WO2021176596A1 - 内視鏡用撮像装置、および、内視鏡 - Google Patents

内視鏡用撮像装置、および、内視鏡 Download PDF

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WO2021176596A1
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endoscope
light
circuit component
imaging device
image pickup
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PCT/JP2020/009165
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Inventor
秀治 宮原
Original Assignee
オリンパス株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—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

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope including an image pickup device for an endoscope including an image pickup element, a light emitting element and an optical fiber, and an image pickup device for an endoscope including an image pickup element, a light emitting element and an optical fiber.
  • the endoscope has an imaging device at the tip rigid portion of the elongated insertion portion.
  • an image pickup device using an image pickup device with a high number of pixels is being studied.
  • the amount of signals transmitted from the image pickup device to the signal processing device (processor) increases.
  • the wire diameter of the conducting wire is increased in order to transmit the required signal amount, or a plurality of conducting wires are used, so that the insertion portion is thick. There is a risk of becoming.
  • an image pickup device including an image pickup element, a light emitting element, and an optical fiber.
  • the optical element since the optical element is arranged behind the prism, the length is long, and it is not easy to shorten the tip rigid portion for minimal invasiveness. It also has a non-flexible substrate and holding member in addition to a flexible wiring board on which an image sensor and a light emitting element are mounted.
  • An object of the present invention is to provide an image pickup device for an endoscope that can shorten the tip rigid portion and is easy to manufacture, and an endoscope that is minimally invasive and easy to manufacture.
  • the image pickup device for an endoscope of the embodiment is a prism having an incident surface in which light is incident from the tip direction of the endoscope, an inclined surface for reflecting the incident light, and an exit surface for emitting the reflected light.
  • An imaging element having a light receiving surface that receives the light emitted from the emitting surface and outputting an electric signal based on the received light, and a light emitting element that outputs an optical signal based on the electric signal.
  • the light guide member that guides the optical signal toward the base end of the endoscope, and the light guide member and the light emitting element are fixed in a state of optical coupling, and are positioned by the inclined surface of the prism.
  • the molded circuit parts specified in the above are provided.
  • the endoscope of the embodiment includes an image pickup device for an endoscope, and the image pickup device for an endoscope includes an incident surface in which light is incident from the tip direction of the endoscope, an inclined surface for reflecting the incident light, and an inclined surface.
  • An imaging element having a prism having an emitting surface for emitting the reflected light and a light receiving surface for receiving the light emitted from the emitting surface and outputting an electric signal based on the received light.
  • a light emitting element that outputs an optical signal based on the electric signal, a light guide member that guides the optical signal toward the base end of the endoscope, and the light guide member and the light emitting element are photocoupled. It comprises a molding circuit component that is fixed in a state and whose position is defined by the inclined surface of the prism.
  • an image pickup device for an endoscope that can shorten the tip rigid portion and is easy to manufacture, and an endoscope that is minimally invasive and easy to manufacture.
  • the endoscope system 8 including the endoscope 9 of the present embodiment includes an endoscope 9, a processor 95, a light source device 96, and a monitor 97.
  • the insertion portion 90 is inserted into the body cavity of the subject, takes an internal image of the subject, and outputs an imaging signal.
  • the operation unit 91 has a treatment tool insertion port 94 for a channel into which a biological forceps, an electric knife, an inspection probe, or the like is inserted into the body cavity of the subject.
  • the insertion portion 90 has a tip rigid portion 90A in which an endoscope imaging device 1 (hereinafter, also referred to as “imaging device ⁇ 1)” is arranged, and a bendable movable portion 90A connected to the base end of the tip rigid portion 90A.
  • the curved portion 90B is composed of a flexible portion 90B and a flexible portion 90C connected to the base end of the curved portion 90B.
  • the curved portion 90B is curved by the operation of the operating portion 91.
  • the universal cord 92 extending from the operation unit 91 is connected to the processor 95 and the light source device 96 by the connector 93.
  • the processor 95 controls the entire endoscope system 8 and processes the imaging signal output by the imaging device 1 to output it as an image signal.
  • the monitor 97 displays an image signal output by the processor 95.
  • the light source device 96 has, for example, a white LED.
  • the illumination light emitted by the light source device 96 is guided to the illumination optical system of the tip rigid portion 90A via a light guide (not shown) through which the universal cord 92 and the insertion portion 90 are inserted to illuminate the subject.
  • the imaging signal is converted into an optical signal at the tip rigid portion 90A, and the optical signal is transmitted to the operation unit 91 via a thin optical fiber 40 passing through the insertion unit 90. Then, for example, the optical signal is converted into an electric signal again by the O / E type optical module 3X arranged in the operation unit 91, and the electric signal is a signal cable 40M which is a metal wiring through which the universal cord 92 is inserted. It is transmitted to the electric connector 93 via. That is, the imaging signal is transmitted via the optical fiber 40 in the small-diameter insertion portion 90, and is not inserted into the body and has a metal wiring thicker than the optical fiber 40 in the universal cord 92 having a small outer diameter limitation. It is transmitted via a certain signal cable 40M.
  • the optical fiber 40 is inserted with the universal cord 92.
  • the endoscope 9 is easy to manufacture and includes a short and small imaging device 1 having a small dimension in the optical axis O1 direction (see FIG. 3), so that the tip rigid portion 90A is short and minimally invasive.
  • the image pickup device 1 includes a prism 10, an image pickup element 20, light emitting elements 30A and 30B, optical fibers (light guide members) 40A and 40B, a molding circuit component (MID) 50, a wiring plate 60, and a plurality of metals.
  • the cable 70 and the like are provided.
  • each of the light emitting elements 30A and 30B is referred to as a light emitting element 30.
  • the prism 10 emits the incident surface 10SA where light is incident along the optical axis O1 from the tip direction of the insertion portion 90 of the endoscope 9, the inclined surface 10SB which reflects the incident light, and the reflected light. It has an exit surface 10SC and a light emitting surface 10SC.
  • the prism 10 is a right-angled prism, and the optical path of the reflected light is in a direction (Y direction) orthogonal to the optical axis O1 direction (Z direction).
  • a reflective film for example, a metal film 15 made of aluminum, gold, or the like is disposed on the inclined surface 10SB of the prism 10.
  • the metal film 15 is not an essential configuration, it also has a function of a light-shielding film that prevents light incident on the prism 10 from entering the optical fiber 40.
  • the metal film 15 made of aluminum having a thickness of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less is covered with a silicon oxide film which is a protective layer.
  • the image sensor 20 has a light receiving surface 20SA on which the light receiving portion 21 is formed, and a back surface 20SB on the opposite side of the light receiving surface 20SA.
  • the light receiving portion 21 of the light receiving surface 20SA receives the light emitted from the prism 10.
  • the light receiving portion is connected to the electrode 22.
  • a plurality of electrodes (not shown) connected to the electrodes 22 are arranged on the back surface 20SB.
  • a cover glass 25 that protects the light receiving portion 21 is arranged on the light receiving surface 20SA.
  • the light receiving surface 20SA is arranged parallel to the exit surface 10SC of the prism 10.
  • the image sensor 20 is a CMOS image sensor (CIS), a CCD, or the like.
  • the image sensor 20 outputs an electric signal (imaging signal) based on the received light.
