(57)【要約】ヒーター１１および温度センサ１２からなるヒータデバイス１３は、対物光学系の有効光線範囲より外側で、カバーガラス３を保持する硬性部材２の内周面との間に所定の空隙を持って配設され、先端のレンズ２１ａを保持する突出枠２２ａ外周部の弾性部材１７により、カバーガラス３に押圧されている撮像装置１。また、撮像装置１のヒーター１１の電気接続部および温度センサ１２の電気接続部が前群レンズユニット２０の先端側のレンズ２１ａの先端面よりも後方の基端側で対物光学系の有効光線の光線高さが相対的に低い側、かつ光軸に対して互いに対向して配置されている。
2010055753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記第１の光学部材の基端側に当接して配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されていることを特徴とする。
【請求項２】
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置され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３】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置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４】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置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５】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとは、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されてい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】
加熱部材が、前記撮像素子の撮像領域に入射する光線が、その中央部を通過可能なリング形状のヒーターであり、第１の光学部材の基端側の面と前記第２の光学部材の先端側の面との距離以上の厚さであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記第１の光学部材の基端側に当接して配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されていることを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されていることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡。
【請求項１３】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡。
【請求項１４】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとを、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置したことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡。
【請求項１５】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物光学系の先端位置に配置される光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部を備える撮像装置および前記撮像装置を具備する内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の光学像を光電変換する撮像素子を有する撮像装置は体腔内の観察／処置等、または工業用のプラント設備内の検査／修理等のために用いられる内視鏡等に適用されている。しかし内視鏡の先端部が温度および湿度が高い環境内に挿入された場合、先端部に配置された光学部材であるカバーガラスに曇りが生じることがある。【０００３】
このため、特開２００６−２８２号公報には、観察光学系の先端位置の光学部材の表面に親水性化処理を施すと共に光学部材を加熱して曇り止め処置を行う加熱部を具備する内視鏡の曇り止め装置が開示されている。【０００４】
また、特開２００７−１６２５６７号公報には、曇り止め装置による撮像部の撮像視野への影響を排除するため、カバーガラスを温める発熱部やカバーガラスの温度を検出する温度検出部を、撮像視野範囲に含まれない位置に配置することが開示されている。【０００５】
しかしながら、特開２００６−２８２号公報や特開２００７−１６２５６７号公報に開示されている従来の技術は、加熱部や温度検出部を設けることによる大型化または光学部材に対する効率的な温度管理といった観点からは、必ずしも十分に考慮されているとはいえない。【０００６】
すなわち単に撮像視野範囲を避けて加熱部や温度検出部を配置するのみでは、光学部材を効率的に加熱することが困難であり、また、内視鏡等に適用した場合、挿入部の太径化を招いてしまう。【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、撮像視野に影響を与えることなく効率的に光学部材を加熱して曇りを防止すると共に撮像装置としての大型化を防止す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。【０００８】
