JPH05269081A - 内視鏡用撮像ユニットと内視鏡の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 映像ユニット部を小型にして挿入部先端部を
細径化すると共に、機械的強度を向上させる。 【構成】 細長の挿入部先端に設けられる硬性の先端部
本体３１には、映像ユニット取付け部に映像ユニット１
２が対物レンズ枠２５より挿入され、一体的に組み付け
られる。先端部本体３１と映像ユニット１２との間に
は、映像ユニット１２を保護する枠体３６が嵌入され、
接着剤３７によって枠体３６の内部、枠体３６と先端部
本体３１との間、枠体３６と映像ユニット１２との間が
密封されて固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内視鏡の挿入部先端部
に設けられ、被写体像を撮像する固体撮像装置等を備え
た内視鏡用撮像ユニットと、この内視鏡用撮像ユニット
を含む内視鏡の組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、体腔内等へ細長の挿入部を挿
入して被検部位の観察や各種処置を行うことのできる内
視鏡が広く用いられている。特に近年では、挿入部先端
部に対物レンズ、ＣＣＤ等からなる固体撮像素子、固体
撮像素子に接続される回路基板などを含む映像ユニット
を備えた電子内視鏡が種々提案されている。

【０００３】前記内視鏡に設けられる映像ユニットとし
ては、特開昭６０−２０８７２６号公報に開示されてい
るような、挿入部先端部に内蔵された小型のものが提案
されている。この映像ユニットは、細長のハウジングが
設けられており、このハウジング内に先端側から対物レ
ンズ、固体撮像素子、回路基板が配設され、回路基板に
接続された伝達ケーブルが後端より延出し、ハウジング
の両端がシール部材で密封されている。このように構成
することにより、映像ユニットを小型化することがで
き、内視鏡先端部を細径化できると共に、小さな空間に
映像ユニットを配設することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような映像ユニットを備えた内視鏡は、映像ユニットの
みではレンズ枠やハウジングがむき出しであり、挿入部
先端部に配設した状態では回りに強固な保護部材がない
ため、映像ユニットの機械的強度が弱く、何かにぶつけ
たりすると破損してしまう恐れがある。

【０００５】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、対物レンズ、固体撮像素子等を含む映像ユニッ
ト部を小型にして挿入部先端部を細径化すると共に、さ
らにこの状態で機械的強度を向上させることが可能な内
視鏡用撮像ユニットと内視鏡の組立方法を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による内視鏡用撮
像ユニットは、細長の挿入部先端に設けられる硬性の先
端部本体と、前記先端部本体の映像ユニット取付け部先
端側に配設された対物レンズと、前記先端部本体の映像
ユニット取付け部後端側であって前記対物レンズの焦点
位置にその撮像面を位置させて配設された固体撮像装置
と、前記固体撮像装置に接続された回路基板と、前記固
体撮像装置、前記回路基板の少なくとも一方に接続され
た信号ケーブルとを備えたものであり、本発明による内
視鏡の組立方法は、対物レンズと、この対物レンズの焦
点位置にその撮像面を位置させて配設される固体撮像装
置と、この固体撮像装置に接続される回路基板と、前記
固体撮像装置、前記回路基板の少なくとも一方に接続さ
れる信号ケーブルとを組み付けて映像ユニットを組立て
る工程と、細長の挿入部先端に設けられる硬性の先端部
本体に前記映像ユニット以外の先端部構成部材を固着す
る工程と、前記映像ユニットを前記先端部本体の映像ユ
ニット取付け部に嵌着する工程と、前記先端部本体の映
像ユニット取付け部と前記映像ユニットとの間に映像ユ
ニット保護部材を嵌入し、この映像ユニット保護部材内
をシール部材で密封する工程とを含むものである。

【０００７】

【作用】前記構成により、映像ユニットは、硬性の先端
部本体に組付けられ、映像ユニット保護部材で保護され
る。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図５は本発明の第１実施例に係り、図
１は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第１の工程
終了後の状態を示す断面説明図、図２は挿入部先端部の
組立てにおける第２の工程終了後の状態を示す断面説明
図、図３は挿入部先端部の組立てにおける第３の工程終
了後の状態を示す断面説明図、図４は挿入部先端部の組
立て終了時の構成を示す断面説明図、図５は内視鏡の全
体の構成を示す説明図である。

