(57)【要約】【課題】撮像素子とレンズアセンブリとを高精度に位置決めでき、撮像素子の受像面に光学画像を高精度に結像して、画像の欠け、および、ピントズレ等の少ない高画質な画像を得られ、また、容易に組立可能で部材同士を強固に接合できる内視鏡および内視鏡の製造方法を提供する。【解決手段】撮像素子と、撮像素子の受像面に光学画像を結像するレンズアセンブリと、撮像素子の受像面とは反対側の面に設けられた接続端子に接続されるケーブルと、撮像素子の接続端子とケーブルとの接合部を保護するケースと、レンズアセンブリを保持し、ケースと接合されるホルダと、を有し、ケースは、撮像素子とケーブルとの配列方向に貫通する開口部を有し、撮像素子側の開口面を前記ホルダの端面に接して配置され、撮像素子は、側面がケースの開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、受像面がホルダの端面に当接して配置される。【選択図】図２
2020028628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の受像面に光学画像を結像するレンズアセンブリと、
前記撮像素子の前記受像面とは反対側の面に設けられた接続端子に接続されるケーブルと、
前記撮像素子の前記接続端子と前記ケーブルとの接合部を保護するケースと、
前記レンズアセンブリを保持し、前記ケースと接合されるホルダと、を有し、
前記ケースは、前記撮像素子と前記ケーブルとの配列方向に貫通する開口部を有し、前記撮像素子側の開口面を前記ホルダの端面に接して配置され、
前記撮像素子は、側面が前記ケースの前記開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、前記受像面が前記ホルダの端面に当接して配置される内視鏡。
【請求項２】
前記撮像素子の側面が、前記ケースの前記開口部の、隣接する２つの内壁面に当接する請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記撮像素子の側面が、前記ケースの前記開口部の、対向する２つの内壁面、および、２つの内壁面に隣接する１つの内壁面に当接する請求項１または２に記載の内視鏡。
【請求項４】
前記ホルダは、前記ケースの外壁面に係止される少なくとも１つの爪部を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項５】
前記ホルダは、前記撮像素子と前記ケーブルとの配列方向に貫通し、前記レンズアセンブリを保持する孔部を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項６】
前記ケーブルを内部に挿通される円筒状のパイプ状部材を有し、
前記パイプ状部材が、前記ケースの前記開口部内に配置されており、
前記パイプ状部材の配置位置における前記ケースの前記開口部の断面形状に内接する円の中心軸と、前記パイプ状部材の外径の中心軸と、前記ホルダの前記孔部の中心軸とが一致する請求項５に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記パイプ状部材の配置位置における前記ケースの前記開口部の断面形状に内接する円の直径と、前記パイプ状部材の外径とが一致している請求項６に記載の内視鏡。
【請求項８】
前記撮像素子の配置位置における前記ケースの前記開口部の断面形状が矩形状である請求項１〜７のいずれか一項に記載の内視鏡。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内視鏡の製造方法であって、
前記ケースと前記ホルダとを接合する接合工程と、
前記接合工程の後に、前記撮像素子を前記ケースの前記開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、前記受像面が前記ホルダの端面に当接して配置する撮像素子配置工程と、
前記レンズアセンブリを前記ホルダに配置するレンズアセンブリ配置工程とを有し、
前記接合工程において、前記ケースの前記開口部、および、前記ホルダの孔部にピンを挿通して、前記ケースの前記開口部の一方の開口面を前記ホルダの端面に当接した状態で前記ケースと前記ホルダとを接合するものであり、
前記ピンの直径、前記ホルダの前記孔部の直径、および、前記ケースの前記開口部の少なくとも一部における断面形状に内接する円の直径が一致する内視鏡の製造方法。
【請求項１０】
前記撮像素子配置工程の前に、前記撮像素子の前記接続端子に前記ケーブルを接続するケーブル接続工程を有する請求項９に記載の内視鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡および内視鏡の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡の挿入部の先端部に搭載される撮像装置は、一般に、固体撮像素子（イメージセンサ）と、個体撮像素子の受像面に光学画像を結像するレンズアセンブリと、個体撮像素子に接続されるケーブルとを備える。
【０００３】
個体撮像素子とレンズアセンブリとは、レンズアセンブリが個体撮像素子の受像面に光学画像を結像するために、レンズの光軸を個体撮像素子の受像面の中心に正確に位置決めされる必要がある。そのため、個体撮像素子とレンズアセンブリとは、１つの枠部材に固定されて個体撮像素子とレンズアセンブリとの相対的な位置を固定される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電子内視鏡の先端部に搭載される撮像装置が記載されている。特許文献１に記載の撮像装置は、対物光学系を構成する対物レンズ群を有する対物光学ユニットと、撮像素子等を有する撮像ユニットを有する。特許文献１には、対物光学ユニットは、光軸Ｏが撮像素子の受光部の中心に入射して、被写体像が結像するよう、撮像素子枠の先端側に対物レンズ枠の後方部を内部に嵌合固定させ、撮像素子枠の後端側に撮像素子を配設していることが記載されている（図３、段落［００１９］、［００２０］参照）。
