撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部
【課題】電子機器の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される部位の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部を提供する。
【解決手段】先端硬質部材１１ｓと、先端硬質部材１１ｓ内に設けられた、被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズム２０と、先端硬質部材１１ｓ内において、プリズム２０の光の出射面に固定された撮像素子２１と、一方の面２２ｉが撮像素子２１に固定されるとともに、他方の面２２ｔが先端硬質部材１１ｓの内周面１１ｓｎに固定された基板２２と、を具備し、基板２２の他方の面２２ｔは、先端硬質部材１１ｓの内周面１１ｓｎに沿った形状に形成されていることを特徴とする。
【解決手段】先端硬質部材１１ｓと、先端硬質部材１１ｓ内に設けられた、被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズム２０と、先端硬質部材１１ｓ内において、プリズム２０の光の出射面に固定された撮像素子２１と、一方の面２２ｉが撮像素子２１に固定されるとともに、他方の面２２ｔが先端硬質部材１１ｓの内周面１１ｓｎに固定された基板２２と、を具備し、基板２２の他方の面２２ｔは、先端硬質部材１１ｓの内周面１１ｓｎに沿った形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、プリズム、撮像素子を用いて被検部位を撮像する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（以下、単に撮像素子と称す）が設けられた撮像装置を具備する電子内視鏡や、カメラ付き携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器が周知である。
【０００３】
撮像装置は、一般的に、レンズを介して受光部に被検部位の光学像が入光される撮像素子と、該撮像素子に電気的に接続された基板等から主要部が構成されている。尚、撮像素子により受光した被検部位の像の映像信号は、基板から延出する信号線を介して撮像装置外へと伝送される。
【０００４】
ここで、撮像装置を、被検部位に挿入される内視鏡の挿入部の先端部内に設ける場合、通常、先端部内において、撮像素子は、レンズの光軸方向の後方（以下、単に後方と称す）の集光位置において、光軸方向に直交する先端部の径方向に沿って配置されている。
【０００５】
ところが、先端部の小径化を図ると先端部内の空間が小さくなる。よって、先端部の径方向に沿って撮像素子を小さい空間内に配置するには、撮像素子自体も小型化されたものを用いなければならないことから、受光部の面積も小さくなるため、受光感度が小さくなってしまうといった問題があった。
【０００６】
このような問題に鑑み、特許文献１には、内視鏡の挿入部の先端部内において、複数のレンズからなるレンズユニットの後方に設けられたプリズムを介して、該プリズムの光の出射面において光軸方向に沿って配置された撮像素子の受光面に光学像を入光させ、撮像素子に接続された基板から延出する信号線を介して、電気信号を撮像装置外へと伝送する構成が開示されている。
【０００７】
このような構成によれば、撮像素子は、先端部内において光軸方向に沿って配置されていることから、先端部の小径化とは無関係な光軸方向に沿った方向の外形を大きくすることができるため、受光部の大きさを十分確保することができる。よって、先端部の小径化を図っても、受光感度を従来と同等に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１４８７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に示す構成においては、先端部内において、レンズユニット及びプリズムは、先端部内の空間の中心から先端部の径方向外側にずれた位置に設けられており、撮像素子は、プリズムによって反射された光を受光するため、先端部内の空間の中心に位置している。尚、基板及び信号線も、先端部内の空間の中心に位置している。
【００１０】
しかしながら、この構成では、先端部の小径化を図ると先端部内の空間が小さくなるため、先端部内の空間の中心に位置する撮像素子や基板、信号線が、先端部内の他の部品と干渉しやすくなってしまうことから、該干渉を避けるよう他の部品を配置することが難しくなってしまうといった問題があった。
【００１１】
即ち、先端部の小径化を図ると、先端部内に複数の部品を高密度実装し難くなるといった問題があった。言い換えれば、撮像素子や基板、信号線に対する先端部内の他の部品の干渉を考慮すると、先端部の小径化が行い難くなるといった問題があった。
【００１２】
尚、以上のことは、内視鏡の先端部に限らず、撮像素子を、電子機器の限られた空間内に設ける場合も同様である。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、電子機器の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される部位の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部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】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明による撮像装置は、被検部位を撮像する撮像装置であって、枠体と、前記枠体内に設けられた、前記被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズムと、前記枠体内において、前記プリズムの光の出射面に固定された撮像素子と、一方の面が前記撮像素子に固定されるとともに、他方の面が前記枠体の内周面に固定された基板と、を具備し、前記基板の前記他方の面は、前記枠体の前記内周面に沿った形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、撮像装置を具備する内視鏡先端部は、請求項１または２に記載の撮像装置が、内部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子機器の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される部位の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態の撮像装置が挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図
【図２】図１中のII-II線に沿う先端部の断面図
【図３】図２の撮像装置を拡大して示す斜視図
【図４】図２中のIV-IV線に沿う先端部の断面図
【図５】図２の撮像装置を、図２中のV方向からみた平面図
【図６】図４の先端硬質部材がリング状に形成され、内部の空間に、撮像装置５０を具備する撮像ユニットブロックが設けられた先端部の変形例を示す断面図
【図７】本付記の内視鏡の先端ユニットが挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図
【図８】図７中のVIII-VIII線に沿う先端部の先端ユニットの断面図
【図９】図８中のIX-IX線に沿う先端部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、それぞれの部材の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。尚、以下、撮像装置は、内視鏡の挿入部の先端部内に設けられる場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の撮像装置が挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図、図２は、図１中のII-II線に沿う先端部の断面図、図３は、図２の撮像装置を拡大して示す斜視図、図４は、図２中のIV-IV線に沿う先端部の断面図、図５は、図２の撮像装置を、図２中のV方向からみた平面図である。
【００２０】