【０００９】図５に示すように、内視鏡１は、体腔内等
に挿入可能な細長の挿入部２を有しており、先端側から
硬性の先端部３、湾曲可能な湾曲部４、可撓性を有する
可撓管部５が設けられている。挿入部の後端側には、把
持部を兼ねた操作部６が連設されており、操作部６の側
方より信号ケーブル，ライトガイドファイバ等を内設し
たユニバーサルコード７が延出している。ユニバーサル
コード７は端部に設けられたコネクタ８を介してビデオ
プロセッサ９に接続されるようになっている。ビデオプ
ロセッサ９は信号ケーブル１０を介してモニタ１１に接
続されており、先端部３に設けられた後述する映像ユニ
ットで撮像された被写体の画像信号がビデオプロセッサ
９で信号処理され、被写体画像がモニタ１１に表示され
るようになっている。

【００１０】次に、前記内視鏡１における挿入部２の先
端部３の構成、及び組立工程について説明する。

【００１１】まず、図１に示すように、映像ユニット１
２の主要部を組立てる。映像ユニット１２は、対物レン
ズ１３，固体撮像装置１４，回路基板１５及び１６，信
号ケーブル１７及び１８を備えて構成されている。最初
にＣＣＤ等の固体撮像素子チップ１９を含む固体撮像装
置１４を組立てる。固体撮像素子チップ１９は、光軸方
向から見ると四角形の形状を有しており、基質２０の凹
部２０ａに配設されてボンディングワイヤ２１で基質２
０と接続されている。基質２０の凹部２０ａと反対側の
面には端子２２が延出し、基質２０内でボンディングワ
イヤ２１との接続部と導通しており、固体撮像素子チッ
プ１９と端子２２とが電気的に接続されている。固体撮
像素子チップ１９の前方には、カバーガラス２３が設け
られ、固体撮像素子チップ１９とカバーガラス２３との
間は透明の封止樹脂２４で封止されている。

【００１２】固体撮像装置１４を組立てた後、対物レン
ズ枠２５の先端側に対物レンズ１３を、後端側に固体撮
像装置１４を接着剤で気密状態になるように接着固定
し、固体撮像装置１４の端子２２に回路基板１５，１６
を対向して半田付け等で接続する。回路基板１５は基板
本体１５ａの両面にＩＣチップ２６と電子部品２７とを
配置、接続した両面回路基板であり、いわゆるチップオ
ンボード方式のハイブリッド基板である。また、回路基
板１６は固体撮像装置１４の端子２２と信号ケーブル１
８とを接続するジャンパー基板として用いられている。
なお、ＩＣチップ２６は、封止樹脂２８によって封止さ
れている。また、回路基板１５と１６との間にスペーサ
２９をはさんで固定し、回路基板１５上の封止樹脂２８
と回路基板１６との間に放熱性樹脂３０を充填して回路
基板１５，１６が固体撮像装置１４に対して動かないよ
うに固定する。そして、回路基板１５に信号ケーブル１
７を、回路基板１６に信号ケーブル１８を半田付け等で
接続する。

【００１３】次に、図２に示すように、挿入部２の先端
部３に設けられるステンレス等からなる先端部本体３１
の接続パイプ取付け部３１ａに先端部構成部材としての
接続パイプ３２，鉗子チャンネルチューブ３３を接着固
定した組立体を形成し、映像ユニット１２の対物レンズ
枠２５を映像ユニット取付け部３１ｂに挿入する。そし
て、先端部本体３１にビス３５を螺合して映像ユニット
１２を位置決めし、接着剤を流し込んで先端部本体３１
に気密に固定し、先端に先端カバー３４を接着固定す
る。

【００１４】そして、図３に示すように、映像ユニット
１２の対物レンズ枠２５の外側と先端部本体３１の映像
ユニット取付け部３１ｂとの間に映像ユニット１２を保
護する映像ユニット保護部材としての枠体３６を嵌入
し、枠体３６の内部、枠体３６と映像ユニット１２との
間、及び枠体３６と先端部本体３１との間を樹脂等から
なるシール手段としての接着剤３７で充填して気密に密
封する。なお、枠体３６は映像ユニット１２のシールド
部材としての機能を有しており、絶縁が必要な場合には
熱収縮チューブ等で被覆して絶縁する。これにより、映
像ユニット１２及び枠体３６は先端部本体３１と一体的
に構成され、脱不能となる。すなわち、先端部本体付き
の密封された撮像ユニットの状態となる。ここで、この
ユニットは、鉗子チャンネルチューブ３３等の映像機能
とは関連のない別機能の構成要素を含んでおり、先端カ
バー３４の部分は内視鏡１全体の組立てが完了した状態
では内視鏡１の外表面の一部を形成している。

