WO2012137739A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2012137739A1
WO2012137739A1 PCT/JP2012/058970 JP2012058970W WO2012137739A1 WO 2012137739 A1 WO2012137739 A1 WO 2012137739A1 JP 2012058970 W JP2012058970 W JP 2012058970W WO 2012137739 A1 WO2012137739 A1 WO 2012137739A1
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lens frame
lens
imaging device
imaging
frame
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PCT/JP2012/058970
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丈英 木林
Original Assignee
オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00096—Optical elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B1/04—Instruments 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
    • A61B1/05—Instruments 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
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    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G02B23/2438—Zoom objectives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/04—Force
    • F04C2270/042—Force radial
    • F04C2270/0421—Controlled or regulated

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus in which an imaging system is disposed behind an objective optical system.
  • an endoscope in which an imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD is disposed at the distal end of the insertion portion of the endoscope, and the insertion portion in which the imaging device is disposed By inserting it into the image, the image of the test site in the body cavity can be observed on the monitor.
  • a solid-state imaging device such as a CCD
  • an imaging device incorporated in the distal end portion of such an endoscope is made up of a plurality of lens groups as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-307293. Behind the objective optical system, a solid-state imaging device, a cover glass that protects the imaging surface of the solid-state imaging device, and a circuit board on which electronic components are mounted on the back surface opposite to the imaging surface of the solid-state imaging device are made of resin. An image pickup device package sealed and packaged is arranged.
  • a plurality of lens groups constituting the objective optical system of the imaging apparatus are generally held using a lens frame.
  • the lens holding structure with this lens frame there are cases where it is held using a plurality of lens frames. In such a case, as shown in FIG. 5, in order to ensure the optical performance by accurately holding the optical position of each lens.
  • an image sensor package is often arranged behind the lens holding structure.
  • the second lens frame 211 holding the other lens 201 is abutted and joined in the first lens frame 210 holding one lens 200 constituting the objective lens group.
  • the lenses 200 and 201 are arranged at specified positions in the optical axis direction, and an imaging frame 212 holding an imaging device package (not shown) is joined to the second lens frame 211.
  • the first lens frame 210 and the second lens frame 211 need to have a fitting structure in order to eliminate the optical misalignment between the lenses 200 and 201 in the radial direction. .
  • the insertion resistance due to friction is large, not only causing a decrease in workability, but also adding an unreasonable load to the lens. There is a risk of malfunction.
  • the tip surface 211a of the second lens frame 211 securely in contact with the abutting surface 210a of the first lens frame 210? Is difficult to confirm, and a gap is generated between the abutting surface 210a of the first lens frame 210 and the front end surface 211a of the second lens frame 211, and the position of the lens in the optical axis direction varies. There is a possibility that stable optical performance cannot be obtained.
  • the circuit board of the imaging device package when the first lens frame 210 and the second lens frame 211 are assembled and then the imaging frame 212 is held by joining the imaging frame 212 to the second lens frame 211, the circuit board of the imaging device package, Depending on the amount of the resin agent that seals the electronic component, excessive stress due to thermal expansion of the resin may be applied to the cover glass on the imaging surface side of the solid-state imaging device, which may cause a problem.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can reliably fix components without applying an excessive load and obtain stable optical performance.
  • An imaging apparatus is an imaging apparatus in which an imaging system is disposed behind an objective optical system, and the objective optical system includes a plurality of lenses and a plurality of lens frames, and at least two of them.
  • the first lens frame includes a step portion with which the tip of the second lens frame abuts on the inside, and the second lens frame is fitted to the inner diameter of the first lens frame.
  • a fitting portion and an abutting portion that provides an inner diameter and a gap of the first lens frame and abuts on the stepped portion are provided.
  • An imaging apparatus is an imaging apparatus in which an imaging system is disposed behind an objective optical system, wherein the objective optical system includes a plurality of lenses and a plurality of lens frames, and at least In the configuration of the two lens frames, the first lens frame is a slide in which a step portion with which the tip end portion of the second lens frame abuts on the inside and a moving lens frame that moves forward and backward in the optical axis direction are arranged in front of the step portion.
  • the second lens frame is provided with a fitting portion that fits into an inner diameter of the first lens frame, an inner diameter and a gap of the first lens frame, and abutting against the stepped portion. And a contact portion.
  • An imaging apparatus is an imaging apparatus in which an imaging system is disposed behind an objective optical system, wherein the imaging system includes a solid-state imaging element that photoelectrically converts light incident from the objective optical system; A cover glass covering the imaging surface of the solid-state imaging device; a circuit board portion disposed on the back surface opposite to the imaging surface of the solid-state imaging device; and the cover glass on the side of the imaging surface of the solid-state imaging device.
  • the block diagram which shows the imaging device provided in the front-end
  • an explanatory diagram showing the configuration of the image pickup device package As above, an explanatory diagram showing the configuration of another imaging device package.
  • the block diagram which concerns on the 2nd Embodiment of this invention and shows the imaging device provided in the front-end
  • the imaging apparatus according to the present invention is applied to, for example, an endoscope that incorporates an imaging element on the distal end side of an elongated insertion portion that is inserted into a cavity of an observation site.
  • an imaging apparatus 1 includes an objective optical system unit 2 and an imaging system unit 30 disposed behind the objective optical system unit 2.
  • the objective optical system unit 2 holds an objective lens group 20 composed of a plurality of lenses by a first lens frame 3 and a second lens frame 10 joined to the first lens frame 3.
  • the first lens 21 on the distal end side is held by the first lens frame 3, and the remaining lens groups are held by the second lens frame 10.
  • each lens of the objective lens group 20 is disposed in each lens frame at a site where the perpendicularity and the coaxiality are processed with high accuracy. With such a structure, each lens of the objective lens group 20 is arranged in each lens frame without being inclined.
  • the first lens frame 3 is formed in a substantially cylindrical shape, and a flange portion 4 with which the proximal end side outer peripheral portion of the first lens 21 is in contact is provided at a position near the tip of the inside of the cylindrical shape.
  • a space for accommodating the second lens frame 10 is provided on the back side of the flange portion 4.
  • the first lens frame 3 is fitted to a distal end frame of an endoscope (not shown) and held at the distal end portion of the endoscope.
  • the first lens 21 held by the first lens frame 3 is hermetically joined to the first lens frame 3 by soldering such as soldering or brazing, taking into account, for example, autoclave sterilization processing. ing.
  • the second lens frame 10 holds the remaining lens group other than the first lens 21 of the objective lens group 20, and a second lens 22 disposed behind the first lens 21 in order from the front end side.
  • a diaphragm 23, a third lens 24, a fourth lens 25, and a fifth lens 26 are held.
