(57)【要約】【課題】修理・交換後の撮像ユニットを再利用可能にする。【解決手段】  １つ以上のレンズが固定されるレンズ枠２２と、撮像素子が固定される撮像枠３４と、前記レンズ枠と撮像枠との嵌合部を接着せずに前記レンズ枠と撮像枠とを相互に固定する固定手段２とを具備する。【選択図】      図１
2006015076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と、
撮像素子が固定される撮像枠と、
前記レンズ枠と撮像枠との嵌合部を接着せずに前記レンズ枠と撮像枠とを相互に固定する固定手段とを具備した撮像装置。
【請求項２】
１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と、
撮像素子が固定される撮像枠と、
前記レンズ枠と撮像枠とを前記嵌合部以外の部位で相互に固定する固定手段とを具備した撮像装置。
【請求項３】
前記固定手段は、前記レンズ枠と撮像枠とを前記嵌合部以外の部位で相互に固定する固定部材を含む撮像装置。
【請求項４】
前記固定部材は、前記レンズ枠と撮像枠とを分離する際に破壊される破壊部を有する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固定部材は、前記レンズ枠の外面及び前記撮像枠の外面に固定される請求項３又は４のいずれか一方に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記固定部材の破壊部は、前記撮像枠よりも軟らかい材質で構成される請求項３乃至５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項７】
１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と撮像素子が固定される撮像枠とを、前記１つ以上のレンズによる焦点位置に前記撮像素子の撮像面を配置するように、相互に保持固定する固定手段を具備した撮像装置用固定部材。
【請求項８】
１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と撮像素子が固定される撮像枠とを、前記１つ以上のレンズによる焦点位置に前記撮像素子の撮像面を配置するように、前記嵌合部以外の部位で相互に保持固定する固定部を具備した撮像装置用固定部材。
【請求項９】
前記固定部は、前記レンズ枠と撮像枠とを分離する際に破壊される破壊部を有する請求項８に記載の撮像装置用固定部材。
【請求項１０】
前記固定部は、前記レンズ枠の外面及び前記撮像枠の外面に固定される請求項８又は９のいずれか一方に記載の撮像装置用固定部材。
【請求項１１】
前記固定部の破壊部は、前記撮像枠よりも軟らかい材質で構成される請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の撮像装置用固定部材。
【請求項１２】
１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と撮像素子が固定される撮像枠とを互いに固定する固定部材を破壊して、両者の固定を解除する工程と、
前記レンズ枠と前記撮像枠の少なくともいずれかを交換する工程と、
レンズ枠と撮像枠とを互いに固定する工程と、
を具備する撮像装置の修理方法。
【請求項１３】
前記交換する工程において前記レンズ枠と前記撮像枠のいずれかを交換すると共に、
前記固定する工程において前記交換されたレンズ枠及び撮像枠のいずれか一方を、レンズ枠及び撮像枠のいずれか他方と固定することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物光学系で結像した被写体画像を撮像する固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用内視鏡の場合、使用した内視鏡を確実に滅菌処理することが感染症等を防止するために必要不可欠になる。洗浄液で消毒や滅菌をする場合は、消毒作業が煩雑であり、洗浄液の廃液処理に多大な費用が必要となる欠点がある。
【０００３】
そこで、最近では、煩雑な作業を伴わない高圧高温水蒸気滅菌（オートクレーブ等）が内視鏡機器、特に硬性鏡では主流になりつつある。
【０００４】
特に電子内視鏡においては、先端部に湿気などの水分が僅かにでも侵入すると、対物光学系に内側から曇りを生じさせたり、固体撮像素子や固体撮像素子からの信号を処理する電子部品を搭載した基板などを腐食させたり、短絡させたりする恐れが生じ、このような状態で得られる内視鏡画像は画質が著しく低下したものになってしまう。
【０００５】
そのため、対物光学系と固体撮像素子と基板により構成される撮像ユニットヘの水分の侵入を防ぎ、構成部材の劣化を防止するための手段が種々提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２０１８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来、撮像ユニットの修理・交換を考慮に入れた提案はほとんどなされていない。例えば特許文献１（特開２０００−２０１８８４号公報）では、対物光学系が固定的に取り付けられたレンズ枠を、ＣＣＤが固定的に取り付けられたＣＣＤ枠の内周面に嵌入し、高精度の光軸合わせを行った後、接着剤等によって気密に連結固定する構造を採用している。
【０００７】
この構造において、例えばレンズ枠内の対物レンズの交換を行うために、レンズ枠とＣＣＤ枠とを相互に取り外そうとするものとする。そうすると、接着剤をはがす際にＣＣＤ枠内周の取り付け面にダメージが生じる。このようなダメージを有するＣＣＤ枠と新たなレンズ枠とを接着固定する場合には、取り付け面のダメージによって、高精度の光学合わせが不可能となる。即ち、光学性能、ピントだし等が悪化する。
