を用いてもよぐ固定部材を用いずに直接嵌合部を接 着してもよい。前者の場合には再び修理を行う場合に部品の再利用が可能になり、 後者の場合には固定部材を用いな 、分費用が少し安くなると 、うメリットがある。
[0071] 図 18は第 2変形例を示す断面図である。図 18において図 11と同一の構成要素に は同一符号を付して説明を省略する。
[0072] 上述したように、対物レンズの軸及び焦点合わせに影響を与える嵌合部において レンズ枠と CCD保持枠とを接着せず、他の部分において接着することで、レンズ枠と CCD保持枠とを相互に固定すればよぐ固定部材等の形状配置は特に限定されな い。本第 2変形例は、固定部材を CCD保持枠側に取り付けた場合の例を示している
[0073] 図 18において、レンズ枠 122'に固定される光学窓部材 124及びレンズ 123a, 12 3bは図 11と同一物であり、 CCD保持枠 141に一体的に構成される CCD131、ガラ スリツド 132及びカバーガラス 133も図 11と同一物であるものとする。 レンズ枠 122, 及び CCD保持枠 141は、図 11のレンズ枠 122又は CCD保持枠 134と内径及び外 径は夫々同一である。本第 2変形例においては、図 11の固定部材 128に相当する 固定部材 142は、 CCD保持枠 141の外周面に、図示しない接着剤等によって接着 固定されている。なお、固定部材 142を CCD保持枠 141よりも軟らかい材料で構成 する点は第 1変形例と同様である。
[0074] 糸且立時には、 CCD保持枠 141の先端側内周面にレンズ枠 122'を嵌入する。これ により、高精度の軸合わせが行われる。なお、両者の嵌合部 149には接着剤を塗布 しない。
[0075] レンズ枠 122'は固定部材 142内に挿入されることになる。レンズ枠 122'の外周面 と固定部材 142の内周面との間 (接着部)に接着剤 145を充填し、焦点出しを行った 後、レンズ枠 122'と固定部材 142とを相互に接着固定する。
[0076] 嵌合部 149よりも先端側のレンズ枠 122,の外周面及び CCD保持枠 141の先端側 の固定部材 142の内周面には、周状に溝が形成されて、基端側に染み出す接着剤 145が嵌合部 149に到達することを阻止するための接着溜まり 143が構成されてい る。接着剤 145をレンズ枠 122'の外周面と固定部材 142の内周面との間の接着部 に適量配置すると共に、接着溜まり 143を設けることによって、接着剤 145が嵌合部 149に到達することを確実に防止することができる。こうして、対物レンズユニット 121 ,と撮像ユニット 130'とによって構成される撮像装置が得られる。
[0077] ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット 121 'と CCD保持枠 141とを 分解するものとする。この場合には、レンズ枠 122'の外周面と固定部材 142の先端 面及び内周面とが対向する部分に配置された接着剤 145を剥がす。固定部材 142 の方が CCD保持枠 141よりも軟らかい材料で構成されていることから、剥離作業時 に、固定部材 142にダメージが生じたり破損したりすることがあっても、 CCD保持枠 1 41にダメージが及ぶことはほとんど無い。また、剥離作業に伴って CCD保持枠 141 にダメージが与えられるとしても、そのダメージは CCD保持枠 141の外周面のみに 生じ、嵌合部 149には生じない。
[0078] このように、本第 2変形例においても、レンズ枠と CCD保持枠とを分解する場合に ぉ 、て、少なくともレンズ枠及び CCD保持枠の嵌合部にダメージが生じることを防止 して、分解後の再利用を可能にすることができる。
[0079] なお、図 18では CCD保持枠 141と固定部材 142とを別体で構成する例について 説明したが、固定部材 142と CCD保持枠 141とを一体的に構成するようにしてもよい 。この場合には、固定部材の部分も CCD保持枠と同一材料で構成されることになる。 図 19は第 3変形例を示す断面図である。図 19において図 11と同一の構成要素に は同一符号を付して説明を省略する。
[0080] 図 19において、レンズ枠 122並びにレンズ枠 122に固定される光学窓部材 124及 びレンズ 123a, 123bは図 11と同一物である。本第 3変形例においては、一体的に 構成される CCD131、ガラスリツド 132及びカバーガラス 133は、 CCD保持枠 155に 接着固定されるようになっている。 CCD保持枠 155は CCD保持枠 134と同一内径で あり、先端側内周面である嵌合部 159において、レンズ枠 122を嵌入させることがで きるようになつている。 [0081] 本第 3変形例においては、固定部材 152は、図 11の固定部材 128と略同様の形状 に構成されており、内径は CCD保持枠 155の先端側の外径に略一致している。そし て、 CCD保持枠 155の外周面と固定部材 152の内周面には、相互に同一ねじ形状 のねじ山が夫々形成されており、ネジ部 154を構成する。即ち、このネジ部 154を利 用して、 CCD保持枠 155を固定部材 152に螺入することによって、 CCD保持枠 155 と固定部材 152とを相互に固定することができるようになつている。
[0082] 即ち、組立時においては、 CCD保持枠 155が固定部材 152に螺入されて一体ィ匕 された状態で、 CCD保持枠 155の先端側内周面にレンズ枠 122を嵌入する。この嵌 入作業と同時に、対物レンズの軸合わせ及び焦点合わせを行う。なお、 CCD保持枠 155の先端側内周面とレンズ枠 122の基端側外周面による嵌合部 159には接着剤 を塗布しない。
[0083] レンズ枠 122は固定部材 152の先端側力も挿入される。焦点合わせが行われた状 態で、レンズ枠 122の突部 129と固定部材 152の先端面との間及びレンズ枠 122の 外周面と固定部材 152の内周面との間に接着剤 153を充填し、レンズ枠 122と固定 部材 152とを相互に接着固定する。こうして、対物レンズユニット 151と撮像ユニット 1 50とが高精度に軸及び焦点合わせされて、撮像装置が構成される。
[0084] ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット 151と CCD保持枠 155とを 分解するものとする。この場合には、接着剤 153を剥離して、対物レンズユニット 151 を周方向に回転させ、ネジ部 154を利用して、固定部材 152と共にレンズ枠 122と C CD保持枠 155との螺合を解除すればよい。これにより、嵌合部 159はもとより、 CCD 保持枠 155に一切ダメージを与えることなく、対物レンズユニット 151と CCD保持枠 1 55との分解が可能である。
[0085] このように、本第 3変形例においても、上記第 1或いは第 2変形例と同様の効果を得 ることができる。更に、本第 3変形例においては、分解が一層容易であるという利点が ある。
[0086] なお、本第 3変形例においては、固定部材 152を予めレンズ枠 122に接着固定し た後、ネジ部 154を利用して、 CCD保持枠 155とレンズ枠 122と嵌合させるようにす ることち可會である。 [0087] 図 20は第 4変形例を示す断面図である。図 20において図 11と同一の構成要素に は同一符号を付して説明を省略する。本第 4変形例はレンズ枠側を CCD保持枠の 外側に配置する外嵌合に適用した例である。
[0088] 図 20において、対物レンズユニット 171を構成するレンズ枠 172には、内周面に光 学窓部材 124及びレンズ 173a, 173bが接着固定されている。一方、一体的に構成 される CCD131、ガラスリツド 132及びカバーガラス 133は、 CCD保持枠 175に接着 固定されて、撮像ユニット 170が構成されている。
