(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを保持する保持枠と、
前記対物レンズの後方に配設され、前記保持枠により固定されると共に前記対物レンズにより結像した観察像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子の後方に配設されると共に当該撮像素子に対して電気的に接続された先端側回路基板と、
前記保持枠後端面から前記先端側回路基板にかけて、前記撮像素子および前記先端側回路基板を覆って形成された絶縁性の先端側封止部材と、
を備えて構成された先端側撮像ユニットと、
前記先端側回路基板の後方に配設された後端側回路基板と、
前記後端側回路基板より後方に配設された、前記撮像素子からの電気信号を伝送するための信号ケーブルと、
前記後端側回路基板から前記信号ケーブルの先端部にかけて、当該後端側回路基板および当該信号ケーブルの先端部を覆って形成された絶縁性の後端側封止部材と、
を備えて構成された後端側撮像ユニットと、
前記先端側撮像ユニットにおける前記先端側回路基板と、前記後端側撮像ユニットにおける前記後端側回路基板とを切り離し可能に電気的に接続する接続部材と、
前記先端側撮像ユニット、前記後端側撮像ユニットおよび前記接続部材を、当該先端側撮像ユニットと当該後端側撮像ユニットとの間において切り離し可能に被覆して覆うチューブと、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡等に使用される撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡挿入部の先端部内に対物光学系とＣＣＤなどの固体撮像素子及び回路基板などを備えた撮像装置とを配設して、内視鏡観察像を電気的な画像信号として得る電子内視鏡が広く用いられている。
前記電子内視鏡は、前記固体撮像素子の撮像面に観察対象部位の観察像を前記対物光学系にて結像させて得られる電気信号を内視鏡外部に設置した画像処理装置に信号ケーブルを介して伝送し、画像信号に変換してモニタに前記観察対象部位の画像を表示して観察を行うようになっている。
【０００３】
このような電子内視鏡の挿入部先端部に内蔵される従来の撮像装置は、電気部品を実装した１つの回路基板に固体撮像素子と信号ケーブルとが前記回路基板を介して電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電子内視鏡の挿入部先端部に内蔵される従来の撮像装置は、この撮像装置の何処かが壊れたりした場合、この撮像装置を分解してその部分のみを変換することはできなかったので撮像装置全てを交換していた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置先端側と撮像装置後端側とに分け、故障した場合でも全てを交換すること無く、再利用可能な物については再利用可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、対物レンズを保持する保持枠と、前記対物レンズの後方に配設され、前記保持枠により固定されると共に前記対物レンズにより結像した観察像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の後方に配設されると共に当該撮像素子に対して電気的に接続された先端側回路基板と、前記保持枠後端面から前記先端側回路基板にかけて、前記撮像素子および前記先端側回路基板を覆って形成された絶縁性の先端側封止部材と、を備えて構成された先端側撮像ユニットと、
前記先端側回路基板の後方に配設された後端側回路基板と、前記後端側回路基板より後方に配設された、前記撮像素子からの電気信号を伝送するための信号ケーブルと、前記後端側回路基板から前記信号ケーブルの先端部にかけて、当該後端側回路基板および当該信号ケーブルの先端部を覆って形成された絶縁性の後端側封止部材と、を備えて構成された後端側撮像ユニットと、
前記先端側撮像ユニットにおける前記先端側回路基板と、前記後端側撮像ユニットにおける前記後端側回路基板とを切り離し可能に電気的に接続する接続部材と、
前記先端側撮像ユニット、前記後端側撮像ユニットおよび前記接続部材を、当該先端側撮像ユニットと当該後端側撮像ユニットとの間において切り離し可能に被覆して覆うチューブと、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の撮像装置を備えた内視鏡装置の全体構成を示す説明図、図２は図１の挿入部先端側の断面図、図３は本発明の第１の実施の形態の撮像装置を示す断面図、図４は図３の変形例を示す撮像装置の断面図、図５は図３のレンズ枠を再生使用する際の説明図である。
【０００８】
図１に示すように本実施形態の内視鏡装置１は、例えば検査対象部位の観察画像を得るための内視鏡２と、この内視鏡２へ照明光を供給する光源装置３と、前記内視鏡２の制御及び内視鏡２で得られた画像信号の信号処理を行うビデオプロセッサ４と、このビデオプロセッサ４から出力されるビデオ信号を受けて観察画像を表示するモニタ５とで主に構成されている。