【０００５】
また、特許文献２には、撮像素子と、撮像素子に接続され、電子部品が実装された回路基板と、回路基板に形成され、複合信号ケーブルの複数の信号線が接続される複数の信号線接続部と、複数の信号線により形成される複数のグランド信号線結束部とを備える撮像装置が記載されている。特許文献２に記載の撮像装置は、対物光学系として対物レンズ群を有する対物光学ユニットと、撮像素子パッケージとを有する。特許文献２には、撮像素子枠の先端側に対物光学ユニットの対物レンズ枠の後端側を内嵌固定していると共に、後端側に撮像素子パッケージを有していることが記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、第１の主面に撮像素子を有し、第２の主面に撮像素子と接続された外部接続端子を有する撮像素子チップと、外部接続端子と接続された配線層を有し、折り曲げ部において折り曲げられていることにより撮像素子チップの投影面内に配置された配線板と、撮像素子チップの投影面内に配置され、撮像素子チップと、配線板と、を接合する接合層と、を具備する撮像装置が記載されている。この特許文献３には、光学系を収納する枠部と、撮像素子を筒状のシールド枠の内部に配置することが記載されている（図１９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−８７７０５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８３３３０号公報
【特許文献３】特開２０１２−０６４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および２に記載の撮像装置では、撮像素子枠は筒状で筒の内周面に内側フランジ部を有する形状であり、この内側フランジ部に撮像ユニットの受像面側を当接し、また、撮像ユニットの側面を撮像素子枠の内周面に当接することで、撮像ユニット（撮像素子）の位置決めを行う構成である。
内視鏡の撮像装置は非常に小さいため、撮像装置を構成する各部品も小さい。そのため、撮像素子枠の内側フランジ部と筒の内周面とのつなぎ目には、無視できない大きさのＲが形成されてしまう。一方、撮像素子の受像面側はカバーガラスで覆われており、カバーガラスの端辺は鋭角に切り出されている。そのため、内側フランジ部を有する筒状の撮像素子枠を用いて撮像素子の位置決めを行う構成では、撮像素子（カバーガラス）の端辺が撮像素子枠の内側フランジ部と筒の内周面との間のＲ部に接触してしまい、撮像素子の受像面がレンズアセンブリの光軸に対して斜めになったり、撮像素子の受像面の中心位置がレンズアセンブリの光軸とずれたり、撮像素子とレンズアセンブリとの距離がずれたりするため、撮像素子とレンズアセンブリとを高精度に位置決めできない。これによって、光学画像が撮像素子の受像面に高精度に結像されず、画像の欠け、および、ピントズレ等が生じて画質が劣化するという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３に記載の撮像装置では、光学系を収納する枠部（レンズアセンブリ）を筒状のシールド枠（ケース）の内部に配置するため、レンズアセンブリとケースとを精度よく、かつ、十分に固定することが難しい。レンズアセンブリとケースとの接合が弱いと、外力、湿気、消毒薬等によってレンズアセンブリとケースと接合部分が破損してしまうおそれがある。
例えば、レンズアセンブリとケースとは接着剤で固定することが考えられるが、近年の消毒薬は感染防止のため強力になっており、接着剤（樹脂）を劣化させてしまう。
また、レンズアセンブリとケースとをレーザ溶接等で接合することも考えられるが、レンズアセンブリおよびケースが変形してしまうおそれがある。また、変形回避のため肉厚にすることが考えられるが、寸法が大きくなってしまい、挿入部を細くできないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、このような問題点を解決することにあり、撮像素子とレンズアセンブリとを高精度に位置決めでき、撮像素子の受像面に光学画像を高精度に結像して、画像の欠け、および、ピントズレ等の少ない高画質な画像を得られ、また、容易に組立可能で部材同士を強固に接合できる内視鏡および内視鏡の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の構成によって課題を解決する。
［１］  撮像素子と、
撮像素子の受像面に光学画像を結像するレンズアセンブリと、
撮像素子の受像面とは反対側の面に設けられた接続端子に接続されるケーブルと、
撮像素子の接続端子とケーブルとの接合部を保護するケースと、
レンズアセンブリを保持し、ケースと接合されるホルダと、を有し、
ケースは、撮像素子とケーブルとの配列方向に貫通する開口部を有し、撮像素子側の開口面をホルダの端面に接して配置され、
撮像素子は、側面がケースの開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、受像面がホルダの端面に当接して配置される内視鏡。
［２］  撮像素子の側面が、ケースの開口部の、隣接する２つの内壁面に当接する［１］に記載の内視鏡。
［３］  撮像素子の側面が、ケースの開口部の、対向する２つの内壁面、および、２つの内壁面に隣接する１つの内壁面に当接する［１］または［２］に記載の内視鏡。
［４］  ホルダは、ケースの外壁面に係止される少なくとも１つの爪部を有する［１］〜［３］のいずれかに記載の内視鏡。
