WO2023017598A1 - 撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡 - Google Patents

撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡 Download PDF

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WO2023017598A1
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imaging
imaging unit
electric board
optical system
endoscope
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PCT/JP2021/029715
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French (fr)
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祐一 綿谷
哲太 塙
翔 齋藤
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オリンパスメディカルシステムズ株式会社
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    • A61B1/04Instruments 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
    • A61B1/05Instruments 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
    • A61B1/051Details of CCD assembly
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    • A61B1/00018Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using electrical cables
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    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/0011Manufacturing of endoscope parts
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    • A61B1/04Instruments 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

Definitions

  • the present invention relates to an imaging unit that is provided inside the distal end of an insertion section of an endoscope for imaging the inside of a subject, and an endoscope to which this imaging unit is applied.
  • an endoscope configured with an elongated tube-shaped insertion section has been widely used, for example, in the medical and industrial fields.
  • a medical endoscope used in the medical field acquires an image of an internal lesion such as an organ of a living body by inserting an insertion portion having an imaging unit into a body cavity of the living body, for example. have a function. Then, the user observes and inspects the state of the lesion or the like based on the acquired image.
  • an industrial endoscope used in the industrial field inserts an insertion portion equipped with an imaging unit into a device such as a jet engine or factory piping, or mechanical equipment, so that the inside of the device or mechanical equipment can be detected. It has a function to acquire images of scratches, corrosion, etc. Then, the user observes and inspects the state of damage, corrosion, etc., based on the acquired image.
  • an imaging optical system applied to an imaging unit consists of a plurality of optical lenses, and these optical lenses need to be adjusted so that the optical axes of the lenses are aligned.
  • the plurality of optical lenses are held using a holding member such as a lens barrel. Therefore, it takes a lot of time to assemble and adjust the imaging optical system.
  • an imaging unit used in a perspective-type or side-viewing endoscope there is a configuration in which a prism or the like is included in the imaging optical system.
  • a prism or the like is included in the imaging optical system.
  • high precision is required for processing the prism and the like.
  • an electric circuit board (hereinafter abbreviated as an electric board) as a means of achieving miniaturization while maintaining functionality.
  • an electric board for example, Japanese Patent Publication No. 2006-237276, Japanese Patent Publication No. 2020-10825, etc., have proposed various ideas such as expanding the area to be mounted or increasing the density of component mounting.
  • the imaging unit disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 2006-237276 forms a three-dimensional electric board by connecting a plurality of independent electric boards.
  • the configuration of the conventional imaging unit disclosed in Japanese Patent Publication No. 2006-237276 has the problem that the number of parts increases and the assembly adjustment of each electric board is required. .
  • the imaging unit disclosed in Japanese Patent Publication No. 2020-10825 constitutes a three-dimensional electric board by bending a flexible printed board.
  • a flexible printed circuit board since a flexible printed circuit board is applied, a separate holding component for holding the board is required. There is a problem that the number of parts increases.
  • the imaging unit disclosed in the above Japanese Patent Publication No. 2018-165786 has a spacer member provided between the imaging optical system and the imaging element to integrate them.
  • the spacer member has a plurality of abutment surfaces whose height in the optical axis direction changes. Further, the imaging optical system has abutment portions that abut on the respective abutment surfaces of the spacer member.
  • the imaging unit disclosed in Japanese Patent No. 5958727, etc. is composed of an imaging optical system, an imaging element, and a cover glass, which are joined by adhesion, and then an imaging optical system, a lens barrel, an imaging element, and a transmission cable. At least a part of the outer peripheral side of is covered with a mold resin to form an integral structure.
  • the optical axis of the image pickup optical system must be aligned with the image pickup device.
  • MID Molded Interconnect Device
  • molded circuit parts that is, molded interconnect device
  • This MID is a three-dimensional molded circuit component in which electric circuit wiring is integrally formed on the surface of a three-dimensional molded product such as an injection molded product.
  • wiring for electric circuits can be applied to inclined surfaces, vertical surfaces, curved surfaces, and the inside of through-holes provided in molded bodies. can be formed.
  • an MID that is applied as a three-dimensional electric board to a conventional imaging unit or the like is usually formed in a parallelepiped with a square cross-sectional shape. If the cross-sectional shape of the three-dimensional electric substrate is square, there may be some problems as follows.
  • the imaging unit when the imaging unit is incorporated into the tip member of the insertion section of the endoscope, there is a possibility that good workability cannot be ensured for the repair adhesion work performed around the tip portion of the imaging unit.
  • the edge may get caught on the inner wall of the living body.
  • a three-dimensional electric board for example, if the wirings are close to each other at the portion where the wirings on the front side and the wirings on the back side overlap, the transmission signals transmitted through each wiring will interfere with each other, and the transmission quality will be deteriorated. tends to decline.
  • the thickness of the board so as to secure a separation distance between overlapping portions of wiring.
  • the thickness of the three-dimensional electric board having a rectangular cross-sectional shape is set to be thicker, the external size becomes large, and there arises a problem that the downsizing of the imaging unit cannot be realized.
  • the transmission path becomes longer as the external size of the imaging unit becomes larger. In particular, since endoscopes tend to have long transmission paths, there is always a demand to shorten the transmission paths as much as possible in order to ensure good transmission quality.
  • the present invention can reduce the number of parts for the entire unit while maintaining the same functions as before, or realizing higher performance and more functions than before, and can reduce the assembly time at the time of manufacturing. It is an object of the present invention to provide an imaging unit that contributes to reduction in manufacturing costs, and an endoscope to which this imaging unit is applied.
  • an imaging unit of one aspect of the present invention includes an imaging optical system having an optical axis, an imaging device that captures an optical image formed by the imaging optical system, and an imaging device mounted with the imaging device. and a housing space that surrounds the image pickup optical system and the image pickup device, extends in a direction along the optical axis, and accommodates the image pickup optical system and the image pickup device inside.
  • a second electric substrate integrally formed with the first electric substrate and having at least a portion of an arc-shaped cross section perpendicular to the optical axis; and a surface of the second electric substrate. provided on each of a first surface exposed to the outside and a second surface facing the periphery of the imaging optical system in the housing space, and connecting the first electric board and the second electric board; and a connecting conductive circuit.
  • An endoscope includes an imaging optical system having an optical axis, an imaging element for imaging an optical image formed by the imaging optical system, and a first electric board on which the imaging element is mounted.
  • a housing space surrounding the imaging optical system and the imaging device extending in a direction along the optical axis, housing the imaging optical system and the imaging device therein, and perpendicular to the optical axis; a second electric substrate integrally formed with the first electric substrate, and a first surface of the second electric substrate exposed to the outside; and a conductive circuit provided on each of a second surface facing the periphery of the imaging optical system in the accommodation space and connecting the first electric board and the second electric board.
  • the present invention it is possible to reduce the number of parts for the entire unit while maintaining the same functions as before, or achieving higher performance and more functions than before, and shortening the assembly time during manufacturing. It is possible to provide an imaging unit that contributes to reduction in manufacturing costs and an endoscope to which this imaging unit is applied.
  • 1 is an external view showing an endoscope system including an endoscope to which an imaging unit according to an embodiment of the present invention is applied;
  • 1 is a perspective view conceptually showing the appearance of an imaging unit according to a first embodiment of the present invention;
  • a trihedral view of the imaging unit of FIG. 2 A cross-sectional view along the [4]-[4] line in FIG. 3, 1 shows a modification of the imaging unit of the first embodiment of the present invention, and is a plan view when the imaging unit of the modification is viewed from above;
  • FIG. 4 is a perspective view conceptually showing the appearance of an imaging unit according to a second embodiment of the present invention;
  • 3A and 3B are trihedral views of an imaging unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram conceptually showing an optical axis adjustment process when the imaging unit of the second embodiment of the present invention is incorporated into the distal end portion of the insertion section of the endoscope, and is a plan view of the imaging unit as seen from the top side; Front view of the imaging unit of FIG. 9 viewed from the direction corresponding to the arrow [D] of FIG.
  • FIG. 11 is a plan view of a modified example of the imaging unit according to the second embodiment of the present invention when the imaging unit is viewed from above; FIG.
  • FIG. 11 Schematic diagram showing a cross section along [19]-[19] in FIG.
  • FIG. 11 is a perspective view conceptually showing the appearance of an imaging unit according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 21 is a cross-sectional view conceptually showing a state in which the imaging unit of FIG. 20 is held by an imaging unit holding section;
  • FIG. 1 is an external view showing an endoscope system including an endoscope to which the imaging unit of each embodiment of the present invention is applied.
  • a basic configuration of the endoscope system is substantially the same as a conventional endoscope system. Therefore, the following description is limited to only a schematic description of each component in the endoscope system.
  • an endoscope system 1 including an endoscope 2 to which an imaging unit (details will be described later; denoted by reference numeral 20 in FIG. 1) of each embodiment of the present invention is applied. It is mainly composed of a mirror 2, a light source device 3, a video processor 4, a display device 5, and the like.
  • the endoscope 2 is mainly composed of a substantially elongated tube-shaped insertion section 9, a substantially box-shaped operation section 10 extending from the insertion section 9, a universal cord 12, and the like.
  • the insertion portion 9 of the endoscope 2 is configured by sequentially connecting a distal end portion 6, a bending portion 7, and a flexible tube portion 8 from the distal end side. A proximal end of the insertion portion 9 is connected to the operation portion 10 .
  • the imaging unit (reference numeral 20) of the present embodiment is arranged inside the distal end portion 6. A detailed configuration of the imaging unit will be described later.
  • the imaging unit is illustrated with reference numeral 20 attached.
  • the imaging unit 20 corresponds to the imaging unit of the first embodiment of the invention (see FIGS. 2 to 4).
  • imaging units (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) of other embodiments of the present invention are also applicable.
  • the operation unit 10 includes a forceps port 11 having an opening for inserting a treatment instrument or the like, an operation unit body forming a grip portion, and an endoscope 2 provided on the outer surface of the operation unit body for various operations. It is mainly configured to have a plurality of operating members and the like.
  • a forceps opening 11 provided in the operation section 10 constitutes a proximal opening of a treatment instrument channel (not shown) inserted between the operation section 10 and the distal opening of the distal end portion 6 of the insertion section 9. are doing.
  • the universal cord 12 is a tubular member extending from the side of the operation section 10.
  • a scope connector 13 is provided at the tip of the universal cord 12 . This scope connector 13 is connected to the light source device 3 .
  • the light source device 3 is a device that supplies illumination light to an illumination optical member (not shown) provided inside the distal end portion 6 of the insertion portion 9 of the endoscope 2 .
  • Illumination light emitted from the light source device 3 passes from the scope connector 13 through the universal cord 12, the operating section 10, and the optical fiber cable 17 arranged to pass through the insertion section 9 of the endoscope 2. It is transmitted to the tip portion 6 . Then, the illumination light passes through an illumination optical member (not shown) provided in front of the distal end portion 6 and is irradiated toward an observation target (a lesion or the like) in front of the distal end portion 6 .
  • a scope cable 14 extends sideways from the scope connector 13 .
  • An electric connector portion 15 is provided at the distal end portion of the scope cable 14 . This electrical connector section 15 is connected to the video processor 4 .
  • the video processor 4 is a control device that controls the entire endoscope system 1.
  • the video processor 4 includes a signal processing circuit that receives an imaging signal from an imaging unit 20 provided inside the distal end portion 6 of the insertion portion 9 of the endoscope 2 and performs predetermined signal processing, and a signal processing circuit that performs predetermined signal processing. It includes a control processing circuit and the like for outputting control signals and the like for driving the unit 20 and the like.
  • a signal transmission cable (not shown) is arranged between the video processor 4 and an internal configuration unit (for example, the imaging unit 20, etc.) of the distal end portion 6.
  • the signal transmission cable is inserted through the electric connector portion 15, the scope cable 14, the scope connector 13, the universal cord 12, the operation portion 10, and the insertion portion 9, for example.
  • an imaging signal output from the imaging unit 20 and a control signal output from the video processor 4 are transmitted between the imaging unit 20 and the video processor 4 through the signal transmission cable.
  • the signal transmission cable for example, a composite cable in which a plurality of cables are bundled and covered with an outer skin shield, an outer skin tube, or the like is applied.
  • a video cable 16 is used to connect between the video processor 4 and the display device 5 .
  • the video cable 16 transmits image signals, control signals, etc. output from the video processor 4 to the display device 5 .
  • the display device 5 receives the image signal and control signal output from the video processor 4, and displays an endoscopic image in a predetermined form and various information in a display form according to the received control signal.
  • the endoscope system 1 including the endoscope 2 to which the imaging unit 20 of each embodiment of the present invention is applied is roughly configured as described above.
  • Other configurations of the endoscope system 1 are substantially the same as those of the conventional endoscope system of the same type.
  • FIG. 2 is a perspective view conceptually showing the appearance of the imaging unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a trihedral view of the imaging unit of this embodiment.
  • reference numeral [3A] indicates a top view seen from the direction of arrow [A] in FIG.
  • reference numeral [3B] indicates a side view seen from the direction of arrow [B] in FIG.
  • reference numeral [3C] indicates a bottom view seen from the direction of arrow [C] in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line [4]-[4] in FIG.
  • the imaging unit 20 of this embodiment includes a three-dimensional electric board 23 composed of a first electric board 21 and a second electric board 22, an image sensor 24, and an imaging optical system 25. , and a conductive circuit 26 .
  • the imaging optical system 25 is an optical unit composed of a plurality of optical lenses and the like that forms an optical image of an object to be observed (lesion, etc.) inside the subject.
  • a plurality of optical lenses that constitute the imaging optical system 25 are held in a form in which their optical axes O are aligned. 2 to 4, detailed illustration of a plurality of optical lenses and the like is omitted and illustrated as one member.
  • the imaging optical system 25 shown in FIGS. 2 to 4 exemplifies a form formed in a substantially quadrangular prism shape as a whole.
  • the imaging optical system 25 has a substantially square prism shape because it is formed to match the square shape of the imaging surface of the imaging device 24 . Therefore, the shape of the imaging optical system 25 is not limited to the form of this configuration example, and may be configured in a different shape.
  • the imaging element 24 is an electronic component including a photoelectric conversion element that receives an optical image formed by the imaging optical system 25 and converts it into an electrical image signal, an electric circuit that drives and controls the photoelectric conversion element, and the like. is. This imaging element 24 is mounted at a predetermined position on the first electric board 21 .