本発明によれば、撮像視野に影響を与えることなく効率的に光学部材を加熱して曇りを防止することができると共に撮像装置としての大型化を防止することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態の撮像装置は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子とを具備する撮像装置であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記第１の光学部材の基端側に当接して配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されている。【００１０】
また、本発明の別の実施の形態の内視鏡は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記第１の光学部材の基端側に当接して配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内視鏡の挿入部の先端部に設けられる撮像装置を示す構成図である。
【図２】内視鏡の挿入部の先端部に設けられる撮像装置の図１のＡ矢視による正面図である。
【図３】内視鏡の挿入部の先端部に設けられる撮像装置の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面による、レンズ移動機構の構成を示す説明図である。
【図４】ヒータユニットの構成図である。
【図５】図４のＣ矢視によるヒータユニットの正面図である。
【図６】撮像装置先端の拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。【００１３】
本発明の撮像装置は、撮像素子の撮像面に被写体の光学像を結像する対物光学系の先端光学部材に対する曇り止め機能のある曇り防止部を有する。本発明の撮像装置は、例えば、内視鏡等に適用され、体腔内に挿入される細長の挿入部の先端部に配設される。本発明の撮像装置を具備する内視鏡は、挿入部の可撓性の有無、湾曲部の有無、更には医療用または工業用といった使用分野等によって制限されることはない。【００１４】
本実施の形態においては、フォーカス機能またはズーミング／テレ機能のために撮像装置内部のレンズを進退移動可能な対物光学系を備える内視鏡４に適用される撮像装置を例に説明する。図１に示す撮像装置１は、図示しないが内視鏡４の挿入部の先端部の金属枠に組み付けられており、先端部の基端側には湾曲自在な湾曲部および可撓管が設けられており、更に、その基端側に把持部を連設する操作部が設けられ、この操作部より延設されるユニバーサルケーブルを介して内視鏡４、すなわち撮像装置１は本体部の信号処理装置と接続されている。なお以下、基端側を「後方」、先端側を「前方」ともいう。【００１５】
撮像装置１の対物光学系は、第１の光学部材としてのカバーガラス３と、カバーガラス３の基端側に配置される複数の光学部材からなる第２の光学部材とを有する。撮像装置１の先端部は、略円筒状の硬性部材２を有し、この硬性部材２の先端に、対物光学系の先端面を形成する円板状のカバーガラス３が嵌合されている。カバーガラス３の基端側には、カバーガラス３を加熱して曇り止めを行う曇り防止部としてのヒータユニット１０が撮像視野範囲外となるように配設されている。第２の光学部材は、いずれも複数のレンズを有する３つの光学部材、すなわち、先端側の前群レンズユニット２０と、移動レンズユニット３０と、基端側の後群レンズユニット４０とを有する。移動レンズユニット３０は対物光学系の光軸Ｏ方向に進退移動可能な複数の移動レンズからなる。なお、カバーガラス３の外径は、前群レンズユニット２０の先端面を構成するレンズ２１ａの外径よりも大きく、後述するヒータユニット１０はレンズ２１ａの外周の空間も用いて配設されている。【００１６】
前群レンズユニット２０は、複数の前群レンズ２１を保持枠としての前群レンズ枠２２で保持・固定して構成され、この前群レンズ枠２２が、複数の後群レンズ４１を保持・固定する後群レンズ枠４２の先端側に嵌合されている。後群レンズ枠４２内には、複数の移動レンズ３１を保持・固定する移動レンズ枠３２が前群レンズユニット２０と後群レンズユニット４０との間で光軸Ｏ方向に沿ってスライド（進退移動）自在となるように配置されている。【００１７】
また、後群レンズ枠４２の後端部には、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の固体撮像素子からなる撮像素子５０を保持する撮像素子保持枠５１の前端部分が挿嵌固定されている。撮像素子保持枠５１内には、同じ光軸Ｏを有する後群レンズユニット４０に対向する複数のレンズ５２と、この複数のレンズ５２の後端面側に、撮像面を有する撮像素子５０と、が保持・固定されている。撮像素子５０は、撮像面の横のサイズが縦のサイズよりも大きい略矩形状であり、撮像面の長辺方向が図１の上下方向となるように配置されている。このため、撮像装置１の対物光学系は有効光線高が一定ではなく、撮像素子５０の縦（短辺）方向に対応する図１の上下方向は有効光線高が低く（小さく）、撮像素子５０の横（長辺）方向に対応する図１の紙面垂直方向は有効光線高が高い（大きい）。【００１８】
撮像素子５０の撮像面の背面側には、駆動および入出力信号処理用の回路チップを搭載した積層基板５３が配設され、この積層基板５３と撮像素子５０とが図示しないフレキシブル配線基板（Flexible Printed Circuits：ＦＰＣ）を介して電気的に接続されている。積層基板５３は、ケーブル保持部材５５に挿通配置されたケーブル５４の複数の信号線に接続され、内視鏡から延出されているケーブルを介して図示しない信号処理装置に接続されている。【００１９】
なお、撮像素子保持枠５１の硬性部材２に嵌合する先端部以外の外周面には、熱収縮管である被覆部材５６が被覆されている。なお、この被覆部材５６により、撮像素子保持枠５１からケーブル保持部材５５の先端部分までが一体的に被覆されている。被覆部材５６内部には樹脂材等からなる充填剤５７が充填され、撮像素子５０および積層基板５３を固定・保護している。【００２０】