【０００８】
つまり、従来、一旦分解した対物レンズ又はＣＣＤを再利用することはできず、対物レンズ又はＣＣＤの一方のみに不具合がある場合でも、全体の交換を行わなければならないという問題点があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、撮像ユニットの修理・交換に際しても、交換前の部品の再利用を可能にすることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る撮像装置は、１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と、撮像素子が固定される撮像枠と、前記レンズ枠と撮像枠との嵌合部を接着せずに前記レンズ枠と撮像枠とを相互に固定する固定手段とを具備したものであり、
本発明の請求項７に係る撮像装置用固定部材は、１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と撮像素子が固定される撮像枠とを、前記１つ以上のレンズによる焦点位置に前記撮像素子の撮像面を配置するように、相互に保持固定する固定手段を具備したものであり、
本発明の請求項１２に係る撮像装置の修理方法は、１つ以上のレンズが固定されるレンズ枠と撮像素子が固定される撮像枠とを互いに固定する固定部材を破壊して、両者の固定を解除する工程と、前記レンズ枠と前記撮像枠の少なくともいずれかを交換する工程と、レンズ枠と撮像枠とを互いに固定する工程と、を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮像ユニットの修理・交換に際しても、交換前の部品の再利用を可能にすることができるという効果を有する。
【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について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の断面構造を示す断面図、図２は図１の撮像装置が組込まれる電子内視鏡の構成を示す構成図である。
【００１３】
先ず、図２を参照して本実施の形態を適用する電子内視鏡について説明する。
【００１４】
電子内視鏡１は、細長な挿入部２と、この挿入部２の手元側に連設され術者が把持して種々の操作を行う操作部３と、この操作部３から延設したユニバーサルコード４とを有している。このユニバーサルコード４の他端には、コネクタ部５が設けられており、コネクタ部５を図示しない光源装置、ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）に接続することができるようになっている。
【００１５】
操作部３には、湾曲操作レバー１１と、鉗子等の処置具を挿入する処置具挿入口１２等が設けられている。また、挿入部２は、操作部３に連設された可撓性を有する可撓管１０と、可撓管の先端に連設された湾曲部９と、湾曲部９の先端に連設された先端部８とによって構成されている。先端部８に図１の撮像装置が配置されるようになっている。なお、先端部８には、図１の撮像装置の他に、照明光を伝達する図示しないライトガイドファイバー等も配設されている。
【００１６】
図１の撮像装置は、観察光学系である対物レンズユニット２１及び撮像手段である撮像ユニット３０によって構成されている。撮像装置の先端に配置される対物レンズユニット２１は前面に光学窓部材２４が設けられる。光学窓部材２４は、電子内視鏡１の先端部８の先端外表面に露出する構成となっており、例えばサファイア製の凹レンズによって構成されている。凹レンズは、その先端側表面（底面）は、平らで、基端側表面は凹形状となっている。
【００１７】
光学窓部材２４はレンズ枠２２に取り付けられる。レンズ枠２２は先端側及び基端側が開口した筒形状を有している。光学窓部材２４は、金属製のレンズ枠２２の先端側内周面に嵌入されて、光学窓部材２４の外周とレンズ枠２２の先端側内周とが、気密に固定されている。例えば、エポキシ系の接着剤又は半田付けで固定してある。
【００１８】
また、レンズ枠２２には、先端側からレンズ２３ａ，２３ｂが配置されている。各レンズ２３ａ，２３ｂは、夫々全周が接着剤によってレンズ枠２２の内周に固定的に接着されている。レンズ枠２２は内周面に突起部を有していることから、光学窓部材２４はレンズ枠２２の先端側から挿入され、レンズ２３ａ，２３ｂはレンズ枠２２の基端側から挿入されて組み付けられるようになっている。
【００１９】
この対物レンズユニット２１の基端側には、撮像ユニット３０が配置されている。撮像ユニット３０は、固体撮像素子であるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２、カバーガラス３３を有している。ＣＣＤ３１は対物レンズユニット２１を介して入射した被写体の光学像を電気信号に変換する。ＣＣＤ３１の基端側には、図示しないＴＡＢ（Tape Automated Bonding）部材が設けられており、電子内視鏡１基端側まで挿通された図示しないケーブルに電気的に接続されている。このケーブルによって、ＣＣＤ３１に駆動信号を供給すると共に、ＣＣＤ３１からの画像信号を伝送するようになっている。
【００２０】
ＣＣＤ３１には、画素部を構成する図示しない撮像面を覆うように、ＵＶ接着剤等でガラスリッド３２が貼られている。ガラスリッド３２にはさらに前記画素部中心に対して芯出しされた状態で円形平板のカバーガラス３３が接着固定されている。即ち、ＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、一体的に接着固定されている。