図１に示すように、内視鏡１の挿入部１０の後述するレンズ２の光軸方向Ｌの先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する先端部１１における先端面１１ｍに、被検部位を観察する対物レンズ２ａと、被検部位を照明する、例えば２つの照明用レンズ３と、対物レンズ２ａの表面に流体を供給して、対物レンズ２ａの表面の汚れを除去する送気送水ノズル５と、挿入部１０内に設けられた被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル６の先端開口６ｋとが設けられている。尚、照明用レンズ３の数は、２つに限定されない。
【００２１】
また、図２に示すように、先端部１１内に、被検部位を撮像する撮像装置５０が設けられている。
【００２２】
具体的には、先端部１１内には、例えば光軸方向Ｌに沿って円柱状な枠体である先端硬質部材１１ｓが設けられており、先端硬質部材１１ｓにおいて、光軸方向Ｌに沿って形成された貫通孔１２に、レンズユニット５１と、該レンズユニット５１よりも後方に位置する撮像装置５０とが設けられている。尚、図２においては、先端硬質部材１１ｓの外周面及び先端面に被覆される先端カバーは、図面を簡素化するため省略して示してある。
【００２３】
また、貫通孔１２は、図１、図２に示すように、先端部１１の中心よりも先端部１１の径方向外側、具体的には、先端部１１の外周縁部の近傍位置において、光軸方向Ｌに沿って先端硬質部材１１ｓに対して形成されている。
【００２４】
尚、先端硬質部材１１ｓには、貫通孔１２の他、上述したチャンネル６や、上述した照明用レンズ２を具備する図示しない照明装置や、上述した送気送水ノズル５に流体を供給する流体供給管路等が設けられる図示しない貫通孔が、それぞれ光軸方向Ｌに沿って複数形成されている。
【００２５】
レンズユニット５１は、被検部位を観察する複数のレンズ２ａ〜２ｄを有するレンズ２と、該レンズ２を保持するレンズ枠４とから主要部が構成されている。
【００２６】
撮像装置５０は、図２〜図５に示すように、レンズ２ｄの集光位置に配置されたプリズム２０と、該プリズム２０の光の出射面２０ｓに、少なくとも受光部２１ｊが対向するようプリズム２０に固定された撮像素子２１と、該撮像素子２１に一方の面２２ｉが固定されるとともに、他方の面２２ｔが先端硬質部材１１ｓの貫通孔１２により形成された内周面１１ｓｎに固定された基板２２と、該基板２２の端子２２ｄから延出する内視鏡１内に挿通された信号線２７（図３参照）とから主要部が構成されている。尚、図５においては、信号線２７は省略して示してある。
【００２７】
ここで、図２、図４に示すように、基板２２が固定される内周面１１ｓｎを有する先端硬質部材１１ｓの肉厚は、上述したように、先端硬質部材１１ｓに対して貫通孔１２が、先端部１１の外周縁部の近傍位置において光軸方向Ｌに沿って形成されていることから、薄肉に、例えば０．１５ｍｍ程度に形成されている。
【００２８】
尚、この肉厚は、貫通孔１２内の空間を出来るだけ大きく確保するため、出来るだけ薄いことが望ましいが、破損を防ぐため、破損しない程度の機械的強度を有する肉厚に設定されている。
【００２９】
また、内周面１１ｓｎは、図４に示すように、貫通孔１２の内周面１１ｓｎを形成する部位が円弧状に形成されていることから円弧状に形成されている。よって、内周面１１ｓｎは、貫通孔１２の内周面１１ｓｎを形成する部位の形状によっては、当然、円弧以外の形状に形成される。
【００３０】
プリズム２０は、レンズ２ｄから入射面２０ｎに入光した光の方向を、出射面２０ｓから撮像素子２１の受光部２１ｊに入光させるよう可変するものである。
【００３１】
撮像素子２１は、図２、図３、図５に示すように、平面視した状態において、受光部２１ｊがプリズム２０の出射面２０ｓに覆われており、プリズム２０の固定領域以外に形成された複数の端子２１ｄは、リード線２３により、基板２２の端子２１ｄと同数の複数の端子２２ｄに、１対１でそれぞれ電気的に接続されている。
【００３２】
基板２２の撮像素子２１が固定された領域以外に形成された複数の端子２２ｄに、図２、図３に示すように、信号線２７の先端側から延出した、端子２２ｄと同数の複数本のリード線２４の芯線２５が、それぞれ１対１で電気的に接続されている。
【００３３】
このことにより、撮像素子２１により出力された映像信号は、端子２１ｄ、リード線２３、端子２２ｄ、芯線２５、リード線２４、信号線２７を介して、内視鏡１外へと伝送される。
【００３４】
基板２２は、ガラスエポキシや、セラミック等から形成されており、図３、図４に示すように、内周面１１ｓｎへの固定面となる他方の面２２ｔが、内周面１１ｓｎに沿った形状、具体的には円弧状となるよう形成されている。
【００３５】
このことにより、基板２２は、貫通孔１２内において、内周面１１ｓｎにぴったり密着した状態で、光軸方向Ｌに沿って配置される。また、基板２２の一方の面２２ｉに固定された撮像素子２１も、貫通孔１２内において、該貫通孔１２の中心よりも内周面１１ｓｎ側に位置する。
【００３６】
尚、基板２２の他方の面２２ｔの形状は、内周面１１ｓｎの形状に沿っていれば良い。即ち、他方の面２２ｔを内周面１１ｓｎに固定する場合には、形状を一致させて密着して固定する構成となっている。
【００３７】
これは、内周面１１ｓｎが円弧状に形成されているにも関わらず、基板２２の他方の面２２ｔが直線状に形成されていると、円弧状の内周面１１ｓｎに対して他方の面２２ｔを固定し難い他、内周面１１ｓｎと他方の面２２ｔとの間にデッドスペースが発生することから、先端部１１を小径化した際における貫通孔１２内に対する複数の部品の高密度実装が行い難くなってしまうためである。
しかしながら、他方の面２２ｔの形状は、完全に内周面１１ｓｎの形状に一致している必要も無く、上述したデッドスペースを無くす形状であれば、どのような形状であっても構わない。
即ち、内周面１１ｓｎが円弧状であり、仮に他方の面２２ｔが直線状であっても、他方の面２２ｔの図４中、横方向となる幅方向の幅が小さく、基板２２が内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる断面形状を有していれば、デッドスペースは殆ど無視できる。
具体的には、基板２２の断面が、内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる台形形状を有し、他方の面２２ｔが、幅が小さく形成された台形の上底を構成していたり、基板２２の断面が内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる幅方向の両端が階段状を有する形状を有しているとともに、他方の面２２ｔが幅の小さい直線状に形成されていたりすれば、他方の面２２ｔの形状が、内周面１１ｓｎの形状に一致していなくても、デッドスペースを無くすことができる。
【００３８】
また、基板２２は、例えば絶縁体と配線パターンとが複数層積層されて形成された多層基板から構成されていても構わない。
さらに、基板２２の他方の面２２ｔが、内周面１１ｓｎに沿う形状に形成されていたとしても、撮像装置５０のハンドリング性に影響はない。
【００３９】
このように、本実施の形態においては、先端硬質部材１１ｓの貫通孔１２内において、基板２２の他方の面２２ｔは、貫通孔１２により形成された薄肉部の内周面１１ｓｎに沿った形状に形成されており、他方の面２２ｔを内周面１１ｓｎに密着させて固定すると示した。
【００４０】
このことによれば、他方の面２２ｔと内周面１１ｓｎとの間にデッドスペースが発生してしまうことなく基板２２を貫通孔１２の径方向外側において内周面１１ｓｎに密着させて光軸方向Ｌに沿って位置させることができる他、基板２２の端子２２ｄに電気的に接続される信号線２７も、光軸方向Ｌに沿って内周面１１ｓｎ付近に挿通させることができ、さらには、撮像素子２１も、貫通孔１２内において、貫通孔１２の中心よりも内周面１１ｓｎ側に位置させることができる。
【００４１】
このことから、貫通孔１２内において、撮像素子２１、基板２２、信号線２７が、貫通孔内に配置される他の部材と接触し難くなることから、貫通孔１２内における複数の部品の高密度実装を実現することができる。尚、この効果は、先端部１１の小径化に伴い、貫通孔１２の径も小径化された場合に特に顕著である。
【００４２】