  • the second lens frame 10 that holds these lens groups is inserted into a space provided on the rear surface side of the flange portion 4 of the first lens frame 3, and the tip portion is on the rear surface side of the flange portion 4 of the first lens frame 3. While being in contact with the end surface 4a, the rear end portion is fitted to the inner wall surface of the space portion of the first lens frame 3, and is fixed by an adhesive or the like.
  • the second lens frame 10 is formed in a stepped cylindrical shape whose outer shape differs in outer diameter on the front end side and the rear end side, and has a smaller diameter than the inner diameter of the space portion of the first lens frame 3.
  • the front end of the first lens frame 3 is in contact with the rear end face 4a of the flange 4 of the first lens frame 3, and the rear end of the contact 11 is provided over a predetermined length.
  • a cylindrical fitting portion 12 having a diameter larger than that of the contact portion 11 and fitted to the inner wall surface of the space of the first lens frame 3. That is, the second lens frame 10 is formed in such a shape that a gap 5 is generated between the second lens frame 10 and the inner wall surface of the first lens frame 3 when inserted into the space of the first lens frame 3.
  • the surface of the front end portion of the second lens frame 10 and the end surface 4a of the flange portion 4 of the first lens frame 3 are processed with a high degree of perpendicularity with respect to the optical axis. Furthermore, the fitting part 12 is processed with high accuracy coaxiality with respect to the optical axis.
  • the contact area between the first lens frame 3 and the second lens frame 10 is reduced and inserted. Resistance is reduced and assembly workability can be improved.
  • the tip end portion of the second lens frame 10 can be reliably brought into contact with the end surface 4a of the flange portion 4 of the first lens frame 3, the first lens 21 disposed on the first lens frame 3 and the second lens frame 3 can be brought into contact with each other. It is possible to eliminate variations in the degree of coaxiality and perpendicularity with respect to the remaining lens groups arranged in the lens frame 10 and the position in the optical axis direction, and to prevent deterioration in optical performance.
  • the adhesive applied to the fitting portion 12 remains in the gap 5 even if the adhesive flows to the tip side.
  • the adhesive does not flow between the end surface 4a of the flange portion 4 of the first lens frame 3 and the tip of the contact portion 11 of the second lens frame 10. Therefore, the adhesive flows into the contact surface, and there is no deviation between the lenses in the optical axis direction due to the thickness of the flowed adhesive layer, and stable optical accuracy can be ensured.
  • the objective optical system unit 2 described above is joined to the imaging system unit 30, and incident light incident through the objective lens group 20 forms an image on the light receiving surface of the solid-state imaging device 41 in the imaging system unit 30.
  • the optical image of the subject is photoelectrically converted by the solid-state imaging device 41, and the photoelectrically converted imaging signal is transmitted to the subsequent signal processing circuit via the signal cable 70.
  • the objective optical system unit 2 and the imaging system unit 30 are fitted by inserting the first lens frame 3 housing and fixing the second lens frame 10 into the inner diameter portion of the imaging frame 31 that holds the imaging device package 40.
  • the two members are joined by airtight joining.
  • the image pickup device package 40 has a protective cover glass 42 bonded and fixed to an image pickup surface 41a of a solid-state image pickup device 41 made of CMOS, CCD, or the like with an ultraviolet curable adhesive or the like.
  • the circuit board portion 43 on which a plurality of electronic components such as capacitors, resistors, and transistors are mounted is disposed on the back surface side of 41a, and these are electrically connected and then integrally formed with an insulating sealing resin 44. It is a unitized one.
  • the image pickup device package 40 has a plurality of electronic components 45a mounted in a recess formed inside as a circuit board portion 43 disposed on the back side of the solid-state image pickup device 41.
  • the flexible substrate 43b on which the plurality of electronic components 45b are mounted.
  • the laminated substrate 43a and the flexible substrate 43b are electrically connected by, for example, bump connection or the like, and the inner leads 46 extending from the flexible substrate 43b are covered with the cover glass 42 on the imaging surface 41a side of the solid-state imaging device 41. It is connected to a bonding part 47 provided in a part not covered by the.
  • Such an image pickup device package 40 seals the substrates 43 a and 43 b and the electronic components 45 a and 45 b with the sealing resin 44, and extends to the upper surface of the inner lead 46 connected to the bonding portion 47 of the solid-state image pickup device 41.
  • the cover glass 42 is integrally molded so that the entire side surface of the cover glass 42 is not covered with the sealing resin. That is, the upper surface portion of the inner lead 46 disposed on the surface of the solid-state imaging device 41 that is not covered with the cover glass 42 is sealed with a minimum amount of resin that can protect the electrical component, and the sealing resin 44 is changed by temperature change.
  • the image sensor package 40 is transported before the imaging unit 30 is assembled because the cover glass 42 and the connecting portion between the inner lead 46 and the bonding portion 47 are not subjected to an excessive load even if the imaging unit 30 is assembled. It is possible to avoid breakage of the cover glass 42 and poor connection between the inner lead 46 and the bonding portion 47 due to stress such as the above.
  • a connection portion with the signal cable 70 is provided on the rear end side of the laminated substrate 43 a and is exposed without being covered with the sealing resin 44.
  • the image pickup device package 40 integrally formed with the sealing resin 44 is provided with a translucent optical adhesive or the like on a cover glass 32 for centering that is fixed to the inner diameter side of the image pickup frame 31 so as to face the fifth lens 26.
  • the cover glass 42 is bonded and bonded together. That is, the image pickup device package 40 is held by the image pickup frame 31 via the centering cover glass 32.
  • the shield frame 33 is fitted to the outer periphery of the rear end side of the image pickup frame 31 in a state where the signal cable 70 is connected to the image pickup device package 40, and the shield frame 33 and the image pickup between the image pickup frame 31 and the image pickup device package 40.
  • the imaging element package 40 is fixed by an adhesive 60 made of a thermosetting resin or the like filled between the element package 40 and the connection portion of the signal cable 70.
  • a protective tube 34 made of a heat shrinkable tube or the like is covered in a range extending from the outer periphery of the shield frame 33 to the distal end side of the signal cable 70.
  • the above-described imaging device package 40 is assumed to be applied to a direct-viewing endoscope that observes the direction along the insertion direction of the endoscope insertion portion. However, the same configuration can also be applied to a side-view endoscope that observes a direction substantially orthogonal to the insertion direction.
  • the image pickup device package 40A shown in FIG. 3 has a prism (not shown) or the like arranged on the upper surface of the cover glass 51 with the image pickup surface 50a of the solid-state image pickup device 50 oriented in a direction orthogonal to the optical axis direction of the objective optical system. is there.
