(57)【要約】  第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３の空間部内径よりも小径の円筒形状で先端部が第１レンズ枠３の端面４ａに当接する当接部１１と当接部１１より大径で第１レンズ枠３の内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１２とを有する形状で、第２レンズ枠１０を第１レンズ枠３の空間部内に挿入したとき、第１レンズ枠３の内壁面との間に間隙５が生じる。これにより、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を挿入して嵌合する際、第１レンズ枠３と第２レンズ枠１０との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、第２レンズ枠１０の先端部を第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａに確実に当接させることができ、光軸方向の位置のばらつきを解消して安定した光学精度を得ることができる。
2012137739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠において、
第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部を備え、
前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠の構成において、
第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部と、段部前方に光軸方向に進退する移動レンズ枠を配置する摺動部とを備え、
前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記第２のレンズ枠は、前記段部より前方に少なくとも１つのレンズを配置する凸部を備え、前記凸部は前記移動レンズ枠内に突出していることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１のレンズ枠は、前記移動レンズ枠を進退するアクチュエータとの作用部を配置するスリットが形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のレンズ枠の後端部よりも前記第２のレンズ枠の後端部が後方側へ突出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記撮像系は、
前記対物光学系から入射される光を光電変換する固体撮像素子と、
前記個体撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスと、
前記固体撮像素子の撮像面と反対側の背面に配設される回路基板部と、
前記固体撮像素子の撮像面の側方で前記カバーガラスに覆われない位置に設けた接続部に接続される前記回路基板部から延出されるインナーリードと、
前記カバーガラスの側方で前記カバーガラス側面全域は覆わず、前記インナーリードの上面までを覆う封止樹脂と
を備えて構成されることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記回路基板部は、前記インナーリードを介して前記固体撮像素子に接続されるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板に接続される回路基板と、各基板に実装される複数の電子部品とを備えて構成されることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記封止樹脂は、前記インナーリードから前記回路基板部までを一体的に覆うように形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記回路基板部は内側に凹部を形成したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業用、及び医療用の内視鏡が広く用いられている。特に、内視鏡の挿入部先端にＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた撮像装置を配設する内視鏡があり、撮像装置が配設された挿入部を、例えば医療用であれば体腔内に挿入することにより、体腔内の被検部位の像をモニタにて観察することができる。【０００３】