  • the light emitting element 30 is a surface emitting laser chip or an LED having a light emitting unit 31 that outputs light of an optical signal based on an electric signal output by the imaging element 20.
  • the ultra-small light emitting element 30 having a plan view dimension of 250 ⁇ m ⁇ 300 ⁇ m has a light emitting unit 31 having a diameter of 20 ⁇ m and an electrode for supplying a drive signal to the light emitting unit 31 on the light emitting surface 30SA.
  • the optical fiber 40 which is a light guide member, is composed of, for example, a core having a diameter of 50 ⁇ m that guides an optical signal output by the light emitting element 30, and a clad having a diameter of 125 ⁇ m that covers the outer periphery of the core.
  • the optical fiber 40 extends in the direction of the proximal end of the insertion portion 90 of the endoscope 9 along the optical axis O2 of the optical path of the optical signal output by the light emitting element 30, and inserts the curved portion 90B and the flexible portion 90C. ing.
  • the molding circuit component (MID) 50 is a molded component in which wiring and electrodes are formed on the surface of a resin molded product by a conductor film such as a plating film.
  • the MID 50 has a first surface 50SA1, a second surface 50SA2, a third surface (mounting surface) 50SA3, and a fourth surface (positioning surface) 50SA4.
  • the second surface 50SA2 is located closer to the proximal end than the first surface 50SA1.
  • the light emitting element 30 is mounted on the first surface 50SA1.
  • the “mounting” is a state in which both electrodes are joined so that the two electrodes are fixed and at the same time electrically connected.
  • the external electrode (not shown) of the light emitting element 30 and the electrode 53 of the first surface 50SA1 are, for example, ultrasonically bonded or solder bonded.
  • the MID 50 has a through hole that penetrates the first surface 50SA1 and the second surface 50SA2.
  • the through hole is composed of a hole H51 and a through hole H52.
  • the second surface 50SA2 of the MID 50 has a hole H51.
  • the inner diameter of the hole H51 is slightly larger than the outer diameter of the ferrule 41 through which the tip of the optical fiber 40, which is a light guide member, is inserted.
  • On the bottom surface of the hole H51 there is a through hole H52 which is an optical path for an optical signal penetrating to the first surface 50SA1.
  • the light emitting element 30 and the optical fiber 40 are photocoupled through the through hole H52 as a path. That is, the optical fiber 40 inserted into the through hole H52 is fixed in a state where the tip surface of the optical fiber 40 is arranged to face the light emitting portion 31.
  • the optical fiber 40 (ferrule 41) is fixed to and reinforced by the resin 46 to the MID 50.
  • the wiring board 60 uses a non-flexible flat plate made of ceramic, glass, silicon, or the like as a substrate.
  • the MID 50 and the image sensor 20 are mounted on the main surface (fixed surface) 60SA of the wiring board 60. That is, the MID 50 is fixed to the main surface 60SA by joining the electrodes (not shown) of the third surface 50SA3, which is the mounting surface, to the electrodes 63 of the main surface 60SA by soldering, and the wiring board 60 and electricity. Is connected.
  • the image sensor 20 is fixed to the main surface 60SA and electrically connected to the wiring board 60 by joining the electrode (not shown) of the back surface 20SB to the electrode 62 of the main surface 60SA.
  • the optical axis O1 of the imaging light is parallel to the main surface 60SA of the wiring board 60.
  • Each of the plurality of metal cables 70 that supply power signals to the image sensor 20 is joined to each of the plurality of first electrodes 61 of the main surface 60SA of the wiring board 60.
  • the plurality of metal cables 70 are shielded cables, a plurality of shielded wires may be joined to one electrode.
  • the metal cable 70 may also be joined to the surface of the wiring board 60 opposite to the main surface 60SA.
  • a sealing resin may be arranged so as to cover the rear of the prism 10 and the main surface 60SA and MID 50 of the wiring board 60.
  • the fourth surface 50SA4 of the MID 50 and the inclined surface 10SB of the prism 10 are arranged in parallel, and the fourth surface 50SA4 and the inclined surface 10SB are in contact with each other. That is, as shown in FIG. 4, the angle ⁇ 1 formed by the inclined surface 10SB with the exit surface 10SC or the main surface 60SA and the angle ⁇ 2 formed by the fourth surface 50SA4 with the third surface 50SA3 or the main surface 60SA are the same. be.
  • the imaging device 1 having the MID 50 which is a three-dimensional wiring board having wiring and electrodes on the surface, does not require wiring using wires for electrically connecting the light emitting element 30 and the wiring board 60, for example, a bonding wire. Therefore, it is easy to manufacture.
  • the main surface 60SA of the wiring board 60 has a width (X direction dimension) of 1 mm or less and a length (Z direction dimension) of 2 mm or less. , Ultra-small. Therefore, it is not easy to arrange the MID 50 at a predetermined joining position on the main surface 60SA.
  • the position of the MID 50 in the optical axis O1 direction on the main surface 60SA of the wiring board 60 is brought into contact with the inclined surface 10SB of the prism 10 by bringing the fourth surface 50SA4 into contact with the inclined surface 10SB of the prism 10. Can be placed accurately. Therefore, the image pickup apparatus 1 is easy to manufacture. That is, the position of the MID 50 is defined by the inclined surface 10SB of the prism 10. In other words, the MID 50 is positioned using the inclined surface 10SB of the prism 10.
  • the contact between the fourth surface 50SA4 and the inclined surface 10SB is not limited to the state in which the two surfaces are in surface contact without sandwiching another member, and are parallel to each other. This includes a state in which the two surfaces arranged in the above are fixed by an adhesive and a state in which the sealing resin penetrates between the two surfaces arranged in parallel.
  • the MID 50 can be accurately positioned on the wiring board 60 by another means, it is not necessary that the fourth surface 50SA4 is in contact with the inclined surface 10SB.
  • a part of the MID 50 is arranged in the space above the inclined surface 10SB of the prism 10. Since the imaging device 1 has a short length (dimension in the optical axis O1 direction), the tip rigid portion 90A can be shortened.
  • the tip rigid portion 90A can be shortened.
  • the MID 50 is arranged in a space in which the prism 10, the cover glass 25, and the image sensor 20 are virtually extended in the proximal direction (Z-axis value decreasing direction), so that the diameter of the tip rigid portion 90A is reduced. It is preferable for this.
  • Electronic components 80 such as drive ICs and chip capacitors are surface-mounted on surfaces other than the third surface 50SA3 of the MID 50. That is, not only the light emitting element 30 but also other electronic components can be mounted on the MID 50.
  • the fact that the electronic component 80 is arranged in a space in which the prism 10, the cover glass 25, and the image sensor 20 are virtually extended in the proximal direction (Z-axis value decreasing direction) is the reason why the diameter of the tip rigid portion 90A is reduced. It is preferable for this.
  • the positional relationship between the plurality of surfaces of the MID 50 is not limited to the relationship shown in the figure.
  • the first surface 50SA1 and the second surface 50SA2 do not have to be parallel.
  • the first surface 50SA1 and the third surface 50SA3 do not have to be vertical.
  • the image pickup device 1 has two light emitting elements 30A and 30B and two optical fibers 40A and 40B, and the image pickup device of the present invention includes at least one light emitting element 30 and at least one optical fiber 40. It suffices to have.