[0089] 本第 4変形例においては、 CCD保持枠 175の外径とレンズ枠 172の内径とは略同 一であり、 CCD保持枠 175の先端側をレンズ枠 172の基端側の内周面に嵌入する ようになつている。 CCD保持枠 175の先端側外周面とレンズ枠 172の基端側の内周 面との嵌合部 179には接着剤を使用しな ヽ。 CCD保持枠 175とレンズ枠 172とを嵌 合部 179にお 、て嵌合することによって、軸合わせが可能となる。
[0090] 本第 4変形例においては、 CCD保持枠 175及びレンズ枠 172の外周側には、先端 開口がレンズ枠 172の外径よりも若干大きい内径を有し、基端側開口力 SCCD保持枠 175の外径よりも若干大きい内径を有する固定部材 176が採用されている。
[0091] 組立時においては、 CCD保持枠 175又はレンズ枠 172のいずれか一方の外周面 に固定部材 176の内周面を接着させる。例えば、 CCD保持枠 175と固定部材 176と を接着剤 178aによって接着固定した状態で、 CCD保持枠 175の先端側をレンズ枠 172の基端側内周面に嵌入する。そして、軸合わせ及び焦点合わせを行った後、レ ンズ枠 172の外周面と固定部材 176の内周面とを接着剤 178bによって接着固定す る。こうして、対物レンズユニット 171と撮像ユニット 170とが高精度に軸及び焦点合 わせされて、撮像装置が構成される。
[0092] ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット 171と CCD保持枠 175とを 分解するものとする。この場合には、例えば接着剤 178aを剥離して、対物レンズュ- ット 171を CCD保持枠 175から外す。嵌合部 179には接着剤を使用して 、な 、ので 、 CCD保持枠 175に一切ダメージを与えることなぐ対物レンズユニット 171と CCD 保持枠 175との分解が可能である。
[0093] このように、本第 4変形例においても、上記第 1〜第 3変形例と同様の効果を得るこ とがでさる。
[0094] ところで、修理'分解を容易にするために、レンズ枠と CCD保持枠とを、ねじによつ て結合することも考えられる。図 21はこの場合の構成例を示す断面図である。図 21 において図 11と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
[0095] 図 21において、レンズ枠 181には、光学窓部材 124及びレンズ 182a, 182bが接 着固定されている。一方、一体的に構成される CCD131、ガラスリツド 132及びカバ 一ガラス 133は、 CCD保持枠 183に接着固定される。本第 5変形例においては、 CC D保持枠 183の内径とレンズ枠 181の外径とは略同一である。また、 CCD保持枠 18 3の内周面とレンズ枠 181の外周面には、同一ねじ形状のネジ部 189が形成されて いる。これにより、 CCD保持枠 183の先端側内周面にレンズ枠 181の基端側を螺入 することができる。ネジ部 189によって構成される嵌合部には、接着剤は使用されな い。この嵌合部によって、軸合わせが可能である。
[0096] 本第 5変形例においては、レンズ枠 181の先端の外周面には、先端カバー 185が 接着剤 185aによって接着固定されている。先端カバー 185としては例えばプラスチ ックゃァセタール榭脂等の比較的軟らかい材料を用いる。この先端カバー 185には 先端硬性部 186が接着されて取り付けられる。なお、先端硬性部 186とレンズ枠 181 の外周面とは接着されていない。先端硬性部 186は、 CCD保持枠 183との間に弹 性接着剤 184を介して配置される。
[0097] 本第 5変形例においては、先端硬性部 186には、 CCD保持枠 183に対向する位 置において径方向にねじ孔 187が形成される。ねじ孔 187にねじ 188を螺入すること によって、 CCD保持枠 183を先端硬性部 186に固定することができるようになつてい る。即ち、 CCD保持枠 183とレンズ枠 181とは、先端硬性部 186及び先端カバー 18 5を介して相互に固定されることになる。これにより、焦点合わせ後にレンズ枠 181が CCD保持枠 183に対して回転することを防止して、焦点ずれが生じることを阻止する
[0098] ここで、修理又は交換等のために、レンズ枠 181と CCD保持枠 183とを分解するも のとする。この場合には、接着剤 185aを剥離すると共に、ねじ 188を回転させてねじ 孔 187から取り外す。そして、レンズ枠 181を周方向に回転させ、ネジ部 189を利用 して、レンズ枠 181と CCD保持枠 183との螺合を解除する。ネジ部 189によって構成 される嵌合部が、ダメージを受けることなぐレンズ枠 181と CCD保持枠 183との分解 が可能である。
[0099] このように、本変形例においても、上記第 1〜第 4変形例と同様の効果を得ることが できる。
[0100] また、レンズ枠と CCD保持枠との嵌合部をねじ部材で構成することによって、嵌合 部を接着する場合でも、撮像ユニットを再利用可能にする構成が考えられる。図 22 はこの場合の構成例を示す断面図である。図 22において図 11と同一の構成要素に は同一符号を付して説明を省略する。
[0101] 図 22において、レンズ枠 192には、光学窓部材 124及びレンズ 193a, 193b力接 着固定されている。一体的に構成される CCD131、ガラスリツド 132及びカバーガラ ス 133は、 CCD保持枠 195に接着固定される。本第 6変形例においては、 CCD保 持枠 195は、先端側の内周面にねじ山が形成されており、このねじ山に一致するね じ山を有するネジ部材 196を内周面に螺入することができるようになつている。ネジ部 材 196は、円筒形状を有し、外周面にねじ山が形成され、内周面は曲面形状に形成 される。ネジ部材 196の内径は、レンズ枠 192の外径と略同一に形成される。
[0102] CCD保持枠 195の内周面にネジ部材 196を螺入した状態で、ネジ部材 196の内 周面にレンズ枠 192の基端側を嵌入する。そして、ネジ部材 196の内周面とレンズ枠 192の外周面とが対向する嵌合部において、接着剤 197によりレンズ枠 192とネジ部 材 196とを接着固定する。この接着に際して、軸合わせ及び焦点合わせを実施する 。 ここで、修理又は交換等のために、レンズ枠 192と CCD保持枠 195とを分解する ものとする。この場合には、接着剤 197を剥離して、ネジ部材 196の内周面とレンズ 枠 192の外周面とを引きはがし、レンズ枠 192をネジ部材 196から引き抜く。この分 解作業に伴って、ネジ部材 196の内周面はダメージを受ける。しかし、ネジ部材 196 は、 CCD保持枠 195に螺入されているものであり、ネジ部材 196を回転させて取り外 すと、 CCD保持枠 195の内周面のねじにはダメージが生じていない。これにより、ネ ジ部材 196として新品のものを用いることにより、ネジ部材 196を除く撮像ユニットの 再利用が可能である。 [0103] このように、本第 6変形例においても、上記第 1〜第 5変形例と同様の効果を得るこ とがでさる。
[0104] ところで、レンズ枠と CCD保持枠とを連結する場合において、剥離時の嵌合部のダ メージを十分に低減させるように、接着剤として接着力が比較的弱いゴム系の弾性接 着剤を採用することも可能である。
[0105] 図 23はこの場合の構成を示す断面図である。
[0106] 図 23に示すように、一体的に構成される CCD131、ガラスリツド 132及びカバーガ ラス 133は、 CCD保持枠 162に接着固定されるようになっている。図 23では、 CCD 保持枠 162とレンズ枠 122との接合面 (嵌合部)には、例えば、ゴム系の接着力が弱 い弾性接着剤 163が塗布されて、 CCD保持枠 162とレンズ枠 122とを相互に接着固 定している。弾性接着剤 163を用いることで、水密確保が可能である。