このような内視鏡の先端部に内蔵される撮像装置は、小型化且つ組立性の向上を図るため、日本国特開２００８−３０７２９３号公報に開示されているように、複数のレンズ群からなる対物光学系の後方に、固体撮像素子と、この固体撮像素子の撮像面を保護するカバーガラスと、固体撮像素子の撮像面の反対側の背面で電子部品を実装した回路基板とを樹脂で封止してパッケージ化した撮像素子パッケージを配置している。【０００４】
撮像装置の対物光学系を構成する複数のレンズ群は、一般的にレンズ枠を用いて保持されている。このレンズ枠によるレンズ保持構造では、複数のレンズ枠を用いて保持する場合があり、そのような場合、各レンズの光学位置を正確に保持して光学性能を確保するため、図５に示すようなレンズ保持構造として、このレンズ保持構造の後方に撮像素子パッケージを配置することが多い。【０００５】
図５に示すレンズ保持構造では、対物レンズ群を構成する一方のレンズ２００を保持する第１のレンズ枠２１０内に、他のレンズ２０１を保持する第２のレンズ枠２１１を突き当てて接合することで、レンズ２００，２０１を光軸方向の規定位置に配置させるようにしており、第２のレンズ枠２１１に、図示しない撮像素子パッケージを保持する撮像枠２１２を接合している。【０００６】
しかしながら、図５のレンズ保持構造では、レンズ２００，２０１の間の径方向の光学なズレをなくすため、第１のレンズ枠２１０と第２のレンズ枠２１１とを嵌合構造とする必要がある。このため、第１のレンズ枠２１０内に第２のレンズ枠２１１を挿入して組み立てる際に、摩擦による挿入抵抗が大きく、作業性の低下を招くばかりでなく、レンズに無理な負荷が加わって不具合が生じる虞がある。【０００７】
また、第１のレンズ枠２１０に第２のレンズ枠２１１を嵌合する際、第２のレンズ枠２１１の先端面２１１ａが第１のレンズ枠２１０の突き当て面２１０ａに確実に当接しているかを確認することが困難であり、第１のレンズ枠２１０の突き当て面２１０ａと第２のレンズ枠２１１の先端面２１１ａとの間に隙間が生じてレンズの光軸方向の位置がばらついてしまい、安定した光学性能を得られない虞がある。【０００８】
更に、第１のレンズ枠２１０と第２のレンズ枠２１１とを組み立てた後、第２のレンズ枠２１１に撮像枠２１２を接合して撮像素子パッケージを保持する場合、撮像素子パッケージの回路基板や電子部品を封止する樹脂剤の量によっては、樹脂の熱膨張等による過度な応力が固体撮像素子の撮像面側のカバーガラスに加わってしまい、不具合が生じる虞がある。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成部品に無理な負荷を加えることなく確実に固定し、安定した光学性能を得ることのできる撮像装置を提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠において、第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部を備え、前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えたものである。【００１１】
本発明の他の態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠の構成において、第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部と、段部前方に光軸方向に進退する移動レンズ枠を配置する摺動部とを備え、前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えたものである。【００１２】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置は、対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記撮像系は、前記対物光学系から入射される光を光電変換する固体撮像素子と、前記個体撮像素子の撮像面を覆うカバーガラスと、前記固体撮像素子の撮像面と反対側の背面に配設される回路基板部と、前記固体撮像素子の撮像面の側方で前記カバーガラスに覆われない位置に設けた接続部に接続される前記回路基板部から延出されるインナーリードと、前記カバーガラスの側方で前記カバーガラス側面全域は覆わず、前記インナーリードの上面までを覆う封止樹脂とを備えて構成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係り、内視鏡の挿入部の先端に設けられた撮像装置を示す構成図
【図２】同上、撮像素子パッケージの構成を示す説明図