［５］  ホルダは、撮像素子とケーブルとの配列方向に貫通し、レンズアセンブリを保持する孔部を有する［１］〜［４］のいずれかに記載の内視鏡。
［６］  ケーブルを内部に挿通される円筒状のパイプ状部材を有し、
パイプ状部材が、ケースの開口部内に配置されており、
パイプ状部材の配置位置におけるケースの開口部の断面形状に内接する円の中心軸と、パイプ状部材の外径の中心軸と、ホルダの孔部の中心軸とが一致する［５］に記載の内視鏡。
［７］  パイプ状部材の配置位置におけるケースの開口部の断面形状に内接する円の直径と、パイプ状部材の外径とが一致している［６］に記載の内視鏡。
［８］  撮像素子の配置位置におけるケースの開口部の断面形状が矩形状である［１］〜［７］のいずれかに記載の内視鏡。
［９］  ［１］〜［８］のいずれかに記載の内視鏡の製造方法であって、
ケースとホルダとを接合する接合工程と、
接合工程の後に、撮像素子をケースの開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、受像面がホルダの端面に当接して配置する撮像素子配置工程と、
レンズアセンブリをホルダに配置するレンズアセンブリ配置工程とを有し、
接合工程において、ケースの開口部、および、ホルダの孔部にピンを挿通して、ケースの開口部の一方の開口面をホルダの端面に当接した状態でケースとホルダとを接合するものであり、
ピンの直径、ホルダの孔部の直径、および、ケースの開口部の少なくとも一部における断面形状に内接する円の直径が一致する内視鏡の製造方法。
［１０］  撮像素子配置工程の前に、撮像素子の接続端子にケーブルを接続するケーブル接続工程を有する［９］に記載の内視鏡の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像素子とレンズアセンブリとを高精度に位置決めでき、撮像素子の受像面に光学画像を高精度に結像して、画像の欠け、および、ピントズレ等の少ない高画質な画像を得られ、また、容易に組立可能で部材同士を強固に接合できる内視鏡および内視鏡の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の内視鏡を用いる内視鏡システムの一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の内視鏡の一例を概念的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す内視鏡の正面図である。
【図４】図２に示す内視鏡の側面図である。
【図５】図２に示す内視鏡の背面図である。
【図６】ホルダの斜視図である。
【図７】ケースの斜視図である。
【図８】ケースの湾曲面の断面図である。
【図９】ケースとホルダとの接合状態を説明する斜視図である。
【図１０】ケースの湾曲面の他の例を表す断面図である。
【図１１】本発明の内視鏡の製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の内視鏡の実施形態について、図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。本明細書の図面において、視認しやすくするために各部の縮尺を適宜変更して示している。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
［内視鏡］
本発明の内視鏡は、
撮像素子と、
撮像素子の受像面に光学画像を結像するレンズアセンブリと、
撮像素子の受像面とは反対側の面に設けられた接続端子に接続されるケーブルと、
撮像素子の接続端子とケーブルとの接合部を保護するケースと、
レンズアセンブリを保持し、ケースと接合されるホルダと、を有し、
ケースは、撮像素子とケーブルとの配列方向に貫通する開口部を有し、撮像素子側の開口面をホルダの端面に接して配置され、
撮像素子は、側面がケースの開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、受像面がホルダの端面に当接して配置される内視鏡である。
【００１６】
図１に、本発明の内視鏡を有する内視鏡システムの一例を概念的に示す。
【００１７】
内視鏡システム１は、内視鏡２と、光源ユニット３と、プロセッサユニット４とを備える。内視鏡２は、後述する撮像装置２０の部分以外は、一般的な内視鏡と同様の構成を有する。内視鏡２は、被検体内に挿入される挿入部と、挿入部に連なる操作部と、操作部から延びるユニバーサルコードとを有し、挿入部は、先端部と、先端部に連なる湾曲部と、湾曲部と操作部とを繋ぐ軟性部とで構成されている。
【００１８】
先端部には、観察部位を照明するための照明光を出射する照明光学系や、観察部位を撮像する撮像装置及び撮像光学系などが設けられている。湾曲部は挿入部の長手軸と直交する方向に湾曲可能に構成されており、湾曲部の湾曲動作は操作部にて操作される。また、軟性部は、挿入部の挿入経路の形状に倣って変形可能な程に比較的柔軟に構成されている。
【００１９】
操作部には、先端部の撮像装置の撮像動作を操作するボタンや、湾曲部の湾曲動作を操作するノブなどが設けられている。また、操作部には、電気メスなどの処置具が導入される導入口が設けられており、挿入部の内部には、導入口から先端部に達し、鉗子等の処置具が挿通される処置具チャンネルが設けられている。
【００２０】
ユニバーサルコードの末端にはコネクタが設けられ、内視鏡２は、コネクタを介して、先端部の照明光学系から出射される照明光を生成する光源ユニット３、及び先端部の撮像装置によって取得される映像信号を処理するプロセッサユニット４と接続される。プロセッサユニット４は、入力された映像信号を処理して観察部位の映像データを生成し、生成した映像データをモニタに表示させ、また記録する。
【００２１】