  • the imaging device 24 For the imaging device 24, a plurality of chips (divided into pieces) are generated by, for example, separating a wafer on which a plurality of devices are formed by a wafer process, by a dicing process. Therefore, the imaging device 24 is formed to have a square cross section. Further, as described above, the imaging optical system 25 is formed in a substantially quadrangular prism shape in accordance with the cross-sectional shape of the imaging device 24 . In the image pickup unit 20 of this embodiment, the image pickup element 24 and the image pickup optical system 25 are integrated using a casing member 29 (see FIG. 4) such as a heat-shrinkable tube or adhesive.
  • the light-receiving surface (imaging surface) of the imaging device 24 is installed parallel to a plane (perpendicular plane) perpendicular to the optical axis O of the imaging optical system 25 .
  • the optical axis O of the imaging optical system 25 is positioned substantially at the center of the light receiving surface (imaging surface) of the imaging device 24 .
  • the three-dimensional electric board 23 is an electric board configured three-dimensionally by integrally forming the first electric board 21 and the second electric board 22 .
  • the three-dimensional electric board 23 is formed by, for example, an MID (Molded Interconnect Device). Note that the three-dimensional electric board 23 may be configured by molding parts by MID. It is also possible to adopt a form in which a conductive circuit is provided at a predetermined position on the surface.
  • the first electric board 21 is an electric board formed in a substantially flat plate shape.
  • An imaging element 24 is mounted at a predetermined position on a predetermined surface of the first electric board 21 (see reference numeral 21a in FIG. 2).
  • a predetermined surface (reference numeral 21a) of the first electric board 21 is a mounting surface of the imaging element 24.
  • the surface of the first electric board 21 on which the imaging element 24 is mounted is referred to as an imaging element mounting surface 21a.
  • the first electric board 21 is provided with a part of the conductive circuit 26 connecting the first electric board 21 and the second electric board 22 in a predetermined region of the outer surface.
  • the conductive circuit 26 is formed on the bottom surface 21b and the side surface 21c of the first electric substrate 21 as shown.
  • the conductive circuit 26 formed on the bottom surface 21b is formed continuously with the conductive circuit 26 formed on the side surface 21c. It is formed continuously with the conductive circuit 26 formed on the first surface 22 c of the substrate 22 .
  • a cable connection land 27 is provided in the end region of the conductive circuit 26 formed on the bottom surface 21 b of the first electric board 21 .
  • the cable connection land 27 is a soldering area provided on the first electrical board 21 for connecting the signal transmission cable 28 and the conductive circuit 26 .
  • the signal transmission cable 28 is a signal transmission cable line extending from an external device (for example, the video processor 4, etc.). By soldering the signal transmission cable 28 to the cable connection land 27 , the external device and the imaging device 24 are electrically connected through the signal transmission cable 28 , the cable connection land 27 and the conductive circuit 26 . With this configuration, electric signals can be exchanged between the external device and the imaging device 24 .
  • the outer surface of the connection portion where the signal transmission cable 28 is soldered to the cable connection land 27 is protected with an adhesive 29x or the like (see FIGS. 3 and 4).
  • the second electric board 22 is an electric board formed in a substantially cylindrical shape extending in the direction along the optical axis O from a predetermined position on the imaging element mounting surface 21 a of the first electric board 21 .
  • the second electric board 22 is formed so as to extend in the direction along the optical axis O from the connecting portion between the first electric board 21 and the imaging element 24 .
  • the second electric board 22 is formed to have a housing space 22a for housing the imaging device 24 and the imaging optical system 25 therein. One end face of this accommodation space 22 a is closed by being connected to the first electric board 21 . Therefore, the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21 is the bottom surface of the accommodation space 22a. An image pickup device 24 is mounted on the substantially central portion of the image pickup device mounting surface 21a, which is the bottom portion of the housing space 22a.
  • a rectangular opening 22b is formed on the other end surface facing the bottom surface of the housing space 22a. Accordingly, the housing space 22a is open to the outside through the opening 22b.
  • the opening 22b is formed in a rectangular shape as described above.
  • the accommodation space 22a is a substantially quadrangular prism-shaped space.
  • the imaging element 24 is mounted on the bottom surface of the housing space 22a, that is, on the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21.
  • An imaging optical system 25 is arranged on the imaging device 24 .
  • the imaging element 24 and the imaging optical system 25 are integrated using the casing member 29 (for example, a heat-shrinkable tube or an adhesive agent), as described above.
  • the overall external shape of the unit in which the imaging device 24 and the imaging optical system 25 are integrated is substantially quadrangular prism.
  • a unit in which the imaging element 24 and the imaging optical system 25 of such a form are integrated is housed inside the housing space 22a.
  • the second electric board 22 extends in the direction along the optical axis O along the lateral perimeter of the image pickup device 24 and the image pickup optical system 25, and the side surfaces of the image pickup device 24 and the image pickup optical system 25 ( It is arranged surrounding the outer circumference, perimeter).
  • At least a part of the cross section of the second electric substrate 22 in the direction perpendicular to the optical axis O (orthogonal direction) is formed in an arc shape (for example, a circular shape or an elliptical shape) (reference numeral [3A in FIG. 3]). ]reference).
  • the second electrical board 22 has conductive circuits 26 at predetermined locations on its outer surface. More specifically, of the outer surfaces of the second electric board 22, the conductive circuit 26 is formed on the first surface 22c exposed to the outside and on the second surface 22d serving as the inner wall surface of the housing space 22a. .
  • the first surface 22c is, as shown in FIG. 3 and the like
  • the second surface 22d is the inner wall surface of the housing space 22a and is a surface facing the side surfaces of the imaging element 24 and the imaging optical system 25. As shown in FIG.
  • one end 26a (see FIG. 4, etc.) of the conductive circuit 26 on the second surface 22d is connected to the connection portion 21e with the imaging device 24 mounted on the bottom portion of the accommodation space 22a.
  • the other end 26b (see FIG. 4, etc.) of the conductive circuit 26 on the second surface 22d is connected to one end 22ca of the conductive circuit 26 on the first surface 22c.
  • the other end 22cb (see FIG. 4, etc.) of the conductive circuit 26 on the first surface 22c is connected to the conductive circuit 26 on the side surface 21c of the first electric board 21. As shown in FIG.
  • the conductive circuit 26 is continuous from the connection portion 21e with the imaging device 24 to the conductive circuit 26 of the first electric board 21 via the second surface 22d and the first surface 22c of the second electric board 22. is provided. Thereby, the conductive circuit 26 connects the first electric board 21 and the second electric board 22 , and the image sensor 24 and the signal transmission cable 28 are connected through the first electric board 21 and the second electric board 22 . is connected to
  • the gap space 22aa (see FIG. 4) between the inner wall of the housing space 22a and the imaging device 24 and the imaging optical system 25 has A casing member 29 (see FIG. 4) such as adhesive is filled.
  • the three-dimensional electric board 23 in which the first electric board 21 and the second electric board 22 are integrally formed is adopted.
  • the electric board 22 is formed with a housing space 22a for housing the imaging optical system 25 and the imaging device 24 therein, surrounds the imaging optical system 25 and the imaging device 24, and extends along the optical axis O. It is formed by extending to At least a part of the cross section perpendicular to the optical axis O of the second electric board 22 is formed in an arc shape.
  • the unit integrating the imaging device 24 and the imaging optical system 25 can be used as a three-dimensional structure. It can be configured integrally with the three-dimensional electric board 23 while being accommodated in the accommodation space 22 a of the electric board 23 .
  • this configuration can contribute to a reduction in the number of parts, as well as a reduction in assembly time and a reduction in manufacturing costs.
  • the second electric board 22 accommodates, in the accommodation space 22a, a substantially quadrangular prism-shaped unit in which the imaging device 24 and the imaging optical system 25 are integrated, and at least one of the cross sections perpendicular to the optical axis O. Since the portion is configured in an arc shape, the following favorable effects can be obtained.
  • the imaging unit 20 when the imaging unit 20 is incorporated inside the distal end portion of the insertion portion of the endoscope, it is possible to ensure good workability of repairing and adhering the periphery of the distal end portion of the imaging unit 20 .
  • the position of the imaging unit 20 when adjusting the position of the imaging unit 20, it becomes possible to adjust the rotation direction with respect to the optical axis O. As a result, it is possible to appropriately adjust the observation display image when using the endoscope. For example, it is possible to adjust the appearing position of the treatment tool or the like in the observation display image to a predetermined position.
  • the second electric board 22 of the three-dimensional electric board 23 at least a part of the cross section perpendicular to the optical axis O is formed in an arc shape (substantially circular shape), and the shape of the accommodation space 22a is substantially a quadrangular prism. Because of the shape, it is possible to secure the separation distance (see symbol D in FIG. 3) between the wirings (conductive circuits 26) arranged on each surface of the substrate without increasing the thickness of the substrate. Therefore, this can ensure good transmission quality.
  • the conductive circuit 26 provided on the first surface 22c and the conductive circuit 26 provided on the second surface 22d are separated by a sufficient distance due to the thickness of the second electric board 22. separated by D.
  • the outer shape of the three-dimensional circuit board and the inner shape of the accommodation space are made substantially the same shape, a wall portion having a uniform thickness is formed.
  • the external size increases.
  • the second electric board 22 is formed so that at least a part of the cross section perpendicular to the optical axis O has an arc shape (specifically, a substantially circular shape),
  • the cross-sectional shape of the housing space 22a is substantially rectangular.
  • the second electric board 22 of the three-dimensional electric board 23 has a substantially circular cross section in the direction perpendicular to the optical axis O.
  • the imaging unit of the present invention is not limited to the configuration example described above. That is, in the imaging unit of the present invention, the second electric board in the three-dimensional electric board may have at least a portion of the cross section perpendicular to the optical axis O having an arc shape. Therefore, the shape of the second electric substrate can be, for example, a shape as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of the imaging unit of the first embodiment described above.
  • FIG. 5 is a plan view of the imaging unit of the modification when viewed from above.
  • the three-dimensional electric board 23A in the image pickup unit 20A of this modified example has a second electric board 22A whose cross section in the direction perpendicular to the optical axis O has a generally circular shape as a whole, A cutout portion 22e is formed by cutting a portion of the cutout portion.
  • Other configurations are the same as those of the imaging unit 20 described above.
  • FIG. 6 is a perspective view conceptually showing the appearance of an imaging unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a trihedral view of the imaging unit of this embodiment.
  • reference numeral [7A] indicates a top view seen from the direction of arrow [A] in FIG.
  • reference numeral [7B] indicates a side view seen from the direction of arrow [B] in FIG.
  • reference numeral [7C] indicates a bottom view seen from the direction of arrow [C] in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line [8]-[8] in FIG.
  • FIG. 9 and 10 are diagrams conceptually showing the optical axis adjustment process when the imaging unit of this embodiment is incorporated into the distal end portion of the insertion portion of the endoscope.
  • FIG. 9 is a plan view of the imaging unit as seen from the top side.
  • 10 is a front view of the imaging unit of FIG. 9 viewed from the direction corresponding to the arrow [D] of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a plan view of the imaging unit as seen from the top side.
  • FIG. 10 is a front view of the imaging unit of FIG. 9 viewed from the direction corresponding to the arrow [D] of FIG. 6.
  • the imaging unit 20B of the present embodiment is different in that the second electric board 22B is formed with a flange 22Bf as shown.
  • This flange 22Bf contributes to regulating the direction of the optical axis O of the imaging optical system 25 in a predetermined direction when the imaging unit 20B is incorporated into the distal end portion of the insertion portion of the endoscope.
  • the optical axis O of the imaging optical system needs to be set in a specified direction.
  • the direction of the optical axis O of the imaging optical system defines the acquisition range of the observation image acquired by the imaging element. Therefore, if the direction of the optical axis O of the imaging optical system is tilted or deviated from the prescribed direction, the acquired range of the observed image will differ for each manufactured endoscope.
  • observation images are different for each endoscope, the operability of the endoscopes may be affected when handling a plurality of endoscopes. For this reason, when the imaging unit is incorporated into the distal end portion of the insertion section of the endoscope, the direction of the optical axis O of the imaging unit needs to be accurately adjusted to match the specified direction.
  • a flange 22Bf is provided on the outer peripheral surface of the second electric board 22B.
  • At least one plane of the flange 22Bf is formed parallel to the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21.
  • the one plane is referred to as a position regulating surface 22Bfa.
  • the other flat surface 22Bfb facing the position regulating surface 22Bfa is also formed parallel to the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21 in the same manner.
  • the flange 22Bf is arranged so as to surround the outer peripheral surface of the second electric board 22B. However, at this time, the flange 22Bf is not provided over the entire circumference, and has a cutout portion 22Bfc that is partially cut out in the circumferential direction. This notch portion 22Bfc is a portion where the conductive circuit 26 is arranged. That is, the flange 22Bf is provided at a position avoiding the conductive circuit 26 provided on the first surface 22c of the second electric board 22B.
  • notch 22Bfc is formed in this manner. That is, when the three-dimensional electric board 23 is formed by MID, for example, and the flange 22Bf is provided over the entire circumference of the second electric board 22B, a part of the conductive circuit 26 is formed along the outer surface side of the flange 22Bf. will be established.
  • the flange 22Bf has a contact surface (a position regulating surface 22Bfa described later; see FIGS. 9 and 10) that abuts and contacts a fixed portion on the endoscope side, although the details will be described later. If the conductive circuit 26 is provided on this contact surface (position regulating surface 22Bfa), when the imaging unit 20B is incorporated into the distal end portion of the insertion portion of the endoscope, the conductive circuit 26 is fixed on the endoscope side. It becomes a form sandwiched between parts. At this time, the conductive circuit 26 may be damaged. In this case, electrical loss occurs, which degrades the transmission quality.
  • the flange 22Bf of the second electric board 22B is formed with a notch 22Bfc for avoiding the conductive circuit 26.
  • the conductive circuit 26 is prevented from coming into contact with the fixed portion of the endoscope.
  • one of the fixing members holding the imaging unit 20B is provided in the distal end portion of the insertion section.
  • An imaging unit holding section 30 (see FIGS. 9 and 10) is formed as a section.
  • the image pickup unit holding section 30 covers at least a part of the outer peripheral surface of the second electric board 22B of the image pickup unit 20B assembled in the distal end portion of the insertion section. It is formed with a fixing member having a housing portion 30c in which a part of the second electric board 22B is arranged.