また、貫通孔１２内に撮像素子２１を配置する際、基板２２を内周面１１ｓｎの形状に合わせて固定するだけで良いことから、撮像素子２１の組み付け性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、先端部１１の小径化に伴い貫通孔１２が小径化すると、貫通孔１２の径方向の空間が小さくなるため、薄型化された撮像素子２１を用いる必要が生じるが、本構成では、撮像素子２１は基板２２に固定されているため、薄型化された撮像素子２１の機械的強度を、基板２２により向上させることができる。
【００４４】
以上から、先端部１１の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される先端部１１の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置５０、該撮像装置５０を具備する内視鏡先端部１１を提供することができる。
【００４５】
尚、本実施の形態においては、撮像装置５０を、先端硬質部材１１ｓに光軸方向Ｌに沿って形成された貫通孔１２に配置する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、先端硬質部材１１ｓが、例えば内部に大きな空間を有する薄肉のリング状に形成され、該空間に、撮像装置５０や、上述したレンズユニット５１や、上述した照明装置や、上述したチャンネル６や、上述した送気送水ノズル５に流体を供給する流体供給管路等が設けられる構成に適用しても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
この場合、本実施の形態の構成を適用すれば、先端部１１の小径化、即ち、管状の先端硬質部材の内部の空間の小径化を図ったとしても、該空間において、撮像装置５０の撮像素子２１や基板２２、信号線２７を、照明装置や流体供給管路等の他の部材に干渉することなく容易に配置させることができる。
【００４７】
また、以下、他の変形例を、図６を用いて示す。図６は、図４の先端硬質部材がリング状に形成され、内部の空間に、撮像装置５０を具備する撮像ユニットブロックが設けられた先端部の変形例を示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、リング状に形成された先端硬質部材１１ｓ’の内部に、撮像装置５０を設ける場合、径方向の断面が扇状であって、光軸方向Ｌに沿って柱状な撮像ユニットブロック３０に撮像装置５０やレンズユニット５１を設け、本実施の形態と同様に、先端硬質部材１１ｓ’の内周面１１ｓｎ’に、基板２２の他方の面２２ｔを密着させて固定する構成であっても、本実施の形態は適用可能である。
【００４９】
尚、この場合、先端硬質部材１１ｓ’の内部には、撮像ユニットブロック３０の他、それぞれ撮像ユニットブロック３０同様、径方向の断面が扇状であって光軸方向Ｌに沿って柱状な上述した照明装置を具備する照明ユニットブロック３２や、流体供給管路を具備する流体供給ユニットブロック３１や、チャンネル６が設けられたチャンネルユニットブロック３３が、複数のブロックユニット３０〜３３によって径方向の断面が円形となるよう、周方向にそってそれぞれ隣接して嵌入されている。
【００５０】
また、本実施の形態においては、撮像装置５０は、内視鏡１の挿入部１０の先端部１１内に設けられると示したが、他の電子部品、例えば携帯電話の内部に設けても構わない。この場合であっても携帯電話の枠体の内周面に沿った形状に、基板２２の他方の面２２ｔが形成されておれば、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
［付記］
以上詳述した如く、本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、
（１）被検部位に挿入される内視鏡の挿入部の挿入方向の先端側の先端部内に設けられた内視鏡の先端ユニットであって、
前記先端部の径方向の断面が扇状を有する前記挿入方向に沿って柱状に形成された複数の本体ブロックが、前記先端部の径方向の断面が円形となるよう、前記挿入部の周方向に沿ってそれぞれ隣接して設けられていることを特徴とする内視鏡の先端ユニット。
【００５２】
（２）前記複数の本体ブロックは、前記被検部位を撮像する撮像装置や被検部位を観察するレンズユニットが設けられた撮像ユニットブロックと、前記被検部位を照明する照明装置が設けられた照明ユニットブロックと、前記被検部位または前記撮像装置のレンズに流体を供給する流体供給管路が設けられた流体供給ユニットブロックと、前記被検部位に処置具を供給するまたは前記被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネルが設けられたチャンネルユニットブロックからそれぞれ構成されていることを特徴とする付記１に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５３】
（３）前記複数の本体ブロックは、各前記本体ブロックに設けられた連結部によって、前記周方向にそれぞれ連結されていることを特徴とする付記１または２に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５４】
（４）前記先端部の径方向の断面が円形となるよう、前記周方向に沿ってそれぞれ隣接して設けられた前記複数の本体ブロックの外周面に、該複数の本体ブロックを固定する固定部材が被覆されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５５】
ところで、従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（以下、単に撮像素子と称す）が設けられた撮像装置を具備する電子内視鏡が周知である。
【００５６】
撮像装置は、一般的に、レンズを介して受光部に被検部位の光学像が入光される撮像素子と、該撮像素子に電気的に接続された基板等から主要部が構成されている。尚、撮像素子により受光した被検部位の像の映像信号は、基板から延出する信号線を介して、撮像装置外へと伝送される。
【００５７】
ここで、撮像装置は、内視鏡において、被検部位に挿入される挿入部の挿入方向の先端側の先端部内において、レンズユニットの後方に設けられる。また、先端部内には、撮像装置の他、被検部位を照明する照明装置や、被検部位またはレンズユニットに流体を供給する流体供給ユニットや、被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル等が設けられている。
【００５８】
具体的には、特開２００５−３０４５８５号公報に開示されているように、先端部を構成する先端硬質部材には、レンズの光軸方向に沿って複数の貫通孔が形成されており、各貫通孔に、レンズユニット及び撮像装置からなる撮像ユニット、照明装置、流体供給ユニット、チャンネル等がそれぞれ設けられた構成を内視鏡先端部は有している。即ち、先端硬質部材に対して、撮像ユニット、照明装置、流体供給ユニット、チャンネル等が一体的に形成された構成を内視鏡先端部は有している。
【００５９】
しかしながら、先端部の小径化を図ると、またはその他の部品をさらに先端部内に設けようとすると、複数の部材が干渉する等、先端硬質部材に対して複数の部材が複雑かつ高密度に設けられることから、先端硬質部材に対して、複数の部材を組み付け難くなってしまうといった問題がある他、修理の際、各部材を先端硬質部材から取り出すことが難しくなってしまうといった問題がある。さらに、先端硬質部材も複雑な形状を有することになるため、小型化すると、加工が難しくなってしまい、製造コストが増大してしまうといった問題があった。
【００６０】
本付記は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内視鏡の挿入部の先端部内に複数の部材を高密度かつ簡単に組み付けることができるとともに、複数の部材を簡単に取り出すことができることにより修理性が向上され、製造コストを低減することができる構成を有する内視鏡の先端ユニットを提供することを目的とする。
【００６１】
以下、上記目的を達成する構成を、図７〜図９を用いて示す。
【００６２】
図７は、本付記の内視鏡の先端ユニットが挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図、図８は、図７中のVIII-VIII線に沿う先端部の先端ユニットの断面図、図９は、図８中のIX-IX線に沿う先端部の断面図である。
【００６３】
