(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを取り付けたレンズ枠と、該レンズ枠より大きい外径部を有する固体撮像素子とを対物レンズの光軸中心と固体撮像素子のイメージエリア中心との位置合わせを行った撮像ユニットにして先端部に組み込む電子内視鏡において、
前記撮像ユニットの最大外径部の外周と先端部を構成するほぼ円管状のハウジング部材である先端構成部材の内周とを嵌合し、該レンズ枠の外周と該先端構成部材の内周にクリアランスを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項２】
前記最大外径部は、前記固体撮像素子の外周を覆う接着剤の切り欠き部であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【請求項３】
前記最大外径部は、前記固体撮像素子の外周を覆う接着剤が前記先端構成部材の内周面の内径と一致するように成型されている成型部であることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は挿入部の先端に被写体を結像する対物レンズとその結像位置に固体撮像素子を配置した電子内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療用分野及び工業用分野において、挿入部の先端に照明光学系と観察光学系とを設けた内視鏡が広く用いられるようになった。また、観察光学系としての対物レンズの結像位置に電荷結合素子（ＣＣＤと略記）等の固体撮像素子を配置した電子内視鏡も広く用いられるようになった。
【０００３】
従来の電子内視鏡は、例えば第１の従来例としての特公平１−３１１６２号に示されるように、対物レンズに対して固体撮像素子の芯出しとピント出しを行い、それを部組としてレンズを組み込んだレンズ支持枠を先端硬性部材に固定したものを開示している。
【０００４】
また、第２の従来例として特許２６３２１７２号では先端部に対物レンズが取り付けられたレンズ枠を固体撮像素子を固定した部材とは別体に設け、レンズ枠を軸方向及び垂直方向に調整する機構を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常  固体撮像素子の大きさは対物レンズよりも大きい。
第１の従来例のように、対物レンズを基準に撮像素子の芯出しを行った撮像ユニットをスコープ先端部に組み込む場合には撮像素子を収納する部分の周辺に芯出しによる撮像素子の位置のずれを吸収するだけのスペースを設けておく必要がある。つまり、結果として先端部外径が太くなってしまう。
【０００６】
第２の従来例のようにすると、構造が複雑である事から調整が煩雑となり、また価格も高くなってしまう。また、レンズの大きさと固体撮像素子の大きさによってはこのような調整機構を設けることで逆に先端部外径が大きくなることも考えられる。
【０００７】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で先端部を細径化でき、しかも低コスト化できる電子内視鏡を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
対物レンズを取り付けたレンズ枠と、該レンズ枠より大きい外径部を有する固体撮像素子とを対物レンズの光軸中心と固体撮像素子のイメージエリア中心との位置合わせを行った撮像ユニットにして先端部に組み込む電子内視鏡において、前記撮像ユニットの最大外径部の外周と先端部を構成するほぼ円管状のハウジング部材である先端構成部材の内周とを嵌合し、該レンズ枠の外周と該先端構成部材の内周にクリアランスを設けることにより、
簡単な構成で撮像ユニットを先端部内に外径を小さく収納でき、かつレンズ枠の外径は撮像ユニットの外径部より小さい為、レンズ枠外周にクリアランスを設けても先端部の外径は大きくならないようにする。
【０００９】
【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は第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示し、図２ないし図４は図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線断面をそれぞれ示し、図５はＴＡＢ実装の固体撮像素子チップを示す。