  • the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf of the imaging unit 20B installed in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope is brought into contact with the position regulating surface 22Bfa.
  • a contacting flange contact surface 30a is formed.
  • the flange contact surface 30a is set so that the optical axis O of the imaging optical system 25 faces a specified direction when the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf comes into contact with the flange contact surface 30a.
  • the direction of the optical axis O defines the acquisition range of the observed image acquired by the imaging element 24 . Therefore, setting the direction of the optical axis O of the imaging optical system 25 means setting the acquisition range of the observation image in the endoscope.
  • the image pickup unit 20B is moved with respect to the optical axis O while maintaining the state in which the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf of the image pickup unit 20B is in contact with the flange contact surface 30a of the image pickup unit holding portion 30. It can be moved vertically within the range of the clearance CL. Thereby, the position adjustment of the imaging unit 20B within the plane perpendicular to the optical axis O can be performed at the same time.
  • the second electric board 22B has at least a portion of the cross section perpendicular to the optical axis O formed in an arc shape (substantially circular shape).
  • the rotation direction of the imaging unit 20B can be adjusted without causing positional deviation of the optical axis O of the imaging optical system 25 in the Z direction and in the plane perpendicular to the Z direction. can be reliably adjusted.
  • the imaging unit 20B After adjusting the position of the optical axis O of the imaging optical system 25 in the imaging unit 20B in this manner, the imaging unit 20B is fixed to the imaging unit holding section 30 using an adhesive or the like in order to fix the state. do.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
  • the imaging unit 20B is configured by providing the flange 22Bf on the second electric board 22B. Accordingly, an imaging unit holding section 30 having a flange contact surface 30a corresponding to the flange 22Bf is provided on the endoscope side to which the imaging unit 20B is applied.
  • the imaging unit 20B of the second embodiment described above the second electric board 22B of the three-dimensional electric board 23B has a substantially circular cross section perpendicular to the optical axis O.
  • the imaging unit of the present invention is not limited to the configuration example described above.
  • the second electric board in the three-dimensional electric board may have at least a portion of the cross section perpendicular to the optical axis O in an arc shape. Therefore, the shape of the second electric substrate can be, for example, a shape as shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a modification of the imaging unit of the second embodiment described above.
  • FIG. 11 is a plan view of the imaging unit of the modification when viewed from above.
  • the second electric board 22C has a substantially circular cross section as a whole in the direction perpendicular to the optical axis O, and is A cutout portion 22e is formed by cutting a portion of the cutout portion.
  • a flange 22Cf is provided on the outer peripheral surface of the second electric board 22C.
  • Other configurations are the same as those of the imaging unit 20B described above.
  • a fixing member for example, a portion called an imaging unit holding portion, etc.
  • an adhesive or the like to fix it.
  • the fixing holding force of the image pickup unit in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope is reduced by providing the following configuration. are improving. Configuration examples for fixing and holding the imaging unit will be described below with reference to FIGS. 12 to 19. FIG.
  • FIG. 12 to 19 are diagrams conceptually showing configuration examples for fixing and holding the imaging unit in an endoscope to which the imaging unit of the second embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing the configuration of the image pickup unit of the present embodiment and an image pickup unit holding section in an endoscope to which this image pickup unit is applied.
  • 13 is a schematic diagram showing a state in which the image pickup unit shown in FIG. 12 is incorporated into the image pickup unit holder shown in FIG. 14 is a top view seen from the direction of arrow [A] in FIG. 13.
  • FIG. FIG. 15 is a schematic diagram showing a cross section along [15]-[15] in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a cross section along [16]-[16] in FIG.
  • FIG. 17 is a top view showing a state after the imaging unit in the state of FIG. 14 is rotated in a predetermined direction by a predetermined rotation angle.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing a cross section along [18]-[17] in FIG. 19 is a schematic diagram showing a cross section along [19]-[19] in FIG. 17.
  • the imaging unit 20B applied in this configuration example is the one described with reference to FIGS. 6 to 10 above. Therefore, the configuration of the imaging unit 20B itself is as described above.
  • the imaging unit holding section 30B shown in FIGS. 12 to 19 is conceptually shown by extracting part of the fixing member inside the distal end portion of the insertion section of the endoscope. 12 to 19, a part of the imaging unit 20B is shown.
  • the part of the image pickup unit 20B mainly indicates a predetermined portion of the second electric board 22B that engages with the image pickup unit holding portion 30B, and the other portions are omitted.
  • the imaging unit holding section 30B of this configuration example is formed corresponding to the imaging unit 20B of the above-described second embodiment.
  • the image pickup unit holding section 30B of this configuration example is substantially the same as the image pickup unit holding section 30 described in the above-described second embodiment. It covers at least part of the outer peripheral surface of the second electric board 22B, and is formed with a housing portion 30c in which the tip portion of the second electric board 22B is arranged.
  • a tip opening 30f (see FIGS. 12 and 13) opened to the outside is formed on the tip side of the housing portion 30c.
  • the tip portion of the second electric board 22B in the imaging unit 20B, that is, the front portion of the imaging optical system 25 is arranged in the tip opening 30f (see FIG. 13).
  • an insertion-side opening 30g (see FIGS. 12 and 13) opened toward the outside is formed on the surface of the accommodating portion 30c facing the tip opening 30f.
  • This insertion-side opening 30g allows the tip portion of the second electric board 22B of the imaging unit 20B to be inserted along the arrow Z direction shown in FIG. It is the actual opening.
  • the tip opening 30f and the insertion side opening 30g are inserted inside.
  • Both the tip opening 30f and the insertion side opening 30g are formed in a substantially circular shape having a cutout surface 30h (see FIG. 12) that is partially cut out.
  • the tip opening 30f and the insertion side opening 30g are formed with different inner diameters.
  • the inner diameter of the tip opening 30f (reference D2 in FIG. 12) is set to be smaller than the inner diameter of the insertion-side opening 30g (reference D1 in FIG. 12) (D1>D2).
  • the tip portion of the second electric board 22B in the imaging unit 20B is arranged in the tip opening 30f.
  • the front surface of the imaging optical system 25 is exposed to the outside through the tip opening 30f.
  • the tip opening 30f is formed with a diameter that allows at least the front surface of the imaging optical system 25 to be exposed to the outside.
  • the tip opening 30f is formed to have a diameter smaller than the outer diameter dimension of the flange 22Bf of the second electric board 22B. With this configuration, the tip portion of the second electric board 22B does not protrude outside from the tip opening 30f.
  • the outer peripheral surface of the side surface of the distal end portion of the second electric board 22B of the image pickup unit 20B assembled in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope is opposed to the outer peripheral surface.
  • a predetermined gap CL is provided between it and the inner wall surface 30b on the imaging unit holding portion 30B side.
  • the imaging unit holding portion 30B has a position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf of the imaging unit 20B facing the position regulating surface 22Bfa.
  • a flange abutment surface 30a with which 22Bfa abuts is formed.
  • the flange abutment surface 30a is formed along the circumferential direction of the inner wall surface 30b of the housing portion 30c over substantially the entire circumference.
  • the flange contact surface 30a is not provided on the notch surface 30h (see FIG. 12).
  • the flange contact surface 30a is formed parallel to the front end surface of the image pickup unit holding portion 30B at a position separated from the front end surface of the image pickup unit holding portion 30B in the direction of the optical axis O by a predetermined distance H1 (see FIG. 12).
  • the predetermined distance is the distance from the front surface of the imaging optical system 25 to the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf in the direction of the optical axis O in the second electric board 22B of the imaging unit 20B (symbol H2 in FIG. 12). ) are set almost equivalently.
  • the position control surface 22Bfa of the flange 22Bf is brought into contact with the flange contact surface 30a.
  • the image pickup unit 20B can be arranged at a predetermined position where the front surface of the image pickup optical system 25 and the tip surface of the image pickup unit holding portion 30B are substantially flush with each other without the front surface protruding outside.
  • a key groove 30d is provided in the vicinity of the notch surface 30h and is formed in a half-moon concave shape from the inner wall surface 30b.
  • An upper side surface 30da (see FIG. 12) of the key groove 30d is formed so as to be connected to the flange contact surface 30a.
  • the width dimension (W1; see FIG. 12) of the key groove 30d in the direction (Z direction) along the optical axis O is larger than the thickness dimension (W2; see FIG. 12) of the flange 22Bf of the second electric board 22B. is set to be large (W1>W2).
  • the position control surface 22Bfa of the flange 22Bf is brought into contact with the flange contact surface 30a, and the image pickup unit 20B is moved while maintaining that state.
  • the flange 22Bf engages the keyway 30d. In this state, if the imaging unit 20B is adhesively fixed, the fixation of the imaging unit 20B in the direction along the optical axis O can be made stronger.
  • reference symbol D1 indicates the inner diameter dimension of the insertion side opening 30g of the imaging unit holding portion 30B.
  • symbol D2 indicates the inner diameter dimension of the tip opening 30f of the imaging unit holding portion 30B.
  • symbol D3 indicates the outer diameter dimension of the flange 22Bf of the second electric board 22B.
  • symbol D4 indicates the outer diameter dimension of the tip portion of the second electric board 22B.
  • the outer diameter dimension D3 of the flange 22Bf of the second electric board 22B is larger than the outer diameter dimension D4 of the tip portion of the second electric board 22B (D3>D4), and the imaging unit holding portion 30B
  • the inner diameter dimension D1 of the insertion side opening 30g is larger than the outer diameter dimension D3 of the flange 22Bf of the second electric board 22B (D1>D3), and the outer diameter dimension of the flange 22Bf of the second electric board 22B D3 is larger than the inner diameter dimension D2 of the tip opening 30f of the imaging unit holding portion 30B (D3>D2).
  • the inner diameter D2 of the tip opening 30f of the imaging unit holding portion 30B is larger than the outer diameter D4 of the tip portion of the second electric board 22B (D2>D4).
  • D1>D3>D2>D4 is set to be
  • the tip portion of the second electric board 22B can be inserted from the insertion side opening 30g in the direction of the arrow Z in FIG.
  • the second electric board 22B is placed at a predetermined position.
  • the tip portion of the second electric board 22B is arranged at a predetermined position within the tip opening 30f without the front surface of the imaging optical system 25 protruding outside from the imaging unit holding portion 30B.
  • the tip portion of the second electric board 22B of the imaging unit 20B is inserted in the direction of the arrow Z from the insertion side opening 30g of the imaging unit holder 30B.
  • the cutout portion 22Bfc of the flange 22Bf of the imaging unit 20B faces the cutout surface 30h of the imaging unit holding portion 30B. This is because the flange 22Bf is caught in the insertion-side opening 30g in any other state than this, and the imaging unit 20B cannot be inserted through the insertion-side opening 30g.
  • the image pickup unit 20B is arranged at a predetermined position where the front surface of the image pickup optical system 25 of the image pickup unit 20B and the tip surface of the image pickup unit holding portion 30B are substantially flush with each other. The state at this time is shown in FIGS. 13 to 16.
  • FIG. 13 to 16 The state at this time is shown in FIGS. 13 to 16.
  • a region 22Bfy indicated by leftward dotted oblique lines in FIG. 14 is a region where the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf is in contact with the flange contact surface 30a.
  • the flange 22Bf is not engaged with the keyway 30d.
  • the imaging unit 20B is rotated by approximately 90 degrees in the direction of arrow R shown in FIG. 14 (counterclockwise in FIG. 14). Then, the state shifts to that shown in FIGS.
  • a region 22Bfy indicated by leftward dashed oblique lines in FIG. 17 is a region where the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf is in contact with the flange contact surface 30a.
  • part of the flange 22Bf is engaged with the key groove 30d at this time.
  • part of the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf is in contact with the upper side surface of the keyway 30d. That is, a region 22Bfx indicated by a rightward dashed lane in FIG. 17 is a region where part of the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf is in contact with the upper surface of the keyway 30d.
  • the imaging unit 20B is restricted from moving along the optical axis O. In this state, for example, even if an unintended impact force or the like is applied from the outside, the image pickup unit 20B is prevented from coming off from the housing portion 30c of the image pickup unit holding portion 30B.
  • the image pickup unit 20B is fixed to the image pickup unit holding portion 30B with an adhesive or the like.
  • a key groove 30d is provided in the imaging unit holding portion 30B.
  • a part of the flange 22Bf of the image pickup unit 20B engages with the key groove 30d when the image pickup unit 20B is assembled in a predetermined position of the image pickup unit holding portion 30B.
  • FIG. 20 is a perspective view conceptually showing the appearance of an imaging unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a trihedral view of the imaging unit of this embodiment.
  • reference numeral [21A] indicates a top view seen from the direction of arrow [A] in FIG.
  • reference numeral [21B] indicates a side view seen from the arrow [B] direction in FIG.
  • reference numeral [21C] indicates a bottom view seen from the direction of arrow [C] in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line [21]-[21] in FIG.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view conceptually showing a state in which the imaging unit of this embodiment is held by the imaging unit holding section. Note that FIG. 23 is equivalent to the cross-sectional view of FIG.
  • the form of the first electric board 21D of the three-dimensional electric board 23D is different.
  • the second electrical board 22B is formed with a flange 22Bf as in the second embodiment described above.
  • the first electric board 21D has a tilted region 21Dy formed at a predetermined tilt angle with respect to the board region 21Dx including the imaging element mounting surface 21a (see FIG. 20).
  • the imaging element mounting surface 21a and the bottom surface 21b are formed in parallel.
  • Conductive circuits 26 are provided on the bottom surface 21b sides of the substrate region 21Dx and the inclined region 21Dy, as in the above-described embodiments.
  • a cable connection land 27 is formed in the end region of this conductive circuit 26 .
  • the cable connection land 27 is provided on the bottom surface 21b side of the inclined region 21Dy.
  • a signal transmission cable 28 is connected to the cable connection land 27 .
  • a connection portion between the cable connection land 27 and the signal transmission cable 28 is protected by an adhesive or the like 29x.
  • the inclined region 21Dy is arranged in a form extending toward the proximal side of the insertion portion of the endoscope. be done.
  • Other configurations are also the same as those of the above-described second embodiment.
  • FIG. 23 shows a state in which the imaging unit 20D of the third embodiment configured as described above is incorporated in the distal end portion of the insertion section of the endoscope and held by the imaging unit holding section 30D.
  • the configuration example shown in FIG. 23 is an example in which the imaging unit 20D of the third embodiment described above is applied to, for example, an oblique endoscope.