[0107] 更に、図 23の第 7変形例では、 CCD保持枠 162にはレンズ枠 122との嵌合部に対 向する位置において、径方向にねじ孔 164が設けられており、組立て後において、こ のねじ孔 164のねじ形状に一致したねじ 165を螺入して、 CCD保持枠 162をレンズ 枠 122に締結するようになっている。これにより、 CCD保持枠 162とレンズ枠 122との 相互の固定強度を増大させることが可能である。
[0108] 修理又は交換等のために、レンズ枠 122と CCD保持枠 162とを分解する場合には 、先ず、ねじ 165を取り外した後、接着剤 163を剥離する。接着剤 163の接着力は弱 ぐ接着剤 163の剥離時に、 CCD保持枠 162の嵌合部がダメージを受けることを防 止することができる。
[0109] このように、図 23の例においても、上記第 1〜第 6変形例と同様の効果を得ることが できる。
[0110] ところで、撮像ユニットを構成する CCDは、 TAB等によって構成される電装部にお いてケーブルに接続される。この電装部周辺は、強度を確保するために、金属で覆う と共に、電装部と金属とのクリアランスを確保する必要がある。ところが、装置の小型 化に伴 、TABが多用されるようになり、電装部の位置出しが困難となって!/、る。
[0111] 図 24A及び図 24Bはこのような電装部に生じる不具合を解消するためのものである 。図 24Aは内視鏡先端部の構造を示す断面であり、図 24Bは図 24A中の保持部材 210を示す斜視図である。
[0112] CCD保持枠 204の先端側内周面にレンズ枠 202が嵌入されて、軸合わせが行わ れている。 CCD保持枠 204とレンズ枠 202とは外周側に設けられた固定部材 205に よって相互に接着固定されて、焦点合わせが行われている。 CCD保持枠 204の基 端側には、カバーガラスを介して CCD131が固定的に取り付けられて 、る。
[0113] CCD131の基端側には、 TAB212等によって構成される電装部 211が配置され ている。電装部 211は小型のトランジスタやチップコンデンサ等、或いは、チップ抵抗 や ICチップ等の電子部品 113が配置されて 、る。電装部 111には複合ケーブル 21 4が接続される。 CCD131及び複合ケーブル 214の周囲は、接着剤 215が充填され ており、更にその外周には、金属製の補強枠 216が外周を覆っている。更に、その外 周には、熱収縮チューブ 217が覆っている。補強枠 216は、 CCD保持枠 204に対し 接着固定されている。
[0114] 図 24Aの第 8変形例では、電装部 211を囲むように、絶縁部材で構成された保持 部材 210が配置されている。保持部材 210は、図 24Bに示すように、底面及び両側 面を有するコ字状部材であり、底面及び両側面によって囲まれた部分に電装部 211 を収納するようになっている。保持部材 210の両側面の内面相互間の距離は、電装 部 211の寸法に一致させてあり、保持部材 210の内部において電装部 211は移動 することなく保持されるようになって ヽる。
[0115] また、保持部材 210の両側面の外表面は、補強枠 216に当接しており、これにより 、保持部材 210は、補強枠 216と共に電装部 211の位置決め部品としての機能を有 する。即ち、保持部材 210は補強枠 216と電装部 211 (TAB212)とのクリアランスを 最小限にすることができ、十分な強度を維持して、小型化を可能にすることができる。
[0116] なお、図 24Aでは直視用の撮像装置を例に示したが、電装部及びケーブルの延 出方向に対して撮像光軸 Oが略直交する図 4に示した側視用の撮像装置にも、同様 に適用することができることは明らかである。
[0117] なお、上記各変形例においては、撮像素子として CCDの例について説明したが、 撮像素子は特に限定されるものではなぐ軸合わせ及び焦点合わせにレンズ枠と撮 像枠とを用いる全ての装置に適用することができ、例えば撮像素子としては CMOS センサ等を用いてもよいことは明らかである。上述した構成とすることにより、撮像ュ- ットの修理、交換に際しても、交換前の部品の再利用を可能にしている。
[0118] 図 4に示した撮像装置 26においては、基本的には既存の直視型内視鏡において 広く採用されている 1つの軸上に全てのレンズの軸が中心がおおよそ一致するように 配置された直視配列タイプの対物光学系 22が使用されている。
より具体的には、本実施例或いはその変形例の対物光学系 22は、図 7A或いは図 7Bに示すような光学系となっている。
図 7Aでは、図 4に示す場合と同様に対物光学系 22を構成する全てのレンズ (光学 部材)の軸が共通となる 1つの直線で表される撮像光軸 O上に沿って配置されており 、また、この場合には、対物光学系 22による撮像光軸 O或いは視野方向に関して( 第 1の視野角としての)観察時に上側となる上側の視野角 0 aと、(第 2の視野角とし ての)観察時に下側となる下側の視野角 Θ bとは、等しくなるように視野角設定手段 が形成されている。
[0119] なお、実施の形態において、 CCD24のイメージエリア中心に入力される光線が、 対物光学系 22を通って CCD24のイメージエリア中心に至る経路(言い換えると、 CC D24のイメージエリア中心と、このイメージエリア中心に入力される光線が対物光学 系 22を通過する経路を結んだ線に一致する軸)を便宜上、撮像光軸 (又は単に光軸 ) 0と称することにする。
[0120] 図 7A及び図 7Bは、対物光学系 22の軸と、この対物光学系 22の結像位置に配置 された CCD24の撮像面の中心を通る断面で示している。この断面は、図 2に示すよ うに先端部 11の長手方向と平行であり、この断面により CCD24の例えば正方形の 撮像面は、図 7A或いは図 7Bにおける紙面に垂直な方向に 2等分される。
[0121] また、図 7Aに示す対物光学系 22を構成する全てのレンズは、各レンズの軸が 1つ の撮像光軸 O上に配置され、かつ各レンズは、回転対称な形状にされている。そして 、図 7Aにおける対物光学系 22による撮像光軸 O上の視野方向を中心とした所定角 で形成される視野角も、図 7Aにおける断面により紙面に垂直な方向に 2等分される。
[0122] また、図 7Aに示す対物光学系 22の視野角は、撮像光軸 Oに関してこの撮像光軸 Oの方向から挿入部 7の先端側に所定角なす範囲までを視野範囲とする視野角、つ まり下側の視野角 Θ bと、撮像光軸 Oの方向から挿入部 7の基端側に所定角なす範 囲までを視野範囲とする視野角、つまり上側の視野角 Θ aとに 2等分される。つまり、 図 7Aに示すように上側の視野角 Θ aと、下側の視野角 Θ bとは、等しくなるよう設定さ れている。
[0123] ここで、第 1の視野角としての上側の視野角 Θ aと、第 2の視野角としての下側の視 野角 Θ bは、以下に説明するようにモニタ 6に表示される CCD24で撮像された画像 における上側と下側の撮像領域 Ia、 lbに対応して 、る。
[0124] 図 9Cは、図 7Aの撮像装置の場合において、矢印で示す対象物が CCD24の撮像 面或いは受光面に結像される様子と、ビデオプロセッサ 5内の信号処理回路 5Aで信 号処理されてモニタ 6の内視鏡画像表紙エリア 6aに対象物の画像が表示される様子 を示す。
[0125] なお、図 7Bの場合には、図 7Aにおける 0 a= 0 bの条件が 0 a< 0 bとなる点が異 なる。
[0126] CCD24は、結像された対象物の光学像を光電変換する。そして、 CCD24により 光電変換された撮像信号は、信号処理回路 5Aに入力され、この信号処理回路 5A により信号処理され、映像信号が生成される。この映像信号は、モニタ 6に入力され、 モニタ 6は、映像信号に対応する対象物の画像を、内視鏡画像として表示する。そし て、術者等のユーザは、モニタ 6に表示される対象物の画像を観察することができる