図７に示すように、内視鏡１００の挿入部１１０の挿入方向Ｓの先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する先端部１１１における先端面１１１ｍに、被検部位を観察する対物レンズ１０２ａと、被検部位を照明する、例えば２つの照明用レンズ１０３と、対物レンズ１０２ａの表面に流体を供給して、対物レンズ１０２ａの表面の汚れを除去する送気送水ノズル１０５と、挿入部１１０内に設けられた被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル１０６の先端開口１０６ｋとが設けられている。尚、先端面１１１ｍには、被検部位へ向けて流体を供給する前方送水ノズルが設けられていても構わない。
【００６４】
また、図９に示すように、先端部１１１内に、被検部位を撮像する撮像ユニット３００が設けられている。尚、撮像ユニット３００は、複数のレンズ１０２ａ〜１０２ｃ及び該複数のレンズ１０２ａ〜１０２ｃを保持するレンズ枠１０４を有するレンズユニット１５１と、撮像装置１５０とを具備している。
【００６５】
撮像装置１５０は、レンズ枠１０４の光軸方向Ｌの基端側（以下、単に基端側と称す）に先端が固定された素子枠１０９及び該素子枠内に設けられたカバーガラス１２９、該カバーガラス１２９に固定された撮像素子１２１、該撮像素子１２１に電気的に接続された、電子部品１２８が搭載された基板１２２、該基板１２２の図示しない端子にリード線１２４を介して電気的に接続された信号線１２７を具備している。
【００６６】
具体的には、先端部１１１内には、図８に示すように、先端部１１１の径方向の断面が扇状を有する挿入方向Ｓに沿って柱状に形成された複数の本体ブロック１３０〜１３４が、先端部１１１の径方向の断面が円形となるよう、挿入部１１０の周方向Ｒに沿ってそれぞれ隣接して設けられている。
【００６７】
本体ブロック１３０は、撮像装置１５０やレンズユニット１５１が設けられた撮像ユニットブロックであり、本体ブロック１３２、１３４は、被検部位を照明する照明用レンズ１０３を含む照明装置が設けられた照明ユニットブロックであり、本体ブロック１３１は、被検部位または撮像装置１５０のレンズ１０２ａに流体を供給する送気送水ノズル１０５を先端に有する流体供給管路１０５ｒが設けられた流体供給ユニットブロックであり、本体ブロック１３３は、被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル１０６が設けられたチャンネルユニットブロックである。
【００６８】
よって、複数の本体ブロック１３０〜１３４が先端部１１１内に設けられていることにより、先端面１１１ｍに、対物レンズ１０２ａと、例えば２つの照明用レンズ１０３と、送気送水ノズル１０５と、チャンネル１０６の先端開口１０６ｋとが設けられるとともに、先端部１１１内に、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６が設けられる。
【００６９】
また、図８に示すように、各本体ブロック１３０〜１３４は、各本体ブロック１３０〜１３４に設けられた連結部１３０ｐ〜１３４ｐによって、周方向Ｒにそれぞれ連結された後、後述する固定部材１４０によって固定される。尚、固定部材１４０及び各本体ブロック１３０〜１３４の外周には、先端カバー１６０が被覆される。該先端カバー１６０が被覆されたものが、先端部１１１を構成する。
【００７０】
具体的には、本体ブロック１３０は、本体ブロック１３１に、連結部１３０ｐが溝１３１ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３１は、本体ブロック１３２に、連結部１３１ｐが溝１３２ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３２は、本体ブロック１３３に、連結部１３２ｐが溝１３３ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３３は、本体ブロック１３４に、連結部１３３ｐが溝１３４ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３４は、本体ブロック１３０に、連結部１３４ｐが溝１３０ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結されている。
【００７１】
また、図８、図９に示すように、先端部１１１の径方向の断面が円形となるよう、周方向Ｒに沿ってそれぞれ隣接して連結された複数の本体ブロック１３０〜１３４の外周面における先端側と基端側に、連結後の複数の本体ブロック１３０〜１３４を固定する固定部材１４０が被覆されている。尚、固定部材１４０は、図９に示すように、複数の本体ブロック１３０〜１３４の先端側及び基端側に形成されている溝にそれぞれ嵌入されている。
【００７２】
よって、固定部材１４０が用いられるのであれば、各ブロック１３０〜１３４間の固定に、連結部１３０ｐ〜１３４ｐを用いなくともよい。
【００７３】
さらに、図８、図９に示すように、固定部材１４０及び複数の本体ブロック１３０〜１３４の外周面、複数の本体ブロック１３０〜１３１の先端面には、先端カバー１６０が被覆されている。
【００７４】
尚、複数の本体ブロック１３０〜１３４、固定部材１４０、先端カバー１６０は、本構成の先端ユニット３５０を構成している。
【００７５】
このような構成によれば、先端部１１１内に、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６を設ける場合には、先端部１１１内に、先端ユニット３５０を設けるのみで、即ち、複数の本体ブロック１３０〜１３４を嵌入して、各ブロック１３０〜１３４を連結部１３０ｐ〜１３４ｐで周方向Ｒに連結し、固定部材１４０、先端カバー１６０を被覆するのみで容易に一体的に組み立てることができる。
【００７６】
また、例えば撮像装置１５０が故障した場合、先端部１１１内から、本体ブロック１３０のみを抜き取ることにより、容易に撮像装置１５０の交換を行うことができるため、従来よりも交換性が確実に向上する。
【００７７】
さらに、本体ブロック１３０〜１３４は、径方向の断面が扇状であり、挿入方向に柱状な形状と、形状が簡素なため、従来の複雑な加工形状の一体型の本体ブロック（先端硬質部材）と比較すると、各ブロック１３０〜１３４の加工費を低減することができる。
【００７８】
また、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６は、それぞれ各ブロック１３０〜１３４内に設けられていることから、各部材が干渉してしまうことがない他、先端部１１１が小径化されても、各ブロック１３０〜１３４を小型化すれば良いことから、先端部１１１内に複数の部品を高密度実装することができる。
【００７９】
以上から、内視鏡１００の挿入部１１０の先端部１１１内に複数の部材を高密度かつ簡単に組み付けることができるとともに、複数の部材を簡単に取り出すことができることにより修理性が向上され、製造コストを低減することができる構成を有する内視鏡の先端ユニット３５０を提供することができる。
また、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００８０】
２…レンズ
１１…内視鏡先端部
１１ｓ…先端硬質部材（枠体）
１１ｓｎ…内周面
２０…プリズム
２０ｓ…出射面
２１…撮像素子
２２…基板
２２ｉ…基板の一方の面
２２ｔ…基板の他方の面
５０…撮像装置
１００…内視鏡
１０２…レンズ
１０６…チャンネル
１１０…挿入部
１１１…先端部
１４０…固定部材
１５０…撮像装置
１５１…レンズユニット
１３０…撮像ユニットブロック（本体ブロック）
１３０ｐ…連結部
１３１…流体供給ブロック（本体ブロック）
１３１ｐ…連結部
１３２…照明ユニットブロック（本体ブロック）
１３２ｐ…連結部
１３３…チャンネルユニットブロック（本体ブロック）
１３３ｐ…連結部
１３４…照明ユニットブロック（本体ブロック）
１３４ｐ…連結部
３５０…先端ユニット
Ｌ…光軸方向
Ｓ…挿入方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、プリズム、撮像素子を用いて被検部位を撮像する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（以下、単に撮像素子と称す）が設けられた撮像装置を具備する電子内視鏡や、カメラ付き携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器が周知である。