【００１５】最後に、図４に示すように、湾曲管３８を
接着もしくは溶接によって先端部本体３１の後端側に固
着した後、湾曲管３８を覆うように被覆ゴム３９を先端
部本体３１に接着剤等で固定する。

【００１６】以上により、挿入部２の先端部３の組立て
が完了する。

【００１７】このように、本実施例では、まず完全に密
封されていない映像ユニット１２を組立て、その後この
映像ユニット１２を先端部本体３１に組付けて先端部本
体３１と一体化された状態で密封しているので、先端部
本体３１及び枠体３６付きの密封された撮像ユニットと
なり、機械的強度は著しく向上し、修理用部組としての
信頼性が向上する。また、組立ての際にこの一体化され
た撮像ユニットを何かにぶつけても破損することはな
い。

【００１８】従って、映像ユニット部を小型化して挿入
部先端部の細径化が可能であると共に、機械的強度を向
上させることが可能となる。

【００１９】図６及び図７は本発明の第２実施例に係
り、図６は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第２
の工程終了後の状態を示す断面説明図、図７は挿入部先
端部の組立てにおける第３の工程終了後の状態を示す断
面説明図である。

【００２０】第２実施例は、第１実施例の変形例であ
り、組立工程の手順を異ならせたものである。挿入部先
端部の組立て完了後の構成は第１実施例と同様であり、
図６及び図７において第１実施例と同一の構成要素には
同一符号を付している。

【００２１】まず、図１に示した第１実施例と同様に、
映像ユニット１２の主要部を組立てる。次に、図６に示
すように、映像ユニット１２の対物レンズ枠２５を映像
ユニット取付け部３１ｂに挿入する。そして、先端部本
体３１にビス３５を螺合して映像ユニット１２を位置決
めし、接着剤を流し込んで先端部本体３１に気密に固定
する。

【００２２】先端部本体３１に映像ユニット１２を固定
した後、図７に示すように、映像ユニット１２の対物レ
ンズ枠２５の外側と先端部本体３１の映像ユニット取付
け部３１ｂとの間に枠体３６を嵌入し、枠体３６の内
部、枠体３６と映像ユニット１２との間、及び枠体３６
と先端部本体３１との間を樹脂等からなる接着剤３７で
充填して気密に密封する。これにより、映像ユニット１
２及び枠体３６は先端部本体３１と一体的に構成され、
脱不能となる。すなわち、先端部本体付きの密封された
撮像ユニットの状態となる。ここで、このユニットは、
挿入部先端部３の主要構成部材である先端部本体３１を
含んでおり、先端部本体３１は映像機能とは関連のない
構成要素である。また、このユニットは、接続パイプ取
付け部３１ａの開口部が内視鏡１の外表面の一部を形成
している。

【００２３】次に、第１実施例と同様に、先端部本体３
１の接続パイプ取付け部３１ａに接続パイプ３２，鉗子
チャンネルチューブ３３を、先端部本体３１の先端に先
端カバー３４を取り付け、接着固定して、図３に示す状
態にする。

【００２４】最後に、図４に示すように、湾曲管３８を
接着もしくは溶接によって先端部本体３１の後端側に固
着した後、湾曲管３８を覆うように被覆ゴム３９を先端
部本体３１に接着剤等で固定し、挿入部２の先端部３の
組立てが完了する。

【００２５】このように、本実施例においても第１実施
例と同様に、映像ユニット部を小型化して挿入部先端部
の細径化が可能であると共に、機械的強度を向上させる
ことができる。また、第２実施例では、映像ユニット１
２を先端部本体３１に組付けて密封した後に、他の先端
部構成部材を組付けるようにしているため、組立時にお
ける映像ユニットの破損を極力防止することができる。

【００２６】ところで、映像ユニット１２において、固
体撮像装置１４の端子２２と回路基板１５との接続部
は、図８に示すように構成することもできる。

【００２７】図８（ａ）は、端子２２と基板本体１５ａ
との間に電子部品２７をはさんで端子２２，電子部品２
７，基板本体１５ａの回路パターンを電気的に接続した
例を示している。また、図８（ｂ）は、基板本体１５ａ
と電子部品２７との間に端子２２をはさんで端子２２，
電子部品２７，基板本体１５ａの回路パターンを電気的
に接続した例である。

【００２８】このように、回路基板の同一部位におい
て、固体撮像装置の端子、電子部品、信号ケーブルなど
の電気回路要素のうち複数個のものを重ねて電気的に結
合することにより、実装密度が上がり、回路基板を小さ
くできるため、挿入部先端部の硬性部の長さを短くでき
ると共に、内視鏡挿入部を小型化できる。