  • a flexible substrate 53 on which a plurality of electronic components 52 are mounted is disposed on the lower surface side of the solid-state image pickup device 50 (the back surface side of the image pickup surface 50 a), and inner leads 54 extended from the flexible substrate 53. Is connected to a bonding portion 55 provided at a portion not covered by the cover glass 51 on the imaging surface 50 a side of the solid-state imaging device 50.
  • an insulating sealing resin 56 the electronic component 52 and the flexible substrate 53 are sealed and integrally molded so as to cover up to the upper surface of the inner lead 54 connected to the bonding portion 55.
  • a package 40A is formed.
  • the signal cable 70 has a plurality of electric wires 70 b exposed from the outer sheath 70 a in the vicinity of the end of the shield frame 33 fitted to the imaging frame 31, and the electric wires 70 b are imaged by soldering, for example. It is fixed by an adhesive 60 together with the image pickup device package 40 while being connected to the package 40.
  • the vicinity of the strip end of the outer sheath 70a where the electric wire 70b is exposed is fixed with a cable fixing thread 71 and further covered with an elastic tube 72 having a predetermined length.
  • the distal end side of the elastic tube 72 is fixed by another cable fixing thread 73 slightly behind the cable fixing thread 71, and the rear end of the elastic tube 72 extends to the rear of the bending portion of the endoscope.
  • the distal end side of the elastic tube 72 is covered with a heat shrinkable tube 74.
  • the portion near the strip end of the signal cable 70 that is doubly covered with the elastic tube 72 and the heat shrinkable tube 74 is within the protective tube 34 covered with the shield frame 33, and the image sensor package 40 and In addition to the adhesive 60 that fixes the electric wire 70b, it is fixed by an adhesive 75 that is filled.
  • the position of the rear end of the heat-shrinkable tube 74 is behind the rear end of the protective tube 34, and is an indirect portion between a hard portion that does not bend on the distal end side of the endoscope insertion portion and a bending portion that is composed of a plurality of bending pieces. It is arranged more forward.
  • the heat shrinkable tube 74 is an elastic material.
  • an elastic tube 72 and a heat shrinkable tube 74 that hold the signal cable 70 with a gap between the outer skin 70 a behind the portion that is rigidly fixed by the adhesive 60. Therefore, a portion where the hardness gradually changes from the hard portion to the soft portion of the cable itself is provided. Therefore, even if an external force in the bending direction is applied to the signal cable 70, the signal cable 70 is gently bent so that stress is not partially concentrated, and disconnection of the internal electric wire can be prevented.
  • the imaging apparatus 1 ⁇ / b> A is configured to include an objective optical system unit 100 and an imaging system unit 30 similar to the first embodiment that is disposed behind the objective optical system unit 100.
  • the objective optical system unit 100 described above is joined to the imaging system unit 30, and incident light incident through the objective lens group forms an image on the light receiving surface of the solid-state imaging device 41 in the imaging system unit 30. Then, the optical image of the subject is photoelectrically converted by the solid-state imaging device 41, and the photoelectrically converted imaging signal is transmitted to the signal processing circuit at the subsequent stage via the signal cable.
  • the objective optical system unit 100 includes a first lens frame 101 that holds a first lens group, a moving lens frame 110 that holds a moving lens group, a second lens frame 104 that holds the remaining lens groups, and a moving lens frame.
  • 110 fits in the outer shape of the third lens frame 113, the third lens frame 113 holding the second lens frame 104, the fourth lens frame 114 holding the first lens frame 101 and the third lens frame 113, and the third lens frame 113.
  • an adjusting ring 116 to be configured.
  • the third lens frame 113 accommodates the moving lens frame 110 and holds the second lens frame 104.
  • the third lens frame 113 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner surface of this cylindrical portion becomes a sliding surface on which the moving lens frame 110 advances and retreats. Further, the cylindrical portion is provided with a slit for disposing the action portion 110a of the moving lens frame 110 that is advanced and retracted by the actuator 28.
  • each lens of the first lens group, the second lens group, and the moving lens group is disposed in each lens frame at a site where the verticality and the coaxiality are processed with high accuracy. With such a structure, the lenses of the first lens group, the second lens group, and the moving lens group are arranged in each lens frame without tilting.
  • a step 113a is provided on the inner surface of the cylindrical shape.
  • a space for accommodating the second lens frame 104 is provided on the rear side of the step 113a.
  • a convex portion 113b on which the actuator 28 is disposed is provided on the outer surface of the cylindrical portion.
  • the fourth lens frame 114 is formed in a substantially cylindrical shape, and holds the first lens frame 101 and the third lens frame 113. Moreover, the convex part 114a is provided in this cylindrical outer surface. The convex portion 114 a is provided with a concave portion 114 b that houses the spring 115 that abuts on the action portion 110 a of the moving lens frame 110.
  • the first lens frame 101 when the first lens frame 101 is applied to an endoscope, the first lens frame 101 is fitted to a distal end frame of an endoscope (not shown) and held at the distal end portion of the endoscope.
  • the first lens frame 101 is formed in a substantially cylindrical shape, and a flange portion with which the proximal end side outer peripheral portion of the first lens 103 is in contact with the first lens frame 102 via the first diaphragm 102 at a position near the distal end inside the cylindrical shape. 101a is provided. On the back side of the flange portion 101a, a contact portion 101b that contacts the fourth lens frame 114 and a convex portion that fits inside the fourth lens frame 114 are provided.
  • the first lens frame 101 When the first lens frame 101 is applied to, for example, an endoscope, the first lens frame 101 abuts on a distal end frame of an endoscope (not shown) in the optical axis direction, and the imaging device is positioned with respect to the distal end frame of the endoscope. become.
  • the second lens frame 104 holds the first lens group of the objective lens group and the remaining lens groups other than the moving lens group, and a third diaphragm 106 disposed behind the moving lens group in order from the front end side.
  • the third lens 105, the cemented lens 107, the spacer 108, and the first filter 109 are held.
  • the second lens frame 104 that holds these lens groups is inserted into a space provided on the rear side of the step portion of the third lens frame 113, and an intermediate portion is located on the end surface of the second lens frame 104 on the back side of the step portion.
  • the rear end portion is fitted to the inner wall surface of the space portion of the third lens frame 113 and is fixed by an adhesive or the like.
  • the second lens frame 104 is formed in a stepped substantially cylindrical shape with outer diameters different from each other at the front convex portion 104a, the intermediate portion 104b, and the rear end portion 104c, and from the inner diameter of the space portion of the third lens frame 113.
  • a cylindrical intermediate portion 104b having a small diameter is provided over a predetermined length on the rear end side of the contact portion 104d, and a contact portion 104d that contacts the end surface of the third lens frame 113 on the back side of the stepped portion.
  • a cylindrical fitting portion 104e having a diameter larger than that of the contact portion 104d and fitted to the inner wall surface of the space of the third lens frame 113.