【０００９】
前記内視鏡２は、照明光学系や観察光学系などが配設される先端部６と、この先端部６に連設し例えば上下左右方向に湾曲可能な湾曲部７と、この湾曲部７に連設し可撓性を有する柔軟な可撓部８とで構成された細長な挿入部９を有し、この挿入部９の基端側に操作部１０を備え、この操作部１０の側部よりライトガイドなどを内挿したユニバーサルコード１１を延出して構成されている。
【００１０】
前記内視鏡２は、ユニバーサルコード１１の端部に設けたライトガイドコネクタ１１ａを介して光源装置３と着脱自在に接続されるようになっており、このライトガイドコネクタ１１ａの側部より延出する信号ケーブル１２の端部に設けた電気コネクタ１２ａを介してビデオプロセッサ４と着脱自在に接続されるようになっている。
【００１１】
図２に示すように挿入部９内に挿通されているライトガイド１３の先端は、前記先端部６を構成する硬質の先端部本体１４の照明窓を形成する透孔に口金１５を介して半田付け或いは接着剤で固定され、その先端面に対向して拡径にした照明窓に気密的に照明レンズ１６が固着されている。尚、前記ライトガイド１３は可撓性を有するファイバを束ねたファイババンドルで構成され、このファイババンドルは可撓性のチューブ１７で覆われている。
【００１２】
前記先端部本体１４には、照明窓に隣接して、撮像窓を有する透孔が設けてあり、撮像する機能を備えた撮像装置２０が図示しないネジ等で固着されている。この撮像装置２０の後端からは、撮像された画像を伝送する（電気的な画像の伝送体としての）複数の単線、同軸線を備えた複合信号ケーブル（或いは撮像ケーブル）２１が延出されている。
この複合信号ケーブル２１は複数束ねられて可撓性の保護チューブ２２で覆われている。この複合信号ケーブル２１は、挿入部９内を経て操作部１０からユニバーサルコード１１内を挿通されて前記電気コネクタ１２ａに接続されている。
【００１３】
前記先端部本体１４の後端には、第１の湾曲駒２３が半田付けなどで固着され、この第１の湾曲駒２３の後端には第２の湾曲駒２３がリベット等の回動自在の連結部材を介して連結されるようにして多数の湾曲駒２３が互い回動自在に連結されて前記湾曲部７を形成している。これら湾曲駒２３の外周は、ゴムチューブ等の柔軟性のある外皮２４で覆われており、この外皮２４の前端も先端部本体１４に気密的に固着されている。
【００１４】
前記光源装置３内に設けられている図示しないランプより出射された照明光は、ライトガイドコネクタ１１ａ、ユニバーサルコード１１及び内視鏡２の操作部１０及び挿入部９内を挿通する前記ライトガイド１３を介して先端部６まで導かれ、伝送した照明光を先端面からさらに照明レンズ１６を経て出射し、前方の患部等の被写体側を照明する。
【００１５】
前記照明光によって照射されて得られる検査対象部位の像は、前記先端部６に設けた前記撮像装置２０で撮像され電気信号に変換された後、この電気信号を前記ビデオプロセッサ４に伝送し、このビデオプロセッサ４でビデオ信号に生成した後、このビデオ信号を前記モニタ５に伝送して、モニタ画面上に観察画像を表示するようになっている。
【００１６】
次に図３を用いて前記内視鏡２に内蔵される撮像装置２０の詳細構成を説明する。
図３に示すように前記撮像装置２０は、対物レンズ系である対物光学部３１と撮像部３２とから構成されており、前記対物光学部３１は対物レンズ３３群と、これら対物レンズ群３３を所定の位置に固定配置するレンズ枠３４とで構成されている。尚、前記対物光学部３１は前記レンズ枠３４に先端側、後端側それぞれからレンズ群３３を落とし込み最終レンズを全周接着して組み立て構成される。
【００１７】
前記対物レンズ群３３を保持した前記レンズ枠３４の外周面基端側は、前記撮像部３２を構成するカバーガラス３５を基端部に配置した素子枠３６が外嵌されており、前記カバーガラス３５には固体撮像素子３７を構成するＣＣＤガラスリッド３７ａがＣＣＤチップ３７ｂのイメージエリア（受光部）３７ｃとの相対的な位置を調整しながらピント調整されて接着固定されるようになっている。
【００１８】
前記撮像部３２は、前記ＣＣＤガラスリッド３７ａ及び前記ＣＣＤチップ３７ｂで構成される固体撮像素子３７と、この固体撮像素子３７の基端側にコンデンサやトランジスタ等の電気部品３８を搭載した撮像素子側の回路基板３９ａと、この回路基板３９ａの後端に配置され、前記複合信号ケーブル２１の単線、同軸線が接続されたケーブル用回路基板である回路基板３９ｂとで主に構成されている。
【００１９】
尚、本実施の形態では回路基板を回路基板３９ａ、３９ｂの２つ設けているが、回路基板を複数設ける構成でも良い。また、前記レンズ枠３４には２ヶ所のピント調整部４０ａ、４０ｂを設けており、前記レンズ枠３４は前記対物光学部３１を除いた撮像部３２の素子枠３６との間でピント調整されるようになっている（図５参照）。
【００２０】