  • the optical axis O of the imaging optical system 25 accommodated in the second electric board 22B of the imaging unit 20D is tilted with respect to the insertion axis Ax of the insertion section of the endoscope. It is This form is possible because the inclined region 21Dy is provided on the first electric substrate 21D. That is, when the imaging unit 20D of the third embodiment is incorporated in the distal end portion of the insertion portion of the endoscope, the plane of the inclined region 21Dy of the first electric board 21D is aligned with the insertion axis Ax of the insertion portion.
  • the imaging unit 20D is arranged so as to be parallel to .
  • the direction in which the arrow of the insertion axis Ax shown in FIG. 23 points is defined as the insertion direction of the insertion portion.
  • the position of the imaging unit 20D is restricted by the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf of the second electric board 22B coming into contact with the flange contact surface 30a of the imaging unit holder 30D.
  • the first electric board 21D is attached to the image pickup unit holding portion 30D by an adhesive or the like 29x on the upper surface side of the inclined region 21Dy (the surface on the same side as the image pickup element mounting surface 21a). It is glued and fixed.
  • an adhesive is applied to protect the connection part. Thermal expansion occurs when the adhesive cures. At this time, for example, if another component is adhered onto the adhesive, the position of the component may change due to the thermal expansion of the adhesive, and the optical axis O may be misaligned. gender can be considered.
  • the amount of adhesive applied after connecting the signal transmission cable to the cable connection land becomes relatively large.
  • the larger the amount of adhesive applied the greater the thermal expansion.
  • the positions of other components adhered on the adhesive are greatly changed, and the deviation of the optical axis O is also increased.
  • the cable connection land 27 is provided on the bottom surface 21b of the inclined area 21Dy of the first electric board 21D, so that the signal transmission cable 28 is connected to the inclined area 21Dy of the first electric board 21D. is connected to the bottom surface 21b side of the .
  • the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21D and the bottom surface 21b facing the imaging element mounting surface 21a are formed in parallel. Further, the imaging element mounting surface 21a and the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf are formed in parallel. As a result, the imaging element mounting surface 21a, the bottom surface 21b opposite thereto, and the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf are parallel.
  • the imaging unit 20D when the imaging unit 20D is pressed in the direction along the optical axis O (see the direction of arrow Z1 in FIG. 23) from the bottom surface 21b side of the first electric board 21D, the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf becomes the imaging unit holding portion. 30D is in contact with the flange contact surface 30a. As a result, the image pickup unit 20D can be pressed in a reliable and stable state, so that the position adjustment can be performed while suppressing the positional deviation of the optical axis O of the image pickup unit 20D.
  • FIG. 24 is a diagram showing a modification of the imaging unit of the third embodiment of the invention.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view conceptually showing a state in which the image pickup unit of this modified example is held by the image pickup unit holding section.
  • the imaging unit 20E of this modified example is applied to a perspective-type endoscope in the same manner as the imaging unit 20D of the above-described third embodiment.
  • the imaging unit 20E of this modified example differs from the imaging unit 20D of the above-described third embodiment in the inclination of the optical axis O of the imaging optical system 25 with respect to the insertion axis Ax.
  • the optical axis O is tilted toward the proximal side in the direction along the insertion axis Ax.
  • the optical axis O is inclined toward the insertion direction in the direction along the insertion axis Ax.
  • the imaging unit 20E of this modified example has an inclined area 21Ey formed at a predetermined inclination angle with respect to the substrate area 21Ex including the imaging element mounting surface 21a of the first electric substrate 21E.
  • the imaging element mounting surface 21a and the bottom surface 21b of the substrate region 21Ex are formed in parallel.
  • the inclined region 21Ey is arranged to extend toward the proximal side of the insertion portion of the endoscope. be done.
  • a conductive circuit 26 is provided on the imaging element mounting surface 21a side of the inclined region 21Ey.
  • a cable connection land 27 is formed in the terminal region of this conductive circuit 26 .
  • a signal transmission cable 28 is connected to the cable connection land 27 .
  • a connection portion between the cable connection land 27 and the signal transmission cable 28 is protected by an adhesive or the like 29x.
  • the tip of the conductive circuit 26 is connected to the conductive circuit 26 on the first surface 22c of the second electric board 22B.
  • the second electric board 22B has a flange 22Bf and is formed substantially in the same manner as in the above-described second and third embodiments.
  • Other configurations are the same as those of the above-described third embodiment.
  • FIG. 24 shows a state in which the imaging unit 20E of the third embodiment configured as described above is incorporated in the distal end portion of the insertion section of the endoscope and held by the imaging unit holding section 30E.
  • the optical axis O of the imaging optical system 25 accommodated in the second electric board 22B of the imaging unit 20E is arranged at an angle to the insertion axis Ax of the insertion section of the endoscope. ing.
  • the position of the imaging unit 20E is restricted by the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf of the second electric board 22B contacting the flange contact surface 30a of the imaging unit holding portion 30E.
  • a portion of the first electric board 21E is finally adhesively fixed to a portion of the imaging unit holding portion 30D with an adhesive or the like 29x. Therefore, the imaging unit 20E is held in a stable state with respect to the imaging unit holding section 30E.
  • the imaging unit 20E has the imaging element mounting surface 21a of the first electric board 21E and the bottom surface 21b of the imaging element mounting surface 21a formed in parallel. At the same time, the imaging element mounting surface 21a and the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf are formed in parallel.
  • the imaging unit 20E when the imaging unit 20E is pressed in the direction along the optical axis O (see the direction of arrow Z2 in FIG. 24) from the bottom surface 21b side of the first electric board 21E, the position regulating surface 22Bfa of the flange 22Bf becomes the imaging unit holding portion. It abuts on the flange abutment surface 30a of 30E. As a result, the image pickup unit 20E can be pressed in a reliable and stable state, so that the position adjustment can be performed while suppressing the positional deviation of the optical axis O of the image pickup unit 20E.
  • a three-dimensional electric substrate is formed by MID using, for example, a resin containing a metal catalyst.
  • the surface of this MID is irradiated with laser toward a desired pattern portion to activate the metal catalyst. After that, electroless plating is applied to form a conductive circuit pattern.
  • the laser irradiation performed in such a manufacturing process is performed, for example, on the surface of a three-dimensional electric substrate.
  • the surface of the object to be irradiated must be sufficiently exposed to the outside.
  • the substrate surface may not be sufficiently irradiated with the laser.
  • the metal catalyst cannot be sufficiently activated. Therefore, the formed wiring pattern (conductive circuit) may not be deposited reliably. If such a wiring pattern is insufficiently deposited, signal transmission cannot be performed reliably, and the transmission quality may deteriorate due to this. For example, if transmission deterioration occurs in a conductive circuit that transmits an image signal, the image quality of a displayed image may be degraded.