  • the second lens frame 104 is formed in such a shape that a gap A is generated between the second lens frame 104 and the inner wall surface of the space of the third lens frame 113 when inserted into the space of the third lens frame 113. Further, the surface of the front end portion of the second lens frame 104 and the end surface of the third lens frame 113 on the back side of the stepped portion are processed with high accuracy perpendicularity to the optical axis. Furthermore, the fitting portion 104e is processed with high accuracy coaxiality with respect to the optical axis.
  • the contact area between the third lens frame 113 and the second lens frame 104 is reduced, and the insertion resistance is reduced. Can be reduced and assembly workability can be improved.
  • the intermediate portion 104b of the second lens frame 104 can be reliably brought into contact with the end surface of the step portion 113a of the third lens frame 113, variations in the position in the optical axis direction are eliminated and stable optical accuracy is achieved. Therefore, it is possible to obtain variations in the degree of coaxiality, perpendicularity, and optical axis direction between the first lens 103 arranged in the first lens frame 101 and the remaining lens group arranged in the second lens frame 104. This eliminates the deterioration of optical performance.
  • the rear end of the third lens frame 113 is made longer from the contact portion 104d of the second lens frame 104 than the length from the step 113a of the third lens frame 113 to the rear end of the third lens frame 113. Attached portion 104f is provided.
  • the second lens frame 104 holds the third lens 105 that protrudes into the moving lens frame 110 in front of the step portion of the third lens frame 113 and has a tip convex portion having a smaller diameter than the inner diameter of the moving lens frame 110. 104a.
  • the sliding surface of the third lens frame 113 can be provided long in the optical axis direction, and the sliding stroke from the WIDE position to the TELE position of the moving lens frame 110 is optically designed. Therefore, the length of the sliding surface of the moving lens frame 110 in the optical axis direction can be increased.
  • the moving lens frame 110 when the moving lens frame 110 is advanced and retracted by the operation of the actuator 28, the moving lens frame 110 can suppress the inclination of the third lens frame 113 with respect to the radial direction, and stable optical performance and a smooth moving lens can be achieved.
  • the forward / backward movement of the frame 110 can be obtained.
  • the moving lens frame 110 holds the second diaphragm 112 and the moving lens 111.
  • the moving lens frame 110 is formed in a cylindrical shape, and the outer surface of the cylindrical portion becomes a sliding surface with the third lens frame 113. Further, a convex action in which the force of the actuator 28 acts on the outer surface of the cylindrical portion. A portion 110a is provided.
  • the signal cable 70 has a plurality of electric wires 70 b exposed from the outer skin 70 a in the vicinity of the end of the shield frame 33 fitted to the imaging frame 31. 70b is fixed by the adhesive 60 together with the image pickup device package 40 in a state of being connected to the image pickup device package 40 by soldering, for example.
  • the vicinity of the strip end of the outer sheath 70a where the electric wire 70b is exposed is fixed with a cable fixing thread 71 and further covered with an elastic tube 72 having a predetermined length.
  • the distal end side of the elastic tube 72 is fixed by another cable fixing thread 73 slightly behind the cable fixing thread 71, and the rear end of the elastic tube 72 extends to the rear of the bending portion of the endoscope.
  • the distal end side of the elastic tube 72 is covered with a heat shrinkable tube 74.
  • the portion near the strip end of the signal cable 70 that is doubly covered with the elastic tube 72 and the heat shrinkable tube 74 is within the protective tube 34 covered with the shield frame 33, and the image sensor package 40 and In addition to the adhesive 60 that fixes the electric wire 70b, it is fixed by an adhesive 75 that is filled.
  • the position of the rear end of the heat-shrinkable tube 74 is behind the rear end of the protective tube 34, and is an indirect portion between a hard portion that does not bend on the distal end side of the endoscope insertion portion and a bending portion that is composed of a plurality of bending pieces. It is arranged more forward.
  • the heat shrinkable tube 74 is an elastic material.
  • an elastic tube 72 and a heat shrinkable tube 74 that hold the signal cable 70 with a gap between the outer skin 70 a behind the portion that is rigidly fixed by the adhesive 60. Therefore, a portion where the hardness gradually changes from the hard portion to the soft portion of the cable itself is provided. Therefore, even if an external force in the bending direction is applied to the signal cable 70, the signal cable 70 is gently bent so that stress is not partially concentrated, and disconnection of the internal electric wire can be prevented.
  • the objective optical system unit 100 and the imaging system unit 30 capture the third lens frame 113 in which the second lens frame 104 is housed and fixed, and hold the imaging device package 40.
  • the two members are joined by being inserted into and fitted into the inner diameter portion of the frame 31 and hermetically joined.
  • the image pickup device package 40 is also integrally formed into a unit.
  • the image sensor package 40 in the present embodiment also employs the same configuration as that shown in FIG. 2 as in the first embodiment described above.