なお、充填剤５７は１種類ではなく充填箇所に応じて複数の種類の充填剤を用いてもよい。例えば、撮像素子５０の後方基端側（背面側）には断熱性の高い充填剤を用い、撮像素子５０の側面と撮像素子保持枠５１との間には熱伝導性の良い充填剤を用いる。すると撮像素子５０の駆動時に発生する熱を、撮像素子保持枠５１および硬性部材２を介して前方のカバーガラス３に効率よく伝熱することができる。すなわち撮像素子５０が発生する熱をカバーガラス３の曇り止めに利用できる。【００２１】
ここで、図２および図３を用いて、レンズ移動機構６０について説明する。図２に示すように、移動レンズユニット３０を光軸Ｏ方向に進退移動するレンズ移動機構６０は、撮像装置１の撮像素子５０の撮像面の長辺側に対応する側部に配設されている。すなわち撮像装置１は、対物光学系のうちの一部の光学部材である移動レンズユニット３０を対物光学系の光軸方向Ｏに移動する光学部材移動部であるレンズ移動機構６０を有する。【００２２】
図３に示すように、レンズ移動機構６０は、撮像装置１の硬性部材２外周に設けられた開口部を覆って配設されたアクチュエータ保持枠６１と、このアクチュエータ保持枠６１内に設けられ、移動レンズ枠３２の外周部に係合されている連結桿６２と、この連結桿６２を後群レンズ枠４２の外周部に設けられた切り欠き内で光軸Ｏと平行に精密移動可能とするガイド軸６３と、連結桿６２をガイド軸６３に沿って進退移動させるための駆動ワイヤ６４とを備えている。【００２３】
なお、アクチュエータ保持枠６１は、連結桿６２の先端側への移動を規制する当接部６１ａを備えている。この当接部６１ａと連結桿６２との間には、連結桿６２を当接部６１ａから離間する方向に付勢するバネ６５が介装されている。【００２４】
駆動ワイヤ６４は、加熱されると収縮し、冷却されると膨張する形状記憶合金（SMA ; Shape Memory Alloys）によって形成された数十ミクロン程度の直径のワイヤである。以下、駆動ワイヤ６４をＳＭＡワイヤ６４と記載する。このＳＭＡワイヤ６４は、連結桿６２に固設されている台座６６内で折り返すように固着され、台座６６に嵌合されている絶縁管６７からバネ止め管６８内を挿通されて操作部側へ延出されている。【００２５】
絶縁管６７とバネ止め管６８とは、アクチュエータ保持枠６１に嵌合されているガイド管６９内に一部が嵌装され、このガイド管６９内において、ＳＭＡワイヤ６４に外装されて連結桿６２を前方に付勢するバネ７０の端部がバネ止め管６８に当接されている。ガイド管６９には絶縁チューブ７１が被覆され、また、この絶縁チューブ７１により、ガイド管６９から露呈されて延出されているバネ止め管６８の外周が被覆されている。【００２６】
ＳＭＡワイヤ６４の操作部側の末端は、レンズ移動機構６０から延出されている配線系である電気ケーブル（第１のケーブル）６０Ａに接続されているブロック体等に固定されており、ＳＭＡワイヤ６４への通電・発熱による収縮作用とバネ６５、７０の付勢力との関係に基づいて連結桿６２が進退移動する。これにより、連結桿６２に係合された移動レンズユニット３０が光軸Ｏ方向に進退移動するため、撮像装置１はフォーカス動作、またはズーミング／テレ動作が可能となる。【００２７】
すなわち、フォーカス動作、またはズーミング／テレ動作をする場合には、図示しない制御装置によってケーブル６０Ａを介してＳＭＡワイヤ６４に電流を流し、ＳＭＡワイヤ６４を発熱させて長さを収縮させる。すると、ＳＭＡワイヤ６４に連結された連結桿６２がバネ６５、７０による付勢力に抗して引っ張られ、移動レンズユニット３０がガイド軸６３にガイドされながら後群レンズユニット４０側へ移動する。ＳＭＡワイヤ６４への通電を停止すると、ＳＭＡワイヤ６４は、自然冷却され元の長さに戻り、バネ６５、７０の付勢力によって連結桿６２が前方へ押し出される。すると、移動レンズユニット３０が前方へ移動する。このとき、連結桿６２の前面が当接部６１ａに当接することで、移動レンズユニット３０の前方への移動が規制されている。【００２８】
以上の説明のように、ＳＭＡワイヤ６４を用いたレンズ移動機構６０を有する撮像装置１は、簡単な構成でありながら、フォーカス動作またはズーミング／テレ動作が可能である。【００２９】
次に、図４、図５、図６を用いて撮像装置１先端のカバーガラス３と前群レンズユニット２０との間に配設されている曇り防止部であるヒータユニット１０について説明する。【００３０】
ヒータユニット１０は、カバーガラス３を加熱する加熱部材としてのヒーター１１とカバーガラス３の温度を計測する温度計測部材としての温度センサ１２とを一体的に備えたヒータデバイス１３、ヒーター１１および温度センサ１２を制御装置（図示せず）に接続するためのＦＰＣ等からなる配線基板１４を主要構成としている。【００３１】
ヒータデバイス１３の主要部を構成するヒーター１１は、例えば、ＰＴＣヒーター等のセラミックヒータ、セラミック基板に抵抗線パターンまたはニクロム線等を組み込んだ発熱体であり、中心部に開口領域を有する略リング状に形成されている。略リング状のヒーター１１の外径はカバーガラス３の外径よりも小さい。また、ヒーター１１の厚さはカバーガラス３の内面（基端側の面）から前群レンズユニット２０の先端面までの距離以上の寸法に形成されている。更に、略リング状のヒーター１１の内径側はカバーガラス３の内面に当接するように配置されたとき、撮像素子５０の撮像領域に入射する有効光線Ｒを遮らない大きさに設定されている。【００３２】
なお、ヒーター１１は、カバーガラス３の加熱によるフレアを防止するため、先端側の面にブラスト加工を施すようにしても良い。更に、ヒーター１１とカバーガラス３との間に、有効光線Ｒを遮らない内径のフレア絞りを設けても良い。フレア絞りを用いる場合には、フレア絞りを形成する素材の熱伝導率をカバーガラス３の熱伝導率より小さくすることで、ヒーター１１からカバーガラス３に効率よく熱を伝導させることができる。【００３３】