  • the portion where the conductive circuit is provided is formed in a form that allows laser irradiation to be performed reliably.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and applications can be implemented without departing from the gist of the invention.
  • the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in each of the above embodiments, if the problem to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained, this constituent element is deleted. The resulting configuration can be extracted as an invention.
  • components across different embodiments may be combined as appropriate. The invention is not restricted by its particular embodiments except as limited by the appended claims.

Abstract

本発明の撮像ユニット(20)は、光軸Oを有する撮像光学系(25)と、撮像光学系により形成された光学像を撮像する撮像素子(24)と、撮像素子が実装される第1の電気基板(21)と、撮像光学系と撮像素子との周囲を囲み光軸に沿う方向に延出し撮像光学系と撮像素子とを内部に収容する収容空間(22a)を有し、光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成され、第1の電気基板と一体に構成される第2の電気基板(22)と、第2の電気基板の表面のうち外部に露呈する第1表面(22c)と、収容空間内において撮像光学系の周囲に対向する第2表面(22d)との各表面にそれぞれ設けられ第1の電気基板と第2の電気基板とを接続する導電回路(26)とを有する。

Description

撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡
 この発明は、内視鏡の挿入部の先端部の内部に設けられ被検体内を撮像する撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡に関するものである。
 従来、細長管形状の挿入部を有して構成される内視鏡は、例えば医療分野や工業分野等において広く利用されている。このうち、医療分野において用いられる医療用内視鏡は、撮像ユニットを備えた挿入部を、例えば生体の体腔内に挿入して、当該生体の臓器等の内部の病変部等の画像を取得する機能を有する。そして、使用者は、取得した画像に基づいて、病変部等の状態の観察や検査を行う。また、工業分野において用いられる工業用内視鏡は、撮像ユニットを備えた挿入部を、例えばジェットエンジンや工場配管等の装置若しくは機械設備等の内部に挿入して、当該装置または機械設備内部の傷や腐蝕等の画像を取得する機能を有する。そして、使用者は、取得した画像に基づいて、傷や腐食等の状態の観察や検査を行う。
 この種の内視鏡や、当該内視鏡に適用される撮像ユニット等においては、近年、多機能化及び高性能化に伴って部品点数が増大化する傾向にある。また、使用される部品点数の増加に伴って、従来の内視鏡や撮像ユニットは、製造時における組立調整等が増える傾向がある。したがって、近年、内視鏡や撮像ユニット等の組立時間が長時間化する傾向がある。その結果、近年、内視鏡や撮像ユニット等についての製造コストが増大化するという問題が生じている。
 また、従来の内視鏡や撮像ユニットにおいては、小型化への強い要望が常にあり、このような要望に応じるための工夫が常に行われている。しかし、小型で多機能及び高性能な内視鏡や撮像ユニットを製造するためには、より高い工作精度の向上が望まれると同時に、製造時の組立工程の難易度は年々高くなる傾向にある。
 例えば、内視鏡に適用される撮像ユニットにおいては、撮像素子の高画素化に伴って画素間隔が縮小化する傾向が顕著である。撮像素子における画素間隔が微細化した場合、取得される画像の画質の劣化が懸念される。このような画質劣化を抑えるためには、例えば、撮像ユニットに含まれる撮像光学系の加工精度や組み立て精度を向上させる必要がある。
 また、例えば、撮像ユニットに適用される撮像光学系は、複数の光学レンズからなり、これら複数の光学レンズは、各レンズの光軸が一致した状態に調整される必要がある。また、各レンズの光軸が一致した状態を確実に維持するために、これら複数の光学レンズはレンズ鏡筒等の保持部材を用いて保持される。そのため、撮像光学系を組み立てる際の組立調整に多くの時間がかかってしまっている。
 さらに、例えば、斜視型或いは側視型の内視鏡等に用いられる撮像ユニットにおいては、撮像光学系にプリズム等が含まれる構成がある。このような構成の斜視型内視鏡では、プリズム等の加工精度に高い精度が要求される。
 一方、従来の内視鏡に適用される撮像ユニットにおいては、機能を維持したまま小型化を実現するための手段として、例えば電気回路基板(以下、電気基板と略記する)上に電子部品を実装する面積を拡張し、或いは部品実装を高密度化する等の工夫が、例えば、日本国特許公開2006-237276号公報、日本国特許公開2020-10825号公報等によって、種々提案されている。
 上記日本国特許公開2006-237276号公報に開示されている撮像ユニットは、独立した複数の電気基板を接続して立体的な電気基板を構成している。しかし、上記日本国特許公開2006-237276号公報によって開示されている従来の撮像ユニットの構成では、部品点数が多くなる上に、各電気基板の組立調整が必要になってしまうという問題点がある。
 また、上記日本国特許公開2020-10825号公報に開示されている撮像ユニットは、フレキシブルプリント基板を折り曲げることで立体的な電気基板を構成している。しかし、上記日本国特許公開2020-10825号公報によって開示されている従来の撮像ユニットの構成では、フレキシブルプリント基板を適用しているために、基板を保持する保持部品が別途必要になることから、部品点数が多くなってしまうという問題点がある。
 従来の撮像ユニットの小型化のための別の技術的手段としては、例えば撮像素子と撮像光学系とを一体的に形成する構成が、例えば、日本国特許公開2018-165786号公報、日本国特許第5958727号公報等によって、種々提案されている。
 上記日本国特許公開2018-165786号公報によって開示されている撮像ユニットは、撮像光学系と撮像素子との間にスペーサ部材を設けて、これらを一体に構成している。当該スペーサ部材には光軸方向の高さが変化する複数の当接面を備えている。また、撮像光学家にはスペーサ部材の各当接面に当接する当接部を有して構成されている。この構成により、当該公報に開示されている撮像ユニットでは、撮像光学系と撮像素子との間隔調整を容易に行うことができる。しかし、上記日本国特許公開2018-165786号公報によって開示されている撮像ユニットの構成では、撮像光学系と撮像素子との光軸方向の間隔調整を容易に行うことができるが、部品点数が増加してしまうという問題点がある。
 また、上記日本国特許第5958727号公報等によって開示されている撮像ユニットは、撮像光学系と撮像素子とカバーガラスを接着により接合した上で、撮像光学系、レンズ鏡筒、撮像素子、伝送ケーブルの外周側の少なくとも一部をモールド樹脂によって被覆することにより一体的な構成としている。しかし、上記日本国特許第5958727号公報等によって開示されている撮像ユニットの構成では、撮像光学系と撮像素子とカバーガラスを接着により接合する際には、撮像光学系の光軸を撮像素子の中心位置に合致させる調整に加えて、撮像光学系の光軸に対して撮像素子の撮像面が正確に直交する位置に配置するための調整などが必要になることから、製造コストが増加してしまうという問題点がある。
 さらに、近年、撮像ユニットにおける小型化を実現するための技術的手段として、MID(Molded Interconnect Device;成形回路部品、つまり成形相互接続デバイス)を用いて立体的な電気基板を形成する技術が、一般に実用化されている。このMIDとは、射出成形品等の立体成形品の表面に電気回路用配線を一体形成した3次元成形回路部品である。このようなMID技術を用いることによって、従来の2次元回路(平面回路)とは異なり、傾斜面、垂直面、曲面、成形体に設けた貫通孔の内部等に対しても電気回路用配線を形成することができる。
 ところが、従来の撮像ユニットなどに立体電気基板として適用されるMIDは、通常の場合、断面形状が四角形状からなる方体に形成されているものが普通である。立体電気基板の断面形状が四角形状である場合、次に挙げるような、いくつかの問題点が生じる可能性がある。
 例えば、撮像ユニットを内視鏡の挿入部の先端部材内に組み込む際に、撮像ユニットの先端部分周辺に対して行う補修接着作業の良好な作業性を確保できない可能性がある。
 また、例えば、撮像ユニットの位置調整を行う際に、光軸に対する回転方向の調整が充分に行うことができないことから、内視鏡使用時の観察画像内において処置具等の出現位置等にばらつきが生じる等、観察表示画像に影響が及ぶ場合がある。
 さらに、例えば、内視鏡使用時において、先端にエッジ部分を持った撮像ユニットの先端部分が被検体内壁等に接触した場合に、エッジ部分が生体内壁等に引っ掛かる等の可能性がある。
 また、一般に、立体電気基板においては、例えば表面側の配線と裏面側の配線とが重なる部分において配線が近接している場合、各配線を伝わる伝送信号同士が電波干渉してしまい、伝送品位が低下してしまう傾向がある。このような伝送信号の電波干渉を避けるための措置として、立体電気基板においては、基板の肉厚を厚くする等により、配線の重なり部分の離間距離を確保する等が考えられる。しかしながら、断面形状が四角形状の立体電気基板において基板の肉厚を厚く設定すると、外形サイズが大きくなってしまい、撮像ユニットの小型化を実現することができないという問題が生じる。さらに、撮像ユニットの外形サイズが大きくなると、伝送経路が長くなってしまうという問題点もある。特に、内視鏡は伝送経路が長くなりがちであるので、良好な伝送品位を確保するためには、伝送経路をできるだけ短くしたいという要望が常にある。
 本発明は、従来通りの機能を維持しながら、或いは従来よりも高性能化や多機能化を実現しながらも、ユニット総体の部品点数を抑制することができ、製造時における組立時間の削減に寄与すると共に、製造コストの低減化にも寄与することのできる撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様の撮像ユニットは、光軸を有する撮像光学系と、前記撮像光学系により形成された光学像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子が実装される第1の電気基板と、前記撮像光学系と前記撮像素子との周囲を囲み、前記光軸に沿う方向に延出し、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内部に収容する収容空間を有し、前記光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成され、前記第1の電気基板と一体に構成される第2の電気基板と、前記第2の電気基板の表面のうち外部に露呈する第1表面と、前記収容空間内において前記撮像光学系の周囲に対向する第2表面との各表面にそれぞれ設けられ、前記第1の電気基板と前記第2の電気基板とを接続する導電回路と、を有する。
 本発明の一態様の内視鏡は、光軸を有する撮像光学系と、前記撮像光学系により形成された光学像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子が実装される第1の電気基板と、前記撮像光学系と前記撮像素子との周囲を囲み、前記光軸に沿う方向に延出し、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内部に収容する収容空間を有し、前記光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成され、前記第1の電気基板と一体に構成される第2の電気基板と、前記第2の電気基板の表面のうち外部に露呈する第1表面と、前記収容空間内において前記撮像光学系の周囲に対向する第2表面との各表面にそれぞれ設けられ、前記第1の電気基板と前記第2の電気基板とを接続する導電回路と、を有する撮像ユニットと、被検体内に所定の挿入方向に挿入される挿入部と、前記挿入部の先端に設けられ、前記撮像ユニットを保持する撮像ユニット保持部と、を有する。
 本発明によれば、従来通りの機能を維持しながら、或いは従来よりも高性能化や多機能化を実現しながらも、ユニット総体の部品点数を抑制することができ、製造時における組立時間の削減に寄与すると共に、製造コストの低減化にも寄与することのできる撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡を提供することができる。
本発明の一実施形態の撮像ユニットが適用される内視鏡を含む内視鏡システムを示す外観図、 本発明の第1の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図、 図2の撮像ユニットの三面図、 図3の[4]-[4]線に沿う断面図、 本発明の第1の実施形態の撮像ユニットについての変形例を示し、当該変形例の撮像ユニットを上面から見た際の平面図、 本発明の第2の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図 本発明の第2の実施形態の撮像ユニットの三面図 図6の[8]-[8]線に沿う断面図 本発明の第2の実施形態の撮像ユニットを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際の光軸調整工程を概念的に示す図であって、撮像ユニットを上面側から見た平面図 図9の撮像ユニットを図6の矢印[D]に相当する方向から見た正面図 本発明の第2の実施形態の撮像ユニットの変形例を示し、当該撮像ユニットを上面から見た際の平面図 本発明の第2の実施形態の撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡における撮像ユニット保持部の構成を示す概略斜視図 図12の撮像ユニットを同図の撮像ユニット保持部に対して組み込んだ状態を示す概略図 図13の矢印[A]方向から見た上面図 図14の[15]-[15]に沿う断面を示す概略図 図14の[16]-[16]に沿う断面を示す概略図 図14の状態にある撮像ユニットを所定の方向に所定の回転角度だけ回転させた後の状態を示す上面図 図17の[18]-[17]に沿う断面を示す概略図 図17の[19]-[19]に沿う断面を示す概略図 本発明の第3の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図 本発明の第3の実施形態の撮像ユニットの三面図 図21の[21]-[21]線に沿う断面図 図20の撮像ユニットが撮像ユニット保持部によって保持されている状態を概念的に示す断面図 本発明の第3の実施形態の撮像ユニットの変形例を示す断面図
 以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。
  以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識できる程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関して、図示の形態のみに限定されるものではない。
 まず、本発明の各実施形態の撮像ユニットの詳細な構成を説明する前に、当該撮像ユニットが適用される内視鏡を含む内視鏡システム全体の概略構成について、図1を用いて、以下に簡単に説明する。
 図1は、本発明の各実施形態の撮像ユニットが適用される内視鏡を含む内視鏡システムを示す外観図である。当該内視鏡システムの基本的な構成は、従来の内視鏡システムと略同様である。したがって、以下の説明は、当該内視鏡システムにおける各構成部材の概略的な説明のみに留める。
 図1に示すように、本発明の各実施形態の撮像ユニット(詳細後述;図1では符号20を付している)が適用される内視鏡2を含む内視鏡システム1は、内視鏡2と、光源装置3と、ビデオプロセッサ4と、表示装置5等によって主に構成されている。
 内視鏡2は、略細長管形状の挿入部9と、この挿入部9が延設され略箱型形状からなる操作部10と、ユニバーサルコード12等によって主に構成されている。
 内視鏡2の挿入部9は、先端側から順に先端部6と、湾曲部7と、可撓管部8とが連設されて構成されている。この挿入部9の基端は、操作部10に接続されている。
 先端部6の内部には、本実施形態の撮像ユニット(符号20)が配設されている。撮像ユニットの詳細構成は後述する。なお、図1においては、撮像ユニットに符号20を付して図示している。撮像ユニット20は、本発明の第1の実施形態(図2~図4参照)の撮像ユニットに相当する。内視鏡2においては、本発明のその他の実施形態の撮像ユニット(20A,20B,20C,20D,20E)も同様に適用することができる。
 操作部10は、処置具等を挿入するための開口を有する鉗子口11と、把持部を構成する操作部本体と、当該操作部本体の外面上に設けられ内視鏡2の各種の操作を行う複数の操作部材等を有して主に構成されている。
 操作部10に設けられる鉗子口11は、操作部10から挿入部9の先端部6の先端側開口部までの間に挿通配置される処置具チャンネル(不図示)の基端側開口部を構成している。
 ユニバーサルコード12は、操作部10の側方から延出する管状部材である。このユニバーサルコード12の先端部位にはスコープコネクタ13が設けられている。このスコープコネクタ13は光源装置3に接続されている。
 光源装置3は、内視鏡2の挿入部9の先端部6の内部に設けられる照明光学部材(不図示)に対して照明光を供給する装置である。光源装置3から出射される照明光は、スコープコネクタ13からユニバーサルコード12,操作部10,挿入部9を挿通して配置されている光ファイバーケーブル17を通って、内視鏡2の挿入部9の先端部6へと伝達される。そして、当該照明光は、先端部6の前面に設けられる照明光学部材(不図示)を透過して、先端部6の前方の観察対象物(病部等変)へ向けて照射される。
 また、スコープコネクタ13からは、スコープケーブル14が側方に向けて延出している。このスコープケーブル14の先端部位には電気コネクタ部15が設けられている。この電気コネクタ部15はビデオプロセッサ4に接続されている。
 ビデオプロセッサ4は、本内視鏡システム1の全体を制御する制御装置である。この場合において、当該ビデオプロセッサ4は、内視鏡2の挿入部9の先端部6の内部に設けられる撮像ユニット20からの撮像信号を受けて所定の信号処理を行う信号処理回路や、当該撮像ユニット20等を駆動するための制御信号等を出力する制御処理回路等を含む。
 そのために、ビデオプロセッサ4から先端部6の内部構成ユニット(例えば撮像ユニット20等)までの間には、信号伝送ケーブル(不図示)が配設されている。この信号伝送ケーブルは、例えば電気コネクタ部15、スコープケーブル14、スコープコネクタ13、ユニバーサルコード12、操作部10、挿入部9の内部を挿通して配置されている。