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Abstract

　第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３の空間部内径よりも小径の円筒形状で先端部が第１レンズ枠３の端面４ａに当接する当接部１１と当接部１１より大径で第１レンズ枠３の内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１２とを有する形状で、第２レンズ枠１０を第１レンズ枠３の空間部内に挿入したとき、第１レンズ枠３の内壁面との間に間隙５が生じる。これにより、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を挿入して嵌合する際、第１レンズ枠３と第２レンズ枠１０との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、第２レンズ枠１０の先端部を第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａに確実に当接させることができ、光軸方向の位置のばらつきを解消して安定した光学精度を得ることができる。

Description

撮像装置
　本発明は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置に関する。
　近年、工業用、及び医療用の内視鏡が広く用いられている。特に、内視鏡の挿入部先端にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像装置を配設する内視鏡があり、撮像装置が配設された挿入部を、例えば医療用であれば体腔内に挿入することにより、体腔内の被検部位の像をモニタにて観察することができる。
　このような内視鏡の先端部に内蔵される撮像装置は、小型化且つ組立性の向上を図るため、日本国特開２００８－３０７２９３号公報に開示されているように、複数のレンズ群からなる対物光学系の後方に、固体撮像素子と、この固体撮像素子の撮像面を保護するカバーガラスと、固体撮像素子の撮像面の反対側の背面で電子部品を実装した回路基板とを樹脂で封止してパッケージ化した撮像素子パッケージを配置している。
　撮像装置の対物光学系を構成する複数のレンズ群は、一般的にレンズ枠を用いて保持されている。このレンズ枠によるレンズ保持構造では、複数のレンズ枠を用いて保持する場合があり、そのような場合、各レンズの光学位置を正確に保持して光学性能を確保するため、図５に示すようなレンズ保持構造として、このレンズ保持構造の後方に撮像素子パッケージを配置することが多い。
　図５に示すレンズ保持構造では、対物レンズ群を構成する一方のレンズ２００を保持する第１のレンズ枠２１０内に、他のレンズ２０１を保持する第２のレンズ枠２１１を突き当てて接合することで、レンズ２００，２０１を光軸方向の規定位置に配置させるようにしており、第２のレンズ枠２１１に、図示しない撮像素子パッケージを保持する撮像枠２１２を接合している。
　しかしながら、図５のレンズ保持構造では、レンズ２００，２０１の間の径方向の光学なズレをなくすため、第１のレンズ枠２１０と第２のレンズ枠２１１とを嵌合構造とする必要がある。このため、第１のレンズ枠２１０内に第２のレンズ枠２１１を挿入して組み立てる際に、摩擦による挿入抵抗が大きく、作業性の低下を招くばかりでなく、レンズに無理な負荷が加わって不具合が生じる虞がある。
　また、第１のレンズ枠２１０に第２のレンズ枠２１１を嵌合する際、第２のレンズ枠２１１の先端面２１１ａが第１のレンズ枠２１０の突き当て面２１０ａに確実に当接しているかを確認することが困難であり、第１のレンズ枠２１０の突き当て面２１０ａと第２のレンズ枠２１１の先端面２１１ａとの間に隙間が生じてレンズの光軸方向の位置がばらついてしまい、安定した光学性能を得られない虞がある。
　更に、第１のレンズ枠２１０と第２のレンズ枠２１１とを組み立てた後、第２のレンズ枠２１１に撮像枠２１２を接合して撮像素子パッケージを保持する場合、撮像素子パッケージの回路基板や電子部品を封止する樹脂剤の量によっては、樹脂の熱膨張等による過度な応力が固体撮像素子の撮像面側のカバーガラスに加わってしまい、不具合が生じる虞がある。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成部品に無理な負荷を加えることなく確実に固定し、安定した光学性能を得ることのできる撮像装置を提供することを目的としている。
　本発明の一態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠において、第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部を備え、前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えたものである。
　本発明の他の態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠の構成において、第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部と、段部前方に光軸方向に進退する移動レンズ枠を配置する摺動部とを備え、前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えたものである。
　本発明の更に他の態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記撮像系は、前記対物光学系から入射される光を光電変換する固体撮像素子と、前記個体撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスと、前記固体撮像素子の撮像面と反対側の背面に配設される回路基板部と、前記固体撮像素子の撮像面の側方で前記カバーガラスに覆われない位置に設けた接続部に接続される前記回路基板部から延出されるインナーリードと、前記カバーガラスの側方で前記カバーガラス側面全域は覆わず、前記インナーリードの上面までを覆う封止樹脂とを備えて構成されるものである。
本発明の第１の実施の形態に係り、内視鏡の挿入部の先端に設けられた撮像装置を示す構成図 同上、撮像素子パッケージの構成を示す説明図 同上、他の撮像素子パッケージの構成を示す説明図 本発明の第２の実施の形態に係り、内視鏡の挿入部の先端に設けられた撮像装置を示す構成図 従来のレンズ保持構造を示す説明図
　以下、図１乃至図３を参照して本発明における第１の実施の形態を説明する。　
　本発明による撮像装置は、例えば、観察部位の腔内に挿入される細長の挿入部の先端側に撮像素子を内蔵する内視鏡等に適用されるものである。図１に示すように、このような撮像装置１は、対物光学系ユニット２と、この対物光学系ユニット２の後方に配設された撮像系ユニット３０とを有して構成されている。
　対物光学系ユニット２は、複数のレンズからなる対物レンズ群２０を、第１レンズ枠３と、この第１レンズ枠３に接合される第２レンズ枠１０とにより保持している。本実施の形態においては、対物レンズ群２０のうち、先端側の第１レンズ２１を第１レンズ枠３で保持し、残りのレンズ群を第２レンズ枠１０で保持している。更に、対物レンズ群２０の各レンズが各レンズ枠の中で垂直度と同軸度が精度高く加工された部位に配置されている。このような構造により、対物レンズ群２０の各レンズは傾くことなく各レンズ枠内に配置される。
　第１レンズ枠３は、略円筒形状に形成され、この円筒形状の内部の先端寄りの位置に、第１レンズ２１の基端側外周部が当接されるフランジ部４が設けられている。このフランジ部４の背面側には、第２レンズ枠１０が収容される空間部が設けられている。尚、第１レンズ枠３は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に嵌合されて内視鏡の先端部に保持されることになる。また、第１レンズ枠３に保持される第１レンズ２１は、例えば、オートクレーブ滅菌処理等を考慮し、その外周部が半田付けやろう付けといったろう接により第１レンズ枠３に気密に接合されている。