[0127] 図 9Cでは、横方向(水平方向)が挿入部 7の長手方向と平行であり、その場合、左 側が先端側、右側が基端側となる。そして、この図 9Cに示すように、対象物における 上側の視野角 Θ a内に捉えられた部分がモニタ 6の内視鏡画像表示エリア 6aでは上 下方向の中心位置力も上側の表示領域 la (これは上半分の表示領域と同じ意味)に 表示される。また、下側の視野角 Θ b内に捉えられた部分がモニタ 6の内視鏡画像表 示エリア 6aにおける下側の表示領域 lb (これは下半分の表示領域と同じ意味)に表 示される。
[0128] また、図 7A及び図 7Bの対物光学系 22の場合、上側の視野角 Θ aと下側の視野角
Θ bで捉えられた像力 SCCD24の中心力も挿入部 7の先端側となる上側の撮像領域 R aと挿入部 7の基端側となる下側の撮像領域 Rbに結像される。また、図 7A及び図 7B の対物光学系 22の場合、図 9Cに示すように Ra=Rb, la = lbに設定されている。
[0129] この場合、図 7Aの対物光学系 22の場合には、 0 a= 0 bであるため、 CCD24に結 像された光学像及びモニタ 6上で表示される画像の 、ずれにぉ 、ても、上側(上半 分)と下側(下半分)とが同じ倍率となる。これに対して、図 7Bの対物光学系 22の場 合には、 0 a< 0 bであるため、 CCD24に結像された光学像及びモニタ 6上で表示さ れる画像にお!、ても、上側 (上半分)の倍率が下側(下半分)の倍率より大きくなる。
[0130] なお、図 9Cに示す信号処理回路 5Aには、 CCD24で光電変換された撮像信号が 、例えば上側の撮像領域 Ra側カゝら先に入力され、下側の撮像領域 Rbからの撮像信 号は後に入力される。そして、この撮像信号は、信号処理回路 5Aにより、映像信号 に変換され、上側の撮像領域 Raで撮像された撮像画像側カゝらモニタ 6に出力される 。そしてモニタ 6には上側の撮像画像が上側となるようにして表示される。
[0131] 図 7A及び図 7Bの場合において、 CCD24の撮像面(受光面)は、対物光学系 22 の軸に垂直に配置されている。つまり、 CCD24の撮像面は、挿入部 7の長手方向に 略平行に配置される。このように本実施例における撮像装置 26は、光の入射方向を 屈折させる屈折部材を備えていない。つまり、対物光学系 22を構成するレンズ群の 中に、光を屈折させるプリズムやミラー等の屈折部材を備えていない。更に別の言い 方をすると、対物光学系 22の視野方向と CCD24の撮像面の方向とが略一致するよ うに(CCD24の撮像面に対して略垂直に対物光学系 22の軸が配置されるように)、 対物光学系 22と CCD24を設けることで屈折部材によって発生する歪みの無い観察 画像を提供している。
[0132] また、上述したように CCD24の撮像面の左側 (挿入部 7の先端側)に結像された撮 像画像がモニタ 6に表示されて観察時の上側となるようにして表示され、撮像面の右 側 (挿入部 7の基端側)に結像された撮像画像がモニタ 6に表示されて観察時の下側 となるようにして表示される。
また、撮像光軸 Oは、 CCD24の撮像面 (イメージエリア)の中央に位置し、この CC D24の中央の左側半分と右側半分に視野角 Θ aと Θ bに捉えられた画像がそれぞれ 結像される。 そして、図 7Aの場合には、 CCD24の撮像面に結像される上側の画像を形成する 上側の視野角 Θ aと、下側の画像を形成する下側の視野角 Θ bとは、等しくなるように 設定されている。これに対して、図 7Bの対物光学系 22の場合には、上側の視野角 Θ aよりも下側の視野角 Θ bが大きいため、撮像面の中央に関して上側の撮像領域 R aと下側の撮像領域 Rbとでは、異なる倍率で結像される。また、同様に、図 7Bの対物 光学系の場合には、モニタ 6に表示される画像も上側と下側で異なる倍率で表示さ れる。
[0133] このように対物光学系 22における視野方向を中心とした視野角において、視野方 向を中心として挿入部 7の基端側を視野範囲とする第 1の視野角と挿入部の先端側 を視野範囲とする第 2の視野角とを、図 7Aでは Θ a= Θ bに設定した視野角設定手 段を形成している。
[0134] そして、対物光学系 22の結像位置に配置された CCD24は、上側の視野角 Θ aで 捉えられたものが挿入部 7の先端側となる観察時の上側となる上側の撮像領域 Ra ( 図 9C参照)に結像され、下側の視野角 Θ bで捉えられたものが観察時の下側となる 下側の撮像領域 Rb (図 9C参照)に結像される。この場合、上側の撮像領域 Raと下 側の撮像領域 Rbとが等しくなるように撮像領域設定手段が形成されて!ヽる。
[0135] そして、図 7Aの対物光学系 22の場合には、図 9A及び図 9Cに示すようにモニタ 6 の内視鏡画像表示エリア 6aには、 CCD24により撮像された画像力 内視鏡画像とし て表示される。
[0136] 図 9Aにおいて、視野角 Θ aに対応する上半分 (又は上側)の画像領域を符号 laで 示し、視野角 Θ bに対応する下半分 (又は下側)の画像領域を符号 lbで示している。 なお、図 9Aでは、起上台 32を最大起上角の状態に設定した状態で、処置具を突出 した場合に、その処置具を観察した場合の概略図を示し、このように処置具の先端側 は殆ど視野範囲の上部側に現れる(表示される)ようになる。
このように図 7Aのように視野角設定をすることにより、モニタ 6の内視鏡画像表示ェ リア 6aに、 CCD24に結像された画像が表示される場合、上側と下側とが同じ結像倍 率で表示されるようになる。この様子を図 9Cにおいて、 0 a= 0 b、 Ra=Rb、 Ia=Ib として示している。 [0137] 従って、図 7A或いは図 9Cのように視野角設定をすることにより、第 2の先行例の場 合における上側の視野角が広く設定したために、処置具を観察した場合、小さく表示 されてしまうことを解消でき、より大きく表示さ; tl^察し易い画像が得られるようになる
[0138] また、図 7Aのように視野角設定を行うことにより、上半分の視野角が下半分の視野 角よりも大きくした先行例の場合と比較して、観察画像の上半分に表示される対象物 が大きく表示されるために処置具のオリエンテーションがより容易になる利点がある。
[0139] また、観察画像の上半分と下半分との拡大率が略同等となるため、上下方向で歪 みの少な!/、観察画像を提供できる利点がある。
[0140] 一方、図 7Bに示す変形例の場合には、対物光学系 22を構成する最先端の光学 素子としての第 1レンズ 22aを除く全てのレンズの軸が共通となる 1つの直線で表され る軸上に沿って配置されており、かつ第 1レンズ 22aのみ力 挿入部 7の先端側ほど レンズの肉厚が大きぐ後方側のレンズの肉厚が小さくなる楔型にしたものが採用さ れている。 そして、この第 1レンズ 22aにより、撮像光軸 Oの方向を挿入部 7の後端 側に屈折させた撮像光軸び にしている。この変形例の場合には、対物光学系 22に よる入射側の撮像光軸 O' に関して上側の視野角 Θ aが、下側の視野角 Θ bより小さ く(狭く)なるように設定されて 、る。
つまり、狭い視野角 Θ aの部分を CCD24の撮像面における上半分 (上側の撮像領 域 Ra)に結像し、広い視野角 Θ bの部分を CCD24の撮像面における下半分(下側 の撮像領域 Rb)に結像するようにしているので、相対的に上半分の画像の倍率は、 下半分の画像の倍率よりも大きくなる。
従って、上半分の画像をより大きく表示でき、上側に表示されるようになる処置具の 像も大きく表示及び観察できるようにして 、る。
[0141] 換言すると、 CCD24の撮像面に結像される上半分の画像に対応する上方向の視 野角 Θ aを、下半分の画像に対応する下方向の視野角 Θ bより狭くなるように設定さ れている。そして、この場合には、図 9Bに示すようにモニタ 6の内視鏡画像表示エリ ァ 6aには、 CCD24により撮像された画像力 内視鏡画像として表示される。
図 9Bの場合には、図 9Aの場合よりも上側の視野角 Θ a内に現れる処置具の像が 大きく表示されるようになる。
図 7Bに示すように視野角設定をすることにより、モニタ 6の内視鏡画像表示エリア 6 aに CCD24に結像された画像を表示した場合、上側の視野角 Θ aに対応する上側 の画像領域 laの結像倍率が下側の視野角 Θ bに対応する下側の画像領域 lbより大 きく表示されるようになる。