 このような構成により、例えば撮像ユニット20から出力される撮像信号や、ビデオプロセッサ4から出力される制御信号等は、信号伝送ケーブルを通って撮像ユニット20とビデオプロセッサ4との間で伝達される。なお、信号伝送ケーブルの一形態としては、例えば、複数のケーブルを束ねて外皮シールド,外皮チューブ等で覆った形態の複合ケーブル等が適用される。
 ビデオプロセッサ4と表示装置5との間は、ビデオケーブル16を用いて接続されている。このビデオケーブル16は、ビデオプロセッサ4から出力される画像信号や制御信号等を表示装置5へと伝送する。
 表示装置5は、ビデオプロセッサ4から出力された画像信号や制御信号を受けて、受信した制御信号に応じた表示形態による所定の形態の内視鏡画像や各種の情報表示を行う。
 本発明の各実施形態の撮像ユニット20を適用した内視鏡2を含む内視鏡システム1は、概略以上のように構成されている。なお、内視鏡システム1におけるその他の構成は、従来の同種の内視鏡システムと略同様である。
 次に、本発明の第1の実施形態の撮像ユニットについて、図2~図4を用いて以下に詳述する。図2は、本発明の第1の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図である。図3は、本実施形態の撮像ユニットの三面図である。なお、図3において符号[3A]は図2の矢印[A]方向から見た上面図を示している。また、図3において符号[3B]は図2の矢印[B]方向から見た側面図を示している。そして、図3において符号[3C]は図2の矢印[C]方向から見た底面図を示している。図4は、図3の[4]-[4]線に沿う断面図である。
 図2~図4に示すように、本実施形態の撮像ユニット20は、第1の電気基板21と第2の電気基板22とからなる立体電気基板23と、撮像素子24と、撮像光学系25と、導電回路26とを有する。
 撮像光学系25は、被検体内の観察対象物(病変部等)の光学像を形成する複数の光学レンズ等からなる光学ユニットである。撮像光学系25を構成する複数の光学レンズは、それぞれの光軸Oを一致させた形態で保持されている。なお、図2~図4においては、複数の光学レンズ等の詳細な図示は省略し一つの部材として図示している。この場合において、図2~図4に示す撮像光学系25は、全体として略四角柱形状に形成された形態を例示している。この構成例において、撮像光学系25を略四角柱形状としているのは、撮像素子24の撮像面の四角形状に合わせている形成しているためである。したがって、撮像光学系25の形状は、この構成例の形態に限られることはなく、異なる形状で構成してもよい。
 撮像素子24は、撮像光学系25により形成された光学像を受けて電気的な画像信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子を駆動制御する電気回路等を含んで構成される電子部品である。この撮像素子24は、第1の電気基板21上の所定の位置に実装されている。
 撮像素子24は、例えばウエハプロセスによって複数の素子を形成したウエハを、ダイシングプロセスによって切り離すことにより、チップ化(個片化)された複数の素子が生成される。したがって、撮像素子24は、断面が四角形状に形成される。また、上述したように、撮像光学系25は、撮像素子24の断面形状に合わせて略四角柱形状に形成している。そして、本実施形態の撮像ユニット20においては、撮像素子24と撮像光学系25とは、例えば熱収縮チューブ若しくは接着剤等のケーシング部材29(図4参照)を用いて一体化されている。
 撮像素子24の受光面(撮像面)は、撮像光学系25の光軸Oに対して垂直方向の平面(直交面)と平行に設置されている。これと同時に、撮像光学系25の光軸Oは、撮像素子24の受光面(撮像面)の略中心位置に配置されている。
 立体電気基板23は、第1の電気基板21と第2の電気基板22とを一体的に形成することによって立体的に構成される電気基板である。本実施形態の撮像ユニット20において、立体電気基板23は、例えばMID(Molded Interconnect Device;成形回路部品)によって形成されている例を示している。なお、立体電気基板23は、MIDによる成形部品により構成するほかにも、例えば、第1の電気基板21と第2の電気基板22とをそれぞれ形成した後、両者を一体に接続した形態とし、その表面上の所定の位置に導電回路を設けるような形態としてもよい。
 第1の電気基板21は、略平板形状に形成される電気基板である。この第1の電気基板21の所定の面(図2の符号21a参照)上の所定の位置に撮像素子24が実装されている。ここで、第1の電気基板21の所定の面(符号21a)は、撮像素子24の実装面となっている。したがって、以下、第1の電気基板21において、撮像素子24の実装されている面を撮像素子実装面21aと呼称する。
 また、第1の電気基板21には、外面の所定の領域に、第1の電気基板21と第2の電気基板22とを接続する導電回路26の一部が設けられている。
 本実施形態において、導電回路26は、図示のように、第1の電気基板21の底面21bと、側面21cとに形成されている例を示している。この場合において、底面21bに形成される導電回路26は、側面21cに形成される導電回路26と連続して形成されており、側面21cに形成される導電回路26は、後述する第2の電気基板22の第1表面22cに形成される導電回路26に連続して形成されている。
 そして、第1の電気基板21の底面21bに形成される導電回路26の末端領域には、ケーブル接続ランド27が設けられている。このケーブル接続ランド27は、信号伝送ケーブル28と導電回路26とを接続するために第1の電気基板21上に設けられた半田付け領域である。
 なお、信号伝送ケーブル28は、外部機器(例えばビデオプロセッサ4等)から延出される信号伝送用のケーブル線である。この信号伝送ケーブル28がケーブル接続ランド27に半田付けされることによって、外部機器と撮像素子24との間は、信号伝送ケーブル28、ケーブル接続ランド27、導電回路26を通じて電気的に接続される。この構成により、外部機器と撮像素子24との間で電気信号の授受を行うことができるようになる。なお、信号伝送ケーブル28がケーブル接続ランド27に半田付けされる接続部分は、接着剤等29xを用いて外表面が保護されている(図3,図4参照)。
 一方、第2の電気基板22は、第1の電気基板21の撮像素子実装面21aの所定の位置から光軸Oに沿う方向に延出する略円筒形状に形成される電気基板である。具体的には、例えば、第2の電気基板22は、第1の電気基板21と撮像素子24との接続部分から、光軸Oに沿う方向に延出して形成されている。
 第2の電気基板22は、撮像素子24と撮像光学系25とを収容する収容空間22aを内部に有して形成されている。この収容空間22aの一方の端面は、第1の電気基板21に接続されていることによって閉塞されている。したがって、第1の電気基板21の撮像素子実装面21aが、当該収容空間22aの底面となっている。そして、この収容空間22aの底面部分となる撮像素子実装面21a上の略中央部分に撮像素子24が実装されている。
 また、収容空間22aの底面に対向する他端面には、矩形状の開口22bが形成されている。これにより、収容空間22aは、開口22bによって外部に開放されている。開口22bは、上述したように、矩形状に形成されている。これに合わせて、収容空間22aは、略四角柱形状の空間となっている。
 上述したように、収容空間22aの底面部分、即ち第1の電気基板21の撮像素子実装面21a上には撮像素子24が実装されている。そして、この撮像素子24上には撮像光学系25が配置されている。ここで、撮像素子24と撮像光学系25とは、上述したように、ケーシング部材29(例えば熱収縮チューブ若しくは接着剤等)を用いて一体化されている。これにより、上述したように、撮像素子24及び撮像光学系25が一体化されたユニットの外形状は全体として略四角柱形状となっている。
 このような形態の撮像素子24及び撮像光学系25が一体化されたユニットは、収容空間22aの内部に収容されている。この状態において、第2の電気基板22は、当該撮像素子24及び撮像光学系25の側方周囲に沿って、光軸Oに沿う方向に延出し、撮像素子24及び撮像光学系25の側面(外周、周囲)を囲んで配置されている。そして、第2の電気基板22は、光軸Oに垂直方向(直交方向)の断面の少なくとも一部が弧形状(例えば円形状或いは楕円形状等)に形成されている(図3の符号[3A]参照)。
 さらに、第2の電気基板22は、外表面の所定の位置に導電回路26を有している。詳述すると、導電回路26は、第2の電気基板22の外表面のうち、外部に露呈する第1表面22c上と収容空間22aの内壁面となる第2表面22d上とに形成されている。
 この場合において、第1表面22cは、図3等に示すように、第2の電気基板22の外周側面と、第2の電気基板22の上面側における開口22bの外周縁部表面とである。また、第2表面22dは、同図3等に示すように、収容空間22aの内壁面であって、撮像素子24及び撮像光学系25の側面に対向する表面である。
 ここで、第2表面22d上の導電回路26の一端26a(図4等参照)は、収容空間22aの底面部分に実装される撮像素子24との接続部分21eに接続されている。また、第2表面22d上の導電回路26の他端26b(図4等参照)は、第1表面22c上の導電回路26の一端22caに接続されている。そして、この第1表面22c上の導電回路26の他端22cb(図4等参照)は、第1の電気基板21の側面21cの導電回路26に接続されている。
 このように、導電回路26は、撮像素子24との接続部分21eから、第2の電気基板22の第2表面22d及び第1表面22cを経て、第1の電気基板21の導電回路26まで連続して設けられている。これにより、導電回路26は、第1の電気基板21と第2の電気基板22とを接続し、第1の電気基板21と第2の電気基板22を通して、撮像素子24と、信号伝送ケーブル28とを接続している。
 なお、収容空間22aの内部に撮像素子24及び撮像光学系25が収納された状態において、収容空間22aの内壁と撮像素子24及び撮像光学系25との隙間空間22aa(図4参照)には、接着剤等のケーシング部材29(図4参照)が充填されている。
 以上説明したように上記第1の実施形態によれば、撮像ユニット20において、第1の電気基板21と第2の電気基板22とを一体的に形成した立体電気基板23を採用し、第2の電気基板22は、撮像光学系25と撮像素子24とを内部に収容する収容空間22aを有して形成され、撮像光学系25と撮像素子24との周囲を囲み、光軸Oに沿う方向に延出して形成されている。また、第2の電気基板22は、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成されている。
 つまり、本実施形態においては、第2の電気基板22を撮像光学系25の保持枠としてのレンズ鏡筒の代替として用いることにより、撮像素子24及び撮像光学系25を一体化したユニットを、立体電気基板23の収容空間22a内に収容した状態で、立体電気基板23と一体に構成することができる。
 したがって、この構成により、部品点数の削減に寄与することができると同時に、組立時間の削減にも寄与することができ、製造コストの低減化にも寄与することができる。
 また、第2の電気基板22は、収容空間22a内に、撮像素子24及び撮像光学系25を一体化した略四角柱形状のユニットを収容しながら、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状として構成したので、次に挙げるような好ましい効果を得ることができる。
 例えば、撮像ユニット20を内視鏡の挿入部の先端部の内部に組み込む際に、撮像ユニット20の先端部分周辺に対して行う補修接着作業の良好な作業性を確保できるようになる。
 また、例えば、撮像ユニット20の位置調整を行う際に、光軸Oに対する回転方向の調整を行うことができるようになる。これにより、内視鏡の使用時における観察表示画像を適切な状態に調整することができる。例えば、観察表示画像内への処置具等の出現位置を所定の位置となるように調整することができる。
 さらに、例えば、内視鏡の使用時に、撮像ユニット20の先端部分が被検体内壁等に接触しても、生体内壁等に引っ掛かる可能性を排除することができる。よって、円滑かつ安全な使用を確保することができる。
 また、立体電気基板23における第2の電気基板22において、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状(略円形状)に形成すると共に、収容空間22a内の形状を略四角柱形状としたことから、基板の肉厚を厚く設定することなく、基板の各表面に配設する配線(導電回路26)同士の離間距離(図3の符号D参照)を確保することができる。したがって、これにより、良好な伝送品位を確保するができる。
 つまり、第2の電気基板22において、第1表面22cに設けられる導電回路26と、第2表面22dに設けられる導電回路26とは、第2の電気基板22の肉厚によって、充分な離間距離Dによって隔てられている。
 ここで、立体回路基板の外形形状と収容空間の内部形状とを略同一形状とした場合、均一な肉厚の壁部が形成されることになる。この場合、第1表面(外部露呈面)と第2表面(収容空間内壁面)との離間距離を確保するためには、基板の肉厚を厚く設定する必要がある。しかし、その場合、外形サイズが増大してしまう。
 一方、本実施形態の立体電気基板23においては、第2の電気基板22は、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状(具体的には略円形状)に形成すると共に、収容空間22aの断面形状を略四角形状としている。このことから、本実施形態においては、第2の電気基板22における第1表面22c(外部露呈面)と第2表面22d(収容空間内壁面)との離間距離Dを充分に確保することができる。
 なお、上述の第1の実施形態の撮像ユニット20においては、立体電気基板23の第2の電気基板22は、光軸Oに垂直方向の断面を略円形状に形成した形態を例示している。しかしながら、本発明の撮像ユニットは上述した構成例に限られることはない。即ち、本発明の撮像ユニットにおいては、立体電気基板における第2の電気基板は、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状であればよい。したがって、第2の電気基板の形状としては、例えば、図5に示すような形状とすることもできる。
 図5は、上述の第1の実施形態の撮像ユニットについての変形例を示す図である。この図5は、当該変形例の撮像ユニットを上面から見た際の平面図である。図5に示すように、この変形例の撮像ユニット20Aにおける立体電気基板23Aは、第2の電気基板22Aが、光軸Oに垂直方向の断面が全体として略円形状からなり、かつ外周の一部を切り欠いた切欠部22eを設けて形成されている。その他の構成は、上述の撮像ユニット20と同様である。
 このような形態の第2の電気基板22Aを採用しても、上述の第1の実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
 次に、本発明の第2の実施形態の撮像ユニットについて、図6~図10を用いて以下に説明する。図6は、本発明の第2の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図である。図7は、本実施形態の撮像ユニットの三面図である。なお、図7において符号[7A]は図6の矢印[A]方向から見た上面図を示している。また、図7において符号[7B]は図6の矢印[B]方向から見た側面図を示している。そして、図7において符号[7C]は図6の矢印[C]方向から見た底面図を示している。図8は、図6の[8]-[8]線に沿う断面図である。図9,図10は、本実施形態の撮像ユニットを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際の光軸調整工程を概念的に示す図である。このうち、図9は撮像ユニットを上面側から見た平面図である。図10は、図9の撮像ユニットを図6の矢印[D]に相当する方向から見た正面図である。
 本実施形態の基本的な構成は、上述の第1の実施形態と略同様である。したがって、以下の説明においては、上述の第1の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して、その詳細説明は省略し、上述の第1の実施形態と異なる部分のみを詳述する。
 本実施形態の撮像ユニット20Bにおいては、図示のように、第2の電気基板22Bがフランジ22Bfを有して形成されている点が異なる。このフランジ22Bfは、撮像ユニット20Bを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際に、撮像光学系25の光軸Oの方向を、所定の方向に規定することに寄与する。
 一般に、撮像ユニットを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込んだとき、撮像光学系の光軸Oは、規定の方向に向けて設置される必要がある。ここで、撮像光学系の光軸Oの方向は、撮像素子によって取得される観察画像の取得範囲を規定する。したがって、撮像光学系の光軸Oの方向が規定の方向に対して傾いていたり偏っていたりすると、製造された個々の内視鏡毎の観察画像の取得範囲が相違しまうことになる。また、内視鏡毎に観察画像が相違していると、複数の内視鏡を取り扱う場合、内視鏡の操作性に影響を与えてしまう可能性がある。このことから、撮像ユニットを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際には、撮像ユニットの光軸Oの方向は、規定の方向に合わせて精度良く調整される必要がある。
 そのために、本実施形態の撮像ユニット20Bにおいては、第2の電気基板22Bの外周面上にフランジ22Bfが設けられている。このフランジ22Bfを設けることによって、本実施形態の撮像ユニット20Bにおける撮像光学系25の光軸Oの位置調整を容易に行うことができるように構成されている。
 この場合において、フランジ22Bfの少なくとも一方の平面は、第1の電気基板21の撮像素子実装面21aに対して平行に形成されている。ここで、当該一方の平面を位置規制面22Bfaというものとする。なお、当該位置規制面22Bfaに対向する他方の平面22Bfbも、同様に第1の電気基板21の撮像素子実装面21aに対して平行に形成されている。
 また、フランジ22Bfは、第2の電気基板22Bの外周面上を取り巻くように配設されている。ただし、このとき、フランジ22Bfは全周に亘って設けられているわけではなく、周方向において一部を切り欠いた切欠部22Bfcを有している。この切欠部22Bfcは、導電回路26の配設されている部分となっている。つまり、フランジ22Bfは、第2の電気基板22Bの第1表面22cに設けられる導電回路26を避ける位置に設けられている。
 このように切欠部22Bfcを有して構成したのは次のような理由による。即ち、立体電気基板23を、例えばMIDによって成形する場合において、第2の電気基板22Bの全周にわたってフランジ22Bfを設けたとすると、導電回路26の一部は、フランジ22Bfの外面側に沿わせて設けられることになる。
 しかし、このフランジ22Bfは、詳細は後述するが、内視鏡側の固定部分に当接し接触する接触面(後述する位置規制面22Bfa;図9,図10参照)を有している。この接触面(位置規制面22Bfa)上に導電回路26が設けられている場合、撮像ユニット20Bを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際に、当該導電回路26が内視鏡側の固定部分との間に挟み込まれる形態となる。このとき、導電回路26が損壊してしまう可能性がある。そうすると電気的な損失が生じてしまうことから伝送品位が低下してしまうことになる。