　また、第２レンズ枠１０は、対物レンズ群２０の第１レンズ２１以外の残りのレンズ群を保持しており、先端側から順に、第１レンズ２１の後方に配置される第２レンズ２２、絞り２３、第３レンズ２４、第４レンズ２５、第５レンズ２６を保持している。これらのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３のフランジ部４背面側に設けられた空間部内に挿入され、先端部が第１レンズ枠３のフランジ部４背面側の端面４ａに当接されると共に、後端部が第１レンズ枠３の空間部の内壁面に嵌合され、接着剤等によって固定されている。
　より詳細には、第２レンズ枠１０は、外形形状が先端側と後端側とで外径が異なる段付きの円筒状に形成されており、第１レンズ枠３の空間部内径よりも小径の円筒形状で先端部が第１レンズ枠３のフランジ部４背面側の端面４ａに当接する当接部１１と、この当接部１１の後端側に所定長さに渡って設けられ、当接部１１より大径で第１レンズ枠３の空間部内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１２とを有している。すなわち、第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３の空間部内に挿入したとき、第１レンズ枠３の空間部内壁面との間に間隙５が生じるような形状に形成されている。また、第２レンズ枠１０の先端部の面と第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４aは光軸に対して高精度の垂直度で加工されている。更に、嵌合部１２は光軸に対して高精度の同軸度で加工されている。
　このような間隙５を設けることにより、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を挿入して嵌合する際、第１レンズ枠３と第２レンズ枠１０との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、組み付け作業性を向上することができる。しかも、第２レンズ枠１０の先端部を第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａに確実に当接させることができるため、第１レンズ枠３に配置された第１レンズ２１と第２レンズ枠１０内に配置された残りのレンズ群との同軸度や垂直度や光軸方向の位置のばらつきを解消し、光学性能の劣化を防止できる。
　また、光学精度を得るには、後端部のみ嵌合すれば良いため、精密な寸法公差が必要とされる嵌合部の長さを短くすることができ、枠の加工性が困難な場合は、本構造を採用することで、原低効果がある。更に、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を嵌合する際、レンズ取付部に無理な負荷が加わることがないため、レンズ取付部の変位による光学位置の狂いを防止することができ、レンズ破損といった最悪の事態も確実に回避することができる。
　更に、第２レンズ枠１０の嵌合部１２に接着剤を塗布して第１レンズ枠３内に組み付ける場合、嵌合部１２に塗布した接着剤が先端側に流れても間隙５内に留めることができ、第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａと第２レンズ枠１０の当接部１１先端との間に接着剤が流れ込むことがない。従って、当接面に接着剤が流れ込み、流れ込んだ接着剤層の厚み分による光軸方向のレンズ間のズレが生じるといったことがなく、安定した光学精度を確保することができる。
　以上の対物光学系ユニット２は撮像系ユニット３０に接合されており、対物レンズ群２０を介して入射する入射光が撮像系ユニット３０内の固体撮像素子４１の受光面で結像する。そして、固体撮像素子４１で被写体の光学像が光電変換され、光電変換された撮像信号が信号ケーブル７０を介して後段の信号処理回路に伝送される。
　対物光学系ユニット２と撮像系ユニット３０とは、第２レンズ枠１０を収納・固定した第１レンズ枠３を、撮像素子パッケージ４０を保持する撮像枠３１の内径部に挿入して嵌合し、この２つの部材を気密接合することで接合される。撮像素子パッケージ４０は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等からなる固体撮像素子４１の撮像面４１ａに保護用のカバーガラス４２を紫外線硬化型接着剤等により接着固定すると共に、固体撮像素子４１の背面側（撮像面４１ａの裏面側）に、コンデンサ、抵抗、トランジスタ等の複数の電子部品を実装した回路基板部４３を配置し、これらを電気的に接続した上で絶縁性の封止樹脂４４により一体成形してユニット化したものである。
　本実施の形態においては、図２に示すように、撮像素子パッケージ４０は、固体撮像素子４１の背面側に配置される回路基板部４３として、内側に形成した凹部に複数の電子部品４５ａを実装した積層基板４３ａと、複数の電子部品４５ｂを実装したフレキシブル基板４３ｂとを有している。積層基板４３ａとフレキシブル基板４３ｂとは、例えばバンプ接続等によって電気的に接続されており、更に、フレキシブル基板４３ｂから延出されるインナーリード４６が、固体撮像素子４１の撮像面４１ａ側でカバーガラス４２によって覆われない部位に設けたボンディング部４７に接続されている。
　このような撮像素子パッケージ４０は、封止樹脂４４により、各基板４３ａ，４３ｂ及び電子部品４５ａ，４５ｂを封止すると共に、固体撮像素子４１のボンディング部４７に接続されるインナーリード４６の上面までを覆い、カバーガラス４２の側面全面は封止樹脂で覆わないように一体成形されている。すなわち、カバーガラス４２に覆われない固体撮像素子４１の表面に配置されるインナーリード４６の上面部は、電装部分を保護可能な最小限の樹脂量で封止され、温度変化によって封止樹脂４４が熱膨張しても、カバーガラス４２や、インナーリード４６とボンディング部４７の接続部に無理な負荷が加わらないように構成されているため、撮像ユニット３０を組み立てる前に撮像素子パッケージ４０が輸送等のストレスによる、カバーガラス４２の割れやインナーリード４６とボンディング部４７の接続部の接続不良を回避することができる。尚、積層基板４３ａの後端側には、信号ケーブル７０との接続部が設けられ、封止樹脂４４で覆われることなく露呈されている。
　封止樹脂４４で一体成形された撮像素子パッケージ４０は、第５レンズ２６と対向して撮像枠３１の内径側に固定される芯出し用のカバーガラス３２に、透光性の光学接着剤等でカバーガラス４２を貼り合わせて接合されている。つまり、撮像素子パッケージ４０は、芯出し用のカバーガラス３２を介して撮像枠３１に保持されている。更に、撮像素子パッケージ４０に信号ケーブル７０が接続された状態で撮像枠３１の後端側外周にシールド枠３３が嵌合され、撮像枠３１と撮像素子パッケージ４０との間、シールド枠３３と撮像素子パッケージ４０及び信号ケーブル７０の接続部との間に充填される熱硬化性樹脂等からなる接着剤６０により、撮像素子パッケージ４０が固定される。尚、シールド枠３３の外周から信号ケーブル７０の先端側に渡る範囲には、熱収縮チューブ等からなる保護チューブ３４が被覆されている。
　以上の撮像素子パッケージ４０は、内視鏡挿入部の挿入方向に沿った方向を観察する直視型内視鏡への適用を想定している。しかしながら、同様の構成は、挿入方向に略直交する方向を観察する側視型内視鏡に適用することもできる。
　例えば、図３に示す撮像素子パッケージ４０Ａは、固体撮像素子５０の撮像面５０ａを対物光学系の光軸方向と直交する方向に向け、カバーガラス５１の上面に図示しないプリズム等を配置するものである。この撮像素子パッケージ４０Ａは、固体撮像素子５０の下面側（撮像面５０ａの裏面側）に、複数の電子部品５２を実装したフレキシブル基板５３を配設し、フレキシブル基板５３から延出されるインナーリード５４を、固体撮像素子５０の撮像面５０ａ側でカバーガラス５１によって覆われない部位に設けたボンディング部５５に接続している。そして、絶縁性の封止樹脂５６を用いて、電子部品５２及びフレキシブル基板５３を封止すると共にボンディング部５５に接続されるインナーリード５４の上面までを覆うように一体成形することにより、撮像素子パッケージ４０Ａが形成されている。