挿入部及び操作部並びにユニバーサルコードの内部にはライトガイドや電線群（ケーブル束）が収容されている。光源ユニット３にて生成された照明光がライトガイドを介して先端部の照明光学系に導光され、先端部の撮像装置とプロセッサユニット４との間で信号や電力が電線群を介して伝送される。
【００２２】
内視鏡２の先端硬質部には、撮像装置２０と、処置具チャンネルの先端部とが設けられており、また、ライトガイドを介して光源ユニット３から導光される照明光を出射する照明光学系なども設けられる。
【００２３】
撮像装置２０のイメージセンサ（撮像素子）２１を保持するケース２８及びレンズアセンブリ２２を保持するホルダ２３は、例えばステンレス鋼材などの金属材料からなる先端硬質部に形成された収容孔に収容され、先端硬質部に固定されている。処置具チャンネルの先端部や照明光学系もまた、先端硬質部に形成された収容孔にそれぞれ収容され、先端硬質部に固定されている。
【００２４】
先端硬質部に固定されたケース２８によって保持されているイメージセンサ２１の受像面２１ａは挿入部の長手軸に対して略垂直に配置されている。
【００２５】
図２から図５は、本発明の内視鏡２の挿入部の先端硬質部に搭載された撮像装置の構成を示す。
図２は、内視鏡２の撮像装置２０の一例を概念的に示す斜視図である。図３は、図２に示す撮像装置２０の正面図である。図４は、図２に示す撮像装置２０の側面図である。図５は、図２に示す撮像装置２０の背面図である。なお、図３において導電性接合部材４０ａおよび４０ｂの図示は省略している。
【００２６】
図２〜図５に示す撮像装置２０は、イメージセンサ（撮像素子）２１と、レンズアセンブリ２２と、ホルダ２３と、ケーブル束３２と、パイプ状部材３０と、ケース２８と、導電性接合部材４０と、を備える。導電性接合部材４０は、半田、金属ろう、および、金属ペーストの少なくとも１つである。
【００２７】
イメージセンサ（撮像素子）２１は、その受像面２１ａが挿入部の長手方向に交差して配置され、受像面２１ａにて結像された光学画像を光電変換する公知のイメージセンサである。イメージセンサ２１としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementaly Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの公知のイメージセンサを利用可能である。
内視鏡に用いられるイメージセンサ２１は、受像面２１ａの法線方向に見た場合のイメージセンサ２１の外径が１ｍｍ四方以下である。
【００２８】
イメージセンサ２１の受像面２１ａとは反対側の背面には信号や電力が入出力される複数の接続端子が設けられている。なお、図２等においては、複数の接続端子の一部（２つ）を符号２６ａおよび２６ｂで示しているが、図２等に示す例においては、４つの接続端子を有している。
複数の接続端子にはそれぞれ後述のケーブルが接続される。
【００２９】
また、イメージセンサ２１は、受像面２１ａ側を覆うガラスカバー等を有していてもよい。
【００３０】
レンズアセンブリ２２は、イメージセンサ２１の受像面２１ａに光学画像（被写体像）を結像させるものである。レンズアセンブリ２２は例えば、１以上のレンズの光軸を一致させて配列してなる撮像光学系と撮像光学系を収納する鏡筒を有する。レンズアセンブリ２２は、イメージセンサ２１の受像面２１ａに光学画像を結像させることができれば公知の構成を適宜利用可能である。
【００３１】
レンズアセンブリ２２は、撮像光学系の光軸がイメージセンサ２１の受像面２１ａの中心に垂直に交わるように配置される。
【００３２】
ホルダ２３は、レンズアセンブリ２２を保持し、ケース２８と接合される部材である。
図６にホルダ２３の斜視図を示す。図６に示す例では、ホルダ２３は、両端が解放された孔部２３ｂを有する円筒形状で、一方の開口面側にフランジ部２３ａを有する。また、フランジ部２３ａの３つの端辺側には、フランジ部２３ａの表面から垂直な方向に立設する爪部２３ｄを有する。爪部２３ｄはケース２８の外壁面に係止される。
【００３３】
ホルダ２３の孔部２３ｂはレンズアセンブリ２２（鏡筒）の少なくとも一部の外径と略同じ直径でレンズアセンブリ２２の少なくとも一部を挿通可能な大きさである。これによって、孔部２３ｂはレンズアセンブリ２２を撮像光学系の光軸に沿って移動可能に保持する。レンズアセンブリ２２が孔部２３ｂ内で移動されて撮像光学系に対するイメージセンサ２１の位置が調整可能となっている。レンズアセンブリ２２は、イメージセンサ２１の位置決めがなされた後に、例えば接着剤などによってホルダ２３に固定される。
【００３４】
なお、ホルダ２３の孔部２３ｂの断面形状は円形に限定はされず、正方形状、長方形状、楕円形状等の種々の形状とすることができる。
【００３５】
ケース２８は、イメージセンサ２１を保持し、イメージセンサ２１の接続端子とケーブルとの接合部を保護する部材である。また、ケース２８はホルダ２３と接合される。
図７にケース２８の斜視図を示す。図７に示す例では、ケース２８は、３面が開放された、中空の直方体形状の部材である。すなわち、図７に示すケース２８は、底面となる１つの長方形状の板状部材と、この底面の長手側の両端辺に立設する２つの側面となる２つの長方形状の板状部材とを有する形状である。この２つの側面と底面とに囲まれる空間をケース２８の開口部２８ａとする。
図２等に示すように、開口部２８ａは、イメージセンサ２１とケーブルとの配列方向の両端側が開口しており、イメージセンサ２１とケーブルとの配列方向に貫通しているということもできる。
また、図５に示すように、ケース２８の底面には、貫通孔２９が形成されている。
【００３６】
ケース２８の開口部２８ａは、長手方向の一方の端面２８ｂ側における、長手方向に垂直な断面形状が略矩形状である。一方、開口部２８ａは、長手方向の他方の端面側における長手方向に垂直な断面形状が略半円形状である（図８参照）。