  • the inclined surface 10SB of the prism 10 is provided with a multilayer interference film 16 which is a reflective film in which low refractive index layers and high refractive index layers are alternately laminated. ing.
  • the interference film 16 includes, for example, a tantalum oxide layer and a silicon oxide layer.
  • FIG. 6 there are four convex portions 59 on the outer circumference of the fourth surface (positioning surface) 50SA4 of the MID 50A.
  • the upper surface of the convex portion 59 which is a pillar, is in contact with the inclined surface 10SB. That is, as shown in FIG. 5, a gap G (air layer) is interposed between the outer surface of the interference film 16 and the fourth surface 50SA4. Therefore, the function of the interference film 16 is not impaired.
  • an air layer can be interposed between the outer surface of the interference film 16 and the fourth surface 50SA4, for example, one frame-shaped convex portion or a plurality of walls may be the fourth surface instead of the convex portion 59. It may be in 50SA4.
  • an MID having a wide fourth surface 50SA4 arranged to face the entire surface of the inclined surface 10SB of the prism 10 and to have an air layer interposed between both surfaces.
  • the optical fiber 40 is inserted in the groove T50 of the fifth surface 50SA5 of the MID 50B.
  • the fifth surface 50SA5 is the upper surface of the MID 50B adjacent to the second surface 50SA2.
  • the groove T50 on the upper surface is a hole H51 having an opening in the second surface 50SA2.
  • the width (dimension in the X direction) of the groove T50 is slightly larger than the outer diameter of the ferrule 41.
  • the ferrule 41 is fixed to the second surface 50SA2 of the MID 50C.
  • the optical fiber 40 may be inserted into the through hole H52 penetrating the first surface 50SA1 and the second surface 50SA2 of the MID 50 and fixed by the resin 46. That is, the inner diameter of the hole H52 is slightly larger than the outer diameter of the optical fiber 40.
  • the image pickup apparatus 1C does not have to be provided with the ferrule 41.
  • the MID50C has a simpler configuration than the MID50 and 50A.
  • the plurality of first electrodes 61 of the wiring board 60D are larger than the base end 50SS of the rectangular third surface (mounting surface) 50SA3 of the MID 50D on the main surface 60SA of the wiring board 60D. , Is located on the tip side.
  • the image pickup device 1D has a smaller dimension in the optical axis O1 direction than the image pickup device 1.
  • the MID 50E has a sixth surface (MID side surface) 50SA6 orthogonal to the third surface 50SA3.
  • the sixth surface 50SA6 is in contact with any side surface (electrode side surface) of the plurality of first electrodes 61.
  • the first electrode 61 to which the metal cable 70 is joined has a convex shape.
  • the sixth surface 50SA6 is brought into contact with the side surface of the first electrode 61 of the MID 50E, the position of the wiring board 60E on the main surface 60SA in the X direction becomes unique.
  • the image pickup device 1E is easier to manufacture than the image pickup device 1.
  • the seventh surface 50SA7 orthogonal to the third surface 50SA3 may be in contact with the side surface of the first electrode 61. Further, even if the sixth surface 50SA6 is in contact with any side surface of the plurality of first electrodes 61 and the seventh surface 50SA7 is in contact with any side surface of the plurality of first electrodes 61. good.
  • the positioning convex portion with which the sixth surface 50SA6 of the MID 50E abuts may be arranged on the main surface 60SA of the wiring board 60E.
  • ⁇ Modification 2 of the second embodiment> In the endoscope imaging device 1F of the present modification shown in FIG. 11, there is a notch C50 having an opening in the second surface 50SA2 on the proximal end side of the third surface 50SA3 of the MID 50F. At least one of the plurality of first electrodes 61 is arranged in the notch C50, and at least one of the tips of the plurality of metal cables 70 is inserted into the notch C50.
  • the image pickup device 1F has a smaller dimension in the optical axis O1 direction than the image pickup device 1. Further, the image pickup device 1F can connect more metal cables 70 than the image pickup devices 1D and 1E, and can widen the joining interval (arrangement pitch of the first electrodes 61) of the metal cables 70.
  • the MID 50F is like the imaging device 1E.
  • the sixth surface 50SA6 or the seventh surface 50SA7 of the above can also be brought into contact with any side surface of the plurality of first electrodes 61.
  • the angle ⁇ 3 formed by the first surface 50SA1 of the MID 50G with the third surface 50SA3 which is the mounting surface or the main surface 60SA of the wiring board 60 is not 90 degrees.
  • the angle ⁇ 4 formed by the optical axis O2 of the optical signal output by the light emitting element 30 and the optical axis O1 of the imaging light is a margin of ⁇ 3.
  • the image pickup apparatus 1G receives the image pickup light collected by the image pickup optical system 2 including a plurality of lenses.
  • the image pickup apparatus 1G is arranged at a position eccentric from the central axis C1 of the tip rigid portion 90A of the endoscope 9G.
  • the MID50G and the like of the image pickup apparatus 1G inserted into the hole of the tip rigid portion 90A are covered with the resin 47.
  • the optical fiber 40 through which the curved portion 90B is inserted is arranged along the central axis C2 of the curved portion 90B.
  • the curved portion 90B is provided with a guide member 99 for arranging the optical fiber 40 along the central axis C2. Details of the guide member 99 are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-97589. Although not shown, it is preferable that the soft portion 90C is also provided with the guide member 99.
  • the endoscope 9G since the optical fiber 40 is arranged along the central axis C2 of the curved portion 90B, the optical fiber 40 is not subjected to a large stress even if the curved portion 90B is deformed. Therefore, the endoscope 9G is highly reliable because the optical fiber 40 is not likely to be damaged.
  • the optical axis O1 of the imaging light and the central axis C1 of the tip rigid portion 90A are parallel.
  • the angle ⁇ 4 formed by the optical axis O2 of the optical signal, which is the extending direction of the optical fiber 40, and the optical axis O1 (central axis C1) of the image pickup light is not 0 degrees. That is, the optical fiber 40 extends toward the central axis C1 of the tip rigid portion 90A.
  • the angle ⁇ 4 is particularly preferably 35 degrees or more and 55 degrees or less.
  • the endoscope 9G is highly reliable because the optical fiber can be arranged along the central axis C2 of the curved portion 90B without significantly bending the optical fiber 40. Further, the endoscope 9G has a short tip rigid portion 90A and a short length L90A, and is minimally invasive.
  • the first surface 50SA1 of the MID 50H is orthogonal to the fourth surface 50SA4. Since the angle ⁇ 1 of the prism 10 which is a right-angled prism is 45 degrees, the angle ⁇ 4 formed by the extension direction (optical axis O2) of the optical fiber 40 with the optical axis O1 is 45 degrees.
  • the imaging device 1H is arranged in a state in which the extension direction (optical axis O2) of the optical fiber 40 is directed toward the central axis of the tip rigid portion in the tip rigid portion of the endoscope 9H. That is, unlike the image pickup apparatus 1 shown in FIG. 13, the wiring board 60 is arranged in a state closer to the central axis C1 than the prism 10.