　次に、撮像素子パッケージ４０に接続される信号ケーブル７０の固定構造について説明する。図１に戻って説明すると、信号ケーブル７０は、撮像枠３１に嵌合されるシールド枠３３の端部近辺で外皮７０ａから複数本の電線７０ｂが露呈され、電線７０ｂが例えば半田付けにより撮像素子パッケージ４０に接続された状態で撮像素子パッケージ４０と共に接着剤６０によって固定されている。
　このとき、電線７０ｂが露呈する外皮７０ａのストリップ端近辺は、ケーブル固定糸７１で固定されており、更に所定長さの弾性チューブ７２で覆われている。弾性チューブ７２の先端側は、ケーブル固定糸７１より若干後方の位置で別のケーブル固定糸７３によって固定され、弾性チューブ７２の後端は、内視鏡の湾曲部の後方まで延設されている。更に弾性チューブ７２の先端側は、熱収縮チューブ７４で覆われている。そして、最終的に、弾性チューブ７２及び熱収縮チューブ７４で二重に覆われた信号ケーブル７０のストリップ端近辺の部分が、シールド枠３３に被覆される保護チューブ３４内で、撮像素子パッケージ４０及び電線７０ｂを固定する接着剤６０に加えて充填される接着剤７５によって固定される。また、熱収縮チューブ７４の後端の位置は、保護チューブ３４の後端より後方で、内視鏡挿入部先端側の湾曲しない硬質部と複数の湾曲コマから構成される湾曲部との間接部より前方に配置している。更に、熱収縮チューブ７４は、弾性の材質である。
　このような信号ケーブル７０の固定構造では、接着剤６０によって硬質的に固定される部分の後方に、外皮７０ａとの間に間隙を持って信号ケーブル７０を保持する弾性チューブ７２と熱収縮チューブ７４が介在するため、硬質部分からケーブル自体の軟性部分にかけて緩やかに硬度が変化する部分を設けることになる。従って、信号ケーブル７０に屈曲方向の外力が作用しても、信号ケーブル７０が緩やかに曲がって部分的に応力が集中することがなく、内部電線の断線を防止することができる。
　次に、図４を参照して本発明における第２の実施の形態を説明する。　
　図４において、撮像装置１Ａは、対物光学系ユニット１００と、この対物光学系ユニット１００の後方に配設された、第１形態と同様の撮像系ユニット３０とを有して構成されている。
　以上の対物光学系ユニット１００は撮像系ユニット３０に接合されており、対物レンズ群を介して入射する入射光が撮像系ユニット３０内の固体撮像素子４１の受光面で結像する。そして、固体撮像素子４１で被写体の光学像が光電変換され、光電変換された撮像信号が信号ケーブルを介して後段の信号処理回路に伝送される。
　対物光学系ユニット１００は、第１レンズ群を保持する第１レンズ枠１０１と、移動レンズ群を保持する移動レンズ枠１１０と、残りのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０４と、移動レンズ枠１１０を収容し第２レンズ枠１０４を保持する第３レンズ枠１１３と、第１レンズ枠１０１と第３レンズ枠１１３を保持する第４レンズ枠１１４と、第３レンズ枠１１３の外形に嵌合する調整リング１１６とにより構成されている。
　第３レンズ枠１１３は、移動レンズ枠１１０を収容し、第２レンズ枠１０４を保持している。第３レンズ枠１１３は、略円筒形状に形成され、この円筒形状部の内面は移動レンズ枠１１０が進退する摺動面となる。更に、この円筒形状部には、アクチュエータ２８により進退させられる移動レンズ枠１１０の作用部１１０ａを配置するスリットが設けられている。更に、第１レンズ群，第２レンズ群，移動レンズ群の各レンズが各レンズ枠の中で垂直度と同軸度が精度高く加工された部位に配置されている。このような構造により、第１レンズ群，第２レンズ群，移動レンズ群の各レンズは傾くことなく各レンズ枠内に配置される。
　また、この円筒形状の内面には段部１１３ａが設けられている。この段部１１３ａの後方側には、第２レンズ枠１０４が収容される空間部が設けられている。また、この円筒形状部の外面にはアクチュエータ２８を配置する凸部１１３ｂが設けられている。
　第４レンズ枠１１４は、略円筒形状に形成され、第１レンズ枠１０１と第３レンズ枠１１３を保持する。また、この円筒形状の外面には、凸部１１４ａが設けられている。この凸部１１４ａには、移動レンズ枠１１０の作用部１１０ａに当接するバネ１１５を収容する凹部１１４ｂが設けられている。
　尚、第１レンズ枠１０１は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に嵌合されて内視鏡の先端部に保持されることになる。
　第１レンズ枠１０１は、略円筒形状に形成され、この円筒形状の内部の先端寄りの位置に、第１レンズ１０３の基端側外周部が第１絞り１０２を介して当接されるフランジ部１０１ａが設けられている。このフランジ部１０１ａの背面側には、第４レンズ枠１１４と当接される当接部１０１ｂと、第４レンズ枠１１４の内側に嵌合する凸部が設けられている。
　尚、第１レンズ枠１０１は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に光軸方向に当接し、内視鏡の先端枠に対する撮像装置の位置決めがされることになる。
　第２レンズ枠１０４は、対物レンズ群の第１レンズ群と移動レンズ群以外の残りのレンズ群を保持しており、先端側から順に、移動レンズ群の後方に配置される第３絞り１０６、第３レンズ１０５、接合レンズ１０７、スペーサ１０８、第１フィルター１０９を保持している。これらのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の段部後方側に設けられた空間部内に挿入され、中間部が第２レンズ枠１０４の段部背面側の端面に当接される共に、後端部が第３レンズ枠１１３の空間部の内壁面に嵌合され、接着剤等によって固定されている。
　第２レンズ枠１０４は、外形形状が先端凸部１０４ａと中間部１０４ｂと後端部１０４ｃとで外径が異なる段付き略円筒状に形成されており、第３レンズ枠１１３の空間部内径よりも小径の円筒形状の中間部１０４ｂが第３レンズ枠１１３の段部背面側の端面に当接する当接部１０４ｄと、この当接部１０４ｄの後端側に所定長さに渡って設けられ、当接部１０４ｄより大径で第３レンズ枠１１３の空間部内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１０４ｅとを有している。すなわち、第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の空間部内に挿入したとき、第３レンズ枠１１３の空間部内壁面との間に間隙Ａが生じるような形状に形成されている。また、第２レンズ枠１０４の先端部の面と第３レンズ枠１１３の段部背面側の端面は光軸に対して高精度の垂直度で加工されている。更に、嵌合部１０４ｅは光軸に対して高精度の同軸度で加工されている。
　このような間隙を設けることにより、第３レンズ枠１１３に第２レンズ枠１０４を挿入して嵌合する際、第３レンズ枠１１３と第２レンズ枠１０４との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、組み付け作業性を向上することができる。しかも、第２レンズ枠１０４の中間部１０４ｂを第３レンズ枠１１３の段部１１３ａの端面に確実に当接させることができるため、光軸方向の位置のばらつきを解消して安定した光学精度を得ることができるため、第１レンズ枠１０１に配置された第１レンズ１０３と第２レンズ枠１０４内に配置された残りのレンズ群との同軸度や垂直度や光軸方向の位置のばらつきを解消し、光学性能の劣化を防止できる。
　また、光学精度を得るには、後端部のみ嵌合すれば良いため、精密な寸法公差が必要とされる嵌合部の長さを短くすることができ、枠の加工性が困難な場合は、本構造を採用することで、原低効果がある。更に、第２レンズ枠１０４の嵌合部１０４ｅに接着剤を塗布して第３レンズ枠１１３内に組み付ける場合、嵌合部１０４ｅに塗布した接着剤が先端側に流れても間隙Ａ内に留めることができ、第３レンズ枠１１３の段部１１３ａの端面と第２レンズ枠１０４の当接部１０４ｄ先端との間に接着剤が流れ込むことがない。従って、当接面に接着剤が流れ込み、流れ込んだ接着剤層の厚み分による光軸方向のレンズ間のズレが生じるといったことがなく、安定した光学精度を確保することができる。
　更に第３レンズ枠１１３の段部１１３ａから第３レンズ枠１１３の後端までの長さよりも第２レンズ枠１０４の当接部１０４ｄから第３レンズ枠１１３の後端の方を長くし、組付部１０４ｆを設けている。