 そこで、本実施形態の撮像ユニット20Bにおいては、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfは、導電回路26を回避するための切欠部22Bfcを有して形成されている。そして、この切欠部22Bfcに、導電回路26を通すことによって、当該導電回路26が内視鏡側の固定部分に接触することが回避されている。
 フランジ22Bfにおいて位置規制面22Bfaを設けているのに対応させて、本実施形態の撮像ユニット20Bを適用する内視鏡においては、挿入部の先端部内に、撮像ユニット20Bを保持する固定材の一部として撮像ユニット保持部30(図9,図10参照)が形成されている。
 撮像ユニット保持部30は、図9,図10に示すように、挿入部の先端部内に組み込まれた状態の撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの外周面の少なくとも一部を覆い、当該第2の電気基板22Bの一部が配置される収容部30cを備えた固定部材を有して形成されている。そして、この撮像ユニット保持部30には、内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれた状態の撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaに対向する位置に、当該位置規制面22Bfaが当接するフランジ当接面30aが形成されている。このフランジ当接面30aは、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaが当接し接触した状態となったとき、撮像光学系25の光軸Oが規定の方向を向くように設定されている。上述したように、光軸Oの方向は、撮像素子24によって取得される観察画像の取得範囲を規定する。したがって、撮像光学系25の光軸Oの方向を設定することは、内視鏡における観察画像の取得範囲を設定することを意味する。
 この構成により、撮像ユニット20Bを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む際に、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaを、図10の矢印Z方向に向けて、フランジ当接面30aに当接させる。すると、これにより、撮像ユニット20Bにおける撮像光学系25の光軸Oの方向を規定の方向に設定することが容易にできる。
 また、撮像ユニット保持部30のフランジ当接面30aに、撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaを当接させた状態としたときに、第2の電気基板22Bの外周面と撮像ユニット保持部30の内壁面30bとの間には隙間CLが設けられている。この隙間CLを設けることにより、撮像ユニット保持部30に対して撮像ユニット20Bを所定の位置に配置したとき、その状態を維持したまま、撮像光学系25の光軸Oに垂直方向の面内における撮像ユニット20Bの位置調整が可能となっている。
 この構成により、撮像ユニット保持部30のフランジ当接面30aに、撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaを当接させた状態を維持しながら、撮像ユニット20Bを、光軸Oに対して垂直方向に隙間CLの範囲内で移動させることができる。これにより、光軸Oに垂直な面内での撮像ユニット20Bの位置調整を同時に行うことができる。
 さらに、本実施形態の撮像ユニット20Bにおいては、第2の電気基板22Bが、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状(略円形状)に形成されている。撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの形状を、このように形成したことにより、撮像ユニット保持部30に対して撮像ユニット20Bを所定の位置に配置したとき、撮像ユニット20Bは、光軸O周りに回転が可能となっている。
 したがって、上述のようにして、撮像光学系25の光軸Oの方向及び位置調整を行った後、そのままの状態を維持しながら、撮像ユニット20Bを図10の矢印R方向に回転させることによって、撮像ユニット20Bの回転方向の位置調整をも容易に行うことができる。この回転方向の調整時には、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaと、撮像ユニット保持部30のフランジ当接面30aとの当接状態を維持しておくのが望ましい。そのために、例えば、撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30に対して、図10のZ方向へと押圧する押し付け治具31(図10参照)等を用いる。
 この構成により、撮像ユニット20Bの位置調整、即ち撮像光学系25の光軸OのZ方向及びZ方向に対して垂直方向の面内での位置ずれを生じさせることなく、撮像ユニット20Bの回転方向の調整を確実に行うことができる。
 こうして、撮像ユニット20Bにおける撮像光学系25の光軸Oの位置調整を行った後は、その状態を固定するために、接着剤等を用いて撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30に対して固定する。その他の構成は、上述の第1の実施形態と同様である。
 以上説明したように、上記第2の実施形態によれば、上述の第1の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
 また、上記第2の実施形態によれば、撮像ユニット20Bは、第2の電気基板22Bにフランジ22Bfを設けて構成している。これに応じて、当該撮像ユニット20Bを適用する内視鏡側には、フランジ22Bfに対応するフランジ当接面30aを有する撮像ユニット保持部30を設けて構成している。
 この構成により、撮像ユニット20Bを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込む場合において、当該撮像ユニット20Bの各種の位置調整を容易にかつ同時に行うことができる。したがって、組立工程の簡易化を実現でき、かつ組立時間の削減に寄与することができ、製造コストの低減化にも寄与することができる。
 なお、上述の第2の実施形態の撮像ユニット20Bにおいては、立体電気基板23Bの第2の電気基板22Bは、光軸Oに垂直方向の断面を略円形状に形成した形態を例示している。しかしながら、本発明の撮像ユニットは上述した構成例に限られることはない。
 本発明の撮像ユニットにおいて、立体電気基板における第2の電気基板は、光軸Oに垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状であればよい。したがって、第2の電気基板の形状としては、例えば、図11に示すような形状とすることもできる。
 図11は、上述の第2の実施形態の撮像ユニットについての変形例を示す図である。この図11は、当該変形例の撮像ユニットを上面から見た際の平面図である。図11に示すように、この変形例の撮像ユニット20Cにおける立体電気基板23Cは、第2の電気基板22Cが、光軸Oに垂直方向の断面が全体として略円形状からなり、かつ外周の一部を切り欠いた切欠部22eを設けて形成されている。そして、第2の電気基板22Cの外周面上にはフランジ22Cfが設けられている。その他の構成は、上述の撮像ユニット20Bと同様である。
 このような形態の第2の電気基板22Cを採用しても、上述の第2の実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
 ところで、従来、内視鏡の挿入部の先端部内に対して撮像ユニットを固定保持するためには、内視鏡の挿入部の先端部内の固定部材(例えば、撮像ユニット保持部等と呼ばれる部位)に対して接着剤等を用いて固定するのが一般である。
 ところが、近年、内視鏡や撮像ユニットの小型化に伴って、撮像ユニットと内部固定部材とを接着する際の接着面積が減少する傾向にあり、このことから、撮像ユニットを接着固定する際の耐久力が低下する傾向がある。
 したがって、内視鏡の使用時や運搬時等に、例えば、内視鏡を床面に落下させる等によって、当該内視鏡の挿入部の先端部に対して意図しない衝撃力等が外部から加わった場合に、当該内視鏡の挿入部の先端部内において、撮像ユニット等の内部構造物の接着固定が外れて脱落してしまう等の可能性が考えられる。
 そこで、上述の第2の実施形態の撮像ユニット20Bを適用する内視鏡においては、次に示すような構成を備えることにより、内視鏡の挿入部の先端部内における撮像ユニットの固定保持力を向上させている。以下に、撮像ユニットの固定保持についての構成例を、図12~図19を用いて説明する。
 図12~図19は、本発明の第2の実施形態の撮像ユニットを適用する内視鏡において、撮像ユニットを固定保持するための構成例を概念的に示す図である。このうち、図12は、本実施形態の撮像ユニットと、この撮像ユニットを適用する内視鏡における撮像ユニット保持部の構成を示す概略斜視図である。図13は、図12に示す撮像ユニットを同図の撮像ユニット保持部に対して組み込んだ状態を示す概略図である。図14は、図13の矢印[A]方向から見た上面図である。図15は、図14の[15]-[15]に沿う断面を示す概略図である。図16は、図14の[16]-[16]に沿う断面を示す概略図である。図17は、図14の状態にある撮像ユニットを所定の方向に所定の回転角度だけ回転させた後の状態を示す上面図である。図18は、図17の[18]-[17]に沿う断面を示す概略図である。図19は、図17の[19]-[19]に沿う断面を示す概略図である。
 本構成例において適用される撮像ユニット20Bは、上述の図6~図10を用いて説明したものが用いられる。したがって、撮像ユニット20B自体の構成については、上述した通りである。
 図12~図19において示す撮像ユニット保持部30Bは、内視鏡の挿入部の先端部内における固定部材の一部を取り出して概念的に示すものである。また、同図12~図19においては、撮像ユニット20Bについて一部を切り出して示している。この場合において、撮像ユニット20Bの一部とは、撮像ユニット保持部30Bに係合する第2の電気基板22Bの所定部分を主に図示し、その他の部分の図示は省略している。
 本構成例の撮像ユニット保持部30Bは、上述の第2の実施形態の撮像ユニット20Bに対応して形成されている。本構成例の撮像ユニット保持部30Bは、上述の第2の実施形態で説明した撮像ユニット保持部30と略同様に、内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれた状態の撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの外周面の少なくとも一部を覆い、当該第2の電気基板22Bの先端部分を配置する収容部30cを備えて形成されている。
 収容部30cの先端側には、外部に向けて開放された先端開口30f(図12,図13参照)が形成されている。この先端開口30fには、撮像ユニット20Bにおける第2の電気基板22Bの先端部分、即ち撮像光学系25の前面部分が配置される(図13参照)。
 また、収容部30cにおいて、先端開口30fに対向する面には、外部に向けて開放された挿入側開口30g(図12,図13参照)が形成されている。この挿入側開口30gは、当該撮像ユニット保持部30Bに対して撮像ユニット20Bを組み付ける際に、撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの先端部分を図12に示す矢印Z方向に沿って挿入する際の開口である。そして、先端開口30fと挿入側開口30gとは内部で挿通している。
 先端開口30fと挿入側開口30gとは、いずれも一部が切り欠かれた切欠面30h(図12参照)を有する略円形状に形成されている。そして、先端開口30fと挿入側開口30gとは、内径寸法を異ならせて形成されている。ここで、先端開口30fの内径寸法(図12の符号D2)は、挿入側開口30gの内径寸法(図12の符号D1)よりも小となるように設定されている(D1>D2)。
 先端開口30fには、上述したように、撮像ユニット20Bにおける第2の電気基板22Bの先端部分が配置される。このとき、先端開口30fから撮像光学系25の前面が外部に露呈する。そのために、先端開口30fは、少なくとも撮像光学系25の前面が外部に露呈し得るだけの口径を有して形成されている。
 これと同時に、先端開口30fは、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの外径寸法よりも小さい口径となるように形成されている。この構成により、第2の電気基板22Bの先端部分は、先端開口30fから外部に突出することがない。
 なお、図13に示すように、内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれた状態の撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの先端部分の側面の外周面と、この外周面に対向する撮像ユニット保持部30B側の内壁面30bとの間には、所定の隙間CLが設けられている。
 また、撮像ユニット保持部30Bは、収容部30cの内部に第2の電気基板22Bの先端部分を配置したとき、撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaが対向する位置に、当該位置規制面22Bfaが当接するフランジ当接面30aが形成されている。このフランジ当接面30aは、収容部30cの内壁面30bの周方向に沿ってほぼ全周に亘って形成されている。ただし、フランジ当接面30aは、切欠面30hの部分には設けられていない(図12参照)。このフランジ当接面30aは、撮像ユニット保持部30Bの先端面から光軸O方向に所定の距離H1(図12参照)だけ隔てた位置に、撮像ユニット保持部30Bの先端面と平行に形成されている。ここで、上記所定の距離とは、撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bにおいて、撮像光学系25の前面から光軸O方向にフランジ22Bfの位置規制面22Bfaまでの距離(図12の符号H2参照)にほぼ等価に設定されている。
 この構成により、撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30Bに組み込む際には、フランジ当接面30aにフランジ22Bfの位置規制面22Bfaを当接させると、第2の電気基板22Bの撮像光学系25の前面が外部に突出することなく、当該撮像光学系25の前面と撮像ユニット保持部30Bの先端面とが略同一面となる所定の位置に、撮像ユニット20Bを配置することができる。
 切欠面30hの近傍には、内壁面30bから半月凹状に形成されるキー溝30dが設けられている。このキー溝30dの上側面30da(図12参照)は、フランジ当接面30aに接続して形成されている。また、キー溝30dの光軸Oに沿う方向(Z方向)の幅寸法(W1;図12参照)は、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの厚さ寸法(W2;図12参照)よりも大となるように設定されている(W1>W2)。
 したがって、この構成により、撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30Bに組み込む際に、フランジ当接面30aにフランジ22Bfの位置規制面22Bfaを当接させ、その状態を維持したまま、撮像ユニット20Bを光軸O周りに所定の回転量だけ回転させると、フランジ22Bfはキー溝30dに係合する。この状態において、撮像ユニット20Bを接着固定すれば、当該撮像ユニット20Bの光軸Oに沿う方向への固定をより強固なものとすることができる。
 なお、図12において符号D1は撮像ユニット保持部30Bの挿入側開口30gの内径寸法を示している。図12において符号D2は撮像ユニット保持部30Bの先端開口30fの内径寸法を示している。図12において符号D3は第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの外径寸法を示している。図12において符号D4は第2の電気基板22Bの先端部分の外径寸法を示している。
 ここで、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの外径寸法D3は、第2の電気基板22Bの先端部分の外径寸法D4よりも大であり(D3>D4)、かつ撮像ユニット保持部30Bの挿入側開口30gの内径寸法D1は、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの外径寸法D3よりも大であり(D1>D3)、かつ第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの外径寸法D3は、撮像ユニット保持部30Bの先端開口30fの内径寸法D2よりも大である(D3>D2)。
 なお、撮像ユニット保持部30Bの先端開口30fの内径寸法D2は、第2の電気基板22Bの先端部分の外径寸法D4より大である(D2>D4)。これらによって、各寸法の大小関係は、
  D1>D3>D2>D4
となるように設定されている。
 このような構成により、第2の電気基板22Bは、先端部分を挿入側開口30gから図12の矢印Z方向へと挿入することができる。そして、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaがフランジ当接面30aに当接すると、第2の電気基板22Bは所定の位置に配置される。このとき、第2の電気基板22Bの先端部分は、撮像光学系25の前面が撮像ユニット保持部30Bから外部に突出することなく、先端開口30f内の所定の位置に配置される。
 このように構成された本構成例の作用を以下に簡単に説明する。
  まず、図12に示すように、撮像ユニット20Bの第2の電気基板22Bの先端部分を、撮像ユニット保持部30Bの挿入側開口30gから、矢印Z方向に向けて挿入する。この挿入時には、撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの切欠部22Bfcが、撮像ユニット保持部30Bの切欠面30hに対向させた状態とする。この状態以外では、フランジ22Bfが、挿入側開口30gに引っ掛かってしまい、撮像ユニット20Bを挿入側開口30gから挿入することができないためである。
 やがて、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaがフランジ当接面30aに当接する。このとき、撮像ユニット20Bの撮像光学系25の前面と、撮像ユニット保持部30Bの先端面とが略同一面となる所定の位置に、撮像ユニット20Bは配置される。このときの状態を図13~図16に示す。
 この状態にあるとき、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaは、図14に示すような状態でフランジ当接面30aに当接している。即ち、図14において左向き点線斜線で示す領域22Bfyは、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaがフランジ当接面30aに接触している領域である。なお、このとき、フランジ22Bfは、キー溝30dに係合していない状態である。
 この状態において、撮像ユニット20Bを、図14に示す矢印R方向(図14において反時計方向)に角度略90度回転させる。すると、図17~図19に示す状態に移行する。