【００１０】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡１は細長の挿入部２を有し、この挿入部２の先端側には先端部３とこの先端部３の後端に湾曲自在の湾曲部４とが設けてある。
【００１１】
この電子内視鏡１は例えば工業用分野で使用されるものであり、先端部３の前端には図１に示す直視用先端光学アダプタ５が着脱自在で装着される。
先端部３はほぼ円管状の先端構成部材７と、この先端構成部材７の後端側に設けた係止孔８にピン９で連結固定される円管状の継ぎ部材１０とで先端部３のハウジング部材となる外装部材が形成されており、この外装部材の内部に照明光を伝送して先端面から出射するライトガイド１１と、対物レンズ１２（それを構成する前レンズを１２ａ、後レンズを１２ｂで示す）及び固体撮像素子チップ１３とを芯出し（光軸中心とイメージエリアの中心との位置合わせ）及びピント合わせを行った撮像ユニット１４とが収納される。
【００１２】
また、継ぎ部材１０の後端側は段差状に細径にされ、湾曲部４を形成する湾曲駒１５が固着され、この湾曲駒１５の後端には隣接する他の湾曲駒１５がリベット１６で回動自在に連結され、これらの湾曲駒１５の外周は被覆チューブ１７ａ、網管（ブレード）１７ｂ等の被覆部材で被覆されている。
【００１３】
先端構成部材７の前端側の外周は僅かに細径にされ、雄ネジ部１８が形成され、この雄ネジ部１８には直視用光学アダプタ５を構成する固定リング１９が螺合により取り付けられる。
直視用光学アダプタ５はアダプタ本体２１に対物レンズ１２及びライトガイド１１に対向する位置に光学部材２２と、照明レンズ２３とが取り付けられている。
【００１４】
光学部材２２は円形におけるその上下両側を一部切り欠いた小判形状であり、上部の厚肉部のアダプタ本体２１には抜け止めピン２４が取り付けられ、下部側には２つの照明レンズ２３とが取り付けられている。
【００１５】
撮像ユニット１４を形成する対物レンズ１２はレンズ支持枠２７の前端付近に前レンズ枠２８を介して取り付けられる外径が小さい前レンズ１２ａと、外径が大きい後レンズ１２ｂ及び前レンズ１２ａを保護するカバーガラスからなり、後レンズ１２ｂの光軸中心と固体撮像素子チップ１３の撮像面中心との位置合わせ（芯出し）をしてからレンズ支持枠２７を接着剤で固定した後に、前レンズ１２ａが取り付けられた前レンズ枠２８をピント出ししてレンズ支持枠２７に固定している。
【００１６】
固体撮像素子チップ１３はＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープに実装されており、図５に示すように固体撮像素子チップ１３に接続されたインナリード３１が例えば上下方向に延出され、その前面に例えば固体撮像素子チップ１３より僅かに小さい寸法のカバーガラス３０を接着固定して撮像面を保護している。なお、図５（Ａ）は側面図、図５（Ｂ）は正面図を示す。
【００１７】
このインナリード３１は固体撮像素子チップ１３の上下の側面に沿って折り曲げられて裏面側に延出され、電子部品３２が実装された基板３３及び、信号線３５が半田付けで固定される基板３４のパターン等に接続されている。
【００１８】
固体撮像素子チップ１３の裏面側部分には絶縁性の接着剤３６を流し込んで、基板３３、３４の周囲及び信号線３５の先端の接続固定部の周囲を固着して封止している。また、電子部品３２の周囲にも接着剤を流し込んで封止固定している。
さらに、固体撮像素子チップ１３の左右及び上下の側部外周は接着剤３７により覆われ、上下のインナリード３１部分も覆うように固着して封止している。
【００１９】
撮像ユニット１４の下部側の断面は図１のＢ−Ｂ断面に示す図３に示すように後レンズ１２ｂ及びレンズ支持枠３４の下部側を切り欠き、さらに継ぎ部材１０の下部側前端も切り欠いてライトガイド１１を配置するスペースを確保している。
【００２０】
対物レンズ１２を取り付けたレンズ支持枠２７の後端をＴＡＢ実装の固体撮像素子チップ１３のカバーガラス３０に接着剤で固定した撮像ユニット１４は固体撮像素子チップ１３が正方形に近い長方形の板形状であるために、図１のＣ−Ｃ線断面付近を示す図４に示すように固体撮像素子チップ１３の対角線方向の部分で最大の外径となる最大外径部となる。
【００２１】