  • the image pickup apparatus 1I includes a prism 10I in which two prisms are bonded together. Part of the light incident from the incident surface 10SA is reflected upward by the half mirror surface 10SE (in the direction in which the value of the Y axis increases), and part of the light is transmitted through the half mirror surface 10SE. The light reflected upward is reflected downward by the upper surface 10SD and is incident on the light receiving portion 21A of the image sensor 20I. The light transmitted through the half mirror surface 10SE is reflected by the inclined surface 10SB and is incident on the light receiving portion 21B of the image sensor 20I.
  • the optical path length is different between the light incident on the light receiving unit 21A and the light incident on the light receiving unit 21B.
  • the prism of the image pickup apparatus of the present invention is not limited to the right-angle prism 10 of the image pickup apparatus 1.
  • the configuration of the above-described embodiment and the configuration of the modified example can be used in combination.
  • the endoscopes 9A to 9I having the image pickup devices 1A to 1I have the effect of the image pickup devices 1A to 1I in addition to the effect of the endoscope 9.

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Abstract

内視鏡９は、入射面１０ＳＡと傾斜面１０ＳＢと出射面１０ＳＣとを有するプリズム１０と、受光した光に基づいた電気信号を出力する撮像素子２０と、電気信号に基づいた光信号を出力する発光素子３０と、光ファイバ４０と、光ファイバ４０と発光素子３０とが光結合している状態に固定されており、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢによって位置が規定されている成形回路部品５０と、を具備する。

Description

内視鏡用撮像装置、および、内視鏡
　本発明は、撮像素子と発光素子と光ファイバとを具備する内視鏡用撮像装置、および、撮像素子と発光素子と光ファイバとを具備する内視鏡用撮像装置を含む内視鏡に関する。
　内視鏡は、細長い挿入部の先端硬性部に撮像装置を有する。高品質の画像を表示するため、高画素数の撮像素子を用いた撮像装置が検討されている。高画素数の撮像素子を用いると撮像装置から信号処理装置（プロセッサ）へ伝送する信号量が増加する。このため、電気信号による導線（メタルケーブル）を経由した電気信号伝送では、必要な信号量を伝送するために導線の線径を太くしたり、複数の導線を用いたりするため、挿入部が太くなるおそれがある。
　挿入部を細径化し内視鏡を低侵襲化するには、電気信号に替えて光信号による光ファイバを経由した光信号伝送が好ましい。
　国際公開第２０１８／１３８７７８号には、撮像素子と発光素子と光ファイバとを具備する撮像装置が開示されている。この撮像装置では、プリズムの後方に光素子が配置されているために長さが長く、低侵襲化のための先端硬性部の短縮は容易ではなかった。また、撮像素子および発光素子が実装されている可撓性の配線板に加えて、非可撓性の基板および保持部材を有している。
国際公開第２０１８／１３８７７８号
　本発明の実施形態は、先端硬性部を短縮できる、製造が容易な内視鏡用撮像装置、および、低侵襲であり製造が容易な内視鏡を提供することを目的とする。
　実施形態の内視鏡用撮像装置は、内視鏡先端方向から光が入射する入射面と、入射した光を反射する傾斜面と、反射された前記光を出射する出射面と、を有するプリズムと、前記出射面から出射された前記光を受光する受光面を有し、受光した前記光に基づいた電気信号を出力する撮像素子と、前記電気信号に基づいた光信号を出力する発光素子と、前記光信号を内視鏡基端方向に導光する導光部材と、前記導光部材と前記発光素子とが光結合している状態に固定されており、前記プリズムの前記傾斜面によって位置が規定されている成形回路部品と、を具備する。
　実施形態の内視鏡は、内視鏡用撮像装置を含み、前記内視鏡用撮像装置は、内視鏡先端方向から光が入射する入射面と、入射した光を反射する傾斜面と、反射された前記光を出射する出射面と、を有するプリズムと、前記出射面から出射された前記光を受光する受光面を有し、受光した前記光に基づいた電気信号を出力する撮像素子と、前記電気信号に基づいた光信号を出力する発光素子と、前記光信号を内視鏡基端方向に導光する導光部材と、前記導光部材と前記発光素子とが光結合している状態に固定されており、前記プリズムの前記傾斜面によって位置が規定されている成形回路部品と、を具備する。
　本発明の実施形態によれば、先端硬性部を短縮できる、製造が容易な内視鏡用撮像装置、および、低侵襲であり製造が容易な内視鏡を提供できる。
実施形態の内視鏡を有する内視鏡システムの構成図である。 第１実施形態の内視鏡用撮像装置の斜視図である。 第１実施形態の内視鏡用撮像装置の図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 第１実施形態の内視鏡用撮像装置の分解図である。 第１実施形態の変形例１の内視鏡用撮像装置の断面図である。 第１実施形態の変形例１の内視鏡用撮像装置のＭＩＤの第４の面の方向から見た平面図である。 第１実施形態の変形例２の内視鏡用撮像装置の斜視図である。 第１実施形態の変形例３の内視鏡用撮像装置の断面図である。 第２実施形態の内視鏡用撮像装置の分解図である。 第２実施形態の変形例１の内視鏡用撮像装置の第２の平面の方向から見た平面図である。 第２実施形態の変形例２の内視鏡用撮像装置の断面図である。 第３実施形態の内視鏡用撮像装置の断面図である。 第３実施形態の内視鏡の断面図である。 第３実施形態の変形例の内視鏡用撮像装置の断面図である。 第４実施形態の撮像装置の断面図である。
＜内視鏡＞
　図１に示すように、本実施形態の内視鏡９を含む内視鏡システム８は、内視鏡９と、プロセッサ９５と、光源装置９６と、モニタ９７と、を具備する。例えば、内視鏡９は、挿入部９０が被検体の体腔内に挿入されて、被検体の体内画像を撮影し撮像信号を出力する。
　内視鏡９の挿入部９０の基端には、内視鏡９を操作する各種ボタンが設けられた操作部９１が配設されている。操作部９１には、被検体の体腔内に、生体鉗子、電気メス、または、検査プローブ等を挿入するチャンネルの処置具挿入口９４がある。
　挿入部９０は、内視鏡用撮像装置１（以下、「撮像装置｝１ともいう。）が配設されている先端硬性部９０Ａと、先端硬性部９０Ａの基端に連設された湾曲自在な湾曲部９０Ｂと、湾曲部９０Ｂの基端に連設された軟性部９０Ｃとによって構成される。湾曲部９０Ｂは、操作部９１の操作によって湾曲する。