【図３】同上、他の撮像素子パッケージの構成を示す説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態に係り、内視鏡の挿入部の先端に設けられた撮像装置を示す構成図
【図５】従来のレンズ保持構造を示す説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１乃至図３を参照して本発明における第１の実施の形態を説明する。  
本発明による撮像装置は、例えば、観察部位の腔内に挿入される細長の挿入部の先端側に撮像素子を内蔵する内視鏡等に適用されるものである。図１に示すように、このような撮像装置１は、対物光学系ユニット２と、この対物光学系ユニット２の後方に配設された撮像系ユニット３０とを有して構成されている。【００１５】
対物光学系ユニット２は、複数のレンズからなる対物レンズ群２０を、第１レンズ枠３と、この第１レンズ枠３に接合される第２レンズ枠１０とにより保持している。本実施の形態においては、対物レンズ群２０のうち、先端側の第１レンズ２１を第１レンズ枠３で保持し、残りのレンズ群を第２レンズ枠１０で保持している。更に、対物レンズ群２０の各レンズが各レンズ枠の中で垂直度と同軸度が精度高く加工された部位に配置されている。このような構造により、対物レンズ群２０の各レンズは傾くことなく各レンズ枠内に配置される。【００１６】
第１レンズ枠３は、略円筒形状に形成され、この円筒形状の内部の先端寄りの位置に、第１レンズ２１の基端側外周部が当接されるフランジ部４が設けられている。このフランジ部４の背面側には、第２レンズ枠１０が収容される空間部が設けられている。尚、第１レンズ枠３は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に嵌合されて内視鏡の先端部に保持されることになる。また、第１レンズ枠３に保持される第１レンズ２１は、例えば、オートクレーブ滅菌処理等を考慮し、その外周部が半田付けやろう付けといったろう接により第１レンズ枠３に気密に接合されている。【００１７】
また、第２レンズ枠１０は、対物レンズ群２０の第１レンズ２１以外の残りのレンズ群を保持しており、先端側から順に、第１レンズ２１の後方に配置される第２レンズ２２、絞り２３、第３レンズ２４、第４レンズ２５、第５レンズ２６を保持している。これらのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３のフランジ部４背面側に設けられた空間部内に挿入され、先端部が第１レンズ枠３のフランジ部４背面側の端面４ａに当接されると共に、後端部が第１レンズ枠３の空間部の内壁面に嵌合され、接着剤等によって固定されている。【００１８】
より詳細には、第２レンズ枠１０は、外形形状が先端側と後端側とで外径が異なる段付きの円筒状に形成されており、第１レンズ枠３の空間部内径よりも小径の円筒形状で先端部が第１レンズ枠３のフランジ部４背面側の端面４ａに当接する当接部１１と、この当接部１１の後端側に所定長さに渡って設けられ、当接部１１より大径で第１レンズ枠３の空間部内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１２とを有している。すなわち、第２レンズ枠１０は、第１レンズ枠３の空間部内に挿入したとき、第１レンズ枠３の空間部内壁面との間に間隙５が生じるような形状に形成されている。また、第２レンズ枠１０の先端部の面と第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４aは光軸に対して高精度の垂直度で加工されている。更に、嵌合部１２は光軸に対して高精度の同軸度で加工されている。【００１９】
このような間隙５を設けることにより、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を挿入して嵌合する際、第１レンズ枠３と第２レンズ枠１０との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、組み付け作業性を向上することができる。しかも、第２レンズ枠１０の先端部を第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａに確実に当接させることができるため、第１レンズ枠３に配置された第１レンズ２１と第２レンズ枠１０内に配置された残りのレンズ群との同軸度や垂直度や光軸方向の位置のばらつきを解消し、光学性能の劣化を防止できる。【００２０】