先端部３の外径を出来るだけ細径化するには、最大外径部を小さくすると共に、この最大外径部を外装部材としての先端構成部材７の内周面に最大外径部との間に空隙（クリアランス）を設けることなく収納することが必要であり、本実施の形態では図４に示すように固体撮像素子チップ１３における外周を対角線方向で覆う接着剤３７の一部を切り欠いたり、或いは固体撮像素子チップ１３の外周を接着剤３７で覆うように固着する場合に予め先端構成部材７の内周面の内径と一致する外径となるように（型に入れて）接着剤３７を設ける等して先端構成部材７の内周面に嵌合する外径となる嵌合部４１を設けている。
【００２２】
一方、レンズ支持枠２７は、後レンズ１２ｂに対して前レンズ１２ａ側が小さい外径であり、これに伴ってレンズ支持枠２７も前端側は段差状に細径にされた細径部２７ａが形成されている。
【００２３】
また、先端構成部材７におけるこの細径部２７ａの外周に対向する部分は後方側よりも厚肉にされ、この細径部２７ａの外周に対向する部分の内周面はこの細径部２７ａの外径より若干大きい内径の内径部を有し、従って細径部２７ａと先端構成部材７における対向する内周面との間には図２に示すようにクリアランス４０が形成されるようにしている。
【００２４】
つまり、本実施の形態では、先端構成部材７内に撮像ユニット１４を収納固定する場合、予めレンズ支持枠２７をＴＡＢ実装の固体撮像素子チップ１３のカバーガラス３０に芯出し及びピント調整して取付けた撮像ユニット１４を形成し、この撮像ユニット１４における最大外径部となる固体撮像素子チップ１３の対角線方向の外周部分を封止する接着剤３７を薄肉にする等して出来るだけ小さい外径となる最大外径部にして先端構成部材７の内周面に嵌合する外径にすると共に、この最大外径部より小さいレンズ支持枠２７を収納する部分の先端構成部材７の内周面の内径はレンズ支持枠２７の外径より大きくして、レンズ支持枠２７と固体撮像素子チップ１３との芯出し（両者の相対的な位置決め固定）に伴う固体撮像素子チップ１３に対するレンズ支持枠２７の位置ずれ等があっても先端構成部材７に確実に収納して固定できるようにしていることが特徴となっている。
【００２５】
換言すると、撮像ユニット１４における固体撮像素子チップ１３部分でできる最大外径部を先端構成部材７の内周面に嵌合して（隙間なく）収納することにより先端部３の外径を小さくしている。
【００２６】
この場合、固体撮像素子チップ１３側とレンズ支持枠２７側との相対的な位置決め固定に伴い、例えば固体撮像素子チップ１３の中心位置（或いは最大外径部の中心位置）に対するレンズ支持枠２７の中心位置とは個々にバラツキが発生する可能性がある（図４に示す固体撮像素子チップ１３の対角線方向の４隅部分の接着剤３７部分は個々にその肉厚等がバラツク可能性があり、従って、仮に固体撮像素子チップ１３の撮像面の中心位置とレンズ支持枠２７の中心位置とが全く位置ずれしないで固定されてもレンズ支持枠２７の中心は最大外径部の中心位置になるとは限らず、この中心位置付近でバラツク可能性がある。この他に、レンズ支持枠２７に対物レンズ１２を取り付けた場合にも、対物レンズ１２の光軸がレンズ支持枠２７の中心位置から僅かにバラツク可能性がある）。
【００２７】
このため、レンズ支持枠２７の外周部分の先端構成部材７の内径をレンズ支持枠２７の外径に一致したものとすると、前記バラツキのためにレンズ支持枠２７を収納できない場合も発生するが、本実施の形態ではこのバラツキが発生してもレンズ支持枠２７を確実に収納できるようにレンズ支持枠２７の外径よりも大きい内径を有する内周面、つまりレンズ支持枠２７を収納した場合にその周囲にクリアランス４０が形成されるようにしている。
【００２８】
この場合、レンズ支持枠２７の外径は最大外径部よりは小さく、その外周部分の先端構成部材７は図２に示すようにクリアランス４０を設けるのに十分な厚肉の部分があり、従ってクリアランス４０を設けてもその先端部３の外径は太くしなくても済む。また、細径部２７ａ以外のレンズ支持枠２７とその外周側、例えば後レンズ１２ｂを通る断面位置を示す図３に示すようにレンズ支持枠２７に対し、その外周の先端構成部材７の内周面との間には大きなスペースを確保できている。
【００２９】
なお、先端構成部材７の後端（近位端）と連結固定される継ぎ部材１０は円管状部材の前端（遠位端）側からその長手方向に沿って複数の溝を設けて、前端側が半径方向に変形可能な弾性を有する帯状部を複数形成している。
そして、帯状部には上部側の１箇所と、左右方向部分の２箇所の位置にピン９が半径方向内側から外側に突出するように接着剤等で取り付けられ、先端構成部材７の上部側の１箇所と、左右方向部分の２箇所の位置に設けた各係止孔８に係入して固定できるようにしている。