【００２１】
ＣＣＤ３１に固定されたカバーガラス３３は撮像枠としてのＣＣＤ保持枠３４に取り付けられる。ＣＣＤ保持枠３４は、先端側及び基端側が開口した筒形状を有し、基端側の内周面にカバーガラス３３を嵌入し、カバーガラス３３の外周面とＣＣＤ保持枠３４の内周面とを図示しない接着剤によって固定的に接着するようになっている。
【００２２】
レンズ枠２２とＣＣＤ保持枠３４とは相互に嵌め合わせるようになっている。嵌合とは、クリアランスが０．００５〜０．０３ｍｍを言う。即ち、レンズ枠２２の外径とＣＣＤ保持枠３４の内径とは略同じであり、レンズ枠２２の基端側を、ＣＣＤ保持枠３４の先端側内周面に嵌入するようになっている。これにより、対物レンズユニット２１と撮像ユニット３０との光軸を一致させることができる。
【００２３】
本実施の形態においては、レンズ枠２２とＣＣＤ保持枠３４との連結に際して、レンズ枠２２の基端側外周面とＣＣＤ保持枠３４の先端側内周面との相互に接する取り付け面（嵌合部）３９には、接着剤等を使用しないようになっている。本実施の形態においては、レンズ枠２２及びＣＣＤ保持枠３４相互間の固定には、取付部として機能する固定部材２８を用いるようになっている。
【００２４】
固定部材２８は、基端側が前面開口し、先端側は所定の径で開口した筒状部材であり、基端側内径はＣＣＤ保持枠３４の外径よりも若干大きい。前記嵌合クリアランスよりも大きく設定される。例えば０．０３ｍｍ以上に設定される。固定部材２８としては、少なくともＣＣＤ保持枠３４の材料よりは軟質の材料、例えば、プラスチックやアセタール樹脂等の材料を用いる。また、固定部材２８としては、レンズ枠２２よりも軟質の材料を用いた方がよい。また、ＣＣＤ保持枠３４又はレンズ枠２２がステンレス製であれば、固定部材２８を真鍮で構成しても良い。
【００２５】
固定部材２８の先端側開口はレンズ枠２２の外周面に取り付け可能な大きさに形成される。レンズ枠２２の外周面には先端から所定の位置に突部２９が形成されており、固定部材２８の先端面をこの突部２９に当接させて、この先端面と突部２９の基端側面との接着部３８を図示しない接着剤、例えばエポキシ系接着剤によって接着固定するようになっている。このようにすることで、突部２９は図示しないスコープと撮像装置の位置出し及び固定部材２８とレンズ枠２９の位置出しの手段にもなる。
【００２６】
なお、固定部材２８の先端の内周面とレンズ枠２９の外周面との接合面についても接着剤によって接着固定するようにしてもよい。この場合、例えば、図３のように接着剤２８ａにより接着固定できるので、接着面積が広くなり強固に固定できる。また、図４のように、突部２９の周面と固定部材２８の先端面を接着剤２８ｂにより接着固定してもよい。この場合、接着剤を除去することで対物レンズを再利用できる。
【００２７】
本実施の形態においては、対物レンズユニット２１に固定部材２８を接着固定した後、固定部材２８の基端側内周面にＣＣＤ保持枠３４を挿入する。そして、光軸合わせ及び焦点合わせを行いながら、固定部材２８の内周面とＣＣＤ保持枠３４の外周面との間の隙間（接着部３７）に接着剤３５を充填して、両者を位置決めしながら接着固定するようになっている。
【００２８】
このように構成された実施の形態の組み立てにおいては、先ず、レンズ枠２２に、光学窓部材２４及びレンズ２３ａ，２３ｂを固定的に取り付け、ＣＣＤ保持枠３４に、一体的に構成されたＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３を固定的に取り付ける。そして、レンズ枠２２の外周側に、突部２９の接着部３８において固定部材２８を接着固定する。
【００２９】
この状態で、ＣＣＤ保持枠３４の先端側内周面にレンズ枠２２を嵌入する。両者の嵌合部３９には接着剤を塗布しない。ＣＣＤ保持枠３４の内径とレンズ枠２２の外径との寸法精度によって、両者が嵌合することで、高精度の光軸合わせが可能となる。
【００３０】
この嵌合作業において、ＣＣＤ保持枠３４は固定部材２８内に挿入されることになる。次に、ＣＣＤ保持枠３４の外周面と固定部材２８の内周面との間の隙間（接着部３７）に接着剤３５を充填し、焦点出しを行った後、接着固定する。こうして、対物レンズユニット２１と撮像ユニット３０とによって構成される撮像装置が得られる。
【００３１】
ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット２１とＣＣＤ保持枠３４とを分解するものとする。この場合には、ＣＣＤ保持枠３４の外周面と固定部材２８の内周面とが対向する接着部３７の接着剤３５を剥がす。
【００３２】
図５はこの場合における分解方法の一例を示す説明図である。図５（ａ）はレンズ枠２２に取り付けられた固定部材２８を示し、図５（ｂ）は固定部材２８とＣＣＤ保持枠３４との分離を示している。図８は分解方法の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、固定部材２８の周面を加工して、光軸に平行な溝状の破壊部２８-1を形成する（図８のステップＳ1 ）。なお、破壊部２８-1は組み立て前から形成されていてもよい。破壊部２８-1は周面に１本以上形成する。これにより、取付部２８は、破壊部２８-1におけるクラック耐性が劣化する。図５では、取付部２８に４カ所の破壊部２８-1を設けた例を示しており、破壊部２８-1によって区画された１つのブロックに対して、径方向に力を加えることで、このブロックを破壊部２８-1において破壊する（ステップＳ2 ）。これにより、固定部材２８の内周面とＣＣＤ保持枠３４の外周面との接着を容易に剥がすことができ（ステップＳ3 ）、固定部材２８とＣＣＤ保持枠３４とを分離することができる。ＣＣＤ保持枠３４とレンズ枠２２とは嵌合部３９において接着されることなく嵌め合わされており、ＣＣＤ保持枠３４とレンズ枠２２とは嵌合部３９にダメージを与えることなく、相互に取り外しが可能である（ステップＳ4 ）。即ち、対物レンズユニット２１と撮像ユニット３０とを分離することができる。