【００２９】また、映像ユニット１２において、固体撮
像装置１４の端子２２、回路基板１５Ａの基板本体１５
ａ′、及び同軸ケーブルとの接続部は、図９及び図１０
に示すように構成することもできる。図１２には、固体
撮像装置１４、基板本体１５ａ′、及び複数の同軸ケー
ブルとの電気的接続に関する回路の一例を示している。
この固体撮像装置１４は、端子２２の一例として、図１
２に示すように、φＳ（シリアル転送）端子、φＡＢ
（アンチブルーミング）端子、φＰ（垂直転送）端子、
ＶDD（電源）端子、ＳＵＢ（アース）端子、及びＶout
（出力）端子を有している。また、前記回路基板１５Ａ
は、基板本体１５ａ′上に、後述する電子部品とＩＣチ
ップを配置、接続した回路基板である。

【００３０】図９及び図１０に示すものは、端子２２と
基板本体１５ａ′との間に、電子部品、例えばコンデン
サ４１が介装され、このコンデンサ４１を介して、端子
２２と基板本体１５ａ′が電気的に接続されている。ま
た、基板本体１５ａ′には、コンデンサ４１が接続され
た面に、図１２に示すＩＣチップ４２及び同軸ケーブル
等が接続されている。前記コンデンサ４１は、両端に、
図１１で斜線で示す電極を有している。

【００３１】図１２に示すように、固体撮像装置１４の
φＳ，φＡＢ，φＰの各端子には、同軸ケーブル４３
ａ，４３ｂ，４３ｃがそれぞれ電気的に接続されてい
る。

【００３２】図１２に示すように、固体撮像装置１４の
ＶDD端子，ＳＵＢ端子の各端子には、並列に前記コンデ
ンサ４１が接続されていると共に、ＶDD端子には同軸ケ
ーブル４３ｄが、そしてＳＵＢ端子には同軸ケーブルの
端部に形成された図１０に示すシールド部４６が、それ
ぞれ電気的に接続されている。さらに、固体撮像装置１
４のＶDD端子，ＳＵＢ端子は、前記ＩＣチップ４２の電
源入力端子と、アース端子とにそれぞれ接続されてい
る。具体的な配線回りは、以下のようになっている。

【００３３】前記コンデンサ４１の各電極は、基板本体
１５ａ′の２つのパターン４４ａ，４４ｂにそれぞれ半
田付けで接続され固定されている。また、前記コンデン
サ４１の各電極は、前述したように、固体撮像装置１４
のＶDD端子，ＳＵＢ端子の各端子にそれぞれ半田付けで
接続され固定されている。そして、固体撮像装置１４の
ＶDD端子には、同軸ケーブル４３ｄが半田付けで接続さ
れ固定されている。また、固体撮像装置１４のＳＵＢ端
子は、ジャンパー線４６を介して、前記シールド部４６
に接続されている。

【００３４】また、固体撮像装置１４のＶout端子は、
図１２に示すように、ＩＣチッ４２の入力端子に接続さ
れている。具体的な配線回りは、固体撮像装置１４のＶ
out端子に一端が半田付けされたジャンパー線４５、及
び基板本体１５ａ′上に形成されたパターン４４ｃを介
して、接続されている。ジャンパー線４５は、基板本体
１５ａ′のコンデンサ４１が配置されていない面に沿っ
て、さらに基板本体１５ａ′の切り欠き部を通り、その
他端が、前記パターン４４ｃに半田付けされている。

【００３５】前記ＩＣチップ４２は、増幅回路及び保護
回路が形成されており、ダイオードＤ1ないしＤ4、トラ
ンジスタＱ1，Ｑ2、及び抵抗器Ｒ1ないしＲ3等から構成
されている。尚、保護回路としてのダイオードＤ3及び
Ｄ4は、図１２中のａ点にもうけても良い。前記ＩＣチ
ップ４２の出力端子は、パターン４４ｄを介して、及び
同軸ケーブル４３ｆに接続されている。この同軸ケーブ
ル４３ｆが、増幅された固体撮像装置１４の映像信号を
電送するようになっている。