温度センサ１２は、例えば、サーミスタ等の測温抵抗体を用いて構成されている。この温度センサ１２は、略リング状に形成されているヒーター１１の内周側の壁部に断熱材１５を介して固定されている。すなわち、温度センサ１２にはヒーター１１からの熱が直接伝熱されない。また温度センサ１２は、ヒーター１１のカバーガラス３に当接されている面と温度センサ１２の測温面とが同一面をなすように配置されている。すなわち、温度センサ１２は、カバーガラス３の温度を精度よく検出できるように配設されている。【００３４】
配線基板１４は、例えばポリイミド（ＰＩ）または液晶ポリマー（ＬＣＰ）等で形成されており、ヒーター１１の基端面（カバーガラス３に当接する面と反対側の面）に付設されている略リング状の電極基板部１４ａと、この電極基板部１４ａから略直角に折り曲げられて延出されている細長の導線部１４ｂと、導線部１４ｂの端部に設けられる幅広のケーブル接続部１４ｃとを有している。ケーブル接続部１４ｃには、制御装置に接続するための配線系であるケーブル（第２のケーブル）１６の複数の芯線が半田付け等により接続されている。【００３５】
ＰＩまたはＬＣＰで形成されている配線基板１４は、機械的強靱性および耐熱性に優れ、かつ吸水率が低いことから、内視鏡のオートクレーブ滅菌等のときの吸水によるカバーガラス３内面への蒸気の侵入を回避することができ、また、繰り返し屈曲に対する耐性を向上することができるという利点を有している。これらの利点は、基板上の導線に対するメッキを、ニッケルメッキではなく金メッキとすることで、更に向上させることができる。【００３６】
図５に示すように、電極基板部１４ａへ接続されているヒーター１１の電極端子１１ａ（加熱用電気接続部）と温度センサ１２の電極端子１２ａ（計測用電気接続部）とは、光軸Ｏを挟んで互いに対向する位置に配置され、かつ撮像素子５０の長辺側に対応する位置、すなわち対物光学系の有効光線が低い側に設けられている。撮像素子５０の長辺側に対応する位置の空間を狭めても有効光線を遮ることがないため、ヒーター１１の電極端子１１ａは、円周側から中心側に向かって拡開された幅広部１１ｂに設けられている。また、温度センサ１２の電極端子１２ａは、ヒーター１１の電極端子１１ａに対向する内径側の側面から電極基板部１４ａに向かって延出され、電極基板部１４ａに接続されている。電極基板部１４ａは、例えば、外径がヒーター１１と略同じで内径がヒーター１１より若干小径に設定されている。【００３７】
以上の説明のようにヒータユニット１０は、その構成要素の全てが対物光学系の有効光線範囲より外側に配置されている。【００３８】
また、ヒータユニット１０は、撮像装置１の先端部内において、ヒーター１１の電極端子１１ａと温度センサ１２の電極端子１２ａとが撮像素子５０の長辺側に対応する位置に配置されている。このため、配線基板１４の導線部１４ｂおよびケーブル接続部１４ｃに接続されている第２のケーブル１６は、レンズ移動機構６０の第１のケーブル６０Ａと反対側に配置されている。言い換えれば、図２に示すように、第１のケーブル６０Ａと第２のケーブル１６とは光軸Ｏに対して互いに対向する位置に配置されている。【００３９】
また、図１、図６に示すように、ヒーター１１および温度センサ１２からなるヒータデバイス１３は、その外周面とカバーガラス３を保持する硬性部材２の内周面との間に所定の空隙を持って配設され、カバーガラス３と前群レンズ枠２２との間に、断熱性を有する弾性部材１７を介して挟持されている。詳細には、前群レンズ枠２２は、前群レンズユニット２０を構成する複数のレンズ２１のうちの先端面を構成するレンズ２１ａを保持する部分が、前方に突出された突出枠２２ａとして一体形成されており、この突出枠２２ａの外周部に形成されている平面部２２ｂに弾性部材１７が配設され、ヒータデバイス１３をカバーガラス３に押圧している。【００４０】
前述したように、ヒーター１１は、撮像素子５０の撮像領域に入射する有効光線を妨げない開口領域を有しており、また、カバーガラス３からレンズ２１ａの先端面までの距離以上の厚さに設定されている。このため、前群レンズ枠２２の突出枠２２ａはヒータデバイス１３の開口内に収容され、ヒータデバイス１３は対物光学系の有効光線範囲（図１、図５、図６中に破線で示される）より外側に配置されている。また、ヒーター１１の電極基板部１４ａへの接続部および温度センサ１２の電極基板部１４ａへの接続部が、前群レンズユニット２０の先端側のレンズ２１ａの先端面よりも後方の基端側で対物光学系の有効光線の光線高さが相対的に低い側、かつ光軸Ｏに対して互いに対向して配置されている。【００４１】
以上の構成の撮像系を有する内視鏡４においては、例えば、体腔内に撮像装置１を挿入して患部を観察する場合、予め、ヒーター１１に通電し、温度センサ１２からの信号に基づいてカバーガラス３の温度を適正な設定温度に制御する。この適正な設定温度は、例えば、カバーガラス３の上限温度が４３°Ｃ以下の適宜の設定温度、例えば４０°Ｃ等の生体に低温やけどを生じさせない温度である。【００４２】
このように、撮像装置１は、ヒーター１１によるカバーガラス３の加熱温度が例えば４０°Ｃ等の適正な設定温度で一定に保持されている状態で、患者の腹腔内等に挿入される。患者の腹腔内は、例えば、温度約３７°Ｃ、湿度約９８％〜１００％といった環境下であることが普通である。しかし撮像装置１は、生体から発生する水蒸気等による水滴がカバーガラス３の表面に付着しにくく、付着しても迅速に乾かすことができるため、効果的に曇りを防止することができる。【００４３】