【００３７】
図２に示すように、ケース２８の、開口部２８ａの断面形状が略矩形状の部位の端面２８ｂ側にはイメージセンサ２１が配置される。ケース２８とイメージセンサ２１とは好ましくは、接着剤で接合されている。
【００３８】
また、ケース２８の、断面形状が略半円形状の部位（以下、湾曲面２８ｄという）にはケーブル束３２が挿通されたパイプ状部材３０が配置される。この点は後に詳述する。
【００３９】
また、ケース２８のイメージセンサ２１側の端部には、ホルダ２３が接合されている。
ここで、本発明の内視鏡においては、図９に示すように、ケース２８の、イメージセンサ２１が配置される側（断面形状が略矩形状の側）の端面２８ｂが、ホルダ２３のフランジ部２３ａに当接して配置される。また、好適な態様として、ホルダ２３の爪部２３ｄがケース２８の外周面に係止される。
また、図２等に示すように、イメージセンサ２１は、ケース２８の開口部２８ａ内に、受像面２１ａをホルダ２３のフランジ部２３ａに当接して配置される。また、図示例においては、イメージセンサ２１は、３つの側面をケース２８の開口部２８ａの３つの内壁面（底面および２つの側面）にそれぞれ当接して配置される。
【００４０】
前述のとおり、イメージセンサを撮像素子枠の内側フランジ部に当接するように配置して位置決めする構成の場合には、イメージセンサ（イメージセンサの受像面を覆うカバーガラス）の端辺が撮像素子枠の内側フランジ部と筒の内周面との間のＲ部に接触してしまい、イメージセンサの受像面がレンズアセンブリの光軸に対して斜めになったり、イメージセンサの受像面の中心位置がレンズアセンブリの光軸とずれたり、イメージセンサとレンズアセンブリとの距離がずれたりするため、イメージセンサとレンズアセンブリとを高精度に位置決めできず、光学画像が撮像素子の受像面に高精度に結像されず、画像の欠け、および、ピントズレ等が生じて画質が劣化するという問題があった。
【００４１】
また、光学系を収納するホルダ（レンズアセンブリ）を筒状のケースの内部に配置する構成の場合には、ホルダとケースとをケースの内部で接合する必要があるため、ホルダとケースとを精度よく、かつ、十分に固定することが難しいという問題があった。ホルダとケースとの接合が弱いと、外力、湿気、消毒薬等によってホルダとケースとの接合部分が破損してしまうおそれがある。
接合部分が弱いと、例えば、ホルダとケースとを接着剤で固定した場合、消毒薬によって、接着剤樹脂が劣化してしまうおそれがある。また、ホルダとケースとをレーザ溶接等で接合することも考えられるが、ホルダおよびケースが変形してしまうおそれがある。
【００４２】
これに対して、本発明の内視鏡は、ケース２８の、イメージセンサ２１が配置される側の端面２８ｂが、ホルダ２３（ホルダ２３のフランジ部２３ａ）に当接し、イメージセンサ２１の受像面２１ａがホルダ２３のフランジ部２３ａ（端面）に当接し、かつ、イメージセンサ２１の側面の少なくとも１つがケース２８の開口部２８ａの内壁面に当接する構成を有する。
このように、イメージセンサ２１を位置決めするための面を、ケース２８の端面２８ｂとホルダ２３のフランジ部２３ａとを当接させて形成することによって、ケース２８の端面２８ｂとホルダ２３のフランジ部２３ａとの間にＲ部が形成されないため、イメージセンサ２１の受像面２１ａをホルダ２３のフランジ部２３ａに全面的に接触させることができ、また、イメージセンサ２１の側面をケース２８の内壁面に確実に接触させることができる。従って、イメージセンサの受像面をレンズアセンブリの光軸に対して垂直に位置決めすることができ、受像面の面方向におけるイメージセンサの受像面の中心位置をレンズアセンブリの光軸の位置に高精度に位置決めすることができ、イメージセンサとレンズアセンブリとの距離を高精度に位置決めすることができる。従って、レンズアセンブリが結像する光学画像が撮像素子の受像面に高精度に結像され、画像の欠け、および、ピントズレ等のない高画質な画像を得ることができる。
また、本発明の内視鏡は、ケース２８の端面２８ｂをホルダ２３に当接してケース２８とホルダ２３とを接合する構成であるため、ケース２８の外側からケース２８とホルダ２３と接合することができる。そのため、ホルダとケースとを精度よく、かつ、強固に固定することができる。従って、消毒薬等によってホルダとケースとの接合部分が破損することを抑制でき、また、ホルダおよび／またはケースが変形することを防止できる。
【００４３】
ここで、図２に示す例では、イメージセンサ２１は３つの側面が、ケース２８の開口部２８ａの３つの内壁面に当接する構成とした。すなわち、イメージセンサの２１の３つの側面が、ケース２８の開口部２８ａの対向する２つの内壁面、および、２つの内壁面に隣接する１つの内壁面に当接する構成とした。しかしながら、これに限定はされず、イメージセンサ２１の少なくとも１つの側面が、ケース２８の開口部２８ａの内壁面に当接する構成であればよい。例えば、イメージセンサの２１の２つの側面が、ケース２８の開口部２８ａの隣接する２つの内壁面に当接する構成としてもよい。
ケース２８の開口部２８ａの内壁面に当接させる側面の数が多いほど、イメージセンサ２１を高精度に位置決めできる。
【００４４】
なお、イメージセンサ２１は３つの側面が、ケース２８の開口部２８ａの３つの内壁面に当接する構成の場合には、ケース２８の開口部２８ａの対向する２つの側面の間の幅はイメージセンサ２１の幅と略同じである。
【００４５】
また、図９に示すように、ホルダ２３の孔部２３ｂの中心軸２３Ｃと、ケース２８の湾曲面２８ｄに内接する円の中心軸２８Ｃとが一致するのが好ましい。
【００４６】
ケース２８とホルダ２３との接合方法は、上述の導電性接合部材を用いる方法、溶接、圧接等の方法によって行うことができる。
【００４７】