【００３４】
また、図６は分解方法の他の例を示す説明図である。図６（ａ）はレンズ枠２２に取り付けられた固定部材２８を示し、図６（ｂ）は固定部材２８とＣＣＤ保持枠３４との分離を示している。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、固定部材２８の周面を加工して、光軸に垂直な溝状の破壊部２８-2を形成する。破壊部２８-2は固定部材２８の周面に周回状に形成する。これにより、取付部２８は、破壊部２８-2におけるクラック耐性が劣化する。この場合には、突部２９とＣＣＤ保持枠３４とを相互に逆方向にねじることによって破壊部２８-2において固定部材２８を破壊する。これにより、固定部材２８の内周面とＣＣＤ保持枠３４の外周面との接着を容易に剥がすことができ、固定部材２８とＣＣＤ保持枠３４とを分離することができる。即ち、対物レンズユニット２１と撮像ユニット３０とを分離することができる。例えば、破壊部２８-2は、レンズ枠２２と固定部材２８の径方向で最大クリアランスを持つ部位に配置してある。このとき、破壊部２８-2は、固定部材２８が突部２９に当接することで適切な位置に配置される。
【００３６】
このような分解作業において、固定部材２８の方がＣＣＤ保持枠３４よりも軟らかい材料で構成されていることから、剥離作業時に、固定部材２８にダメージが生じたり破損したりすることがあっても、ＣＣＤ保持枠３４にダメージが及ぶことはほとんど無い。また、剥離作業に伴ってＣＣＤ保持枠３４にダメージが与えられるとしても、そのダメージはＣＣＤ保持枠３４の外周面のみに生じ、嵌合部３９には生じない。
【００３７】
この場合には、レンズ枠２２と固定部材２８とが接合されたままの状態でＣＣＤ保持枠３４とレンズ枠２２とが取り外されることもあり、また、取り外しに際して、接着部３８の接着剤も剥離されて、レンズ枠２２から固定部材２８が外れることもあり、また、軟らかい材料の固定部材２８が折れることで、レンズ枠２２と固定部材２８との接合が外れることもある。いずれの場合においても、ＣＣＤ保持枠３４及びレンズ枠２２の嵌合部３９については何らのダメージも与えられない。
【００３８】
こうして、ＣＣＤ保持枠３４で保持された撮像ユニット３０と、レンズ枠２２に保持された対物レンズユニット２１との分解が行われる。この分解作業において、少なくともＣＣＤ保持枠３４の嵌合部３９は何らのダメージを受けていないことから、例えば、対物レンズユニット２１のみを交換し、撮像ユニット３０については再利用する場合でも、高精度の光軸及び焦点合わせが可能である。
【００３９】
なお、図６の場合には、対物レンズユニット２１、撮像ユニット３０の両方共にダメージがないので、これらの両方を再利用することができる。
【００４０】
このように、本実施の形態においては、レンズ枠とＣＣＤ保持枠との連結に際し、光軸及び焦点合わせに影響を与える嵌合部を接着せず、他の部分においてレンズ枠とＣＣＤ保持枠とを接着固定するようになっている。これにより、レンズ枠とＣＣＤ保持枠とを分解する場合において、少なくともレンズ枠及びＣＣＤ保持枠の嵌合部にダメージが生じることを防止して、分解後の再利用を可能にしている。例えば、対物レンズユニット内にゴミや傷等の不具合が生じた場合でも、分解して対物レンズユニットのみを交換し、撮像ユニットについては再利用することで、撮像装置を再構成することができる。
【００４１】
例えば、図７のように、ＣＣＤ保持枠３４外周と固定部材２８内周を嵌合させ、突部２９’の裏面と固定部材２８の前端面とを接着剤２８-3によって接着固定するような構成を採用することもできる。この場合には、光軸に垂直に図示しない刃物を接着剤２８-3に挿入して切断破壊する。あるいは、溶剤を用いて接着剤２８-3を膨潤又は溶解させる。これにより、突部２９’とＣＣＤ保持枠３４の嵌合部にダメージを与えることなく、対物レンズユニット２１を取り外すことができる。即ち、この場合には、対物レンズユニット２１についても再利用することができる。
【００４２】
このように、固定部材、突部及びＣＣＤ保持枠の嵌合の関係を変えることで、再利用する部位を変えることができる。
【００４３】
なお、図１ではレンズ枠２２と固定部材２８とを別体で構成する例について説明したが、固定部材２８とレンズ枠２２とを一体的に構成するようにしてもよい。この場合には、固定部材の部分もレンズ枠と同一材料で構成されることになる。
【００４４】
また、本実施の形態は、ＣＣＤ保持枠の内周面にレンズ枠を嵌入する例について説明したが、レンズ枠の内周面にＣＣＤ保持枠を嵌入するものにも適用することができることは明らかである。この場合においても、レンズ枠の内周面とＣＣＤ保持枠の外周面との嵌合部には接着剤を用いず、他の部分においてレンズ枠とＣＣＤ保持枠とを接着固定すればよい。
【００４５】