【０００３】
撮像装置は、一般的に、レンズを介して受光部に被検部位の光学像が入光される撮像素子と、該撮像素子に電気的に接続された基板等から主要部が構成されている。尚、撮像素子により受光した被検部位の像の映像信号は、基板から延出する信号線を介して撮像装置外へと伝送される。
【０００４】
ここで、撮像装置を、被検部位に挿入される内視鏡の挿入部の先端部内に設ける場合、通常、先端部内において、撮像素子は、レンズの光軸方向の後方（以下、単に後方と称す）の集光位置において、光軸方向に直交する先端部の径方向に沿って配置されている。
【０００５】
ところが、先端部の小径化を図ると先端部内の空間が小さくなる。よって、先端部の径方向に沿って撮像素子を小さい空間内に配置するには、撮像素子自体も小型化されたものを用いなければならないことから、受光部の面積も小さくなるため、受光感度が小さくなってしまうといった問題があった。
【０００６】
このような問題に鑑み、特許文献１には、内視鏡の挿入部の先端部内において、複数のレンズからなるレンズユニットの後方に設けられたプリズムを介して、該プリズムの光の出射面において光軸方向に沿って配置された撮像素子の受光面に光学像を入光させ、撮像素子に接続された基板から延出する信号線を介して、電気信号を撮像装置外へと伝送する構成が開示されている。
【０００７】
このような構成によれば、撮像素子は、先端部内において光軸方向に沿って配置されていることから、先端部の小径化とは無関係な光軸方向に沿った方向の外形を大きくすることができるため、受光部の大きさを十分確保することができる。よって、先端部の小径化を図っても、受光感度を従来と同等に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１４８７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に示す構成においては、先端部内において、レンズユニット及びプリズムは、先端部内の空間の中心から先端部の径方向外側にずれた位置に設けられており、撮像素子は、プリズムによって反射された光を受光するため、先端部内の空間の中心に位置している。尚、基板及び信号線も、先端部内の空間の中心に位置している。
【００１０】
しかしながら、この構成では、先端部の小径化を図ると先端部内の空間が小さくなるため、先端部内の空間の中心に位置する撮像素子や基板、信号線が、先端部内の他の部品と干渉しやすくなってしまうことから、該干渉を避けるよう他の部品を配置することが難しくなってしまうといった問題があった。
【００１１】
即ち、先端部の小径化を図ると、先端部内に複数の部品を高密度実装し難くなるといった問題があった。言い換えれば、撮像素子や基板、信号線に対する先端部内の他の部品の干渉を考慮すると、先端部の小径化が行い難くなるといった問題があった。
【００１２】
尚、以上のことは、内視鏡の先端部に限らず、撮像素子を、電子機器の限られた空間内に設ける場合も同様である。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、電子機器の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される部位の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部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】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明による撮像装置は、被検部位を撮像する撮像装置であって、枠体と、前記枠体内に設けられた、前記被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズムと、前記枠体内において、前記プリズムの光の出射面に固定された撮像素子と、一方の面が前記撮像素子に固定されるとともに、他方の面が前記枠体の内周面に固定された基板と、を具備し、前記基板の前記他方の面は、前記枠体の前記内周面に沿った形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、撮像装置を具備する内視鏡先端部は、請求項１または２に記載の撮像装置が、内部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子機器の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される部位の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置、該撮像装置を具備する内視鏡先端部を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態の撮像装置が挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図
【図２】図１中のII-II線に沿う先端部の断面図
【図３】図２の撮像装置を拡大して示す斜視図
【図４】図２中のIV-IV線に沿う先端部の断面図
【図５】図２の撮像装置を、図２中のV方向からみた平面図
【図６】図４の先端硬質部材がリング状に形成され、内部の空間に、撮像装置５０を具備する撮像ユニットブロックが設けられた先端部の変形例を示す断面図
【図７】本付記の内視鏡の先端ユニットが挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図
【図８】図７中のVIII-VIII線に沿う先端部の先端ユニットの断面図
【図９】図８中のIX-IX線に沿う先端部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、それぞれの部材の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。尚、以下、撮像装置は、内視鏡の挿入部の先端部内に設けられる場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態の撮像装置が挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図、図２は、図１中のII-II線に沿う先端部の断面図、図３は、図２の撮像装置を拡大して示す斜視図、図４は、図２中のIV-IV線に沿う先端部の断面図、図５は、図２の撮像装置を、図２中のV方向からみた平面図である。
【００２０】
図１に示すように、内視鏡１の挿入部１０の後述するレンズ２の光軸方向Ｌの先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する先端部１１における先端面１１ｍに、被検部位を観察する対物レンズ２ａと、被検部位を照明する、例えば２つの照明用レンズ３と、対物レンズ２ａの表面に流体を供給して、対物レンズ２ａの表面の汚れを除去する送気送水ノズル５と、挿入部１０内に設けられた被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル６の先端開口６ｋとが設けられている。尚、照明用レンズ３の数は、２つに限定されない。
【００２１】
また、図２に示すように、先端部１１内に、被検部位を撮像する撮像装置５０が設けられている。
【００２２】
具体的には、先端部１１内には、例えば光軸方向Ｌに沿って円柱状な枠体である先端硬質部材１１ｓが設けられており、先端硬質部材１１ｓにおいて、光軸方向Ｌに沿って形成された貫通孔１２に、レンズユニット５１と、該レンズユニット５１よりも後方に位置する撮像装置５０とが設けられている。尚、図２においては、先端硬質部材１１ｓの外周面及び先端面に被覆される先端カバーは、図面を簡素化するため省略して示してある。
【００２３】
また、貫通孔１２は、図１、図２に示すように、先端部１１の中心よりも先端部１１の径方向外側、具体的には、先端部１１の外周縁部の近傍位置において、光軸方向Ｌに沿って先端硬質部材１１ｓに対して形成されている。
【００２４】
尚、先端硬質部材１１ｓには、貫通孔１２の他、上述したチャンネル６や、上述した照明用レンズ２を具備する図示しない照明装置や、上述した送気送水ノズル５に流体を供給する流体供給管路等が設けられる図示しない貫通孔が、それぞれ光軸方向Ｌに沿って複数形成されている。