前述のとおり、イメージセンサ２１の各接続端子には、ケーブル束３２に含まれるケーブルが電気的に接続される。
ケーブル束３２は、イメージセンサ２１の受像面２１ａとは反対側の面に設けられた１以上の接続端子にそれぞれ接続される１以上のケーブル、および、１以上のケーブルの外周を覆う一括シールド線を備える。
図２〜図５に示す例においては、ケーブル束３２は、同軸ケーブル３３、単軸ケーブル３４、を含む４本のケーブルと、この４本のケーブルを内包する絶縁体を介して４本のケーブルの外周を覆う一括シールド線３２ａと、一括シールド線３２ａの外周を覆う保護被覆（シース）３２ｂとを有する。
【００４８】
図２、図３等に示すように、ケーブル束３２は、イメージセンサ２１側の端部において、シース３２ｂが剥離されて、一括シールド線３２ａ、ならびに、４本のケーブルが露出している。
本発明において、ケーブル束のイメージセンサ（固体撮像素子）側の端部とは、シース３２ｂが剥離されて、一括シールド線３２ａ、ならびに、ケーブルが露出した部分をいう。
【００４９】
同軸ケーブル３３は、内部導体３３ｂの周囲がシールド線３３ａによって電磁シールドされた同軸ケーブルであり、内部導体３３ｂと、内部導体３３ｂとシールド線３３ａの間の絶縁体と、シールド線３３ａと、シールド線３３ａの外周を覆うシースとを有する。
【００５０】
図２、図３等に示すように、同軸ケーブル３３は、イメージセンサ２１側の端部において、シースが剥離されて、シールド線３３ａ、ならびに、内部導体３３ｂが露出している。
露出した内部導体３３ｂの先端部は、イメージセンサ２１の接続端子２６ａに電気的に接続されている。
【００５１】
単軸ケーブル３４は、イメージセンサ２１に電力を供給するためのケーブルであり、内部導体３４ａと、内部導体３４ａの外周を覆うシースとを有する。
図２、図３等に示すように、単軸ケーブル３４は、イメージセンサ２１側の端部において、シースが剥離されて、内部導体３４ａが露出している。
露出した内部導体３４ａの先端部は、イメージセンサ２１の接続端子２６ｂに電気的に接続されている。
【００５２】
図示は省略するが、ケーブル束３２は、上記同軸ケーブル３３および単軸ケーブル３４以外に、イメージセンサ２１をグランドに接続するための接地ケーブル、他の同軸ケーブル等を有していてもよい。
【００５３】
ケーブル束３２は、内視鏡の挿入部およびユニバーサルコード内に挿通されており、ケーブル束３２の複数のケーブルを介してイメージセンサ２１がプロセッサユニット４に接続されている。
【００５４】
ケーブル束３２は、好ましい態様として、その端部近傍がパイプ状部材３０に挿通されている。
パイプ状部材３０は、ケーブル束３２を内部に挿通させる部材である。また、パイプ状部材３０は、少なくとも一部がケース２８の開口部２８ａ内に配置される。
【００５５】
図３に示す例においては、パイプ状部材３０は、両端が開放された円筒形状の部材であり、その内径はケーブル束３２を挿通可能な大きさである。すなわち、パイプ状部材３０は、両端が解放した、ケーブル束３２が挿通可能な開口を有する。また、図３に示す例では、パイプ状部材３０は円筒形状で周面の少なくとも一部に切り欠き部３０ａを有する。図３に示す例では、パイプ状部材３０は、切り欠き部３０ａの向きをケース２８の最大の開放面の方向に合わせて配置されている。また、パイプ状部材３０は、ケーブル束３２の長手方向において、ケーブル束３２の一括シールド線３２ａおよび同軸ケーブル３３のシールド線３３ａが露出した位置に切り欠き部３０ａが位置するように配置される。
【００５６】
また、図３に示す例では、パイプ状部材３０は、少なくとも一部が、ケース２８の開口部２８ａの、断面形状が略半円形状の部分（湾曲面２８ｄ）に配置されている。パイプ状部材３０の外径は、湾曲面２８ｄに内接する円の直径と略一致しており、また、パイプ状部材３０の外径の中心軸は、湾曲面２８ｄに内接する円の中心軸２８Ｃ（図７参照）と略一致している。
【００５７】
パイプ状部材３０は、導電性を有する金属製であってもよいし、樹脂製であってもよいが導電性を有する金属性であるのが好ましい。
【００５８】
パイプ状部材３０は、ケース２８の貫通孔２９部分でケース２８に接合されている。パイプ状部材３０とケース２８との接合方法は、半田、金属ろう、および、金属ペースト等の導電性接合部材を用いる方法、溶接、圧接等の方法が利用可能である。また、ケース２８とパイプ状部材３０との接合位置もケース２８の底面側に限定はされず、ケース２８とパイプ状部材３０とを接合できればどの位置で接合してもよい。
【００５９】
なお、図８に示す例では、ケース２８の開口部２８ａの、パイプ状部材３０が配置される部位（湾曲面２８ｄ）は、断面形状が略半円形状としたが、これに限定はされず、図１０に示すように、断面形状を階段状としてもよい。断面形状を階段状とした場合には、各段の頂部に接する内接円の直径をパイプ状部材３０の外径と略同じとし、内接円の中心軸をパイプ状部材３０の外径の中心軸と一致させればよい。
【００６０】
また、パイプ状部材３０の外形の断面形状は円形に限定はされず、正方形状、長方形状、楕円形状等の種々の形状とすることができる。この場合には、ケース２８の、パイプ状部材３０を設置する位置である湾曲面２８ｄの断面形状をパイプ状部材３０の外形の断面形状に応じた形状とすればよい。
【００６１】
好ましい態様として、図２に示すように、ケーブル束３２のイメージセンサ２１側の端部において、同軸ケーブル３３のシールド線３３ａは導電性接合部材４０ｂで覆われており、また、ケーブル束３２の一括シールド線３２ａは、導電性接合部材４０ａで覆われている。導電性接合部材４０ａおよび４０ｂは、パイプ状部材３０の切り欠き部３０ａでパイプ状部材３０に電気的に接合されている。なお、以下の説明において、導電性接合部材４０ａおよび４０ｂを区別する必要がない場合にはまとめて導電性接合部材４０として説明を行う。