なお、各レンズがレンズ枠に固定され、ＣＣＤ及びカバーガラス等がＣＣＤ保持枠に固定される構成のものであれば、対物レンズユニット及び撮像ユニットの構成は種々採用することができ、例えば、レンズの形状及び数は図１に限定されないことは明らかである。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、嵌合部以外の部位で、レンズ枠と撮像枠とを固定しており、これらの部品が小さくなった場合でも、容易に両者を相互に固定することができ、作業性に優れている。また、破壊部を有する固定部材を介してレンズ枠と撮像枠とを固定する構成を設けており、破壊部を破壊するという簡単な作業によって、レンズ枠と撮像枠とを容易に分離することができる。また、撮像枠及びレンズ枠が小さい場合でも比較的容易な構造にて作業性を維持しつつ両者を固定することができる。また、固定部材をレンズ枠の外表面及び撮像枠の外表面に固定しており、固定部材をレンズ枠又は撮像枠或いはその両方の内面に取り付ける場合と比較して、固定部材の取り付けが容易である。また、破壊部を撮像枠よりも軟らかい材質で形成しており、破壊部の破壊に際して撮像枠にダメージが及ぶことを効果的に防ぐことができる。
【００４７】
なお、分離後の対物レンズユニット（レンズ枠）と撮像ユニット（撮像枠）とを再度固定する際には新たな固定部材を用いてもよく、固定部材を用いずに直接嵌合部を接着してもよい。前者の場合には再び修理を行う場合に部品の再利用が可能になり、後者の場合には固定部材を用いない分費用が少し安くなるというメリットがある。
【００４８】
図９は本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。図９において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
上述したように、光軸及び焦点合わせに影響を与える嵌合部においてレンズ枠とＣＣＤ保持枠とを接着せず、他の部分において接着することで、レンズ枠とＣＣＤ保持枠とを相互に固定すればよく、固定部材等の形状配置は特に限定されない。本実施の形態は、固定部材をＣＣＤ保持枠側に取り付けた場合の例を示している。
【００５０】
図９において、レンズ枠２２’に固定される光学窓部材２４及びレンズ２３ａ，２３ｂは図１と同一物であり、ＣＣＤ保持枠４１に一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３も図１と同一物であるものとする。
【００５１】
レンズ枠２２’及びＣＣＤ保持枠４１は、図１のレンズ枠２２又はＣＣＤ保持枠３４と内径及び外径は夫々同一である。本実施の形態においては、図１の固定部材２８に相当する固定部材４２は、ＣＣＤ保持枠４１の外周面に、図示しない接着剤等によって接着固定されている。なお、固定部材４２をＣＣＤ保持枠４１よりも軟らかい材料で構成する点は第１の実施の形態と同様である。
【００５２】
組立時には、ＣＣＤ保持枠４１の先端側内周面にレンズ枠２２’を嵌入する。これにより、高精度の光軸合わせが行われる。なお、両者の嵌合部４９には接着剤を塗布しない。
【００５３】
レンズ枠２２’は固定部材４２内に挿入されることになる。レンズ枠２２’の外周面と固定部材４２の内周面との間（接着部）に接着剤４５を充填し、焦点出しを行った後、レンズ枠２２’と固定部材４２とを相互に接着固定する。
【００５４】
嵌合部４９よりも先端側のレンズ枠２２’の外周面及びＣＣＤ保持枠４１の先端側の固定部材４２の内周面には、周状に溝が形成されて、基端側に染み出す接着剤４５が嵌合部４９に到達することを阻止するための接着溜まり４３が構成されている。接着剤４５をレンズ枠２２’の外周面と固定部材４２の内周面との間の接着部に適量配置すると共に、接着溜まり４３を設けることによって、接着剤４５が嵌合部４９に到達することを確実に防止することができる。こうして、対物レンズユニット２１’と撮像ユニット３０’とによって構成される撮像装置が得られる。
【００５５】
ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット２１’とＣＣＤ保持枠４１とを分解するものとする。この場合には、レンズ枠２２’の外周面と固定部材４２の先端面及び内周面とが対向する部分に配置された接着剤４５を剥がす。固定部材４２の方がＣＣＤ保持枠４１よりも軟らかい材料で構成されていることから、剥離作業時に、固定部材４２にダメージが生じたり破損したりすることがあっても、ＣＣＤ保持枠４１にダメージが及ぶことはほとんど無い。また、剥離作業に伴ってＣＣＤ保持枠４１にダメージが与えられるとしても、そのダメージはＣＣＤ保持枠４１の外周面のみに生じ、嵌合部４９には生じない。
【００５６】
このように、本実施の形態においても、レンズ枠とＣＣＤ保持枠とを分解する場合において、少なくともレンズ枠及びＣＣＤ保持枠の嵌合部にダメージが生じることを防止して、分解後の再利用を可能にすることができる。
【００５７】
なお、図９ではＣＣＤ保持枠４１と固定部材４２とを別体で構成する例について説明したが、固定部材４２とＣＣＤ保持枠４１とを一体的に構成するようにしてもよい。この場合には、固定部材の部分もＣＣＤ保持枠と同一材料で構成されることになる。
【００５８】
図１０は本発明の第３の実施の形態を示す断面図である。図１０において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１０において、レンズ枠２２並びにレンズ枠２２に固定される光学窓部材２４及びレンズ２３ａ，２３ｂは図１と同一物である。本実施の形態においては、一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、ＣＣＤ保持枠５５に接着固定されるようになっている。ＣＣＤ保持枠５５はＣＣＤ保持枠３４と同一内径であり、先端側内周面である嵌合部５９において、レンズ枠２２を嵌入させることができるようになっている。
【００６０】