また、光学精度を得るには、後端部のみ嵌合すれば良いため、精密な寸法公差が必要とされる嵌合部の長さを短くすることができ、枠の加工性が困難な場合は、本構造を採用することで、原低効果がある。更に、第１レンズ枠３に第２レンズ枠１０を嵌合する際、レンズ取付部に無理な負荷が加わることがないため、レンズ取付部の変位による光学位置の狂いを防止することができ、レンズ破損といった最悪の事態も確実に回避することができる。【００２１】
更に、第２レンズ枠１０の嵌合部１２に接着剤を塗布して第１レンズ枠３内に組み付ける場合、嵌合部１２に塗布した接着剤が先端側に流れても間隙５内に留めることができ、第１レンズ枠３のフランジ部４の端面４ａと第２レンズ枠１０の当接部１１先端との間に接着剤が流れ込むことがない。従って、当接面に接着剤が流れ込み、流れ込んだ接着剤層の厚み分による光軸方向のレンズ間のズレが生じるといったことがなく、安定した光学精度を確保することができる。【００２２】
以上の対物光学系ユニット２は撮像系ユニット３０に接合されており、対物レンズ群２０を介して入射する入射光が撮像系ユニット３０内の固体撮像素子４１の受光面で結像する。そして、固体撮像素子４１で被写体の光学像が光電変換され、光電変換された撮像信号が信号ケーブル７０を介して後段の信号処理回路に伝送される。【００２３】
対物光学系ユニット２と撮像系ユニット３０とは、第２レンズ枠１０を収納・固定した第１レンズ枠３を、撮像素子パッケージ４０を保持する撮像枠３１の内径部に挿入して嵌合し、この２つの部材を気密接合することで接合される。撮像素子パッケージ４０は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等からなる固体撮像素子４１の撮像面４１ａに保護用のカバーガラス４２を紫外線硬化型接着剤等により接着固定すると共に、固体撮像素子４１の背面側（撮像面４１ａの裏面側）に、コンデンサ、抵抗、トランジスタ等の複数の電子部品を実装した回路基板部４３を配置し、これらを電気的に接続した上で絶縁性の封止樹脂４４により一体成形してユニット化したものである。【００２４】
本実施の形態においては、図２に示すように、撮像素子パッケージ４０は、固体撮像素子４１の背面側に配置される回路基板部４３として、内側に形成した凹部に複数の電子部品４５ａを実装した積層基板４３ａと、複数の電子部品４５ｂを実装したフレキシブル基板４３ｂとを有している。積層基板４３ａとフレキシブル基板４３ｂとは、例えばバンプ接続等によって電気的に接続されており、更に、フレキシブル基板４３ｂから延出されるインナーリード４６が、固体撮像素子４１の撮像面４１ａ側でカバーガラス４２によって覆われない部位に設けたボンディング部４７に接続されている。【００２５】
このような撮像素子パッケージ４０は、封止樹脂４４により、各基板４３ａ，４３ｂ及び電子部品４５ａ，４５ｂを封止すると共に、固体撮像素子４１のボンディング部４７に接続されるインナーリード４６の上面までを覆い、カバーガラス４２の側面全面は封止樹脂で覆わないように一体成形されている。すなわち、カバーガラス４２に覆われない固体撮像素子４１の表面に配置されるインナーリード４６の上面部は、電装部分を保護可能な最小限の樹脂量で封止され、温度変化によって封止樹脂４４が熱膨張しても、カバーガラス４２や、インナーリード４６とボンディング部４７の接続部に無理な負荷が加わらないように構成されているため、撮像ユニット３０を組み立てる前に撮像素子パッケージ４０が輸送等のストレスによる、カバーガラス４２の割れやインナーリード４６とボンディング部４７の接続部の接続不良を回避することができる。尚、積層基板４３ａの後端側には、信号ケーブル７０との接続部が設けられ、封止樹脂４４で覆われることなく露呈されている。【００２６】
封止樹脂４４で一体成形された撮像素子パッケージ４０は、第５レンズ２６と対向して撮像枠３１の内径側に固定される芯出し用のカバーガラス３２に、透光性の光学接着剤等でカバーガラス４２を貼り合わせて接合されている。つまり、撮像素子パッケージ４０は、芯出し用のカバーガラス３２を介して撮像枠３１に保持されている。更に、撮像素子パッケージ４０に信号ケーブル７０が接続された状態で撮像枠３１の後端側外周にシールド枠３３が嵌合され、撮像枠３１と撮像素子パッケージ４０との間、シールド枠３３と撮像素子パッケージ４０及び信号ケーブル７０の接続部との間に充填される熱硬化性樹脂等からなる接着剤６０により、撮像素子パッケージ４０が固定される。尚、シールド枠３３の外周から信号ケーブル７０の先端側に渡る範囲には、熱収縮チューブ等からなる保護チューブ３４が被覆されている。【００２７】
以上の撮像素子パッケージ４０は、内視鏡挿入部の挿入方向に沿った方向を観察する直視型内視鏡への適用を想定している。しかしながら、同様の構成は、挿入方向に略直交する方向を観察する側視型内視鏡に適用することもできる。【００２８】