従って、第 2の先行例の場合における上側の視野角が広くなしていたために、処置 具や被写体を観察した場合、小さく表示されてしまうことを解消でき、より大きく表示 及びより観察し易 、状態で観察できるようになる。
[0142] 換言すると、図 7Bに示すように視野角設定をすることにより、処置具突出方向の画 像が下半分と比較して大きく観察できるようになるので、先行例と同等の視野領域を 確保しながら、処置時に注目される部分を大きく観察することができる。それ故、処置 具のオリエンテーションが更に容易になる利点を有する。
[0143] このように、本実施例及び変形例では、特に処置具や被写体を視野内に入れて処 置する場合、より大きく表示されるようにして、より処置を行い易くできるようにしている 。 固体撮像ユニット 25の撮像枠 44の内側には、図 25に示す TABテープ 27に、 CCD24が実装されている。なお、図 25は、 TABテープ 27における表面(部品実装 面側)を示し、図 26はその裏面を示す。
なお、 TABテープ 27は、図 27Aに示すように、 3層目の(ポリイミド)基板榭脂 27c の上面の 2層目と 4層目にパターン部 27b、 27dが形成されており、 2層目のパターン 部 27bの上面を 1層目のレジスト 27aで覆い、 4層目のパターン部 27dの底面を 5層 目のレジスト 27eで覆う構造にして 、る。
本実施例では、図 25に示すように CCD24が実装される点線で示す領域 51の先 端境界付近の TABテープ 27には、基板榭脂をその両縁を残すようにスリット形状の カット部(パターン露出部) 52が設けてあり、このカット部 52においてこの TABテープ 27を折り曲げ力卩ェし易い構造にしている。なお、パターン部分は残されており、カット 部 52で露出するようにして、(ポリイミドの基板榭脂部分の削除により)カット部 52が形 成されて!/ヽる(後述するカット部 58に関しても同様である)。
[0144] そして、 TABテープ 27の先端力も突出するリードを図 27Aに示すように CCD24に 電気的に接続し、この TABテープ 27の先端側をこのカット部 52で折り曲げて図 4に 示すように撮像枠 44内に収納している。なお、 TABテープ 27から突出するインナリ ードの先端は、 CCD24にバンプ接続される。
[0145] このように TABテープ 27における先端側にカット部 52を設けることにより、 TABテ ープ 27の先端側部分の安定した曲げ加工ができる。そして、この曲げ加工により撮 像枠 44の長手方向のサイズを短くでき、先端部本体 31の硬質長を短縮できる。 また、図 25に示すように TABテープ 27における CCD24が実装される領域 51の後 端境界付近には、この TABテープ 27の 1層目のレジストを削除 (カット)した凹部 53 が設けてある。この凹部 53により、 CCD24の裏面を TABテープ 27に接着剤 54で接 着固定した場合における TABテープ 27側への背着剤 54のはみ出しを抑制する構 造にすると共に、そのはみ出し長を目視で確認できるようにしている。
[0146] つまり、図 25に示すように凹部 53を形成した状態で、 CCD24の裏面を TABテー プ 27に接着剤 54で接着固定した場合には、図 27Aのように、仮に接着剤 54が CC D24の裏面から TABテープ 27側にはみ出しても凹部の境界で接着剤 54の表面張 力で後方側にはみ出すのを抑制する関止めの効果を持つ。また、このレジストを削 除した凹部 53により、はみ出し長を大体(目視で)把握できるようにして!/、る。
また、図 25に示すように CCD24が実装される領域 51における幅方向の両縁付近 に、 CCDとは電気的に配線接続しない関止め用のダミーパターン 55が設けてある。 各ダミーパターン 55は、そのダミーパターン 55が形成されていない内側部分よりも僅 かに上方に突出する。そして、この上方に突出するダミーパターン 55により、 CCD2 4の裏面を TABテープ 27に接着剤 54で固定する場合に、幅方向に接着剤 54がは み出すのを抑制する。
[0147] つまり、図 27Aの H— H線断面を示す図 27Bに示すように、ダミーパターン 55によ り、接着剤 54のはみ出しを抑制できる。
なお、図 25に示すように各ダミーパターン 55は、 CCD24よりも後方側まで延出さ れており、周囲のパターン等に影響を及ぼさな 、ようにして 、る。
また、図 25に示すように CCD24が実装される領域 51内には、グランドパターン 56 が設けてあるが、このグランドパターン 56のサイズを、例えば中央寄りの一部部分の みに抑制し、このグランドパターン 56を設けない部分で接着剤 54を溜める領域 57を 形成している。
このように接着剤 54を溜める領域 57を形成することにより、周囲へのはみ出しを低 減或いは抑制できる。
[0148] また、図 25及び図 26に示すように TABテープ 27における CCD24が実装される領 域 51の後端境界付近、具体的には上記凹部 53に隣接して、ポリイミド榭脂部分をス リット状にカット(除去)したカット部 58が設けてあり、このカット部 58においてその曲げ 強度を低くして折り曲げ力卩ェし易い構造にしている。なお、このカット部 58では、ポリ イミド榭脂部分が除去されているので、配線パターンが露出するパターン露出部とな る。なお、ポリイミド榭脂の肉厚を薄くすることにより、その曲げ強度を低くし、折り曲げ 加工し易!、構造にしても良!、。
つまり、このカット部 58により TABテープ 27を少し折り曲げカ卩ェされた状態で、図 4 に示すように周囲に接着剤 59或いは充填材が充填された状態で、 CCD24等が実 装された TABテープ 27は、撮像枠 44内に固定される。さら〖こ、第 2レンズ枠 42のフ ランジ (長手方向の後端側から突出)の上部にも、接着剤 59が充填される。接着剤 5 9の強度 (硬化時)により、撮像装置 26のあおり耐性 (対物光学系ユニット 23に対して 固体撮像ユニット 25をあおる)が向上する。
この場合、 TABテープ 27のカット部 58より後方側は、先端部 11の長手方向と平行 になるように撮像枠 44やシールド枠 45内に配置され固定されている。撮像装置 26 の高さ (側視方向の距離)を抑えるためにも、 TABテープ 27は、少なくとも先端部 11 の長手方向と平行になるまで曲げられて 、る。
また、図 27Aに示すように CCD24が接着固定される位置に隣接して折り曲げ用の カット部 53を設けた位置よりも若干の距離隔てて、 TABテープ 27上にトランジスタ等 の電子部品 28が実装されている。
[0149] このようにして、接着剤 54が TABテープ 27側にはみ出しても、若干の距離隔てて 電子部品 28を実装することにより、折り曲げた 、位置で TABテープ 27を折り曲げカロ ェできるようにしている。
また、図 25に示すように TABテープ 27の先端 (前端)の幅に対して後端の幅が小 さくなるように、テーパ状の幅にしている。
このようにすることにより、 TABテープ 27の先端側に CCD24が実装された場合、 T ABテープ 27の長手方向が多少傾いても、後端側の幅をテーパ状に小さくしている ので、テーパ状に小さくしない場合よりも所定の幅内に収納できる。
また、 TABテープ 27を曲げたい位置以外の部分では、曲がらないように図 27Aに 示すように電子部品 28を実装している。このようにすることにより、 TABテープ 27を、 曲げたいと望む位置以外では電子部品 28の実装により硬質ィ匕することができ、安定 した取り扱いができる。
[0150] 上記の説明では、 TABテープ 27に形成したカット部 58において、 TABテープ 27 の大部分を先端部 11の水平方向に延出させているが、図 28 (この図の上側)に示す ように、より大きく折り曲げて TABテープ 27の水平方向の長さ Hを、図 4の場合よりも 短くしても良い。