このとき、ヒーター１１および温度センサ１２からなるヒータデバイス１３は、カバーガラス３の内面に密着されて配置されており、詳細には、硬性部材２の内周面との間に所定の空隙を持って配設され、断熱性を有する弾性部材１７によってカバーガラス３に押圧されていると共に、ヒーター１１と温度センサ１２とが断熱材１５を介して断熱されている。このため撮像装置１では、ヒーター１１の熱がカバーガラス３以外の部位に伝導することを防止して効率的にカバーガラス３を加熱することができる。更に撮像装置１は、温度センサ１２によって正確にカバーガラス３の温度を計測することができ、精密な温度管理を行うことができる。【００４４】
また、ヒータデバイス１３と硬性部材２の内周面との間に空隙を設けていることから、この空隙により良好な断熱性と同時に良好な電気絶縁性を得ることができ、カバーガラス３の曇りを防止すると同時に静電気による悪影響を防止することができる。なお、ヒータデバイス１３と硬性部材２の内周面との間は、空間ではなく断熱性および電気絶縁性に優れた部材を配設しても良い。【００４５】
更に特徴的には、撮像装置１のヒータデバイス１３は、対物光学系の有効光線範囲より外側に配置されており、対物光学系の有効光線を遮ることがない。このため、撮像視野がけられることがなく、曇り防止効果と相俟って良好な撮像視野を得ることができる。そして、ヒーター１１の電極基板部１４ａ（加熱用電気接続部）および温度センサ１２の電極基板部１４ａ（計測用電気接続部）を、前群レンズユニット２０の先端側のレンズ２１ａの先端面よりも後方の基端側で対物光学系の有効光線高さが相対的に低い側、かつ光軸Ｏに対して互いに対向して配置する。このため、ヒータデバイス１３を小径化しても電気接続部の強度を維持しつつ有効視野を確保することができる。これにより、撮像装置１を細径化することが可能となり、内視鏡４としての利便性および操作性向上に寄与することができる。【００４６】
特に、ヒーター１１の加熱用電気接続部と温度センサ１２の計測用電気接続部とを、撮像素子５０の長辺側に対応する位置に対向して配置するため、有効視野に寄与しない無駄な開口領域を利用してヒーター１１に幅広部１１ｂを設け、この幅広部１１ｂに電気接続部を設けることから、発熱面積の確保とヒーター電気接続部の強度確保とを図りつつ、ヒータデバイス１３を小型化することができる。特に、フォーカス機能またはズーミング／テレ機能のためのレンズ移動機構６０を有するものでは、ヒータデバイス１３の小型化による撮像装置の細径化により、大きなメリットを得ることができる。【００４７】
なお、撮像装置１を有する内視鏡４が撮像装置１の効果を有することは言うまでもない。【００４８】
本発明は、上述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。【００４９】
本出願は、２００８年１１月１１日に日本国に出願された特願２００８−２８９０７１号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【図１】
2010055753.tif 000003
【図２】
2010055753.tif 000004
【図３】
2010055753.tif 000005
【図４】
2010055753.tif 000006
【図５】
2010055753.tif 000007
【図６】
2010055753.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月31日(2010.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の実施の形態の撮像装置は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子と、を具備する撮像装置であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の別の実施の形態の内視鏡は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されている。
【手続補正３】
【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】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されていることを特徴とする。
【請求項２】
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置され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３】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置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４】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置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５】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとは、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されてい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】
加熱部材が、前記撮像素子の撮像領域に入射する光線が、その中央部を通過可能なリング形状のヒーターであり、第１の光学部材の基端側の面と前記第２の光学部材の先端側の面との距離以上の厚さであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置されていることを特徴とする内視鏡。
【請求項１０】