【００２５】
レンズユニット５１は、被検部位を観察する複数のレンズ２ａ〜２ｄを有するレンズ２と、該レンズ２を保持するレンズ枠４とから主要部が構成されている。
【００２６】
撮像装置５０は、図２〜図５に示すように、レンズ２ｄの集光位置に配置されたプリズム２０と、該プリズム２０の光の出射面２０ｓに、少なくとも受光部２１ｊが対向するようプリズム２０に固定された撮像素子２１と、該撮像素子２１に一方の面２２ｉが固定されるとともに、他方の面２２ｔが先端硬質部材１１ｓの貫通孔１２により形成された内周面１１ｓｎに固定された基板２２と、該基板２２の端子２２ｄから延出する内視鏡１内に挿通された信号線２７（図３参照）とから主要部が構成されている。尚、図５においては、信号線２７は省略して示してある。
【００２７】
ここで、図２、図４に示すように、基板２２が固定される内周面１１ｓｎを有する先端硬質部材１１ｓの肉厚は、上述したように、先端硬質部材１１ｓに対して貫通孔１２が、先端部１１の外周縁部の近傍位置において光軸方向Ｌに沿って形成されていることから、薄肉に、例えば０．１５ｍｍ程度に形成されている。
【００２８】
尚、この肉厚は、貫通孔１２内の空間を出来るだけ大きく確保するため、出来るだけ薄いことが望ましいが、破損を防ぐため、破損しない程度の機械的強度を有する肉厚に設定されている。
【００２９】
また、内周面１１ｓｎは、図４に示すように、貫通孔１２の内周面１１ｓｎを形成する部位が円弧状に形成されていることから円弧状に形成されている。よって、内周面１１ｓｎは、貫通孔１２の内周面１１ｓｎを形成する部位の形状によっては、当然、円弧以外の形状に形成される。
【００３０】
プリズム２０は、レンズ２ｄから入射面２０ｎに入光した光の方向を、出射面２０ｓから撮像素子２１の受光部２１ｊに入光させるよう可変するものである。
【００３１】
撮像素子２１は、図２、図３、図５に示すように、平面視した状態において、受光部２１ｊがプリズム２０の出射面２０ｓに覆われており、プリズム２０の固定領域以外に形成された複数の端子２１ｄは、リード線２３により、基板２２の端子２１ｄと同数の複数の端子２２ｄに、１対１でそれぞれ電気的に接続されている。
【００３２】
基板２２の撮像素子２１が固定された領域以外に形成された複数の端子２２ｄに、図２、図３に示すように、信号線２７の先端側から延出した、端子２２ｄと同数の複数本のリード線２４の芯線２５が、それぞれ１対１で電気的に接続されている。
【００３３】
このことにより、撮像素子２１により出力された映像信号は、端子２１ｄ、リード線２３、端子２２ｄ、芯線２５、リード線２４、信号線２７を介して、内視鏡１外へと伝送される。
【００３４】
基板２２は、ガラスエポキシや、セラミック等から形成されており、図３、図４に示すように、内周面１１ｓｎへの固定面となる他方の面２２ｔが、内周面１１ｓｎに沿った形状、具体的には円弧状となるよう形成されている。
【００３５】
このことにより、基板２２は、貫通孔１２内において、内周面１１ｓｎにぴったり密着した状態で、光軸方向Ｌに沿って配置される。また、基板２２の一方の面２２ｉに固定された撮像素子２１も、貫通孔１２内において、該貫通孔１２の中心よりも内周面１１ｓｎ側に位置する。
【００３６】
尚、基板２２の他方の面２２ｔの形状は、内周面１１ｓｎの形状に沿っていれば良い。即ち、他方の面２２ｔを内周面１１ｓｎに固定する場合には、形状を一致させて密着して固定する構成となっている。
【００３７】
これは、内周面１１ｓｎが円弧状に形成されているにも関わらず、基板２２の他方の面２２ｔが直線状に形成されていると、円弧状の内周面１１ｓｎに対して他方の面２２ｔを固定し難い他、内周面１１ｓｎと他方の面２２ｔとの間にデッドスペースが発生することから、先端部１１を小径化した際における貫通孔１２内に対する複数の部品の高密度実装が行い難くなってしまうためである。
しかしながら、他方の面２２ｔの形状は、完全に内周面１１ｓｎの形状に一致している必要も無く、上述したデッドスペースを無くす形状であれば、どのような形状であっても構わない。
即ち、内周面１１ｓｎが円弧状であり、仮に他方の面２２ｔが直線状であっても、他方の面２２ｔの図４中、横方向となる幅方向の幅が小さく、基板２２が内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる断面形状を有していれば、デッドスペースは殆ど無視できる。
具体的には、基板２２の断面が、内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる台形形状を有し、他方の面２２ｔが、幅が小さく形成された台形の上底を構成していたり、基板２２の断面が内周面１１ｓｎに向かうに従い幅が小さくなる幅方向の両端が階段状を有する形状を有しているとともに、他方の面２２ｔが幅の小さい直線状に形成されていたりすれば、他方の面２２ｔの形状が、内周面１１ｓｎの形状に一致していなくても、デッドスペースを無くすことができる。
【００３８】
また、基板２２は、例えば絶縁体と配線パターンとが複数層積層されて形成された多層基板から構成されていても構わない。
さらに、基板２２の他方の面２２ｔが、内周面１１ｓｎに沿う形状に形成されていたとしても、撮像装置５０のハンドリング性に影響はない。
【００３９】
このように、本実施の形態においては、先端硬質部材１１ｓの貫通孔１２内において、基板２２の他方の面２２ｔは、貫通孔１２により形成された薄肉部の内周面１１ｓｎに沿った形状に形成されており、他方の面２２ｔを内周面１１ｓｎに密着させて固定すると示した。
【００４０】
このことによれば、他方の面２２ｔと内周面１１ｓｎとの間にデッドスペースが発生してしまうことなく基板２２を貫通孔１２の径方向外側において内周面１１ｓｎに密着させて光軸方向Ｌに沿って位置させることができる他、基板２２の端子２２ｄに電気的に接続される信号線２７も、光軸方向Ｌに沿って内周面１１ｓｎ付近に挿通させることができ、さらには、撮像素子２１も、貫通孔１２内において、貫通孔１２の中心よりも内周面１１ｓｎ側に位置させることができる。
【００４１】
このことから、貫通孔１２内において、撮像素子２１、基板２２、信号線２７が、貫通孔内に配置される他の部材と接触し難くなることから、貫通孔１２内における複数の部品の高密度実装を実現することができる。尚、この効果は、先端部１１の小径化に伴い、貫通孔１２の径も小径化された場合に特に顕著である。
【００４２】
また、貫通孔１２内に撮像素子２１を配置する際、基板２２を内周面１１ｓｎの形状に合わせて固定するだけで良いことから、撮像素子２１の組み付け性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、先端部１１の小径化に伴い貫通孔１２が小径化すると、貫通孔１２の径方向の空間が小さくなるため、薄型化された撮像素子２１を用いる必要が生じるが、本構成では、撮像素子２１は基板２２に固定されているため、薄型化された撮像素子２１の機械的強度を、基板２２により向上させることができる。
【００４４】
以上から、先端部１１の限られた空間内に、コンパクトに実装することができる構成を有することにより、配置される先端部１１の小型化を実現することができる構成を有する撮像装置５０、該撮像装置５０を具備する内視鏡先端部１１を提供することができる。
【００４５】
尚、本実施の形態においては、撮像装置５０を、先端硬質部材１１ｓに光軸方向Ｌに沿って形成された貫通孔１２に配置する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、先端硬質部材１１ｓが、例えば内部に大きな空間を有する薄肉のリング状に形成され、該空間に、撮像装置５０や、上述したレンズユニット５１や、上述した照明装置や、上述したチャンネル６や、上述した送気送水ノズル５に流体を供給する流体供給管路等が設けられる構成に適用しても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
この場合、本実施の形態の構成を適用すれば、先端部１１の小径化、即ち、管状の先端硬質部材の内部の空間の小径化を図ったとしても、該空間において、撮像装置５０の撮像素子２１や基板２２、信号線２７を、照明装置や流体供給管路等の他の部材に干渉することなく容易に配置させることができる。
【００４７】