 この状態になると、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaは、図17に示すような状態でフランジ当接面30aに当接している。即ち、図17において左向き点線斜線で示す領域22Bfyは、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaがフランジ当接面30aに接触している領域である。
 同時に、このときフランジ22Bfの一部は、キー溝30dに係合している。ここで、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaの一部は、キー溝30dの上側面に接触している。即ち、図17において右向き点線車線で示す領域22Bfxは、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaの一部がキー溝30dの上側面に接触している領域である。
 このように、フランジ22Bfの一部がキー溝30dに係合すると、撮像ユニット20Bは、光軸Oに沿う方向への移動が規制される状態になる。この状態では、例えば意図しない衝撃力等が外部から加わった場合でも、撮像ユニット20Bが撮像ユニット保持部30Bの収容部30cから外れてしまうようなことは抑制される。
 こうして、フランジ22Bfの一部をキー溝30dに係合した状態で、撮像ニット20Bに対する各種の調整を行った後、接着剤等により撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30Bに対して接着固定する。
 以上説明したように、上記第2の実施形態の撮像ユニット20Bを適用する内視鏡において、上述の構成例を適用することによって、上述の各実施形態と略同様の効果を得ることができる。
 さらに、本構成例では、撮像ユニット保持部30Bにキー溝30dを設けて構成している。そして、撮像ユニット20Bを撮像ユニット保持部30Bの所定の位置に組み込んだときに、撮像ユニット20Bのフランジ22Bfの一部がキー溝30dに係合するように構成している。この構成により、内視鏡の挿入部の先端部内における撮像ユニット20Bの固定をより強固なものとすることができる。
 次に、本発明の第3の実施形態の撮像ユニットについて、図20~図23を用いて以下に説明する。図20は、本発明の第3の実施形態の撮像ユニットの外観を概念的に示す斜視図である。図21は、本実施形態の撮像ユニットの三面図である。なお、図21において符号[21A]は図20の矢印[A]方向から見た上面図を示している。また、図21において符号[21B]は図20の矢印[B]方向から見た側面図を示している。そして、図21において符号[21C]は図20の矢印[C]方向から見た底面図を示している。図22は、図21の[21]-[21]線に沿う断面図である。図23は、本実施形態の撮像ユニットが撮像ユニット保持部によって保持されている状態を概念的に示す断面図である。なお、図23は、図22の断面図と等価である。
 本実施形態の基本的な構成は、上述の第2の実施形態と略同様である。したがって、以下の説明においては、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付して、その詳細説明は省略し、上述の各実施形態と異なる部分のみを詳述する。
 本実施形態の撮像ユニット20Dにおいては、図示のように、立体電気基板23Dの第1の電気基板21Dの形態が異なる。第2の電気基板22Bは、上述の第2の実施形態と同様に、フランジ22Bfを有して形成されている。
 第1の電気基板21Dは、撮像素子実装面21aを含む基板領域21Dxに対して、所定の傾斜角度をもって形成される傾斜領域21Dyを有している(図20参照)。
 ここで、基板領域21Dxにおいては、撮像素子実装面21aと底面21bとは平行に形成されている。また、基板領域21Dxと傾斜領域21Dyとの各底面21b側には、上述の各実施形態と同様に導電回路26が設けられている。そして、この導電回路26の末端領域にケーブル接続ランド27が形成されている。この場合において、ケーブル接続ランド27は、傾斜領域21Dyの底面21b側に設けられている。このケーブル接続ランド27には信号伝送ケーブル28が接続されている。そして、ケーブル接続ランド27と信号伝送ケーブル28との接続部分は、接着剤等29xによって保護されている。
 また、傾斜領域21Dyは、当該撮像ユニット20Dが内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれた状態とされたときには、内視鏡の挿入部の基端側に向けて延出する形態で配置される。その他の構成も上述の第2の実施形態と同様である。
 このように構成された上記第3の実施形態の撮像ユニット20Dが、内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれて撮像ユニット保持部30Dによって保持された状態を、図23に示している。図23に示す構成例は、上述の第3の実施形態の撮像ユニット20Dを、例えば斜視型の内視鏡に適用した場合の例示である。
 図23に示すように、撮像ユニット20Dにおける第2の電気基板22B内に収容されている撮像光学系25の光軸Oは、内視鏡の挿入部の挿入軸Axに対して傾いた形態とされている。このような形態とすることができるのは、第1の電気基板21Dに傾斜領域21Dyを設けているためである。即ち、上記第3の実施形態の撮像ユニット20Dを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込んだ状態としたとき、第1の電気基板21Dの傾斜領域21Dyの平面が、挿入部の挿入軸Axに平行となるように、撮像ユニット20Dは配置される。
 この場合において、図23に示す挿入軸Axの矢印が向く方向を、挿入部の挿入方向と規定する。すると、図23に示すように、上記第3の実施形態の撮像ユニット20Dを内視鏡の挿入部の先端部内に組み込んだ状態としたとき、第1の電気基板21Dの傾斜領域21Dyは、挿入部の基端側に向けて延出する形態で、当該撮像ユニット20Dは配置されている。
 この状態においては、撮像ユニット20Dは、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaが、撮像ユニット保持部30Dのフランジ当接面30aに当接して位置規制されている。このとき、図23に示すように、第1の電気基板21Dは、傾斜領域21Dyの上面側(撮像素子実装面21aと同じ側の面)が撮像ユニット保持部30Dに対して接着剤等29xによって接着固定されている。
 一般に、電気基板のケーブル接続ランドに信号伝送ケーブルを接続した後は、当該接続部分を保護するために接着剤が塗布される。この接着剤が硬化するときには熱膨張が生じる。このとき、例えば、接着剤の上に他の構成物等を接着したとすると、接着剤の熱膨張に起因して、当該構成物の位置が変化してしまい、光軸Oにずれが生じる可能性が考えられる。
 ここで、例えば、第1の電気基板21Dの上面側にケーブル接続ランドを設けた構成の場合(不図示)には、当該ケーブル接続ランドに信号伝送ケーブルを接続した後に塗布される接着剤の量は比較的多くなってしまう。接着剤の塗布量が多いと、その分、熱膨張も多くなる。その結果、接着剤上に接着された他の構成物等の位置が大きく変化して、光軸Oのずれも大きくなってしまう。
 そこで、本実施形態の撮像ユニット20Dにおいては、第1の電気基板21Dの傾斜領域21Dyの底面21bにケーブル接続ランド27を設けることによって、信号伝送ケーブル28が第1の電気基板21Dの傾斜領域21Dyの底面21b側に接続される構成としている。この構成により、第1の電気基板21Dの撮像素子実装面21a側に接着剤を塗布して撮像ユニット保持部30Dとの接着固定を確保する構成であっても、接着剤の塗布量を抑制することができるので、当該接着剤の硬化時の熱膨張の影響による光軸Oの位置ずれを抑制することができる。
 さらに、撮像ユニット20Dにおいては、第1の電気基板21Dの撮像素子実装面21aと、この撮像素子実装面21aに対向する底面21bとを平行に形成している。また、撮像素子実装面21aと、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaとが平行に形成されている。これにより、撮像素子実装面21aと、これに対向する底面21bと、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaとが平行である。
 このことから、撮像ユニット20Dを第1の電気基板21Dの底面21b側から光軸Oに沿う方向(図23の矢印Z1方向参照)に押圧すると、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaが撮像ユニット保持部30Dのフランジ当接面30aに当接する。これにより、確実かつ安定した状態で撮像ユニット20Dを押しつけることができるので、当該撮像ユニット20Dの光軸Oの位置ずれを抑制しつつ、位置調整することができる。
 上述の第3の実施形態の構成は、次のように変形することもできる。図24は、本発明の第3の実施形態の撮像ユニットの変形例を示す図である。図24は、本変形例の撮像ユニットが撮像ユニット保持部によって保持されている状態を概念的に示す断面図である。
 本変形例の撮像ユニット20Eは、上述の第3の実施形態の撮像ユニット20Dと同様に斜視型の内視鏡に適用される。本変形例の撮像ユニット20Eは、上述の第3の実施形態の撮像ユニット20Dとは、撮像光学系25の光軸Oの挿入軸Axに対する傾きが異なる。上述の第3の実施形態においては、光軸Oが挿入軸Axに沿う方向において基端側に傾く形態としていた。これに対し、本変形例では、光軸Oが挿入軸Axに沿う方向において挿入方向側に傾く形態としている。
 本変形例の撮像ユニット20Eにおいては、第1の電気基板21Eの撮像素子実装面21aを含む基板領域21Exに対して、所定の傾斜角度をもって形成される傾斜領域21Eyを有している。ここで、基板領域21Exの撮像素子実装面21aと底面21bとは平行に形成されている。また、傾斜領域21Eyは、当該撮像ユニット20Eが内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれた状態とされたときには、内視鏡の挿入部の基端側に向けて延出する形態で配置される。これらの点においては、上述の第3の実施形態と基本的に略同様である。
 また、第1の電気基板21Eにおいては、傾斜領域21Eyの撮像素子実装面21a側に導電回路26が設けられている。この導電回路26の末端領域にケーブル接続ランド27が形成されている。そして、このケーブル接続ランド27には信号伝送ケーブル28が接続されている。ケーブル接続ランド27と信号伝送ケーブル28との接続部分は、接着剤等29xによって保護されている。また、導電回路26の先端は、第2の電気基板22Bの第1表面22cの導電回路26に接続されている。
 一方、第2の電気基板22Bはフランジ22Bfを有し、上述の第2,第3の実施形態と略同様に形成されている。その他の構成は上述の第3の実施形態と同様である。
 このように構成された上記第3の実施形態の撮像ユニット20Eが、内視鏡の挿入部の先端部内に組み込まれて撮像ユニット保持部30Eによって保持された状態を、図24に示している。
 図24に示すように、撮像ユニット20Eにおける第2の電気基板22B内に収容されている撮像光学系25の光軸Oは、内視鏡の挿入部の挿入軸Axに対して傾けて配置されている。
 この状態において、撮像ユニット20Eは、第2の電気基板22Bのフランジ22Bfの位置規制面22Bfaが、撮像ユニット保持部30Eのフランジ当接面30aに当接して位置規制されている。
このとき、図24に示すように、第1の電気基板21Eの一部は、撮像ユニット保持部30Dの一部に対して接着剤等29xによって最終的に接着固定される。したがって、撮像ユニット20Eは、撮像ユニット保持部30Eに対して安定した状態で保持される。
 また、撮像ユニット20Eは、上述したように、第1の電気基板21Eの撮像素子実装面21aと、この撮像素子実装面21aの底面21bとが平行に形成されている。同時に、撮像素子実装面21aと、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaとが平行に形成されている。
 このことから、撮像ユニット20Eを第1の電気基板21Eの底面21b側から光軸Oに沿う方向(図24の矢印Z2方向参照)に押圧すると、フランジ22Bfの位置規制面22Bfaが撮像ユニット保持部30Eのフランジ当接面30aに当接する。これにより、確実かつ安定した状態で撮像ユニット20Eを押しつけることができるので、当該撮像ユニット20Eの光軸Oの位置ずれを抑制しつつ、位置調整することができる。
 なお、上述の各実施形態の撮像ユニットにおける立体電気基板の表面に導電回路を形成するためには、例えば、次に示すような周知の技術が用いられる。
 立体電気基板は、例えば金属触媒が含有された樹脂を用いたMIDによって形成される。このMIDの表面に対し、所望のパターン部分に向けてレーザー照射を行って、金属触媒を活性化させる。その後、無電解鍍金を施すことにより導電回路のパターンが形成される。
 このような製造工程において行われるレーザー照射は、例えば立体電気基板の表面に対して行われる。このとき、照射対象物の表面が充分に外部に向けて露呈されている必要がある。例えば、立体電気基板の表面が傾斜を有して形成されている場合において、その傾斜角度が鋭角である場合には、基板表面に対して充分にレーザー照射できないことがある。レーザー照射が充分に行われない場合には、金属触媒を充分に活性化させることができない。そのため、形成される配線パターン(導電回路)が確実に析出されない可能性がある。このような配線パターンの析出不足が生じると、信号伝送を確実に行うことができなくなり、これに起因して伝送品位が劣化する可能性がある。例えば、画像信号を伝送する導電回路において伝送劣化が生じると、表示画像の画質を劣化させてしまう可能性がある。
 そこで、確実かつ高精度に配線パターン(導電回路)を形成するために、立体電気基板においては、導電回路を設ける部位は、レーザー照射を確実に行うことができるような形態に形成される。
 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施することができることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。

Claims (14)

  1.  光軸を有する撮像光学系と、
     前記撮像光学系により形成された光学像を撮像する撮像素子と、
     前記撮像素子が実装される第1の電気基板と、
     前記撮像光学系と前記撮像素子との周囲を囲み、前記光軸に沿う方向に延出し、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内部に収容する収容空間を有し、前記光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成され、前記第1の電気基板と一体に構成される第2の電気基板と、
     前記第2の電気基板の表面のうち外部に露呈する第1表面と、前記収容空間内において前記撮像光学系の周囲に対向する第2表面との各表面にそれぞれ設けられ、前記第1の電気基板と前記第2の電気基板とを接続する導電回路と、
     を有する撮像ユニット。
  2.  前記第1の電気基板及び前記第2の電気基板は成形回路部品によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  3.  前記撮像素子と前記撮像光学系とは、ケーシング部材によって一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  4.  前記第1の電気基板には、外部機器と前記撮像素子との間で電気信号を授受する信号伝送ケーブルと前記導電回路とを接続するケーブル接続ランドが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  5.  前記第2の電気基板は、前記撮像素子と前記第1の電気基板とが接続する部分から前記光軸に沿う方向に延出して前記撮像光学系の側面を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  6.  前記第2の電気基板は、撮像ユニット保持部に対する位置決めを行う凹部または凸部またはフランジのいずれか一つを有することを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  7.  前記第1の電気基板は、前記光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像ユニット。
  8.  光軸を有する撮像光学系と、
     前記撮像光学系により形成された光学像を撮像する撮像素子と、
     前記撮像素子が実装される第1の電気基板と、
     前記撮像光学系と前記撮像素子との周囲を囲み、前記光軸に沿う方向に延出し、前記撮像光学系と前記撮像素子とを内部に収容する収容空間を有し、前記光軸に垂直方向の断面の少なくとも一部が弧形状に形成され、前記第1の電気基板と一体に構成される第2の電気基板と、
     前記第2の電気基板の表面のうち外部に露呈する第1表面と、前記収容空間内において前記撮像光学系の周囲に対向する第2表面との各表面にそれぞれ設けられ、前記第1の電気基板と前記第2の電気基板とを接続する導電回路と、
     を有する撮像ユニットと、
     被検体内に所定の挿入方向に挿入される挿入部と、
     前記挿入部の先端に設けられ、前記撮像ユニットを保持する撮像ユニット保持部と、
     を有することを特徴とする内視鏡。
  9.  前記第1の電気基板及び前記第2の電気基板は成形回路部品によって形成されていることを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
  10.  前記撮像ユニット保持部は、前記挿入方向に対して前記光軸を傾けた状態で前記撮像ユニットを保持する位置に設けられ、斜視型内視鏡に適用されることを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
  11.  前記第1の電気基板には、外部機器と前記撮像素子との間で電気信号を授受する信号伝送ケーブルと前記導電回路とを接続するケーブル接続ランドが設けられ、
     前記ケーブル接続ランドは、前記挿入部が被検体に挿入される前記挿入方向に沿って基端側に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の内視鏡。
  12.  前記第1の電気基板は、前記撮像ユニットの実装面が、前記ケーブル接続ランドの配設面に対して傾けて形成され、
     前記ケーブル接続ランドに前記信号伝送ケーブルが接続された面の裏面は、前記撮像ユニットの実装面と平行な面を有することを特徴とする請求項11に記載の内視鏡。
  13.  前記第2の電気基板は、前記撮像ユニット保持部に対して前記光軸を中心とする回転方向の位置決めを行う凹部または凸部またはフランジのいずれか一つを有することを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
  14.  前記第2の電気基板は、前記撮像ユニット保持部の一部に対して接触し、前記光軸に沿う方向の位置決めを行う接触面を有することを特徴とする請求項8に記載の内視鏡。
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