【００３０】
つまり、ピン９の固定位置は、固体撮像素子チップ１３の短辺側２ヶ所と、長辺側１ヶ所に設けられており、軸方向の位置としては、信号線３５の先端が接続される基板３４と信号線３５との半田部より、近位端側に設けられている。
【００３１】
また、図１に示すようにこの継ぎ部材１０における下部側はその前端側を切り欠いた切り欠き部４４が設けてあり、ライトガイド１１の収納スペースを確保している。
【００３２】
このように構成の電子内視鏡１によれば、予め対物レンズ１２を取り付けたレンズ支持枠２７とＴＡＢ実装の固体撮像素子チップ１３とを位置決め固定した撮像ユニット１４を、先端構成部材７の後端側から収納することにより、例えばレンズ支持枠２７は図２に示すようにその外周部分の先端構成部材７とクリアランス４０が形成される状態で収納でき、かつその後端側の固体撮像素子チップ１３側はその最大外径部が図４に示すように先端構成部材７の内周面に嵌合する状態で収納できる。
【００３３】
そして、先端構成部材７の後端に継ぎ部材１０の前端側を挿入することにより、継ぎ部材１０の前端側の帯状部を内側に弾性変形させて容易に挿入でき、帯状部に設けたピン９を係止孔８に嵌合させてその後にピン９を押圧して接着剤を流し込んで、封止すれば簡単な作業で撮像ユニット１４を先端部３内に収納固定することができる。
【００３４】
なお、撮像ユニット１４を収納固定する前にライトガイド１１の前端のリジット部分が先端構成部材７のライトガイド１１の固定孔に挿入してこの前端のリジッド部分が固定される。この場合、前端より後方部分はばらけたファイババンドルであり、撮像ユニット１４を収納固定する際に変形自在であり、邪魔にならないようになっている。
【００３５】
なお、図２ではレンズ支持枠２７とその外周の先端構成部材７の内周面との間に形成されるクリアランス４０は撮像ユニット１４を収納固定された後は封止用の接着剤で充填されて封止されることになる。図１、図３でも撮像ユニット１４を収納固定した後は、接着剤等の封止剤で封止される。
【００３６】
本実施の形態によれば、簡単な構造で、撮像ユニット１４を先端部３内に先端部３を細径にして収納固定できると共に、低コスト化することもできる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に本実施の形態の第２の実施の形態を図６を参照して説明する。図６は第２の実施の形態におけるＴＡＢ実装される固体撮像素子チップ１３と、この固体撮像素子チップ１３の撮像面を保護するカバーガラス３０を示す。
【００３８】
本実施の形態ではＴＡＢ実装の固体撮像素子チップ１３にカバーガラス３０を接着剤で固定する場合、長方形の板形状のカバーガラス３０の例えば４隅を斜めに切り欠いた面取り部４５を設けたものを固定している。
そして、この面取り部４５を設けたカバーガラス３０を固定した場合、少なくとも固体撮像素子チップ１３の対角線方向の外径寸法に対し、カバーガラス３０の対角線方向の外径寸法がそれ以下の寸法となるように面取り部４５を形成している。
【００３９】
このため、接着剤で側部外周を封止する前の状態における最大外径部は固体撮像素子チップ１３の対角線方向の外径寸法で決まり、カバーガラス３０の対角線方向の外径寸法で決まってしまうことがない。
このように面取り部４５を設けたカバーガラス３０で固定することにより、面取り部４５を設けないカバーガラスで固定する場合よりもサイズが大きいカバーガラスを用いても最大外径部を大きくしなくても済む。
【００４０】
また、図６に示すインナリード３１は例えば固体撮像素子チップ１３の上下の側辺に沿って折り曲げられるので、このインナリード３１を折り曲げた際の厚み程度カバーガラス３０の上下方向のサイズを固体撮像素子チップ１３の上下方向のサイズより大きくすることにより、接着剤で封止後の撮像ユニット１４の強度をカバーガラス３０部分で大きくすることができる。
その他の構成は第１の実施の形態と同様の構成である。本実施の形態は第１の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
【００４１】
なお、本発明は撮像ユニット１４における最大外径部が固体撮像素子チップ１３側で形成されるものに限定されることなく、最大外径部が対物レンズ１２を取り付けたレンズ枠２７側でできる場合にも同様に適用できる。