また、以下、他の変形例を、図６を用いて示す。図６は、図４の先端硬質部材がリング状に形成され、内部の空間に、撮像装置５０を具備する撮像ユニットブロックが設けられた先端部の変形例を示す断面図である。
【００４８】
図６に示すように、リング状に形成された先端硬質部材１１ｓ’の内部に、撮像装置５０を設ける場合、径方向の断面が扇状であって、光軸方向Ｌに沿って柱状な撮像ユニットブロック３０に撮像装置５０やレンズユニット５１を設け、本実施の形態と同様に、先端硬質部材１１ｓ’の内周面１１ｓｎ’に、基板２２の他方の面２２ｔを密着させて固定する構成であっても、本実施の形態は適用可能である。
【００４９】
尚、この場合、先端硬質部材１１ｓ’の内部には、撮像ユニットブロック３０の他、それぞれ撮像ユニットブロック３０同様、径方向の断面が扇状であって光軸方向Ｌに沿って柱状な上述した照明装置を具備する照明ユニットブロック３２や、流体供給管路を具備する流体供給ユニットブロック３１や、チャンネル６が設けられたチャンネルユニットブロック３３が、複数のブロックユニット３０〜３３によって径方向の断面が円形となるよう、周方向にそってそれぞれ隣接して嵌入されている。
【００５０】
また、本実施の形態においては、撮像装置５０は、内視鏡１の挿入部１０の先端部１１内に設けられると示したが、他の電子部品、例えば携帯電話の内部に設けても構わない。この場合であっても携帯電話の枠体の内周面に沿った形状に、基板２２の他方の面２２ｔが形成されておれば、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
［付記］
以上詳述した如く、本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、
（１）被検部位に挿入される内視鏡の挿入部の挿入方向の先端側の先端部内に設けられた内視鏡の先端ユニットであって、
前記先端部の径方向の断面が扇状を有する前記挿入方向に沿って柱状に形成された複数の本体ブロックが、前記先端部の径方向の断面が円形となるよう、前記挿入部の周方向に沿ってそれぞれ隣接して設けられていることを特徴とする内視鏡の先端ユニット。
【００５２】
（２）前記複数の本体ブロックは、前記被検部位を撮像する撮像装置や被検部位を観察するレンズユニットが設けられた撮像ユニットブロックと、前記被検部位を照明する照明装置が設けられた照明ユニットブロックと、前記被検部位または前記撮像装置のレンズに流体を供給する流体供給管路が設けられた流体供給ユニットブロックと、前記被検部位に処置具を供給するまたは前記被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネルが設けられたチャンネルユニットブロックからそれぞれ構成されていることを特徴とする付記１に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５３】
（３）前記複数の本体ブロックは、各前記本体ブロックに設けられた連結部によって、前記周方向にそれぞれ連結されていることを特徴とする付記１または２に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５４】
（４）前記先端部の径方向の断面が円形となるよう、前記周方向に沿ってそれぞれ隣接して設けられた前記複数の本体ブロックの外周面に、該複数の本体ブロックを固定する固定部材が被覆されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡の先端ユニット。
【００５５】
ところで、従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子（以下、単に撮像素子と称す）が設けられた撮像装置を具備する電子内視鏡が周知である。
【００５６】
撮像装置は、一般的に、レンズを介して受光部に被検部位の光学像が入光される撮像素子と、該撮像素子に電気的に接続された基板等から主要部が構成されている。尚、撮像素子により受光した被検部位の像の映像信号は、基板から延出する信号線を介して、撮像装置外へと伝送される。
【００５７】
ここで、撮像装置は、内視鏡において、被検部位に挿入される挿入部の挿入方向の先端側の先端部内において、レンズユニットの後方に設けられる。また、先端部内には、撮像装置の他、被検部位を照明する照明装置や、被検部位またはレンズユニットに流体を供給する流体供給ユニットや、被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル等が設けられている。
【００５８】
具体的には、特開２００５−３０４５８５号公報に開示されているように、先端部を構成する先端硬質部材には、レンズの光軸方向に沿って複数の貫通孔が形成されており、各貫通孔に、レンズユニット及び撮像装置からなる撮像ユニット、照明装置、流体供給ユニット、チャンネル等がそれぞれ設けられた構成を内視鏡先端部は有している。即ち、先端硬質部材に対して、撮像ユニット、照明装置、流体供給ユニット、チャンネル等が一体的に形成された構成を内視鏡先端部は有している。
【００５９】
しかしながら、先端部の小径化を図ると、またはその他の部品をさらに先端部内に設けようとすると、複数の部材が干渉する等、先端硬質部材に対して複数の部材が複雑かつ高密度に設けられることから、先端硬質部材に対して、複数の部材を組み付け難くなってしまうといった問題がある他、修理の際、各部材を先端硬質部材から取り出すことが難しくなってしまうといった問題がある。さらに、先端硬質部材も複雑な形状を有することになるため、小型化すると、加工が難しくなってしまい、製造コストが増大してしまうといった問題があった。
【００６０】
本付記は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内視鏡の挿入部の先端部内に複数の部材を高密度かつ簡単に組み付けることができるとともに、複数の部材を簡単に取り出すことができることにより修理性が向上され、製造コストを低減することができる構成を有する内視鏡の先端ユニットを提供することを目的とする。
【００６１】
以下、上記目的を達成する構成を、図７〜図９を用いて示す。
【００６２】
図７は、本付記の内視鏡の先端ユニットが挿入部の先端部に設けられた内視鏡の挿入部の先端側を示す部分斜視図、図８は、図７中のVIII-VIII線に沿う先端部の先端ユニットの断面図、図９は、図８中のIX-IX線に沿う先端部の断面図である。
【００６３】
図７に示すように、内視鏡１００の挿入部１１０の挿入方向Ｓの先端側（以下、単に先端側と称す）に位置する先端部１１１における先端面１１１ｍに、被検部位を観察する対物レンズ１０２ａと、被検部位を照明する、例えば２つの照明用レンズ１０３と、対物レンズ１０２ａの表面に流体を供給して、対物レンズ１０２ａの表面の汚れを除去する送気送水ノズル１０５と、挿入部１１０内に設けられた被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル１０６の先端開口１０６ｋとが設けられている。尚、先端面１１１ｍには、被検部位へ向けて流体を供給する前方送水ノズルが設けられていても構わない。
【００６４】
また、図９に示すように、先端部１１１内に、被検部位を撮像する撮像ユニット３００が設けられている。尚、撮像ユニット３００は、複数のレンズ１０２ａ〜１０２ｃ及び該複数のレンズ１０２ａ〜１０２ｃを保持するレンズ枠１０４を有するレンズユニット１５１と、撮像装置１５０とを具備している。
【００６５】
撮像装置１５０は、レンズ枠１０４の光軸方向Ｌの基端側（以下、単に基端側と称す）に先端が固定された素子枠１０９及び該素子枠内に設けられたカバーガラス１２９、該カバーガラス１２９に固定された撮像素子１２１、該撮像素子１２１に電気的に接続された、電子部品１２８が搭載された基板１２２、該基板１２２の図示しない端子にリード線１２４を介して電気的に接続された信号線１２７を具備している。
【００６６】
具体的には、先端部１１１内には、図８に示すように、先端部１１１の径方向の断面が扇状を有する挿入方向Ｓに沿って柱状に形成された複数の本体ブロック１３０〜１３４が、先端部１１１の径方向の断面が円形となるよう、挿入部１１０の周方向Ｒに沿ってそれぞれ隣接して設けられている。
【００６７】