なお、図 28において、下側に比較のために図 4の場合の TABテープ 27付近の概 略を示しており、この場合よりも水平方向の長さ Hを Δ Ηだけ短くできる。
このため、シールド枠 45の長さもより短くでき、先端部の硬質長をより短くできること になる。
[0151] なお、図 28の上側に示すようにシールド枠 45内に収納し易くするために信号ケープ ル 29の信号線は TABテープ 27の裏面に接続すると良い。
先行例の側視型の電子内視鏡用撮像装置では、固体撮像素子の TABテープが 挿入部の長手方向に引き回されるため、 TABテープの長さが撮像硬質長に影響し て、硬質長が長くなつていたが、図 28に示すようにカット部 58で TABテープ 27を折 り曲げて挿入部 7の長手方向の長さを短くし、撮像装置 26の硬質長を短縮する目的 を達成できるようにしている。
[0152] また、本実施例では、例えば第 2の先行例の場合における処置具を使用した場合と 同様に、起上台 32を最大に起上させた場合、その処置具の先端側を上側の視野角 Θ a内に捉えて、ほぼ同様の処置操作が行えるような互換性を確保している。第 2の 先行例では、上側の視野角が下側の視野角よりも広く設定されており、起上台を最 大に起上させた場合には、処置具を 20mm程度先端部から突出させた場合にその 先端側を、広くされて 、る上側の視野角内に捉えることができる。
また、ユーザは、予め処置具を突出させる長さを規制して、処置具の最先端部が上 側の視野角力ゝら外側に逸脱しな ヽようにして、処置を行う場合が多 ヽ。
これに対して、本実施例では、対物光学系 22における第 1レンズ 22aを第 2の先行 例と異なるレンズを使用している。そして、上述したように第 2の先行例の場合に比較 して、上側の視野角 0 aを下側の視野角 0 bより小さく(狭く)している。
上側の視野角 Θ aを小さくしたために、第 2の先行例と他の部分は同じ構成のまま、 ユーザが同じように処置具を使用すると、処置具をチャンネル 19の先端開口 19aか ら突出させ、起上台 32を最大の起上角で起上させた場合、処置具の最先端部が視 野範囲(上側の視野角 Θ a)の上端力 外側にはみ出る可能性がある。
このため、本実施例では、図 29に示すように、起上台 32の起上台軸 35の位置を、 第 2の先行例の場合よりも先端側にずらしている。つまり、先端部本体 31における先 端側にずらした位置の起上台軸 35で起上台 32を回動(回転)自在に支持する構成 にしている。
より具体的には、本実施例における上側の視野角 Θ a、先行例における上側の視 野角を Θ a' とし、また、撮像光軸 Oと起上台軸 35との距離を La、撮像光軸 Oと先行 例における起上台軸 35' との距離を L とした場合、視野角 0 が視野角 0 aよ り大きい、つまり 0 a' — 0 aの差分 Δ 0 ( = 0 a' — 0 a)だけ、距離の差 La' —La の値 (差分距離 A L=La' —La)を大きくし、その場合、 Δ Θ Ζ Θ a' ≤ A L/La' となるように設定している。
このように先行例と本実施例における上側の視野角 0 、 0 aの差異分だけ、先 行例と本実施例における撮像光軸 Oと起上台 32とを回転自在に支持する軸 35' 、 35との距離 L 、 Laを増減させている。換言すると、先行例の場合の広くされた上 側の視野角 Θ a' が形成され、起上台を回転自在に支持する(回転軸としての)回転 台軸 35' の位置に対して、本実施例では回転台軸 35の位置を挿入部 7の先端側に 所定量だけ、シフトして設けるようにしている。そして、このように所定量だけシフトさせ ることにより、シフトさせない場合に比較して、上側の視野角 Θ a側に現れる処置具の 先端側の位置を全体的に下側にシフトさせ (下側に平行移動させ)、その最先端部 が上側の視野角 Θ aの上端力も外側にはみ出ないように設定している。 このようにすることにより、本実施例の場合においても処置具を使用した場合、その先 端を視野範囲内に入れて処置を行うことができるように先行例との (視野範囲内に処 置具先端部を納めることができる機能に関しての)互換性が確保できるように、 CCD 24によって撮像可能とする視野範囲 (視野角)と起上台の位置を設定してある。
[0154] この場合の作用を図 30に示す。
図 30において、点線で示す第 1レンズ 22 と視野範囲 は、先行例の場合を 示し、これに対して実線で示す第 1レンズ 22aと視野範囲 Aは、本実施例の場合を示 す。この図 30に示すように、先行例の場合に対して本実施例によれば、第 1レンズ 2 2aによる視野角変化により上下方向の視野範囲が から Aのように先端側(下側 の視野角側)にずれる(図 30では簡略ィ匕して、水平方向の範囲で示している)。 このため先行例においては、その視野範囲 内に点線で示す処置具 49^ の先 端までが入るようにして!/、たが、本実施例では視野範囲が Aに示すように先端側にシ フトするために、そのままでは処置具 49^ の先端の一部が視野範囲内に入らなくな るが、図 29で説明したように処置具が突出される基端側において、処置具が突出さ れる方向を先端側にシフトした位置力も突出されるようにしている。
[0155] つまり、処置具が点線で示すように突出される曲線を、挿入部 7の先端側にシフトし たようなガイド特性にすることにより、実線で示す処置具 49を約 20mm程度突出させ た場合にその先端まで視野範囲 A内に入れることができるようにして 、る。
[0156] このように、起上台 32を最大起上角まで起上させた状態で処置具の先端側を突出 させて処置を行う場合、本実施例においても突出された処置具の先端側を先行例の 場合と同様に視野範囲内に捉えられるようにして ヽるので、良好な操作性を確保する ことができる。また、先行例の電子内視鏡と、本実施例の電子内視鏡 2を備えた電子 内視鏡システムを構成した場合にも、起上台 32の起上操作により、処置具の先端側 を視野範囲内に捉える機能に関しては互換性を確保することができる。
[0157] このような構成による本実施例による作用を説明する。この電子内視鏡 2を用いて 例えば十二指腸周辺部を内視鏡検査する場合で説明する。
十二指腸を観察する場合には、内視鏡の挿入方向に対して、側方の観察が可能な 側視型内視鏡が適する。本実施例の電子内視鏡 2の挿入部 7を挿入し、十二指腸の 乳頭を観察するとともに、そこに介在する胆管、脾管に処置具を導入して処置を行う 場合もある。
このような場合には、処置具挿入口 19bから処置具を挿入し、その処置具の先端側 を先端開口 19aから突出する。
[0158] また、起上操作ノブ 38を操作して、最大起上角の状態にすると、図 9Aに示すように 内視鏡画像表示エリア 6aに表示される画像内の略上半分の画像領域 la側に突出さ れた処置具の先端部の画像が表示されるようにすることができる。
この場合、上述したように先行例よりも大きく処置具の先端部及び被写体を表示で きるので、処置具を胆管、膝管に導入し易くなると共に、処置具による処置などを行 い易くなり、処置具による操作性を向上できる。
また、本実施例では、起上台 32を回動自在に支持する起上台軸 35を先行例よりも 先端側にシフトした位置に設けるようにして、起上された処置具の先端部を観察視野 内に入れられるようにでき、やはり処置具を用いた場合の操作性を向上することがで きる。
[0159] (実施例 2)
次に本発明の実施例 2を図 31を参照して説明する。図 31は本発明の実施例 2に おける撮像装置の対物光学系部分の構成を示す。本実施例は、例えば実施例 1〖こ おける対物光学系 22における第 1レンズ 22aを、この第 1レンズ 22a以外のレンズ系 の軸と直交する方向にずらして上側の視野角 Θ aを下側の視野角 Θ bより小さくして いる。
つまり、図 31に示すように、第 1レンズ 22aの軸を撮像光軸 Oと直交する方向で、そ の方向として、上側の視野角側 (挿入部 7の長手方向の後方側)、つまり先端部 11の 照明レンズ 21から離間する方向に移動 (移動距離を例えば dとする)して、レンズ枠 4 1に接着剤 60で固定している。移動距離 dは、言い換えると、撮像素子のイメージエリ ァ中心に対する、対物光学系 22の軸とのオフセット量となる。