本実施の形態においては、固定部材５２は、図１の固定部材２８と略同様の形状に構成されており、内径はＣＣＤ保持枠５５の先端側の外径に略一致している。そして、ＣＣＤ保持枠５５の外周面と固定部材５２の内周面には、相互に同一ねじ形状のねじ山が夫々形成されており、ネジ部５４を構成する。即ち、このネジ部５４を利用して、ＣＣＤ保持枠５５を固定部材５２に螺入することによって、ＣＣＤ保持枠５５と固定部材５２とを相互に固定することができるようになっている。
【００６１】
即ち、組立時においては、ＣＣＤ保持枠５５が固定部材５２に螺入されて一体化された状態で、ＣＣＤ保持枠５５の先端側内周面にレンズ枠２２を嵌入する。この嵌入作業と同時に、光軸合わせ及び焦点合わせを行う。なお、ＣＣＤ保持枠５５の先端側内周面とレンズ枠２２の基端側外周面による嵌合部５９には接着剤を塗布しない。
【００６２】
レンズ枠２２は固定部材５２の先端側から挿入される。焦点合わせが行われた状態で、レンズ枠２２の突部２９と固定部材５２の先端面との間及びレンズ枠２２の外周面と固定部材５２の内周面との間に接着剤５３を充填し、レンズ枠２２と固定部材５２とを相互に接着固定する。こうして、対物レンズユニット５１と撮像ユニット５０とが高精度に光軸及び焦点合わせされて、撮像装置が構成される。
【００６３】
ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット５１とＣＣＤ保持枠５５とを分解するものとする。この場合には、接着剤５３を剥離して、対物レンズユニット５１を周方向に回転させ、ネジ部５４を利用して、固定部材５２と共にレンズ枠２２とＣＣＤ保持枠５５との螺合を解除すればよい。これにより、嵌合部５９はもとより、ＣＣＤ保持枠５５に一切ダメージを与えることなく、対物レンズユニット５１とＣＣＤ保持枠５５との分解が可能である。
【００６４】
このように、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態においては、分解が一層容易であるという利点がある。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、固定部材５２を予めレンズ枠２２に接着固定した後、ネジ部５４を利用して、ＣＣＤ保持枠５５とレンズ枠２２と嵌合させるようにすることも可能である。
【００６６】
図１１は本発明の第４の実施の形態を示す断面図である。図１１において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態はレンズ枠側をＣＣＤ保持枠の外側に配置する外嵌合に適用した例である。
【００６７】
図１１において、対物レンズユニット７１を構成するレンズ枠７２には、内周面に光学窓部材２４及びレンズ７３ａ，７３ｂが接着固定されている。一方、一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、ＣＣＤ保持枠７５に接着固定されて、撮像ユニット７０が構成されている。
【００６８】
本実施の形態においては、ＣＣＤ保持枠７５の外径とレンズ枠７２の内径とは略同一であり、ＣＣＤ保持枠７５の先端側をレンズ枠７２の基端側の内周面に嵌入するようになっている。ＣＣＤ保持枠７５の先端側外周面とレンズ枠７２の基端側の内周面との嵌合部７９には接着剤を使用しない。ＣＣＤ保持枠７５とレンズ枠７２とを嵌合部７９において嵌合することによって、光軸合わせが可能となる。
【００６９】
本実施の形態においては、ＣＣＤ保持枠７５及びレンズ枠７２の外周側には、先端開口がレンズ枠７２の外径よりも若干大きい内径を有し、基端側開口がＣＣＤ保持枠７５の外径よりも若干大きい内径を有する固定部材７６が採用されている。
【００７０】
組立時においては、ＣＣＤ保持枠７５又はレンズ枠７２のいずれか一方の外周面に固定部材７６の内周面を接着させる。例えば、ＣＣＤ保持枠７５と固定部材７６とを接着剤７８ａによって接着固定した状態で、ＣＣＤ保持枠７５の先端側をレンズ枠７２の基端側内周面に嵌入する。そして、光軸合わせ及び焦点合わせを行った後、レンズ枠７２の外周面と固定部材７６の内周面とを接着剤７８ｂによって接着固定する。こうして、対物レンズユニット７１と撮像ユニット７０とが高精度に光軸及び焦点合わせされて、撮像装置が構成される。
【００７１】
ここで、修理又は交換等のために、対物レンズユニット７１とＣＣＤ保持枠７５とを分解するものとする。この場合には、例えば接着剤７８ａを剥離して、対物レンズユニット７１をＣＣＤ保持枠７５から外す。嵌合部７９には接着剤を使用していないので、ＣＣＤ保持枠７５に一切ダメージを与えることなく、対物レンズユニット７１とＣＣＤ保持枠７５との分解が可能である。
【００７２】
このように、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
ところで、修理・分解を容易にするために、レンズ枠とＣＣＤ保持枠とを、ねじによって結合することも考えられる。図１２はこの場合の構成例を示す断面図である。図１２において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１２において、レンズ枠８１には、光学窓部材２４及びレンズ８２ａ，８２ｂが接着固定されている。一方、一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、ＣＣＤ保持枠８３に接着固定される。本実施の形態においては、ＣＣＤ保持枠８３の内径とレンズ枠８１の外径とは略同一である。また、ＣＣＤ保持枠８３の内周面とレンズ枠８１の外周面には、同一ねじ形状のネジ部８９が形成されている。これにより、ＣＣＤ保持枠８３の先端側内周面にレンズ枠８１の基端側を螺入することができる。ネジ部８９によって構成される嵌合部には、接着剤は使用されない。この嵌合部によって、光軸合わせが可能である。