例えば、図３に示す撮像素子パッケージ４０Ａは、固体撮像素子５０の撮像面５０ａを対物光学系の光軸方向と直交する方向に向け、カバーガラス５１の上面に図示しないプリズム等を配置するものである。この撮像素子パッケージ４０Ａは、固体撮像素子５０の下面側（撮像面５０ａの裏面側）に、複数の電子部品５２を実装したフレキシブル基板５３を配設し、フレキシブル基板５３から延出されるインナーリード５４を、固体撮像素子５０の撮像面５０ａ側でカバーガラス５１によって覆われない部位に設けたボンディング部５５に接続している。そして、絶縁性の封止樹脂５６を用いて、電子部品５２及びフレキシブル基板５３を封止すると共にボンディング部５５に接続されるインナーリード５４の上面までを覆うように一体成形することにより、撮像素子パッケージ４０Ａが形成されている。【００２９】
次に、撮像素子パッケージ４０に接続される信号ケーブル７０の固定構造について説明する。図１に戻って説明すると、信号ケーブル７０は、撮像枠３１に嵌合されるシールド枠３３の端部近辺で外皮７０ａから複数本の電線７０ｂが露呈され、電線７０ｂが例えば半田付けにより撮像素子パッケージ４０に接続された状態で撮像素子パッケージ４０と共に接着剤６０によって固定されている。【００３０】
このとき、電線７０ｂが露呈する外皮７０ａのストリップ端近辺は、ケーブル固定糸７１で固定されており、更に所定長さの弾性チューブ７２で覆われている。弾性チューブ７２の先端側は、ケーブル固定糸７１より若干後方の位置で別のケーブル固定糸７３によって固定され、弾性チューブ７２の後端は、内視鏡の湾曲部の後方まで延設されている。更に弾性チューブ７２の先端側は、熱収縮チューブ７４で覆われている。そして、最終的に、弾性チューブ７２及び熱収縮チューブ７４で二重に覆われた信号ケーブル７０のストリップ端近辺の部分が、シールド枠３３に被覆される保護チューブ３４内で、撮像素子パッケージ４０及び電線７０ｂを固定する接着剤６０に加えて充填される接着剤７５によって固定される。また、熱収縮チューブ７４の後端の位置は、保護チューブ３４の後端より後方で、内視鏡挿入部先端側の湾曲しない硬質部と複数の湾曲コマから構成される湾曲部との間接部より前方に配置している。更に、熱収縮チューブ７４は、弾性の材質である。【００３１】
このような信号ケーブル７０の固定構造では、接着剤６０によって硬質的に固定される部分の後方に、外皮７０ａとの間に間隙を持って信号ケーブル７０を保持する弾性チューブ７２と熱収縮チューブ７４が介在するため、硬質部分からケーブル自体の軟性部分にかけて緩やかに硬度が変化する部分を設けることになる。従って、信号ケーブル７０に屈曲方向の外力が作用しても、信号ケーブル７０が緩やかに曲がって部分的に応力が集中することがなく、内部電線の断線を防止することができる。【００３２】
次に、図４を参照して本発明における第２の実施の形態を説明する。  
図４において、撮像装置１Ａは、対物光学系ユニット１００と、この対物光学系ユニット１００の後方に配設された、第１形態と同様の撮像系ユニット３０とを有して構成されている。【００３３】
以上の対物光学系ユニット１００は撮像系ユニット３０に接合されており、対物レンズ群を介して入射する入射光が撮像系ユニット３０内の固体撮像素子４１の受光面で結像する。そして、固体撮像素子４１で被写体の光学像が光電変換され、光電変換された撮像信号が信号ケーブルを介して後段の信号処理回路に伝送される。【００３４】
対物光学系ユニット１００は、第１レンズ群を保持する第１レンズ枠１０１と、移動レンズ群を保持する移動レンズ枠１１０と、残りのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０４と、移動レンズ枠１１０を収容し第２レンズ枠１０４を保持する第３レンズ枠１１３と、第１レンズ枠１０１と第３レンズ枠１１３を保持する第４レンズ枠１１４と、第３レンズ枠１１３の外形に嵌合する調整リング１１６とにより構成されている。【００３５】
第３レンズ枠１１３は、移動レンズ枠１１０を収容し、第２レンズ枠１０４を保持している。第３レンズ枠１１３は、略円筒形状に形成され、この円筒形状部の内面は移動レンズ枠１１０が進退する摺動面となる。更に、この円筒形状部には、アクチュエータ２８により進退させられる移動レンズ枠１１０の作用部１１０ａを配置するスリットが設けられている。更に、第１レンズ群，第２レンズ群，移動レンズ群の各レンズが各レンズ枠の中で垂直度と同軸度が精度高く加工された部位に配置されている。このような構造により、第１レンズ群，第２レンズ群，移動レンズ群の各レンズは傾くことなく各レンズ枠内に配置される。【００３６】