この場合、第 1レンズ枠 41は、実施例 1の場合においてはその上端の穴の形状が 第 1レンズ 22aの外径に嵌合する円形の穴であった力 本実施例の場合には、断面 が円形力も長円形の長穴にして、第 1レンズ 22aを後方側に偏移させて接着剤 60に より固定している。
[0160] このように第 1レンズ 22aを後方側にシフトして第 1レンズ枠 41に固定しているので、 図 31に示すように第 1レンズ 22aと第 1レンズ枠 41との前側部分にできる隙間に接着 剤 60が充填されて固定されている。
このような構成にすることにより、簡単な構成で実施例 1とほぼ同様に上側の視野角 Θ aを下側の視野角 Θ bより小さくして、処置具を使用した場合、処置具を大きく観察 することができるようにして!/、る。
この場合、第 1レンズ 22aの軸を撮像光軸 Oと直交し、先端側、つまり下側の視野角 Θ b側に移動して取り付けた場合に、上側の視野角 Θ aが小さくなることを図 32A及 び図 32Bを参照して説明する。なお、以下では、視野角 0 aを α、視野角 Θ bを βを 用いて説明する。
[0161] 図 32Αは、第 1レンズ 22aの軸を移動しないで対物光学系の軸上に配置された状 態を示す。なお、図 32A及び図 32Bでは、対物光学系 22を 1枚の対物レンズとして 示している。
この場合には、対物レンズの軸に沿って入射される光線は、撮像光軸上を通り、 C CD24の受光面 4aの中心位置で受光される。
また、図 32Aに示すように上側の視野角 ocに沿って対物光学系(対物レンズ)に入 射される光線 (視野角上側光線と呼ぶ)及び下側の視野角 βに沿って対物光学系に 入射される光線 (視野角下側光線)は、それぞれ受光面 24aの端で受光される。 この状態では視野角 OC、 βの大小関係は、
= β
である。
[0162] この状態力 実施例 2のように第 1レンズ 22aを下側の視野角側に相対距離 dだけ 移動した場合には、等価的には、図 32Bに示すように撮像光軸を上側の視野角側に 移動したことに相当する。なお、図 32Bにおいて、点線は、図 32Aの状態を示す。図 32Bの状態では、
上側の視野角 α '= α + 0 1- 0 2 下側の視野角 β '= β + θ 2- θ 3
ここで、 0 1、 0 2、 0 3の大小関係は、図 32Βに示される幾何的関係から、 θ 2 > θ 3 > θ 1
したがって、 α '、 j8 'の大小関係は、
α ' < α、 βく j8 'より、
α ' < β '
となる。
[0163] このとき、 α 'と j8 'の光線が入射する受光面 24aの領域は、等しくなつて 、る。
以上の関係により、上側の視野角 α ' 、および下側の視野角 j8 ' の受光面 24aに 占める領域を同じとすることにより、上側の視野角 oc 'が下側の視野角 β 'より小さくな つたため、内視鏡画像における上側の視野角 α ' の倍率が下側の視野角 j8 ' の倍 率に比べて大きくできる。本実施例によれば、実施例 1とほぼ同様の効果を得ること ができる。
[0164] 本実施例は、実施例 1における対物光学系 22の第 1レンズ 22aを移動した構成に している力 第 1変形例として図 33Aに示すように第 1レンズ 22aを移動する代わりに
、第 2レンズ枠 42に対して、第 1レンズ枠 41毎、後方側に移動しても良い。
[0165] このため、例えば第 2レンズ枠 42は、実施例 1の場合には第 1レンズ枠 41の後端の 円筒と嵌合する形状であつたが、例えば断面が長円形状にされており、第 1レンズ 22 a側を後段レンズの軸より後側 (照明レンズ 21と離間する方向)にシフトした状態で接 着剤 60などで固定して 、る。
第 1レンズ枠 41側を後側にシフトして第 2レンズ枠 42に固定しているので、図 33A に示すように第 1レンズ枠 41と第 2レンズ枠 42との前側部分にできる隙間に接着剤 6
0が充填されて固定されている。
この第 1変形例は、本実施例と同様の効果を有する。この他に、図 33Bに示す第 2 変形例のように CCDチップ 24側を対物光学系 22の軸から、前側に移動しても良い。
[0166] 上述した実施例において、上側と下側の視野角の大きさを異なるように形成した場 合には、ビデオプロセッサ 5の内部の映像信号処理回路により、画像の歪みを補正 するようにしても良い。 産業上の利用可能性
体腔内に電子内視鏡の挿入部を挿入し、処置具の先端側をチャンネルの先端開 ロカ 突出させて処置を行うような場合、突出された処置具の先端部周辺が大きく表 示されるようにして処置を行 ヽ易くする。

Claims

請求の範囲
[1] 体腔内に挿入され、処置具を揷通するチャンネルが設けられた挿入部と、
前記挿入部の先端に設けられた先端部本体と、
前記先端部本体に設けられ、前記チャンネルの先端開口付近に配置され、前記先 端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上装置と、
前記先端部本体に設けられ、体腔内の像を内視鏡画像として撮像する固体撮像素 子と、 前記先端部本体に設けられ、前記挿入部の基端から先端の方向で定義され る線分と少なくとも 90° なす方向を視野方向とした所定の視野角を有し、前記先端 開口から突出される処置具を前記視野角における前記視野方向を中心として前記 挿入部の基端側を視野範囲とする、観察時の上側の視野角に相当する第 1の視野 角内で捉え、体腔内の像を前記固体撮像素子に結像する対物光学系と、
前記視野角における前記視野方向を中心として前記挿入部の先端側を視野範囲 とする、観察時の下側の視野角に相当する第 2の視野角に対して、前記第 1の視野 角を前記第 2の視野角と同等以下に設定する視野角設定手段と、
を具備することを特徴とする電子内視鏡。
[2] 前記対物光学系は、該対物光学系を構成する全ての光学素子が直線状の軸に沿 つて、配置された光学系であり、前記チャンネルの先端開口から 20mm突出された 処置具を前記起上装置を最大に起上させた場合に、前記処置具の先端側が前記第 1の視野角内に入るような位置関係に、前記対物光学系及び前記起上装置を前記 先端部本体に配置したことを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[3] 前記視野角設定手段は、前記対物光学系における最先端側に配置される光学素子 の肉厚を、前記挿入部の長手方向に関して、前記挿入部の先端側となる部分が後 方側より厚くなるような楔型に形成されることを特徴とする請求項 1に記載の電子内視 鏡。
[4] 前記対物光学系は、前記挿入部の基端から先端の方向で定義される線分と 90° なす角度の側視を視野方向とする側視型、ないしは 90° を越える角度の後方斜視 を視野方向とする後方斜視型の対物光学系であることを特徴とする請求項 1に記載 の電子内視鏡。