【００７５】
本実施の形態においては、レンズ枠８１の先端の外周面には、先端カバー８５が接着剤８５ａによって接着固定されている。先端カバー８５としては例えばプラスチックやアセタール樹脂等の比較的軟らかい材料を用いる。この先端カバー８５には先端硬性部８６が接着されて取り付けられる。なお、先端硬性部８６とレンズ枠８１の外周面とは接着されていない。先端硬性部８６は、ＣＣＤ保持枠８３との間に弾性接着剤８４を介して配置される。
【００７６】
本実施の形態においては、先端硬性部８６には、ＣＣＤ保持枠８３に対向する位置において径方向にねじ孔８７が形成される。ねじ孔８７にねじ８８を螺入することによって、ＣＣＤ保持枠８３を先端硬性部８６に固定することができるようになっている。即ち、ＣＣＤ保持枠８３とレンズ枠８１とは、先端硬性部８６及び先端カバー８５を介して相互に固定されることになる。これにより、焦点合わせ後にレンズ枠８１がＣＣＤ保持枠８３に対して回転することを防止して、焦点ずれが生じることを阻止する。
【００７７】
ここで、修理又は交換等のために、レンズ枠８１とＣＣＤ保持枠８３とを分解するものとする。この場合には、接着剤８５ａを剥離すると共に、ねじ８８を回転させてねじ孔８７から取り外す。そして、レンズ枠８１を周方向に回転させ、ネジ部８９を利用して、レンズ枠８１とＣＣＤ保持枠８３との螺合を解除する。ネジ部８９によって構成される嵌合部が、ダメージを受けることなく、レンズ枠８１とＣＣＤ保持枠８３との分解が可能である。
【００７８】
このように、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、レンズ枠とＣＣＤ保持枠との嵌合部をねじ部材で構成することによって、嵌合部を接着する場合でも、撮像ユニットを再利用可能にする構成が考えられる。図１３はこの場合の構成例を示す断面図である。図１３において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図１３において、レンズ枠９２には、光学窓部材２４及びレンズ９３ａ，９３ｂが接着固定されている。一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、ＣＣＤ保持枠９５に接着固定される。本実施の形態においては、ＣＣＤ保持枠９５は、先端側の内周面にねじ山が形成されており、このねじ山に一致するねじ山を有するネジ部材９６を内周面に螺入することができるようになっている。ネジ部材９６は、円筒形状を有し、外周面にねじ山が形成され、内周面は曲面形状に形成される。ネジ部材９６の内径は、レンズ枠９２の外径と略同一に形成される。
【００８１】
ＣＣＤ保持枠９５の内周面にネジ部材９６を螺入した状態で、ネジ部材９６の内周面にレンズ枠９２の基端側を嵌入する。そして、ネジ部材９６の内周面とレンズ枠９２の外周面とが対向する嵌合部において、接着剤９７によりレンズ枠９２とネジ部材９６とを接着固定する。この接着に際して、光軸合わせ及び焦点合わせを実施する。
【００８２】
ここで、修理又は交換等のために、レンズ枠９２とＣＣＤ保持枠９５とを分解するものとする。この場合には、接着剤９７を剥離して、ネジ部材９６の内周面とレンズ枠９２の外周面とを引きはがし、レンズ枠９２をネジ部材９６から引き抜く。この分解作業に伴って、ネジ部材９６の内周面はダメージを受ける。しかし、ネジ部材９６は、ＣＣＤ保持枠９５に螺入されているものであり、ネジ部材９６を回転させて取り外すと、ＣＣＤ保持枠９５の内周面のねじにはダメージが生じていない。これにより、ネジ部材９６として新品のものを用いることにより、ネジ部材９６を除く撮像ユニットの再利用が可能である。
【００８３】
このように、本実施の形態においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
ところで、レンズ枠とＣＣＤ保持枠とを連結する場合において、剥離時の嵌合部のダメージを十分に低減させるように、接着剤として接着力が比較的弱いゴム系の弾性接着剤を採用することも可能である。
【００８５】
図１４はこの場合の構成を示す断面図である。
【００８６】
図１４に示すように、一体的に構成されるＣＣＤ３１、ガラスリッド３２及びカバーガラス３３は、ＣＣＤ保持枠６２に接着固定されるようになっている。図１４では、ＣＣＤ保持枠６２とレンズ枠２２との接合面（嵌合部）には、例えば、ゴム系の接着力が弱い弾性接着剤６３が塗布されて、ＣＣＤ保持枠６２とレンズ枠２２とを相互に接着固定している。弾性接着剤６３を用いることで、水密確保が可能である。
【００８７】
更に、図１４の例では、ＣＣＤ保持枠６２にはレンズ枠２２との嵌合部に対向する位置において、径方向にねじ孔６４が設けられており、組立て後において、このねじ孔６４のねじ形状に一致したねじ６５を螺入して、ＣＣＤ保持枠６２をレンズ枠２２に締結するようになっている。これにより、ＣＣＤ保持枠６２とレンズ枠２２との相互の固定強度を増大させることが可能である。
【００８８】
修理又は交換等のために、レンズ枠２２とＣＣＤ保持枠６２とを分解する場合には、先ず、ねじ６５を取り外した後、接着剤６３を剥離する。接着剤６３の接着力は弱く、接着剤６３の剥離時に、ＣＣＤ保持枠６２の嵌合部がダメージを受けることを防止することができる。
【００８９】
このように、図１４の例においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