【００４２】
［付記］
１．対物レンズを取り付けたレンズ枠と、該レンズ枠より大きい外径部を有する固体撮像素子とを対物レンズの光軸中心と固体撮像素子のイメージエリア中心との位置合わせを行った撮像ユニットにして先端部に組み込む電子内視鏡において、
固体撮像素子外周と先端部を構成する先端構成部材内周を嵌合状態とし、レンズ枠外周と先端構成部材内周にクリアランスを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
２．付記１において、上記固体撮像素子はＴＡＢ実装であり、固体撮像素子チップの外形寸法がＴＡＢ実装後の固体撮像素子の最大外形寸法になっている。
【００４３】
３．最大の外径部が異なる対物レンズ支持枠と固体撮像素子部とを対物レンズの光軸中心を固体撮像素子部のイメージエリアの所定位置に位置決め固定した撮像ユニットを挿入部の先端部内に組み込む電子内視鏡において、
前記対物レンズ支持枠及び固体撮像素子部における外径部が大きい方を前記先端部の外装部材の内周面に嵌合して収納し、前記対物レンズ支持枠及び固体撮像素子部における外径部が小さい方を前記外装部材における内径部にクリアランスを持って収納固定したことを特徴とする内視鏡。
４．付記３において、前記外径部が大きい方は正方形ないし長方形の板形状の固体撮像素子部の対角線方向の部分で形成される。
【００４４】
５．付記４において、前記固体撮像素子部は固体撮像素子チップと、該固体撮像素子チップを実装したＴＡＢテープと、該ＴＡＢテープに固着されたカバーガラスとを有する。
６．付記５において、前記カバーガラスの最大の外径部は固体撮像素子チップの最大の外径部より小さい。
７．付記１又は３において、前記クリアランスは接着剤等の封止剤で封止される。
【００４５】
８．対物レンズを取り付けたレンズ枠と、該レンズ枠より大きい外径部を有する固体撮像素子とを対物レンズの光軸中心と固体撮像素子のイメージエリア中心との位置合わせを行った撮像ユニットにして先端部に組み込む電子内視鏡において、
固体撮像素子外周と先端部を構成する先端構成部材内周を嵌合状態とし、前記レンズ枠外周と先端構成部材内周に前記位置合わせにより、固体撮像素子に対してレンズ枠の位置ずれ等が発生しても該レンズ枠を収納可能とするクリアランスを設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対物レンズを取り付けたレンズ枠と、該レンズ枠より大きい外径部を有する固体撮像素子とを対物レンズの光軸中心と固体撮像素子のイメージエリア中心との位置合わせを行った撮像ユニットにして先端部に組み込む電子内視鏡において、
前記撮像ユニットの最大外径部の外周と先端部を構成するほぼ円管状のハウジング部材である先端構成部材の内周とを嵌合し、対物レンズを取り付けた該レンズ枠の外周と該先端構成部材の内周にクリアランスを設けているので、簡単な構成で撮像ユニットを先端部内に外径を小さく収納でき、かつレンズ枠の外径は撮像ユニットの外径部より小さい為、レンズ枠外周にクリアランスを設けても先端部の外径は大きくならないようにでき、しかも低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電子内視鏡の先端部の構造を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】ＴＡＢ実装の固体撮像素子チップを示す図。
【図６】本発明の第２の実施の形態における固体撮像素子チップ及びカバーガラスを示す図。
【符号の説明】
１…電子内視鏡
２…挿入部
３…先端部
４…湾曲部
５…直視用光学アダプタ
７…先端構成部材
８…係止孔
９…ピン
１０…継ぎ部材
１１…ライトガイド
１２…対物レンズ
１２ａ…前レンズ
１２ｂ…後レンズ
１３…固体撮像素子チップ
１４…撮像ユニット
１５…湾曲駒
１９…固定リング
２１…アダプタ本体
２２…光学部材
２３…照明レンズ
２７…レンズ支持枠
２８…レンズ枠
３０…カバーガラス
３１…インナリード
３２…電子部品
３３、３４…基板
３５…信号線
３６，３７…接着剤
４１…嵌合部
４０…クリアランス
４５…面取り部
【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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