　操作部９１から延設されているユニバーサルコード９２は、コネクタ９３によってプロセッサ９５および光源装置９６に接続される。
　プロセッサ９５は内視鏡システム８の全体を制御するとともに、撮像装置１が出力する撮像信号に信号処理を行い画像信号として出力する。モニタ９７は、プロセッサ９５が出力する画像信号を表示する。
　光源装置９６は、例えば、白色ＬＥＤを有する。光源装置９６が出射する照明光は、ユニバーサルコード９２および挿入部９０を挿通するライトガイド（不図示）を介して先端硬性部９０Ａの照明光学系に導光され、被写体を照明する。
　内視鏡９では、撮像信号は先端硬性部９０Ａにおいて光信号に変換されて、光信号は挿入部９０を挿通する細い光ファイバ４０を経由することによって操作部９１まで伝送される。そして、例えば、操作部９１に配設されているＯ／Ｅ型の光モジュール３Ｘによって光信号は再び電気信号に変換されて、電気信号はユニバーサルコード９２を挿通するメタル配線である信号ケーブル４０Ｍを介して電気コネクタ９３に伝送される。すなわち、撮像信号は、細径の挿入部９０内においては光ファイバ４０を介して伝送され、体内に挿入されず外径の制限の小さいユニバーサルコード９２内においては光ファイバ４０よりも太いメタル配線である信号ケーブル４０Ｍを介して伝送される。
　なお、光モジュール３Ｘがコネクタ９３またはプロセッサ９５に配置されている場合には、光ファイバ４０はユニバーサルコード９２を挿通している。
　内視鏡９は、後述するように、製造が容易で、光軸Ｏ１方向（図３参照）の寸法が小さい短小の撮像装置１を含むため、先端硬性部９０Ａが短く、低侵襲である。
＜第１実施形態＞
　図２～図４を用いて本実施形態の撮像装置１について説明する。
　なお、以下の説明において、各実施形態に基づく図面は、模式的なものである。各部分の厚みと幅との関係、夫々の部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、一部の構成要素の図示、符号の付与を省略する。また、図における３軸直交座標系におけるＺ軸の値が増加する方向が先端方向であり、Ｚ軸の値が減少する方向が基端方向である。また、Ｙ軸の値が増加する方向を「上」という。
　撮像装置１は、プリズム１０と、撮像素子２０と、発光素子３０Ａ、３０Ｂと、光ファイバ（導光部材）４０Ａ、４０Ｂと、成形回路部品（ＭＩＤ）５０と、配線板６０と、複数のメタルケーブル７０と、を具備する。
　なお、以下、同じ機能の構成要素のそれぞれを言うときは、符号の末尾のアルファベット１文字を省略する。例えば、発光素子３０Ａ、３０Ｂのそれぞれを、発光素子３０という。
　プリズム１０は、内視鏡９の挿入部９０の先端方向から光軸Ｏ１にそって光が入射する入射面１０ＳＡと、入射した前記光を反射する傾斜面１０ＳＢと、反射された前記光を出射する出射面１０ＳＣと、を有する。プリズム１０は、直角プリズムであり、反射光の光路は、光軸Ｏ１方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｙ方向）となる。
　プリズム１０の傾斜面１０ＳＢには、反射膜、例えば、アルミニウム、または、金等からなる金属膜１５が配設されている。金属膜１５は、必須の構成ではないが、プリズム１０に入射した光が光ファイバ４０に進入することを防止する遮光膜の機能も有する。例えば、厚さ１μｍ以上５０μｍ以下のアルミニウムからなる金属膜１５は、保護層である酸化シリコン膜に覆われている。
　撮像素子２０は、受光部２１が形成されている受光面２０ＳＡと、受光面２０ＳＡとは反対側の裏面２０ＳＢとを有する。受光面２０ＳＡの受光部２１はプリズム１０から出射された光を受光する。受光部は、電極２２と接続されている。裏面２０ＳＢには電極２２と接続されている複数の電極（不図示）が配設されている。
　受光面２０ＳＡには、受光部２１を保護するカバーガラス２５が配設されている。受光面２０ＳＡは、プリズム１０の出射面１０ＳＣと平行に配置されている。撮像素子２０は、ＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）、または、ＣＣＤ等である。撮像素子２０は、受光した光に基づいた電気信号（撮像信号）を出力する。
　発光素子３０は、撮像素子２０が出力した電気信号に基づいた光信号の光を出力する発光部３１を有する面発光レーザーチップ、または、ＬＥＤである。例えば、平面視寸法が２５０μｍ×３００μｍと超小型の発光素子３０は、直径が２０μｍの発光部３１と、発光部３１に駆動信号を供給する電極とを発光面３０ＳＡに有する。
　導光部材である光ファイバ４０は、例えば、発光素子３０が出力した光信号を導光する５０μｍ径のコアと、コアの外周を覆う１２５μｍ径のクラッドとからなる。光ファイバ４０は、発光素子３０が出力する光信号の光路の光軸Ｏ２にそって、内視鏡９の挿入部９０の基端方向に延設され、湾曲部９０Ｂおよび軟性部９０Ｃを挿通している。
　成形回路部品（ＭＩＤ）５０は、樹脂成形品の表面にめっき膜等の導体膜によって、配線および電極を形成したモールド部品である。ＭＩＤ５０は、第１の面５０ＳＡ１、第２の面５０ＳＡ２、第３の面（実装面）５０ＳＡ３、および、第４の面（位置決め面）５０ＳＡ４を有している。第２の面５０ＳＡ２は、第１の面５０ＳＡ１よりも基端側に位置する。
　発光素子３０は、第１の面５０ＳＡ１に実装されている。なお、「実装」とは、両者の電極が接合されることによって両者が固定されていると同時に電気的に接続されている状態である。発光素子３０の外部電極（不図示）と、第１の面５０ＳＡ１の電極５３とは、例えば、超音波接合、または、半田接合されている。
　ＭＩＤ５０には、第１の面５０ＳＡ１と第２の面５０ＳＡ２とを貫通する貫通孔がある。ＭＩＤ５０では貫通孔は、孔Ｈ５１と貫通孔Ｈ５２とによって構成されている。
　すなわち、ＭＩＤ５０の第２の面５０ＳＡ２には、孔Ｈ５１がある。孔Ｈ５１の内径は、導光部材である光ファイバ４０の先端部が挿通しているフェルール４１の外径よりも僅かに大きい。孔Ｈ５１の底面には、第１の面５０ＳＡ１まで貫通している光信号の光路となっている貫通孔Ｈ５２がある。貫通孔Ｈ５２を経路として、発光素子３０と光ファイバ４０とは光結合している。すなわち、貫通孔Ｈ５２に挿入された光ファイバ４０は、光ファイバ４０の先端面が発光部３１と対向配置された状態において固定されている。光ファイバ４０（フェルール４１）は、樹脂４６によってＭＩＤ５０に固定され、補強されている。
　配線板６０は、セラミック、ガラス、またはシリコン等からなる非可撓性の平板を基体とする。配線板６０の主面（固定面）６０ＳＡには、ＭＩＤ５０および撮像素子２０が実装されている。すなわち、ＭＩＤ５０は実装面である第３の面５０ＳＡ３の電極（不図示）が、主面６０ＳＡの電極６３と半田によって接合されることによって、主面６０ＳＡに固定され、かつ、配線板６０と電気的に接続されている。撮像素子２０は、裏面２０ＳＢの電極（不図示）が、主面６０ＳＡの電極６２と接合されることによって、主面６０ＳＡに固定され配線板６０と電気的に接続されている。撮像光の光軸Ｏ１は、配線板６０の主面６０ＳＡと平行である。
　撮像素子２０に電力信号を供給したりする複数のメタルケーブル７０のそれぞれは、配線板６０の主面６０ＳＡの複数の第１の電極６１のそれぞれと接合されている。複数のメタルケーブル７０がシールドケーブルの場合には、複数のシールド線が１つの電極と接合されていてもよい。配線板６０の主面６０ＳＡの反対側の面にもメタルケーブル７０が接合されていてもよい。
　プリズム１０の後方、かつ、配線板６０の主面６０ＳＡおよびＭＩＤ５０の上を、覆うように封止樹脂が配設されていてもよい。
　撮像装置１では、ＭＩＤ５０の第４の面５０ＳＡ４と、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢとは平行に配置され、第４の面５０ＳＡ４と傾斜面１０ＳＢとは当接している。すなわち、図４に示すように、傾斜面１０ＳＢが出射面１０ＳＣまたは主面６０ＳＡとなす角度θ１と、第４の面５０ＳＡ４が第３の面５０ＳＡ３または主面６０ＳＡとなす角度θ２とは、同じである。