また、この円筒形状の内面には段部１１３ａが設けられている。この段部１１３ａの後方側には、第２レンズ枠１０４が収容される空間部が設けられている。また、この円筒形状部の外面にはアクチュエータ２８を配置する凸部１１３ｂが設けられている。【００３７】
第４レンズ枠１１４は、略円筒形状に形成され、第１レンズ枠１０１と第３レンズ枠１１３を保持する。また、この円筒形状の外面には、凸部１１４ａが設けられている。この凸部１１４ａには、移動レンズ枠１１０の作用部１１０ａに当接するバネ１１５を収容する凹部１１４ｂが設けられている。【００３８】
尚、第１レンズ枠１０１は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に嵌合されて内視鏡の先端部に保持されることになる。【００３９】
第１レンズ枠１０１は、略円筒形状に形成され、この円筒形状の内部の先端寄りの位置に、第１レンズ１０３の基端側外周部が第１絞り１０２を介して当接されるフランジ部１０１ａが設けられている。このフランジ部１０１ａの背面側には、第４レンズ枠１１４と当接される当接部１０１ｂと、第４レンズ枠１１４の内側に嵌合する凸部が設けられている。【００４０】
尚、第１レンズ枠１０１は、例えば、内視鏡に適用する場合、図示しない内視鏡の先端枠に光軸方向に当接し、内視鏡の先端枠に対する撮像装置の位置決めがされることになる。【００４１】
第２レンズ枠１０４は、対物レンズ群の第１レンズ群と移動レンズ群以外の残りのレンズ群を保持しており、先端側から順に、移動レンズ群の後方に配置される第３絞り１０６、第３レンズ１０５、接合レンズ１０７、スペーサ１０８、第１フィルター１０９を保持している。これらのレンズ群を保持する第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の段部後方側に設けられた空間部内に挿入され、中間部が第２レンズ枠１０４の段部背面側の端面に当接される共に、後端部が第３レンズ枠１１３の空間部の内壁面に嵌合され、接着剤等によって固定されている。【００４２】
第２レンズ枠１０４は、外形形状が先端凸部１０４ａと中間部１０４ｂと後端部１０４ｃとで外径が異なる段付き略円筒状に形成されており、第３レンズ枠１１３の空間部内径よりも小径の円筒形状の中間部１０４ｂが第３レンズ枠１１３の段部背面側の端面に当接する当接部１０４ｄと、この当接部１０４ｄの後端側に所定長さに渡って設けられ、当接部１０４ｄより大径で第３レンズ枠１１３の空間部内壁面に嵌合される円筒形状の嵌合部１０４ｅとを有している。すなわち、第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の空間部内に挿入したとき、第３レンズ枠１１３の空間部内壁面との間に間隙Ａが生じるような形状に形成されている。また、第２レンズ枠１０４の先端部の面と第３レンズ枠１１３の段部背面側の端面は光軸に対して高精度の垂直度で加工されている。更に、嵌合部１０４ｅは光軸に対して高精度の同軸度で加工されている。【００４３】
このような間隙を設けることにより、第３レンズ枠１１３に第２レンズ枠１０４を挿入して嵌合する際、第３レンズ枠１１３と第２レンズ枠１０４との接触面積が少なくなって挿入抵抗が軽減され、組み付け作業性を向上することができる。しかも、第２レンズ枠１０４の中間部１０４ｂを第３レンズ枠１１３の段部１１３ａの端面に確実に当接させることができるため、光軸方向の位置のばらつきを解消して安定した光学精度を得ることができるため、第１レンズ枠１０１に配置された第１レンズ１０３と第２レンズ枠１０４内に配置された残りのレンズ群との同軸度や垂直度や光軸方向の位置のばらつきを解消し、光学性能の劣化を防止できる。【００４４】
また、光学精度を得るには、後端部のみ嵌合すれば良いため、精密な寸法公差が必要とされる嵌合部の長さを短くすることができ、枠の加工性が困難な場合は、本構造を採用することで、原低効果がある。更に、第２レンズ枠１０４の嵌合部１０４ｅに接着剤を塗布して第３レンズ枠１１３内に組み付ける場合、嵌合部１０４ｅに塗布した接着剤が先端側に流れても間隙Ａ内に留めることができ、第３レンズ枠１１３の段部１１３ａの端面と第２レンズ枠１０４の当接部１０４ｄ先端との間に接着剤が流れ込むことがない。従って、当接面に接着剤が流れ込み、流れ込んだ接着剤層の厚み分による光軸方向のレンズ間のズレが生じるといったことがなく、安定した光学精度を確保することができる。【００４５】