[5] 前記対物光学系及び該対物光学系における前記挿入部の長手方向に隣接して配 置された照明光学系とにおける前記挿入部の長手方向に直交する方向に隣接して 前記起上装置が配置されていることを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[6] 前記対物光学系及び該対物光学系における前記挿入部の長手方向に隣接して配 置された照明光学系とにおける前記挿入部の長手方向に直交する方向に隣接して 配置された前記起上装置は、前記挿入部の長手方向と直交する軸の回りで前記チ ヤンネルの先端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上台が回動自 在に支持されて ヽることを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[7] 前記対物光学系及び該対物光学系における前記挿入部の長手方向に隣接して配 置された照明光学系とにおける前記挿入部の長手方向に直交する方向に隣接して 配置された前記起上装置は、前記挿入部の長手方向と直交する軸の回りで前記チ ヤンネルの先端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上台が回動自 在に支持され、前記起上台を最大角度起上させた状態で前記処置具を前記チャン ネルの先端開口から突出させた場合、前記処置具の先端側が前記第 1の視野角内 に捉えられるように前記起上装置と前記対物光学系との相対的な位置関係が設定さ れて!ヽることを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[8] 前記視野角設定手段は、前記対物光学系における一部の光学系の軸を、前記固体 撮像素子の撮像面における中心軸力 前記挿入部の長手方向に関して相対的にず らして配置することにより形成されることを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[9] 前記対物光学系の結像位置に配置された前記固体撮像素子の、前記対物光学系 の軸に垂直に配置されたその撮像面は、前記軸を通る線で前記挿入部の先端側と なる第 1の撮像領域と、前記挿入部の基端側となる第 2の撮像領域とに分割されるこ とを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[10] 前記先端部本体には、前記対物光学系及び前記固体撮像素子とにより構成される 撮像装置に隣接して照明光を出射する照明レンズが配置され、前記照明レンズの面 を前記挿入部の長手方向に対して垂直な方向に投影した領域に対して、前記撮像 装置の少なくとも一部が入るような位置に、前記照明レンズに対して前記撮像装置を 配置したことを特徴とする請求項 1に記載の電子内視鏡。
[11] 前記先端部本体には、前記固体撮像素子の裏面を覆い、前記挿入部の長手方向に 延出するように TAB(Tape Automated Bonding)テープが配置され、前記 TABテープ には、該 TABテープを構成する榭脂が除去されたパターン露出部が設けられ、前記 パターン露出部で、前記 TABは曲げられていることを特徴とする請求項 1に記載の 電子内視鏡。
[12] 体腔内に挿入され、処置具を揷通するチャンネルが設けられた挿入部と、
前記挿入部の先端に設けられた先端部本体と、
前記先端部本体に設けられ、前記チャンネルの先端開口付近に配置され、前記先 端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上装置と、
前記先端部本体に設けられ、前記挿入部の基端側から先端側の方向で定義され る線分と少なくとも 90° なす撮像光軸を有し、前記先端開口から突出される処置具 を、前記撮像光軸を中心として前記挿入部の基端側を視野範囲とする第 1の視野角 及び前記挿入部の先端側を視野範囲とする第 2の視野角内で捉え、体腔内の像を 撮像素子の撮像領域に結像する撮像手段と、を備え、
前記第 1の視野角を、前記第 2の視野角以下に設定したことを特徴とする電子内視 鏡。
[13] 前記撮像手段は、前記撮像素子と対物光学系とを含んで構成され、前記対物光学 系における最先端側に配置される光学素子の肉厚を、前記挿入部の基端から先端 の方向で定義される線分に関して、前記挿入部の先端側となる部分が後方側より厚 くなるような楔型に形成されることを特徴とする請求項 12に記載の電子内視鏡。
[14] 体腔内に挿入され、処置具を揷通するチャンネルが設けられた挿入部、
前記挿入部の先端に設けられた先端部本体、
前記先端部本体に設けられ、前記チャンネルの先端開口付近に配置され、前記先 端開口力 突出される処置具の突出方向を可変する起上装置、
前記先端部本体に設けられ、体腔内の像を内視鏡画像として撮像する固体撮像素 子、
前記先端部本体に設けられ、前記挿入部の基端力 先端の方向で定義される線 分と少なくとも 90° なす方向を視野方向とした所定の視野角を有し、前記先端開口 から突出される処置具を前記視野角における前記視野方向を中心として前記挿入 部の基端側を視野範囲とする第 1の視野角内で捉え、体腔内の像を前記固体撮像 素子の撮像領域に結像する対物光学系及び、
前記視野角における前記視野方向を中心として前記挿入部の先端側を視野範囲 とする第 2の視野角に対して、前記第 1の視野角を前記第 2の視野角と同等以下に 設定する視野角設定手段、
を備えた電子内視鏡と、
前記固体撮像素子に対する信号処理を行い、表示手段に映像信号を出力すること により、前記表示手段の表示面に前記撮像領域に結像された体腔内の像を内視鏡 画像として表示させる信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。
[15] 前記信号処理手段は、前記第 1の視野角で捉えられた第 1の画像が前記表示面に おける上側に表示され、前記第 2の視野角で捉えられた第 2の画像が前記表示面に おける下側に表示される前記内視鏡画像に対応する前記映像信号を生成することを 特徴とする請求項 14に記載の内視鏡装置。
[16] 前記表示面における上側に表示される前記第 1の画像は、前記表示面における下 側に表示される前記第 2の画像と略同じ倍率で表示されることを特徴とする請求項 1
5に記載の内視鏡装置。
[17] 前記表示面における上側に表示される前記第 1の画像は、前記表示面における下 側に表示される前記第 2の画像より大きな倍率で表示されることを特徴とする請求項
16に記載の内視鏡装置。
[18] 挿入部の基端力 先端の方向で定義される線分と少なくとも 90° なす側視方向ない しは後方斜視方向を視野方向とし、処置具を起上させる第 1の起上装置を備えると 共に、
表示手段に表示される内視鏡画像上で上側となる第 1の画像を形成するための第 1の視野角及び下側となる第 2の画像を形成するための第 2の視野角を備え、第 1の 固体撮像素子と、該第 1の固体撮像素子に体腔内の像を結像させる第 1の対物光学 系とを有する第 1の撮像装置を有し、 前記第 1の視野角を第 2の視野角より大きくし、前記第 1の起上装置を最大に起上 させた場合には、処置具の先端側を前記第 1の視野角内に捕捉可能とする第 1の電 子内視鏡と、
挿入部の基端力 先端の方向で定義される線分と少なくとも 90° なす側視方向な いしは後方斜視方向を視野方向とし、処置具を起上させる第 2の起上装置を備えると 共に、
前記表示手段に表示される内視鏡画像上で上側となる第 3の画像を形成するため の第 3の視野角及び下側となる第 4の画像を形成するための第 4の視野角を備え、第 2の固体撮像素子と、該第 2の固体撮像素子に体腔内の像を結像させる第 2の対物 光学系とを有する第 2の撮像装置を有し、
前記第 3の視野角を第 4の視野角以下にし、前記第 2の起上装置を最大に起上さ せた場合には、処置具の先端側を前記第 3の視野角内に捕捉可能とする第 2の電子 内視鏡と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡システム。
[19] 前記第 1の起上装置を最大に起上させて処置具を前記第 1の視野角内に捉えた場 合、同じ処置具を前記第 2の起上装置を最大に起上させた場合、前記第 3の視野角 内に捉えられるように前記第 2の起上装置を回動自在に支持する第 2の回転軸の位 置を前記第 1の起上装置を回動自在に支持する第 1の回転軸の位置よりも前記挿入 部の先端側にシフトして設けたことを特徴とする請求項 18に記載の電子内視鏡シス テム。
[20] 前記第 1の起上装置が前記第 1の撮像装置の撮像光軸と前記第 1の起上装置を起 上自在に支持する第 1の回転軸との距離に対して、
前記第 2の電子内視鏡における前記第 2の撮像装置の撮像光軸と前記第 2の起上 装置を起上自在に支持する第 2の回転軸との距離を、前記第 1及び前記第 2の視野 角の比率に応じて前記第 3の視野角及び前記第 4の視野角の比率分以上増減させ たことを特徴とする請求項 18に記載の電子内視鏡システム。
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