【００６２】
導電性接合部材４０は、半田、金属ろう、および、金属ペーストの少なくとも一種である。
半田としては、従来の内視鏡の配線基板等で用いられている各種の半田が利用可能である。
金属ろうとしては、従来の内視鏡の配線基板等で用いられている各種の金属ろうが利用可能である。
金属ペーストとしては、銀ペースト等の従来の内視鏡の配線基板等で用いられている各種の金属ペーストが利用可能である。
【００６３】
ケーブル束を金属製のパイプ状部材の内部に挿通させて、同軸ケーブルの各シールド線、および、ケーブル束の一括シールド線の少なくとも１つを、パイプ状部材の切り欠き部で導電性接合部材によりパイプ状部材に接合することで、薬品によって導電性接合部材が劣化することがなく、シールド線および一括シールド線を保護することができる。
また、シールド線および一括シールド線を固定している導電性接合部材は、半田、金属ろう、および、金属ペーストの少なくとも１つであるため、薬品によって劣化しにくい。そのため、消毒および／または滅菌を繰り返しても、シールド線および一括シールド線を固定した状態を維持することができる。従って、挿入部を湾曲した際などに、ケーブルが引っ張られてケーブル端部のはんだ部に負荷がかかって断線してしまう等の問題を抑制することができる。
また、各シールド線および一括シールド線を導電性接合部材で接合することで、シールド線同士の導通を確保することができ、配線が容易である。複数のシールド線の電位を一定にすることで、シールド線相互の電磁的干渉を防ぎノイズを低減できる。
【００６４】
なお、図２に示す例では、同軸ケーブル３３のシールド線３３ａ、および、ケーブル束３２の一括シールド線３２ａは、それぞれ導電性接合部材４０ａ、４０ｂによってパイプ状部材３０の切り欠き部３０ａに接合される構成としたがこれに限定はされず、同軸ケーブル３３のシールド線３３ａ、および、ケーブル束３２の一括シールド線３２ａが、１つの導電性接合部材によってパイプ状部材３０の切り欠き部３０ａに接合される構成としてもよい。
【００６５】
また、ケーブル束３２は、４本のケーブルを有する構成としたがこれに限定はされず、１本〜３本のケーブルを有するものであってもよいし、５本以上のケーブルを有するものであってもよい。また、ケーブル束３２は、２本以上の同軸ケーブルを有するものであってもよい。
【００６６】
また、図２に示す例では、パイプ状部材３０は、円筒形状で周面の一部に切り欠き部３０ａを有する構成としたが、導電性接合部材によってシールド線を接続可能であれば、これに限定はされない。例えば、円筒形状で周面に長手方向に平行なスリット状の切り欠き部を有する構成、すなわち、長手方向に垂直な断面が略Ｃ形状の部材としてもよい。
【００６７】
また、図２に示す例では、パイプ状部材３０は、ケーブル束３２を挿通可能な開口を有する円筒形状としたがケーブル束３２を保持することができればこれに限定はされない。例えば、パイプ状部材は、円柱状の部材であって、周面にケーブル束３２を保持可能なスリットを有する形状であってもよい。言い換えると、パイプ状部材は、長手方向に垂直な断面形状が略Ｃ形状の部材であってもよい。
【００６８】
また、図２等に示す例では、パイプ状部材３０とケース２８は別体として形成し、２つの部材を接合する構成としたが、これに限定はされず、パイプ状部材３０とケース２８とが一体的に形成されていてもよい。
【００６９】
また、同軸ケーブルのシールド線およびケーブル束の一括シールド線を導電性接合部材４０で覆い、さらに、パイプ状部材３０の切り欠き部３０ａ内、あるいは、ケースの開口部２８ａ内に樹脂モールドを充填する構成としてもよい。
【００７０】
また、パイプ状部材３０、ケース２８およびホルダの材料としては、ステンレス、黄銅等の導電性を有するものであるのが好ましい。
【００７１】
次に、本発明の内視鏡の製造方法について説明する。
本発明の内視鏡の製造方法は、内視鏡に用いられる撮像装置の製造方法であって、
ケースとホルダとを接合する接合工程と、
接合工程の後に、撮像素子をケースの開口部の内壁面の少なくとも１つに当接し、受像面がホルダの端面に当接して配置する撮像素子配置工程と、
レンズアセンブリをホルダに配置するレンズアセンブリ配置工程とを有し、
接合工程において、ケースの開口部、および、ホルダの孔部にピンを挿通して、ケースの開口部の一方の開口面をホルダの端面に当接した状態でケースとホルダとを接合するものであり、
ピンの直径、ホルダの孔部の直径、および、ケースの開口部の少なくとも一部における断面形状に内接する円の直径が一致する内視鏡の製造方法である。
【００７２】
まず、接合工程において、ケース２８とホルダ２３とを接合する。その際、図１１に示すように、ケース２８の開口部２８ａ、および、ホルダ２３の孔部２３ｂに、円柱状のピン５０を挿通して、ケース２８の開口部２８ａの湾曲面２８ｄをピン５０に当接させて、ケース２８の開口部２８ａの端面２８ｂをホルダ２３の端面（フランジ部２３ａ）に当接させた状態でケース２８とホルダ２３とを接合する。
【００７３】
ピン５０の外径は、ホルダ２３の孔部２３ｂの直径と略同じであり、また、ケース２８の湾曲面２８ｄに内接する円の直径と略同じである。
なお、ホルダ２３の孔部２３ｂの直径と、ケース２８の湾曲面２８ｄに内接する円の直径とが異なる場合には、ピン５０の、ホルダ２３の孔部２３ｂに挿通される部分の直径は、ホルダ２３の孔部２３ｂの直径と略同じとし、ピン５０の、ケース２８の開口部２８ａに挿通される部分の直径は、ケース２８の湾曲面２８ｄに内接する円の直径と略同じとすればよい。
【００７４】
ピン５０を用いてケース２８とホルダ２３との位置決めを行うことで、ホルダ２３の孔部２３ｂの中心軸と、ケース２８の湾曲面２８ｄに内接する円の中心軸とを高精度に一致させることができる。そのため、ホルダ２３とケース２８との面方向（ホルダ２３とケース２８が当接する面の面方向）の位置を高精度に位置決めすることができる。