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されていることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡。
【請求項１３】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡。
【請求項１４】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとを、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置したことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡。
【請求項１５】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の内視鏡。
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月13日(2010.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の撮像装置は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子と、を具備する撮像装置であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置され、前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の内視鏡は、先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置され、前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されている。
【手続補正３】
【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】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材と、を有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置され、
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されている
ことを特徴とする記載の撮像装置。
【請求項２】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置され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３】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置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４】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとは、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
加熱部材が、前記撮像素子の撮像領域に入射する光線が、その中央部を通過可能なリング形状のヒーターであり、第１の光学部材の基端側の面と前記第２の光学部材の先端側の面との距離以上の厚さであ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】
先端位置に配置される第１の光学部材と、前記第１の光学部材の基端側に配置される第２の光学部材とを有する対物光学系と、
第１の光学部材の表面の曇りを防止する曇り防止部と、
撮像素子と、を具備する撮像装置を挿入部の先端部に配設した内視鏡であって、
前記曇り防止部が、前記第１の光学部材を加熱する加熱部材と前記第１の光学部材の温度を計測する温度計測部材とを有し、前記加熱部材が前記第１の光学部材の基端側の内面に当接して前記第２の光学部材の外周側に配置されると共に、その基端側が、前記第２の光学部材の先端側の面より基端側に配置され、
前記加熱部材が加熱用電気接続部を、前記温度計測部材が計測用電気接続部を有し、
前記加熱用電気接続部と前記計測用電気接続部とが、前記対物光学系の有効光線が低い側に対向して配置されている
ことを特徴とする内視鏡。
【請求項９】
前記第２の光学部材を保持する保持枠を有し、
前記曇り防止部は、前記第１の光学部材の外径より小さく、前記保持枠の外周側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の内視鏡。
【請求項１０】
前記曇り防止部は、前記対物光学系の有効光線範囲より外側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の内視鏡。
【請求項１１】
前記加熱部材の基端側に配置された弾性部材を有し、
該弾性部材は、前記加熱部材を前記第１の光学部材に押圧することを特徴とする請求項１０に記載の内視鏡。
【請求項１２】
前記対物光学系のうちの一部の光学部材を前記対物光学系の光軸方向に移動するための駆動ワイヤを有する光学部材移動部を具備し、
前記光学部材移動部から延出される配線系である第１のケーブルと前記曇り防止部から延出される配線系である第２のケーブルとを、前記対物光学系の光軸に対して対向して配置したことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡。
【請求項１３】
前記駆動ワイヤが、形状記憶合金によって形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の内視鏡。
【国際調査報告】
2010055753.tif 000009
2010055753.tif 000010