前記固体撮像素子３７は標準の画素数を有するものであり、図示しないが前記イメージエリア３７ｃにＮＴＳＣ方式のビデオ信号を出力することが可能な画素がマトリクス状に設けられている。この固体撮像素子３７のイメージエリア３７ｃ周辺部には、固体撮像素子３７の電気接続部４１が設けられており、外部端子であるＴＡＢテープ４２がバンプ４３を介して熱圧着もしくは超音波圧着されて電気的に接続されている。前記ＴＡＢテープ４２は、前記撮像素子側の回路基板３９ａの図示しない接続ランドに半田にて接続固定されるようになっている。
【００２１】
前記撮像部３２は、前記固体撮像素子３７（ＣＣＤガラスリッド３７ａ＋ＣＣＤチップ３７ｂ）にカバーガラス３５を接着し、このカバーガラス３５に前記素子枠３６を取り付けて接着剤４４を塗布し熱収縮をかけて組み立て構成している。尚、本実施の形態では前記ＣＣＤガラスリッド３７ａを前記ＣＣＤチップ３７ｂ、カバーガラス３５より小さく形成しており、これにより前記ＣＣＤガラスリッド３７ａ周辺部には電気絶縁性で高い耐湿性を有する接着剤４４が多く封止され前記ＣＣＤチップ３７ｂ、ＣＣＤガラスリッド３７ａ、カバーガラス３５の強度を向上させ確実に封止を行っている。
【００２２】
前記接着剤４４の外周には、熱収縮性のシールドチューブ４５が被覆される。このシールドチューブ４５は、前記接着剤４４が固体撮像素子３７及び回路基板３９ａ、３９ｂ周辺部を成形封止後にこのシールドチューブ４５を成形収縮した後、その外表面にアルミニウムや金などの金属を膜状に蒸着して、電気的なシールド効果を高めると共に、撮像装置２０内部の耐湿性を高めている。
【００２３】
本実施の形態では、前記回路基板３９ａ、３９ｂを前記固体撮像素子３７のイメージエリア（受光部）３７ｃに対して平行に配置し、前記回路基板３９ａ、３９ｂ同士を接続する接続部材を介して前記固体撮像素子３７の先端面側に設けた電気接続部４１と前記複合信号ケーブル２１とを接続するように構成する。
【００２４】
即ち、撮像素子側に配置された撮像装置先端側である回路基板３９ａと、前記複合信号ケーブル２１が接続される撮像装置後端側である回路基板３９ｂとを前記固体撮像素子３７のイメージエリア（受光部）３７ｃに対して平行に配置し、これら前記回路基板３９ａ、３９ｂを接続部材として長めのジャンパー線５０で接続している。
【００２５】
これにより、撮像装置先端側に故障が発生した場合は前記熱収縮チューブ４５を取り去り、前記ジャンパー線５０を前記回路基板３９ａ側で切って新しい撮像装置先端側の回路基板３９ａとジャンパー線５０の残り部分とを半田接続して再生を行うことが可能となる。一方、撮像装置後端側に故障が発生した場合には前記ジャンパー線５０を回路基板３９ｂ側で切り新しい撮像装置後端側の回路基板３９ｂとジャンパー線５０の残り部分とを半田接続して再生を行うことが可能となる。
【００２６】
尚、このジャンパー線５０を使用しないで、図４に示すように複合信号ケーブル２１の単線、同軸線をジャンパー線５０の代わりにして直接回路基板３９ａ、３９ｂに接続しても良い。
【００２７】
これにより、対物レンズ群３３、固体撮像素子３７を備えた撮像装置先端側と複合信号ケーブル２２が接続される撮像装置後端側との接続を接続部材により接続することで、修理する作業の手間を軽減し撮像装置２０交換の修理効率が向上できる。従って、地球にやさしい内視鏡２を構成することが可能となる。
【００２８】
尚、前記撮像部３２に故障が発生した場合には前記撮像装置２０から前記対物光学部３１を取り出し再生使用するが、前記レンズ枠３４と前記素子枠３６とのピント調整部４０ａは接着剤４４等の残りがあり新しい撮像部３２のピント調整ができない。このため、本実施の形態では前記レンズ枠３４には前記したように２ヶ所のピント調整部４０ａ、４０ｂを設けているので、図５に示すように再生したレンズ枠３４を使用するときはピント調整部４０ｂを使用して前記撮像部３２のピント調整を行い再利用を行うようになっている。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図６ないし図８は本発明の第２の実施の形態に係わり、図６は本発明の第２の実施の形態の撮像装置を示す断面図、図７は図６の変形例を示す撮像装置の断面図、図８は対物レンズ群の最先端側の対物レンズを再生する際の説明図である。
上記第１の実施の形態では撮像素子側に配置された撮像装置先端側である回路基板３９ａと、複合信号ケーブル２１が接続される撮像装置後端側である回路基板３９ｂとを接続部材としてジャンパー線５０で接続する構成としているが、本第２の実施の形態では前記ジャンパー線５０の代わりにＴＡＢテープを用いて接続する構成とする。それ以外の構成は上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００３０】
即ち、図６に示すように本第２の実施の形態の撮像装置６０は、前記ジャンパー線５０の代わりにＴＡＢテープ６１を前記撮像素子側の回路基板３９ａと、前記複合信号ケーブル２１が接続される回路基板３９ｂとを接続部材として接続している。この場合、前記固体撮像素子３７から延出しているＴＡＢテープ６１をそのまま使用している。尚、前記固体撮像素子３７から延出しているＴＡＢテープ６１でなく前記ジャンパー線５０をＴＡＢテープ６１に変更したものでも良い。
【００３１】