【００７５】
ホルダ２３とケース２８との接合は、半田、金属ろう、および、金属ペースト等の導電性接合部材を用いる方法、溶接、圧接等の公知の方法によって行うことができる。
【００７６】
ホルダ２３とケース２８とを接合した後には、ピン５０を抜いて図９に示すようなホルダ２３とケース２８とが接合された状態とする。
【００７７】
一方で、ケーブル接続工程において、ケーブル束３２の先端部にパイプ状部材３０を挿通して、ケーブル束３２の各ケーブルの内部導体をそれぞれイメージセンサ２１の接続端子２６に接続する。内部導体と接続端子２６との接続は、半田、金属ろう、および、金属ペースト等によって行うことができる。
【００７８】
また、好ましい態様として、各ケーブルのシールド線およびケーブル束３２の一括シールド線３２ａは、導電性接合部材４０によってパイプ状部材３０の切り欠き部３０ａでパイプ状部材３０に接合する。
導電性接合部材４０は、半田、金属ろう、および、金属ペーストのいずれかであるので、用いる材料に応じた方法で、導電性接合部材４０でシールド線とパイプ状部材３０とを接合すればよい。
【００７９】
なお、シールド線および一括シールド線３２ａを導電性接合部材４０によってパイプ状部材３０の切り欠き部３０ａでパイプ状部材３０に接合した後に各ケーブルの内部導体をそれぞれイメージセンサ２１の接続端子２６に接続してもよい。
【００８０】
次いで、撮像素子配置工程において、イメージセンサ２１をケース２８の開口部２８ａ内に配置する。イメージセンサ２１は、受像面２１ａをホルダ２３のフランジ部２３ａに当接させ、側面をケース２８の内壁面に当接させて配置される。
【００８１】
前述のとおり、イメージセンサ２１を位置決めするための面を、ケース２８の端面２８ｂとホルダ２３のフランジ部２３ａとを当接させて形成することによって、ケース２８の端面２８ｂとホルダ２３のフランジ部２３ａとの間にＲ部が形成されないため、イメージセンサ２１の受像面２１ａをホルダ２３のフランジ部２３ａに全面的に接触させることができ、また、イメージセンサ２１の側面をケース２８の内壁面に確実に接触させることができる。従って、イメージセンサの受像面をレンズアセンブリの光軸に対して垂直に位置決めすることができ、受像面の面方向におけるイメージセンサの受像面の中心位置をレンズアセンブリの光軸の位置に高精度に位置決めすることができ、イメージセンサとレンズアセンブリとの距離を高精度に位置決めすることができる。従って、レンズアセンブリが結像する光学画像が撮像素子の受像面に高精度に結像され、画像の欠け、および、ピントズレ等のない高画質な画像を得ることができる。
【００８２】
ケース２８とイメージセンサ２１とは好ましくは、接着剤で接合される。
【００８３】
イメージセンサ２１の接続端子２６に接続されたケーブルを保持するパイプ状部材３０は、ケース２８の湾曲面２８ｄに配置される。その際、パイプ状部材３０の切り欠き部３０ａの向きとケース２８の開口部２８ａとを合わせるのが好ましい。
前述のとおり、ケース２８とパイプ状部材３０との接合は、導電性接合部材（半田、金属ろう、および、金属ペースト）を用いる方法、溶接、圧接等の方法で行うことができる。
【００８４】
次に、レンズアセンブリ配置工程において、レンズアセンブリ２２をホルダ２３の孔部２３ｂ内に配置する。
レンズアセンブリ２２を孔部２３ｂ内で軸方向に移動させて、イメージセンサ２１からの距離を調整した後に、例えば接着剤などによってホルダ２３に固定する。
以上によって、図２に示すような内視鏡の撮像装置２０が作製される。
【００８５】
なお、上記例においては、撮像素子配置工程の前にケーブル接続工程を行う構成としたがこれに限定はされず、撮像素子配置工程の後にケーブル接続工程を行う構成としてもよい。
また、上記例においては、撮像素子配置工程の後にレンズアセンブリ配置工程を行う構成としたがこれに限定はされず、レンズアセンブリ配置工程の後に撮像素子配置工程を行う構成としてもよい。
【００８６】
また、ホルダ２３の孔部２３ｂの断面形状、および／または、ケース２８の湾曲面２８ｄの断面形状が円形以外の場合には、ピンの断面形状をこれらの形状に応じた形状とすればよい。
【００８７】
以上、本発明の内視鏡について詳細に説明したが、本発明は上記の態様に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々、改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  内視鏡システム
２  内視鏡
３  光源ユニット
４  プロセッサユニット
２０  撮像装置
２１  固体撮像素子（イメージセンサ）
２１ａ  受像面
２２  レンズアセンブリ
２３  ホルダ
２３ａ  フランジ部
２３ｂ  孔部
２３Ｃ  中心軸
２３ｄ  爪部
２６、２６ａ、２６ｂ  接続端子
２８  ケース
２８ａ  開口部
２８ｂ  端面
２８Ｃ  中心軸
２８ｄ  湾曲面
２９  貫通孔
３０  パイプ状部材
３０ａ  切り欠き部
３２  ケーブル束
３２ａ  一括シールド線
３２ｂ  保護被覆（シース）
３３  同軸ケーブル
３３ａ  シールド線
３３ｂ  内部導体
４０ａ、４０ｂ  導電性接合部材
５０  ピン
【図１】
2020028628.tif 000003
【図２】
2020028628.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020028628.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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