ところで、撮像ユニットを構成するＣＣＤは、ＴＡＢ等によって構成される電装部においてケーブルに接続される。この電装部周辺は、強度を確保するために、金属で覆うと共に、電装部と金属とのクリアランスを確保する必要がある。ところが、装置の小型化に伴いＴＡＢが多用されるようになり、電装部の位置出しが困難となっている。
【００９１】
図１５はこのような電装部に生じる不具合を解消するためのものである。図１５（ａ）は内視鏡先端部の構造を示す断面であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）中の保持部材１１０を示す斜視図である。
【００９２】
ＣＣＤ保持枠１０４の先端側内周面にレンズ枠１０２が嵌入されて、光軸合わせが行われている。ＣＣＤ保持枠１０４とレンズ枠１０２とは外周側に設けられた固定部材１０５によって相互に接着固定されて、焦点合わせが行われている。ＣＣＤ保持枠１０４の基端側には、カバーガラスを介してＣＣＤ３１が固定的に取り付けられている。
【００９３】
ＣＣＤ３１の基端側には、ＴＡＢ１１２等によって構成される電装部１１１が配置されている。電装部１１１は小型のトランジスタやチップコンデンサ等、或いは、チップ抵抗やＩＣチップ等の電子部品１１３が配置されている。電装部１１１には複合ケーブル１１４が接続される。ＣＣＤ３１及び複合ケーブル１１４の周囲は、接着剤１１５が充填されており、更にその外周には、金属製の補強枠１１６が外周を覆っている。更に、その外周には、熱収縮チューブ１１７が覆っている。補強枠１１６は、ＣＣＤ保持枠１０４に対し接着固定されている。
【００９４】
図１５の例では、電装部１１１を囲むように、絶縁部材で構成された保持部材１１０が配置されている。保持部材１１０は、図１５（ｂ）に示すように、底面及び両側面を有するコ字状部材であり、底面及び両側面によって囲まれた部分に電装部１１１を収納するようになっている。保持部材１１０の両側面の内面相互間の距離は、電装部１１１の寸法に一致させてあり、保持部材１１０の内部において電装部１１１は移動することなく保持されるようになっている。
【００９５】
また、保持部材１１０の両側面の外表面は、補強枠１１６に当接しており、これにより、保持部材１１０は、補強枠１１６と共に電装部１１１の位置決め部品としての機能を有する。即ち、保持部材１１０は補強枠１１６と電装部１１１（ＴＡＢ１１２）とのクリアランスを最小限にすることができ、十分な強度を維持して、小型化を可能にすることができる。
【００９６】
なお、図１５では直視用の撮像装置を例に示したが、電装部及びケーブルの延出方向に対して光軸が略直交する側視用の撮像装置にも、同様に適用することができることは明らかである。
【００９７】
なお、上記各実施の形態においては、撮像素子としてＣＣＤの例について説明したが、撮像素子は特に限定されるものではなく、光軸合わせ及び焦点合わせにレンズ枠と撮像枠とを用いる全ての装置に適用することができ、例えば撮像素子としてはＣＭＯＳセンサ等を用いてもよいことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上のように、本発明に係る撮像装置は、対物レンズユニットと撮像ユニットとを連結させたもので、修理・交換等が必要となるシステムに有用であり、例えば電子内視鏡の先端部に設けられて、患部の被写体像を撮像するものに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の断面構造を示す断面図。
【図２】図１の撮像装置が組込まれる電子内視鏡の構成を示す構成図。
【図３】固定部材の接着を説明するための説明図。
【図４】固定部材の接着を説明するための説明図。
【図５】固定部材の接着を説明するための説明図。
【図６】分解方法を説明するための説明図。
【図７】分解方法を説明するための説明図。
【図８】分解方法を説明するためのフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施の形態を示す断面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す断面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す断面図。
【図１２】撮像装置の変形例を示す断面図。
【図１３】撮像装置の変形例を示す断面図。
【図１４】撮像装置の変形例を示す断面図。
【図１５】撮像装置の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１００】
２１…対物レンズユニット２１、２２…レンズ枠、２３ａ，２３ｂ…レンズ、２８…固定部材、２９…突部、３０…撮像ユニット、３１…ＣＣＤ、３３…カバーガラス、３４…ＣＣＤ保持枠、３５…接着剤、３７，３８…接着部、３９…嵌合部。  
代理人      弁理士      伊  藤    進
【図１】
2006015076.tif 000003
【図２】
2006015076.tif 000004
【図３】
2006015076.tif 000005
【図４】
2006015076.tif 000006
【図５】
2006015076.tif 000007
【図６】
2006015076.tif 000008
【図７】
2006015076.tif 000009
【図８】
2006015076.tif 000010
【図９】
2006015076.tif 000011
【図１０】
2006015076.tif 000012
【図１１】
2006015076.tif 000013
【図１２】
2006015076.tif 000014
【図１３】
2006015076.tif 000015
【図１４】
2006015076.tif 000016
【図１５】
2006015076.tif 000017