本体ブロック１３０は、撮像装置１５０やレンズユニット１５１が設けられた撮像ユニットブロックであり、本体ブロック１３２、１３４は、被検部位を照明する照明用レンズ１０３を含む照明装置が設けられた照明ユニットブロックであり、本体ブロック１３１は、被検部位または撮像装置１５０のレンズ１０２ａに流体を供給する送気送水ノズル１０５を先端に有する流体供給管路１０５ｒが設けられた流体供給ユニットブロックであり、本体ブロック１３３は、被検部位に処置具を供給するまたは被検部位に位置する液体や固体を吸引する際用いるチャンネル１０６が設けられたチャンネルユニットブロックである。
【００６８】
よって、複数の本体ブロック１３０〜１３４が先端部１１１内に設けられていることにより、先端面１１１ｍに、対物レンズ１０２ａと、例えば２つの照明用レンズ１０３と、送気送水ノズル１０５と、チャンネル１０６の先端開口１０６ｋとが設けられるとともに、先端部１１１内に、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６が設けられる。
【００６９】
また、図８に示すように、各本体ブロック１３０〜１３４は、各本体ブロック１３０〜１３４に設けられた連結部１３０ｐ〜１３４ｐによって、周方向Ｒにそれぞれ連結された後、後述する固定部材１４０によって固定される。尚、固定部材１４０及び各本体ブロック１３０〜１３４の外周には、先端カバー１６０が被覆される。該先端カバー１６０が被覆されたものが、先端部１１１を構成する。
【００７０】
具体的には、本体ブロック１３０は、本体ブロック１３１に、連結部１３０ｐが溝１３１ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３１は、本体ブロック１３２に、連結部１３１ｐが溝１３２ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３２は、本体ブロック１３３に、連結部１３２ｐが溝１３３ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３３は、本体ブロック１３４に、連結部１３３ｐが溝１３４ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結され、本体ブロック１３４は、本体ブロック１３０に、連結部１３４ｐが溝１３０ｑに嵌合することにより周方向Ｒに連結されている。
【００７１】
また、図８、図９に示すように、先端部１１１の径方向の断面が円形となるよう、周方向Ｒに沿ってそれぞれ隣接して連結された複数の本体ブロック１３０〜１３４の外周面における先端側と基端側に、連結後の複数の本体ブロック１３０〜１３４を固定する固定部材１４０が被覆されている。尚、固定部材１４０は、図９に示すように、複数の本体ブロック１３０〜１３４の先端側及び基端側に形成されている溝にそれぞれ嵌入されている。
【００７２】
よって、固定部材１４０が用いられるのであれば、各ブロック１３０〜１３４間の固定に、連結部１３０ｐ〜１３４ｐを用いなくともよい。
【００７３】
さらに、図８、図９に示すように、固定部材１４０及び複数の本体ブロック１３０〜１３４の外周面、複数の本体ブロック１３０〜１３１の先端面には、先端カバー１６０が被覆されている。
【００７４】
尚、複数の本体ブロック１３０〜１３４、固定部材１４０、先端カバー１６０は、本構成の先端ユニット３５０を構成している。
【００７５】
このような構成によれば、先端部１１１内に、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６を設ける場合には、先端部１１１内に、先端ユニット３５０を設けるのみで、即ち、複数の本体ブロック１３０〜１３４を嵌入して、各ブロック１３０〜１３４を連結部１３０ｐ〜１３４ｐで周方向Ｒに連結し、固定部材１４０、先端カバー１６０を被覆するのみで容易に一体的に組み立てることができる。
【００７６】
また、例えば撮像装置１５０が故障した場合、先端部１１１内から、本体ブロック１３０のみを抜き取ることにより、容易に撮像装置１５０の交換を行うことができるため、従来よりも交換性が確実に向上する。
【００７７】
さらに、本体ブロック１３０〜１３４は、径方向の断面が扇状であり、挿入方向に柱状な形状と、形状が簡素なため、従来の複雑な加工形状の一体型の本体ブロック（先端硬質部材）と比較すると、各ブロック１３０〜１３４の加工費を低減することができる。
【００７８】
また、撮像ユニット３００や、照明装置や、流体供給管路１０５ｒや、チャンネル１０６は、それぞれ各ブロック１３０〜１３４内に設けられていることから、各部材が干渉してしまうことがない他、先端部１１１が小径化されても、各ブロック１３０〜１３４を小型化すれば良いことから、先端部１１１内に複数の部品を高密度実装することができる。
【００７９】
以上から、内視鏡１００の挿入部１１０の先端部１１１内に複数の部材を高密度かつ簡単に組み付けることができるとともに、複数の部材を簡単に取り出すことができることにより修理性が向上され、製造コストを低減することができる構成を有する内視鏡の先端ユニット３５０を提供することができる。
また、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００８０】
２…レンズ
１１…内視鏡先端部
１１ｓ…先端硬質部材（枠体）
１１ｓｎ…内周面
２０…プリズム
２０ｓ…出射面
２１…撮像素子
２２…基板
２２ｉ…基板の一方の面
２２ｔ…基板の他方の面
５０…撮像装置
１００…内視鏡
１０２…レンズ
１０６…チャンネル
１１０…挿入部
１１１…先端部
１４０…固定部材
１５０…撮像装置
１５１…レンズユニット
１３０…撮像ユニットブロック（本体ブロック）
１３０ｐ…連結部
１３１…流体供給ブロック（本体ブロック）
１３１ｐ…連結部
１３２…照明ユニットブロック（本体ブロック）
１３２ｐ…連結部
１３３…チャンネルユニットブロック（本体ブロック）
１３３ｐ…連結部
１３４…照明ユニットブロック（本体ブロック）
１３４ｐ…連結部
３５０…先端ユニット
Ｌ…光軸方向
Ｓ…挿入方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検部位を撮像する撮像装置であって、
枠体と、
前記枠体内に設けられた、前記被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズムと、
前記枠体内において、前記プリズムの光の出射面に固定された撮像素子と、
一方の面が前記撮像素子に固定されるとともに、他方の面が前記枠体の内周面に固定された基板と、
を具備し、
前記基板の前記他方の面は、前記枠体の前記内周面に沿った形状に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記基板は、絶縁体と配線パターンとが複数層積層された多層基板であ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】
請求項１または２に記載の撮像装置が、内部に設けられていることを特徴とする撮像装置を具備する内視鏡先端部。
【請求項１】
被検部位を撮像する撮像装置であって、
枠体と、
前記枠体内に設けられた、前記被検部位を観察するレンズの光軸方向後方に位置するプリズムと、
前記枠体内において、前記プリズムの光の出射面に固定された撮像素子と、
一方の面が前記撮像素子に固定されるとともに、他方の面が前記枠体の内周面に固定された基板と、
を具備し、
前記基板の前記他方の面は、前記枠体の前記内周面に沿った形状に形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記基板は、絶縁体と配線パターンとが複数層積層された多層基板であ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】
請求項１または２に記載の撮像装置が、内部に設けられていることを特徴とする撮像装置を具備する内視鏡先端部。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−５５５２５（Ｐ２０１２−５５５２５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２３０２（Ｐ２０１０−２０２３０２）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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