　このような組付部１０４ｆと、間隙Ａとを設けることにより、第３レンズ枠１１３に第２レンズ枠１０４を嵌合する際、組付部１０４ｆを押すことで、第１フィルター１０９や第１フィルター１０９とスペーサ１０８を介して接合レンズ１０７に無理な負荷が加わることがないため、第１フィルター１０９や接合レンズ１０７の破損といった最悪の事態も確実に回避することができる。
　更に、第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の段部より前方で移動レンズ枠１１０内に突出して配置する第３レンズ１０５を保持し移動レンズ枠１１０の内径よりも小径の先端凸部１０４ａを有している。
　このような先端凸部１０４ａを設けることにより、第３レンズ枠１１３の摺動面を光軸方向に長く設けることができ、移動レンズ枠１１０のＷＩＤＥ位置からＴＥＬＥ位置までの摺動ストロークは光学設計により設定されているため、移動レンズ枠１１０の摺動面の光軸方向の長さを長く設けることができる。このことにより、移動レンズ枠１１０をアクチュエータ２８の動作によって進退させる際に、移動レンズ枠１１０が第３レンズ枠１１３の径方向に対する傾きを抑えることができ、安定した光学性能と、スムーズな移動レンズ枠１１０の進退動作を得ることができる。
　移動レンズ枠１１０は、第２絞り１１２と移動レンズ１１１を保持している。移動レンズ枠１１０は、円筒形状に形成され、この円筒形状部の外面は第３レンズ枠１１３との摺動面となり、更に円筒形状部の外面にはアクチュエータ２８の力が作用する凸形状の作用部１１０ａが設けられている。
　次に、撮像素子パッケージ４０に接続される信号ケーブル７０の固定構造について説明する。図１にて示した第１の実施の形態と同様に、信号ケーブル７０は、撮像枠３１に嵌合されるシールド枠３３の端部近辺で外皮７０ａから複数本の電線７０ｂが露呈され、電線７０ｂが例えば半田付けにより撮像素子パッケージ４０に接続された状態で撮像素子パッケージ４０と共に接着剤６０によって固定されている。
　このとき、電線７０ｂが露呈する外皮７０ａのストリップ端近辺は、ケーブル固定糸７１で固定されており、更に所定長さの弾性チューブ７２で覆われている。弾性チューブ７２の先端側は、ケーブル固定糸７１より若干後方の位置で別のケーブル固定糸７３によって固定され、弾性チューブ７２の後端は、内視鏡の湾曲部の後方まで延設されている。更に弾性チューブ７２の先端側は、熱収縮チューブ７４で覆われている。そして、最終的に、弾性チューブ７２及び熱収縮チューブ７４で二重に覆われた信号ケーブル７０のストリップ端近辺の部分が、シールド枠３３に被覆される保護チューブ３４内で、撮像素子パッケージ４０及び電線７０ｂを固定する接着剤６０に加えて充填される接着剤７５によって固定される。また、熱収縮チューブ７４の後端の位置は、保護チューブ３４の後端より後方で、内視鏡挿入部先端側の湾曲しない硬質部と複数の湾曲コマから構成される湾曲部との間接部より前方に配置している。更に、熱収縮チューブ７４は、弾性の材質である。
　このような信号ケーブル７０の固定構造では、接着剤６０によって硬質的に固定される部分の後方に、外皮７０ａとの間に間隙を持って信号ケーブル７０を保持する弾性チューブ７２と熱収縮チューブ７４が介在するため、硬質部分からケーブル自体の軟性部分にかけて緩やかに硬度が変化する部分を設けることになる。従って、信号ケーブル７０に屈曲方向の外力が作用しても、信号ケーブル７０が緩やかに曲がって部分的に応力が集中することがなく、内部電線の断線を防止することができる。
　対物光学系ユニット１００と撮像系ユニット３０とは、上述した第１の実施の形態と同様に、第２レンズ枠１０４を収納・固定した第３レンズ枠１１３を、撮像素子パッケージ４０を保持する撮像枠３１の内径部に挿入して嵌合し、この２つの部材を気密接合することで接合される。撮像素子パッケージ４０においても、上述した第１の実施の形態と同様に、一体成形してユニット化したものである。
　本実施の形態における撮像素子パッケージ４０も、上述した第１の実施の形態と同様に、図２に示したものと同様の構成を採用している。
　本出願は、２０１１年４月５日に日本国に出願された特願２０１１－８３８４９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものである。

Claims (9)

  1. 　対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
    　前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠において、
    　第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部を備え、
    　前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
    　ことを特徴とする撮像装置。
  2. 　対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
    　前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠の構成において、
    　第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部と、段部前方に光軸方向に進退する移動レンズ枠を配置する摺動部とを備え、
    　前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
    　ことを特徴とする撮像装置。
  3. 　前記第２のレンズ枠は、前記段部より前方に少なくとも１つのレンズを配置する凸部を備え、前記凸部は前記移動レンズ枠内に突出していることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
  4. 　前記第１のレンズ枠は、前記移動レンズ枠を進退するアクチュエータとの作用部を配置するスリットが形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
  5. 　前記第１のレンズ枠の後端部よりも前記第２のレンズ枠の後端部が後方側へ突出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
  6. 　対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
    　前記撮像系は、
    　前記対物光学系から入射される光を光電変換する固体撮像素子と、
    　前記個体撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスと、
    　前記固体撮像素子の撮像面と反対側の背面に配設される回路基板部と、
    　前記固体撮像素子の撮像面の側方で前記カバーガラスに覆われない位置に設けた接続部に接続される前記回路基板部から延出されるインナーリードと、
    　前記カバーガラスの側方で前記カバーガラス側面全域は覆わず、前記インナーリードの上面までを覆う封止樹脂と
    　を備えて構成されることを特徴とする撮像装置。
  7. 　前記回路基板部は、前記インナーリードを介して前記固体撮像素子に接続されるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板に接続される回路基板と、各基板に実装される複数の電子部品とを備えて構成されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
  8. 　前記封止樹脂は、前記インナーリードから前記回路基板部までを一体的に覆うように形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
  9. 　前記回路基板部は内側に凹部を形成したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の撮像装置。
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