更に第３レンズ枠１１３の段部１１３ａから第３レンズ枠１１３の後端までの長さよりも第２レンズ枠１０４の当接部１０４ｄから第３レンズ枠１１３の後端の方を長くし、組付部１０４ｆを設けている。【００４６】
このような組付部１０４ｆと、間隙Ａとを設けることにより、第３レンズ枠１１３に第２レンズ枠１０４を嵌合する際、組付部１０４ｆを押すことで、第１フィルター１０９や第１フィルター１０９とスペーサ１０８を介して接合レンズ１０７に無理な負荷が加わることがないため、第１フィルター１０９や接合レンズ１０７の破損といった最悪の事態も確実に回避することができる。【００４７】
更に、第２レンズ枠１０４は、第３レンズ枠１１３の段部より前方で移動レンズ枠１１０内に突出して配置する第３レンズ１０５を保持し移動レンズ枠１１０の内径よりも小径の先端凸部１０４ａを有している。【００４８】
このような先端凸部１０４ａを設けることにより、第３レンズ枠１１３の摺動面を光軸方向に長く設けることができ、移動レンズ枠１１０のＷＩＤＥ位置からＴＥＬＥ位置までの摺動ストロークは光学設計により設定されているため、移動レンズ枠１１０の摺動面の光軸方向の長さを長く設けることができる。このことにより、移動レンズ枠１１０をアクチュエータ２８の動作によって進退させる際に、移動レンズ枠１１０が第３レンズ枠１１３の径方向に対する傾きを抑えることができ、安定した光学性能と、スムーズな移動レンズ枠１１０の進退動作を得ることができる。【００４９】
移動レンズ枠１１０は、第２絞り１１２と移動レンズ１１１を保持している。移動レンズ枠１１０は、円筒形状に形成され、この円筒形状部の外面は第３レンズ枠１１３との摺動面となり、更に円筒形状部の外面にはアクチュエータ２８の力が作用する凸形状の作用部１１０ａが設けられている。【００５０】
次に、撮像素子パッケージ４０に接続される信号ケーブル７０の固定構造について説明する。図１にて示した第１の実施の形態と同様に、信号ケーブル７０は、撮像枠３１に嵌合されるシールド枠３３の端部近辺で外皮７０ａから複数本の電線７０ｂが露呈され、電線７０ｂが例えば半田付けにより撮像素子パッケージ４０に接続された状態で撮像素子パッケージ４０と共に接着剤６０によって固定されている。【００５１】
このとき、電線７０ｂが露呈する外皮７０ａのストリップ端近辺は、ケーブル固定糸７１で固定されており、更に所定長さの弾性チューブ７２で覆われている。弾性チューブ７２の先端側は、ケーブル固定糸７１より若干後方の位置で別のケーブル固定糸７３によって固定され、弾性チューブ７２の後端は、内視鏡の湾曲部の後方まで延設されている。更に弾性チューブ７２の先端側は、熱収縮チューブ７４で覆われている。そして、最終的に、弾性チューブ７２及び熱収縮チューブ７４で二重に覆われた信号ケーブル７０のストリップ端近辺の部分が、シールド枠３３に被覆される保護チューブ３４内で、撮像素子パッケージ４０及び電線７０ｂを固定する接着剤６０に加えて充填される接着剤７５によって固定される。また、熱収縮チューブ７４の後端の位置は、保護チューブ３４の後端より後方で、内視鏡挿入部先端側の湾曲しない硬質部と複数の湾曲コマから構成される湾曲部との間接部より前方に配置している。更に、熱収縮チューブ７４は、弾性の材質である。【００５２】
このような信号ケーブル７０の固定構造では、接着剤６０によって硬質的に固定される部分の後方に、外皮７０ａとの間に間隙を持って信号ケーブル７０を保持する弾性チューブ７２と熱収縮チューブ７４が介在するため、硬質部分からケーブル自体の軟性部分にかけて緩やかに硬度が変化する部分を設けることになる。従って、信号ケーブル７０に屈曲方向の外力が作用しても、信号ケーブル７０が緩やかに曲がって部分的に応力が集中することがなく、内部電線の断線を防止することができる。【００５３】
対物光学系ユニット１００と撮像系ユニット３０とは、上述した第１の実施の形態と同様に、第２レンズ枠１０４を収納・固定した第３レンズ枠１１３を、撮像素子パッケージ４０を保持する撮像枠３１の内径部に挿入して嵌合し、この２つの部材を気密接合することで接合される。撮像素子パッケージ４０においても、上述した第１の実施の形態と同様に、一体成形してユニット化したものである。【００５４】
本実施の形態における撮像素子パッケージ４０も、上述した第１の実施の形態と同様に、図２に示したものと同様の構成を採用している。【００５５】
本出願は、２０１１年４月５日に日本国に出願された特願２０１１−８３８４９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものである。
【図１】
2012137739.tif 000003