また、図７に示す撮像装置７０のように、回路基板３９ａとＴＡＢテープ６１の代わりをＴＡＢテープ７１のみにて行い、前記固体撮像素子３７と回路基板７２との接続をＴＡＢテープ７１をたるませて接続した構成としても良い。
これにより、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。
【００３２】
尚、図７に示す撮像装置７０は撮像部３２を通常接着剤４４等によって封止しているが、再生を行う際にはその接着剤４４があると部材の交換が行えない。このため、再生を行う際に取り除く接着剤４４部分を未封止状態にした未封止部７３を設けている。このことにより、前記接着剤４４の除去による他部品の破損を無くすことができるようになっている。
【００３３】
尚、対物光学部３１のレンズ枠３４に固定配置される対物レンズ群３３の最先端側の対物レンズは、欠けたり、傷が付くなどの破損が生じ易い。そして、最先端側の対物レンズが破損した際には、従来では対物レンズ群３３及びレンズ枠３４を全て交換するようにしていた。
【００３４】
そこで、図８に示すように対物レンズ群３３の最先端側の対物レンズ３３ａに欠けやキズ等の破損が発生したとき、表面を研磨して再生するように構成する。このとき、対物レンズ３３ａのみを研磨するとレンズの突出量が変化してしまうので、レンズ枠３４の先枠突き当て部３４ａも研磨してレンズの突出量が変化しないようにしている。
【００３５】
尚、本発明の撮像装置は、上記した実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００３６】
［付記］
（付記項１）  対物レンズの基端側に設け、この対物レンズにより結像した観察像を電気信号に変換する撮像素子と、この撮像素子に接続する複数の回路基板と、前記複数の回路基板のうち後方に位置する回路基板の基端側に配置し、前記撮像素子からの電気信号を伝送するための信号ケーブルとを備えた撮像装置において、
前記撮像素子の受光面に対して平行に前記複数の回路基板を配置すると共に、前記複数の回路基板同士を接続する接続部材を介して前記撮像素子の接続部と前記信号ケーブルとを接続したことを特徴とする撮像装置。
【００３７】
（付記項２）  前記複数の回路基板同士を接続する接続部材は、前記撮像素子側に位置する回路基板と前記後方に位置する回路基板とを接続したことを特徴とする付記項１に記載の撮像装置。
【００３８】
（付記項３）  前記撮像素子側に位置する回路基板と前記後方に位置する回路基板とを接続する接続部材は、ジャンパー線であることを特徴とする付記項２に記載の撮像装置。
【００３９】
（付記項４）  前記撮像素子側に位置する回路基板と前記後方に位置する回路基板とを接続する接続部材は、ＴＡＢテープであることを特徴とする付記項２に記載の撮像装置。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮像装置先端側と撮像装置後端側とに分け、故障した場合でも全てを交換すること無く、再利用可能な物については再利用可能な撮像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撮像装置を備えた内視鏡装置の全体構成を示す説明図
【図２】図１の挿入部先端側の断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態の撮像装置を示す断面図
【図４】図３の変形例を示す撮像装置の断面図
【図５】図３のレンズ枠を再生使用する際の説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態の撮像装置を示す断面図
【図７】図６の変形例を示す撮像装置の断面図
【図８】対物レンズ群の最先端側の対物レンズを再生する際の説明図
【符号の説明】
１            …内視鏡装置
２            …内視鏡
２０          …撮像装置
２１          …複合信号ケーブル
３１          …対物光学部
３２          …撮像部
３３          …対物レンズ群
３４          …レンズ枠
３５          …カバーガラス
３６          …素子枠
３７          …固体撮像素子
３７ａ        …ガラスリッド
３７ｂ        …ＣＣＤチップ
３７ｃ        …イメージエリア（受光部）
３８          …電気部品
３９ａ，３９ｂ…回路基板
４４          …接着剤
５０          …ジャンパー線
【図１】
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【図２】
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【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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