　表面に配線および電極を有する立体配線板であるＭＩＤ５０を有する撮像装置１は、発光素子３０と配線板６０とを電気的に接続するための、ワイヤを用いた配線、例えば、ボンディングワイヤが不要であるため、製造が容易である。
　また、内視鏡９の低侵襲化のために、撮像装置１は例えば、配線板６０の主面６０ＳＡが、幅（Ｘ方向寸法）が１ｍｍ以下、長さ（Ｚ方向寸法）が２ｍｍ以下と、超小型である。このため、主面６０ＳＡの所定の接合位置にＭＩＤ５０を配置することは容易ではない。しかし、撮像装置１では、第４の面５０ＳＡ４を、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢと当接し、両者を面接触状態とすることによって、配線板６０の主面６０ＳＡにおける光軸Ｏ１方向のＭＩＤ５０の位置を正確に配置できる。このため、撮像装置１は製造が容易である。すなわち、ＭＩＤ５０はプリズム１０の傾斜面１０ＳＢによって位置が規定されている。言い替えれば、ＭＩＤ５０は、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢを用いて位置決めされている。
　なお、本発明において、第４の面５０ＳＡ４と傾斜面１０ＳＢとが当接しているとは、２つの面が他部材を間にはさむことなく面接触している状態に限られるものではなく、平行に配置されている２つの面が接着剤によって固定されている状態、および、平行に配置されている２つの面の間に封止樹脂が侵入している状態を含む。
　また、ＭＩＤ５０の配線板６０への位置決めを別の手段によって正確に行うことができる場合には、第４の面５０ＳＡ４が傾斜面１０ＳＢと当接している必要はない。
　撮像装置１では、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢの上の空間に、ＭＩＤ５０の一部が配置されている。撮像装置１は、長さ（光軸Ｏ１方向の寸法）が短いために、先端硬性部９０Ａを短縮できる。
　また、撮像装置１では、図３に示すように、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢの上の空間に、発光素子３０も配置されているため、先端硬性部９０Ａを短縮できる。
　なお、ＭＩＤ５０は、プリズム１０、カバーガラス２５、および撮像素子２０を基端方向（Ｚ軸値減少方向）に仮想延長した空間内に配置されていることが、先端硬性部９０Ａの細径化のために好ましい。
　ＭＩＤ５０の第３の面５０ＳＡ３以外の面には、駆動ＩＣ、チップコンデンサ等の電子部品８０が表面実装されている。すなわち、ＭＩＤ５０には発光素子３０だけでなく他の電子部品も実装することができる。電子部品８０は、プリズム１０、カバーガラス２５、および撮像素子２０を基端方向（Ｚ軸値減少方向）に仮想延長した空間内に配置されていることが、先端硬性部９０Ａの細径化のために好ましい。
　なお、ＭＩＤ５０の複数の面の位置関係は、図示した関係に限定されるものではない。例えば、第１の面５０ＳＡ１と第２の面５０ＳＡ２とは平行でなくともよい。また、第１の面５０ＳＡ１と第３の面５０ＳＡ３とは垂直でなくともよい。
　また、撮像装置１は、２つの発光素子３０Ａ、３０Ｂと、２つの光ファイバ４０Ａ、４０Ｂと、を有するが、本発明の撮像装置は、少なくとも１つの発光素子３０と少なくとも１つの光ファイバ４０とを有していればよい。
＜第１実施形態の変形例＞
　第１実施形態の変形例１～３の内視鏡用撮像装置１Ａ～１Ｃは、撮像装置１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第１実施形態の変形例１＞
　図５に示す本変形例の撮像装置１Ａでは、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢには、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層された反射膜である多層の干渉膜１６が設けられている。干渉膜１６は、例えば、酸化タンタル層と酸化シリコン層とを含む。
　図６に示すように、ＭＩＤ５０Ａの第４の面（位置決め面）５０ＳＡ４の外周には４つの凸部５９がある。柱である凸部５９の上面は傾斜面１０ＳＢと当接している。すなわち図５に示したように、干渉膜１６の外面と、第４の面５０ＳＡ４との間には、ギャップＧ（空気層）が介在している。このため、干渉膜１６の機能が損なわれることがない。干渉膜１６の外面と、第４の面５０ＳＡ４との間に、空気層を介在できれば、凸部５９に替えて、例えば、１つの額縁状の凸部、または、複数の壁が第４の面５０ＳＡ４にあってもよい。
　なお、プリズム１０の傾斜面１０ＳＢの全面と対向配置されている広い第４の面５０ＳＡ４を有するＭＩＤを用い、両面の間に空気層が介在している構成が、より好ましい。
＜第１実施形態の変形例２＞
　図７に示す本変形例の撮像装置１Ｂでは、光ファイバ４０が挿入されているのは、ＭＩＤ５０Ｂの第５の面５０ＳＡ５の溝Ｔ５０である。第５の面５０ＳＡ５は、第２の面５０ＳＡ２と隣り合うＭＩＤ５０Ｂの上面である。上面の溝Ｔ５０は、見方を変えれば、第２の面５０ＳＡ２に開口がある孔Ｈ５１である。溝Ｔ５０の幅（Ｘ方向寸法）は、フェルール４１の外径よりも僅かに大きい。
　撮像装置１Ｂは、フェルール４１をＭＩＤ５０Ｂに位置決めして挿入することが、撮像装置１よりも容易である。
＜第１実施形態の変形例３＞
　図８に示す本変形例の撮像装置１Ｃでは、ＭＩＤ５０Ｃの第２の面５０ＳＡ２にフェルール４１が固定されている。ＭＩＤ５０の第１の面５０ＳＡ１と第２の面５０ＳＡ２とを貫通する貫通孔Ｈ５２に光ファイバ４０が挿入され、樹脂４６によって固定されていてもよい。すなわち、孔Ｈ５２の内径は、光ファイバ４０の外径よりも僅かに大きい。なお、撮像装置１Ｃはフェルール４１を具備していなくともよい。
　撮像装置１Ｃは、光ファイバ４０を孔Ｈ５２に位置決めすることが容易ではないが、ＭＩＤ５０Ｃは、ＭＩＤ５０、５０Ａよりも構成が簡単である。
＜第２実施形態＞
　第２実施形態の内視鏡用撮像装置１Ｄは、撮像装置１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図９に示す撮像装置１Ｄでは、配線板６０Ｄの複数の第１の電極６１は、配線板６０Ｄの主面６０ＳＡにおいて、ＭＩＤ５０Ｄの矩形の第３の面（実装面）５０ＳＡ３の基端５０ＳＳよりも、先端側に配置されている。
　撮像装置１Ｄは、撮像装置１よりも光軸Ｏ１方向の寸法が小さい。
＜第２実施形態の変形例＞
　第２実施形態の変形例１、２の内視鏡用撮像装置１Ｅ、１Ｆは、撮像装置１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
＜第２実施形態の変形例１＞
　図１０に示す本変形例の内視鏡用撮像装置１Ｅでは、ＭＩＤ５０Ｅは第３の面５０ＳＡ３と直交している第６の面（ＭＩＤ側面）５０ＳＡ６を有する。第６の面５０ＳＡ６は、複数の第１の電極６１のいずれかの側面（電極側面）と当接している。
　メタルケーブル７０が接合された第１の電極６１は、凸状である。ＭＩＤ５０Ｅは、第６の面５０ＳＡ６を第１の電極６１の側面と当接させると、配線板６０Ｅの主面６０ＳＡにおけるＸ方向の位置が一義的となる。
　撮像装置１Ｅは、撮像装置１よりも製造が容易である。
　なお、ＭＩＤ５０Ｅは、第３の面５０ＳＡ３と直交している第７の面５０ＳＡ７が、第１の電極６１の側面と当接していてもよい。また、第６の面５０ＳＡ６が複数の第１の電極６１のいずれかの側面と当接し、かつ、第７の面５０ＳＡ７が複数の第１の電極６１のいずれかの側面と当接していてもよい。なお、ＭＩＤ５０Ｅの第６の面５０ＳＡ６が当接する位置決め用の凸部を、配線板６０Ｅの主面６０ＳＡに配設しておいてもよい。
＜第２実施形態の変形例２＞
　図１１に示す本変形例の内視鏡用撮像装置１Ｆでは、ＭＩＤ５０Ｆの第３の面５０ＳＡ３の基端側には第２の面５０ＳＡ２に開口のある切り欠きＣ５０がある。複数の第１の電極６１の少なくともいずれかは、切り欠きＣ５０の中に配置されており、複数のメタルケーブル７０の少なくともいずれかの先端は、切り欠きＣ５０に挿入されている。