【図２】
2012137739.tif 000004
【図３】
2012137739.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012137739.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月5日(2012.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の更に他の態様に係る撮像装置は、光軸方向に配列された複数のレンズを備えた対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、前記複数のレンズの内の一部を保持する第１のレンズ枠と、前記複数のレンズの内の一部を保持すると共に、光軸方向に沿って移動されて前記第１のレンズ枠の内周面に嵌入する第２のレンズ枠と、この第２のレンズ枠の外周に設けられ、前記第１のレンズ枠の内周面に嵌合する嵌合部と、前記第２のレンズ枠の外周における、前記嵌合部よりも前記移動方向側に設けられ、該嵌合部の外径よりも小さな外径を有することで前記第１のレンズ枠の内周面との間にて間隙が生じる小径部と、前記第１のレンズ枠の内周に設けられ、前記第２のレンズ枠が嵌入した際に前記第２のレンズ枠における小径部の先端面が当接される当接面と、を備えたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠において、
第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部を備え、
前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記対物光学系は、複数のレンズと複数のレンズ枠とを備えて構成され、そのうち少なくとも２つのレンズ枠の構成において、
第１のレンズ枠は、内側に第２のレンズ枠の先端部が当接する段部と、段部前方に光軸方向に進退する移動レンズ枠を配置する摺動部とを備え、
前記第２のレンズ枠は、前記第１のレンズ枠の内径に嵌合する嵌合部と、前記第１のレンズ枠の内径と間隙を設け、前記段部に当接する当接部とを備えた
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記第２のレンズ枠は、前記段部より前方に少なくとも１つのレンズを配置する凸部を備え、前記凸部は前記移動レンズ枠内に突出していることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１のレンズ枠は、前記移動レンズ枠を進退するアクチュエータとの作用部を配置するスリットが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のレンズ枠は、前記移動レンズ枠を進退するアクチュエータとの作用部を配置するスリットが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１のレンズ枠の後端部よりも前記第２のレンズ枠の後端部が後方側へ突出していることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１のレンズ枠の後端部よりも前記第２のレンズ枠の後端部が後方側へ突出していることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
光軸方向に配列された複数のレンズを備えた対物光学系の後方に撮像系を配置した撮像装置において、
前記複数のレンズの内の一部を保持する第１のレンズ枠と、
前記複数のレンズの内の一部を保持すると共に、光軸方向に沿って移動されて前記第１のレンズ枠の内周面に嵌入する第２のレンズ枠と、
この第２のレンズ枠の外周に設けられ、前記第１のレンズ枠の内周面に嵌合する嵌合部と、
前記第２のレンズ枠の外周における、前記嵌合部よりも前記移動方向側に設けられ、該嵌合部の外径よりも小さな外径を有することで前記第１のレンズ枠の内周面との間にて間隙が生じる小径部と、
前記第１のレンズ枠の内周に設けられ、前記第２のレンズ枠が嵌入した際に前記第２のレンズ枠における小径部の先端面が当接される当接面と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【国際調査報告】
2012137739.tif 000008
2012137739.tif 000009
2012137739.tif 000010
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