【００３６】図９及び図１０に示す構成のものでは、電
子部品の電極例えばコンデンサ４１の電極を介して、端
子２２（ＳＵＢ，Ｖout）、及び信号線が、基板本体１
５ａ′の同一の部位、つまり同一パターン上において共
通に電気的に結合できる。このような構成をとらないも
のの場合には、基板本体１５ａ′上に、端子２２用の接
続端子のランド、信号線のランド、コンデンサのランド
のそれぞれを設けなければならず、回路基板はその分大
きくなる。これに対して、図９及び図１０に示す構成の
ものでは、ランドは一つで済むので、実装密度が上が
り、回路基板を短くできるため、挿入部先端部の硬性部
の長さを短くできると共に、内視鏡挿入部を小型化でき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、先
端部本体と一体となるように映像ユニットを設けたの
で、対物レンズ、固体撮像素子等を含む映像ユニット部
を小型にして挿入部先端部を細径化すると共に、さらに
この状態で機械的強度を向上させることが可能となる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図５は本発明の第１実施例に係り、
図１は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第１の工
程終了後の状態を示す断面説明図

【図２】挿入部先端部の組立てにおける第２の工程終了
後の状態を示す断面説明図

【図３】挿入部先端部の組立てにおける第３の工程終了
後の状態を示す断面説明図

【図４】挿入部先端部の組立終了時の構成を示す断面説
明図

【図５】内視鏡の全体の構成を示す説明図

【図６】図６及び図７は本発明の第２実施例に係り、図
６は内視鏡の挿入部先端部の組立てにおける第２の工程
終了後の状態を示す断面説明図

【図７】挿入部先端部の組立てにおける第３の工程終了
後の状態を示す断面説明図

【図８】固体撮像装置の端子と回路基板との接続部の構
成の変形例を示す説明図

【図９】固体撮像装置の端子と回路基板と信号線との接
続部の構成の変形例を示す説明図

【図１０】固体撮像装置の端子と回路基板と信号線との
接続部の構成の変形例を示す斜視図

【図１１】コンデンサの斜視図

【図１２】撮像ユニットの回路図

【符号の説明】

１…内視鏡 ２…挿入部 ３…先端部 １２…映像ユニット １３…対物レンズ １４…固体撮像装置 １５，１６…回路基板 １７，１８…信号ケーブル ２５…対物レンズ枠 ３１…先端部本体 ３１ａ…接続パイプ取付け部 ３１ｂ…映像ユニット取付け部 ３２…接続パイプ ３３…鉗子チャンネルチューブ ３６…枠体 ３７…接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇津木 幹夫 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高村 幸治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 大明 義直 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 矢部 久雄 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長の挿入部先端に設けられる硬性の先
   端部本体と、 前記先端部本体の映像ユニット取付け部先端側に配設さ
   れた対物レンズと、 前記先端部本体の映像ユニット取付け部後端側であって
   前記対物レンズの焦点位置にその撮像面を位置させて配
   設された固体撮像装置と、 前記固体撮像装置に接続された回路基板と、 前記固体撮像装置、前記回路基板の少なくとも一方に接
   続された信号ケーブルと、 を備えたことを特徴とする内視鏡用撮像ユニット。
2. 【請求項２】 前記固体撮像装置及び前記回路基板を密
   封するシール手段を有することを特徴とする請求項１記
   載の内視鏡用撮像ユニット。
3. 【請求項３】 対物レンズと、この対物レンズの焦点位
   置にその撮像面を位置させて配設される固体撮像装置
   と、この固体撮像装置に接続される回路基板と、前記固
   体撮像装置、前記回路基板の少なくとも一方に接続され
   る信号ケーブルとを組み付けて映像ユニットを組立てる
   工程と、 細長の挿入部先端に設けられる硬性の先端部本体に前記
   映像ユニット以外の先端部構成部材を固着する工程と、 前記映像ユニットを前記先端部本体の映像ユニット取付
   け部に嵌着する工程と、 前記先端部本体の映像ユニット取付け部と前記映像ユニ
   ットとの間に映像ユニット保護部材を嵌入し、この映像
   ユニット保護部材内をシール部材で密封する工程と、 を含むことを特徴とする内視鏡の組立方法。
4. 【請求項４】 対物レンズと、この対物レンズの焦点位
   置にその撮像面を位置させて配設される固体撮像装置
   と、この固体撮像装置に接続される回路基板と、前記固
   体撮像装置、前記回路基板の少なくとも一方に接続され
   る信号ケーブルとを組み付けて映像ユニットを組立てる
   工程と、 細長の挿入部先端に設けられる硬性の先端部本体の映像
   ユニット取付け部に前記映像ユニットを嵌着する工程
   と、 前記先端部本体の映像ユニット取付け部と前記映像ユニ
   ットとの間に映像ユニット保護部材を嵌入し、この映像
   ユニット保護部材内をシール部材で密封する工程と、 前記密封する工程の後に前記先端部本体に前記映像ユニ
   ット以外の先端部構成部材を固着する工程と、 を含むことを特徴とする内視鏡の組立方法。