　撮像装置１Ｆは、撮像装置１よりも光軸Ｏ１方向の寸法が小さい。また、撮像装置１Ｆは、撮像装置１Ｄ、１Ｅよりも多くのメタルケーブル７０を接続したり、メタルケーブル７０の接合間隔（第１の電極６１の配列ピッチ）を広くしたりできる。
　なお、図示しないが、撮像装置１Ｆの切り欠きＣ５０が、第６の面５０ＳＡ６または第７の面５０ＳＡ７（図１０参照）に開口を有していない場合には、撮像装置１Ｅのように、ＭＩＤ５０Ｆの第６の面５０ＳＡ６または第７の面５０ＳＡ７を、複数の第１の電極６１のいずれかの側面と当接することもできる。
＜第３実施形態＞
　第３実施形態の内視鏡用撮像装置１Ｇは撮像装置１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１２に示すように、撮像装置１Ｇは、ＭＩＤ５０Ｇの第１の面５０ＳＡ１が、実装面である第３の面５０ＳＡ３または配線板６０の主面６０ＳＡとなす角度θ３が９０度ではない。発光素子３０が出力する光信号の光軸Ｏ２と、撮像光の光軸Ｏ１とがなす角度θ４は、θ３の余角である。
　θ３＋θ４＝９０度
　θ３は９０度ではないため、発光素子３０が出力する光信号の光軸Ｏ２は第３の面に対して平行（θ４＝０度）ではなく、傾斜している。
　図１３に示すように、撮像装置１Ｇは、複数のレンズを含む撮像光学系２が集光した撮像光を受光する。撮像装置１Ｇは、内視鏡９Ｇの先端硬性部９０Ａの中心軸Ｃ１から偏心した位置に配設されている。先端硬性部９０Ａの孔に挿入された撮像装置１ＧのＭＩＤ５０Ｇ等は樹脂４７によって覆われている。
　湾曲部９０Ｂを挿通している光ファイバ４０は湾曲部９０Ｂの中心軸Ｃ２にそって配置されている。湾曲部９０Ｂには、光ファイバ４０を中心軸Ｃ２に沿って配置するためのガイド部材９９が配設されている。ガイド部材９９の詳細は、例えば、日本国特開２０１５－９７５８９号公報に開示されている。図示しないが、軟性部９０Ｃにも、ガイド部材９９が配設されていることが好ましい。
　挿入部９０が変形すると光ファイバ４０には応力が印加される。光ファイバ４０が大きな応力を受けるのは、特に、湾曲部９０Ｂの湾曲操作による変形である。
　内視鏡９Ｇでは、光ファイバ４０が、湾曲部９０Ｂの中心軸Ｃ２に沿って配置されているため、湾曲部９０Ｂが変形しても、光ファイバ４０が大きな応力を受けることがない。このため、内視鏡９Ｇは、光ファイバ４０が破損するおそれがなく、信頼性が高い。
　撮像光の光軸Ｏ１と、先端硬性部９０Ａの中心軸Ｃ１とは、平行である。撮像装置１Ｇでは、光ファイバ４０の延設方向である光信号の光軸Ｏ２と、撮像光の光軸Ｏ１（中心軸Ｃ１）と、がなす角度θ４は、０度ではない。すなわち、光ファイバ４０は、先端硬性部９０Ａの中心軸Ｃ１に向かって延設されている。なお、光ファイバ４０を短い距離で湾曲部９０Ｂの中心軸Ｃ２に沿って配置するためには、角度θ４は、３５度以上５５度以下であることが特に好ましい。
　内視鏡９Ｇは、光ファイバ４０を大きく曲げることなく、湾曲部９０Ｂの中心軸Ｃ２に沿って光ファイバを配置できるため、信頼性が高い。さらに、内視鏡９Ｇは先端硬性部９０Ａの長さＬ９０Ａが短く、低侵襲である。
＜第３実施形態の変形例＞
　第３実施形態の変形例の内視鏡用撮像装置１Ｈは、撮像装置１Ｇと類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１４に示すように、撮像装置１Ｈでは、ＭＩＤ５０Ｈは第１の面５０ＳＡ１が第４の面５０ＳＡ４と直交している。直角プリズムであるプリズム１０の角度θ１は、４５度であるため、光ファイバ４０の延設方向（光軸Ｏ２）が、光軸Ｏ１となす角度θ４は、４５度である。
　なお、図示しないが、撮像装置１Ｈは内視鏡９Ｈの先端硬性部において光ファイバ４０の延設方向（光軸Ｏ２）が、先端硬性部の中心軸に向かう状態に配置されている。すなわち、図１３に示した撮像装置１とは異なり、配線板６０がプリズム１０よりも中心軸Ｃ１に近い状態に配置されている。
＜第４実施形態＞
　第４実施形態の内視鏡用撮像装置１Ｉは、撮像装置１と類似し同じ効果を有するため、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
　図１５に示すように、撮像装置１Ｉは、２つのプリズムが張り合わされたプリズム１０Ｉを具備する。入射面１０ＳＡから入射した光は、一部が、ハーフミラー面１０ＳＥによって上方（Ｙ軸の値が増加する方向）に反射され、一部がハーフミラー面１０ＳＥを透過する。上方に反射された光は、上面１０ＳＤによって下方に反射され、撮像素子２０Ｉの受光部２１Ａに入射する。ハーフミラー面１０ＳＥを透過した光は、傾斜面１０ＳＢによって反射され、撮像素子２０Ｉの受光部２１Ｂに入射する。
　受光部２１Ａに入射する光と受光部２１Ｂに入射する光とは光路長が異なる。２つの受光部２１Ａ、２１Ｂが受光した２つの撮像信号を用いることによって、撮像装置１Ｉは、被写界深度の深い画像を得ることができる。
　すなわち、本発明の撮像装置のプリズムは、撮像装置１の直角プリズム１０に限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成および変形例の構成を組み合わせて使用することもできることは言うまでも無い。例えば、撮像装置１Ｂ～１Ｉにおいても、プリズムの傾斜面に反射膜を有していれば、撮像装置１または１Ａの効果を有する。また、撮像装置１Ａ～１Ｉを有する内視鏡９Ａ～９Ｉが、内視鏡９の効果に加えて、撮像装置１Ａ～１Ｉの効果を有することは言うまでも無い。
　本発明は、上述した実施形態および変形例等に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、組み合わせおよび応用が可能である。
１、１Ａ～１Ｉ・・・内視鏡用撮像装置
８・・・内視鏡システム
９、９Ａ～９Ｉ・・・内視鏡
１０・・・プリズム
１０ＳＡ・・・入射面
１０ＳＢ・・・傾斜面
１０ＳＣ・・・出射面
１５・・・金属膜
１６・・・干渉膜
２０・・・撮像素子
２５・・・カバーガラス
３０・・・発光素子
４０・・・光ファイバ
４１・・・フェルール
４６・・・樹脂
５０ＳＡ１～５０ＳＡ７・・・第１の面～第７の面
５１・・・孔
５２・・・孔
５３・・・電極
５５・・・凸部
５９・・・電子部品
６０・・・配線板
６１・・・第１の電極
６２・・・電極
６３・・・電極
７０・・・メタルケーブル
８０・・・電子部品

Claims (15)

  1. 　内視鏡先端方向から光が入射する入射面と、入射した前記光を反射する傾斜面と、反射された前記光を出射する出射面と、を有するプリズムと、
    　前記出射面から出射された前記光を受光する受光面を有し、受光した前記光に基づいた電気信号を出力する撮像素子と、
    　前記電気信号に基づいた光信号を出力する発光素子と、
    　前記光信号を内視鏡基端方向に導光する導光部材と、
    　前記導光部材と前記発光素子とが光結合している状態に固定されており、前記プリズムの前記傾斜面によって位置が規定されている成形回路部品と、を具備することを特徴とする内視鏡用撮像装置。
  2. 　前記成形回路部品の実装面と前記撮像素子とが固定される固定面とを有し、前記成形回路部品と前記撮像素子とを電気的に接続する配線板と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
  3. 　前記成形回路部品の実装面は、前記実装面と前記配線板の前記固定面とを接続する半田によって、前記配線板に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像装置。
  4. 　前記成形回路部品は位置決め面を有し、前記位置決め面は、前記プリズムの前記傾斜面と当接していることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
  5. 　前記傾斜面に、反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
  6. 　前記傾斜面に、反射膜が設けられており、
    　前記反射膜は、屈折率の異なる複数の層が積層された多層膜であり、
    　前記成形回路部品の前記位置決め面の外周には少なくとも１つの凸部があり、前記凸部が前記傾斜面と当接していることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡用撮像装置。
  7. 　前記導光部材の先端部が挿通しているフェルールを更に具備し、
    　前記成形回路部品は、第１の面と、前記第１の面よりも基端側に位置する第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面を貫通しており、前記光信号の光路となっている貫通孔に前記導光部材が挿入されており、
    　前記フェルールは、前記貫通孔と挿通している前記第２の面に開口のある孔に挿入されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
  8. 　前記成形回路部品は前記第２の面と隣り合う上面を有し、
    　前記孔は、前記上面の溝であることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡用撮像装置。
  9. 　前記配線板は、複数のメタルケーブルのそれぞれが接合される複数の第１の電極を有し、
    　前記配線板の前記複数の第１の電極は、前記実装面の基端よりも、先端側に配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像装置。
  10. 　前記成形回路部品は前記実装面と直交している側面を有し、前記側面が、前記複数の第１の電極のいずれかの電極側面と当接していることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡用撮像装置。
  11. 　前記配線板は、複数のメタルケーブルのそれぞれが接合される複数の第１の電極を有し、
    　前記成形回路部品は、第１の面と、前記第１の面よりも基端側に位置する第２の面とを有し、
    　前記実装面の基端側には前記第２の面に開口のある切り欠きがあり、
    　前記複数の第１の電極の少なくともいずれかは、前記切り欠きの中に配置されており、
    　前記複数のメタルケーブルの少なくともいずれかの先端は、前記切り欠きに挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像装置。
  12. 　前記傾斜面の上に前記発光素子が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
  13. 　前記成形回路部品の少なくとも何れかの面に、電子部品が実装されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置。
  14. 　請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の内視鏡用撮像装置が先端硬性部に配設されていることを特徴とする内視鏡。
  15. 　前記先端硬性部から延設されている湾曲部と、を具備し、
    　前記内視鏡用撮像装置が、前記先端硬性部の中心軸から偏心した位置に配設されており、
    　前記成形回路部品は、第１の面と、前記第１の面よりも基端側に位置する第２の面を有し、前記第１の面と前記第２の面を貫通しており、前記光信号の光路となっている貫通孔があり、
    　前記成形回路部品は、前記第１の面が、前記成形回路部品の実装面に対して直交しておらず、
    　前記湾曲部を挿通している前記導光部材が、前記湾曲部の中心軸にそって配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63259507A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 Olympus Optical Co Ltd 電子内視鏡
JPH09173287A (ja) * 1995-12-22 1997-07-08 Olympus Optical Co Ltd 電子内視鏡
JP2004070018A (ja) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp 投写装置の照明光学系構造及び投写装置
JP2013000241A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Olympus Corp 撮像装置
JP2016137232A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 富士フイルム株式会社 内視鏡
WO2016151670A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 オリンパス株式会社 光伝送モジュール、内視鏡、および前記光伝送モジュールの製造方法
JP2018007715A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 富士フイルム株式会社 内視鏡
WO2018198247A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 オリンパス株式会社 内視鏡、撮像モジュール、および、撮像モジュールの製造方法
WO2019208633A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法
WO2019207650A1 (ja) * 2018-04-24 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用撮像装置、内視鏡、および内視鏡用撮像装置の製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63259507A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 Olympus Optical Co Ltd 電子内視鏡
JPH09173287A (ja) * 1995-12-22 1997-07-08 Olympus Optical Co Ltd 電子内視鏡
JP2004070018A (ja) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp 投写装置の照明光学系構造及び投写装置
JP2013000241A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Olympus Corp 撮像装置
JP2016137232A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 富士フイルム株式会社 内視鏡
WO2016151670A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 オリンパス株式会社 光伝送モジュール、内視鏡、および前記光伝送モジュールの製造方法
JP2018007715A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 富士フイルム株式会社 内視鏡
WO2018198247A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 オリンパス株式会社 内視鏡、撮像モジュール、および、撮像モジュールの製造方法
WO2019207650A1 (ja) * 2018-04-24 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用撮像装置、内視鏡、および内視鏡用撮像装置の製造方法
WO2019208633A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 オリンパス株式会社 内視鏡用光モジュール、内視鏡、および内視鏡用光モジュールの製造方法

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