撮像装置及びこれを備えた電子内視鏡
【課題】撮像装置において、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品やこれらの接合部に剥離や破損が生じることを防止するとともに、先端硬質部の径を細くするのに貢献する。
【解決手段】ケーブルカバー３９の端部３９ａが連結部材４０の端部４０ｅの内側に第１接着剤４２によって接着され、レンズ鏡筒２６が前端部１４ａに固定され、かつ鍔部２６ａに連結部材４０の一対の爪部４０ｄが係合しているため、信号ケーブル３７が連結部材４０から離れる方向に引っ張られても、各信号線３８が動くことがない。ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａは、連結部材４０によって覆われていないため、連結部材４０の厚みや、連結部材４０とＣＣＤ２９との間に充填される接着剤の厚みの分、省スペースとなり、先端硬質部１４の細径化に寄与できる。
【解決手段】ケーブルカバー３９の端部３９ａが連結部材４０の端部４０ｅの内側に第１接着剤４２によって接着され、レンズ鏡筒２６が前端部１４ａに固定され、かつ鍔部２６ａに連結部材４０の一対の爪部４０ｄが係合しているため、信号ケーブル３７が連結部材４０から離れる方向に引っ張られても、各信号線３８が動くことがない。ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａは、連結部材４０によって覆われていないため、連結部材４０の厚みや、連結部材４０とＣＣＤ２９との間に充填される接着剤の厚みの分、省スペースとなり、先端硬質部１４の細径化に寄与できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びこれを挿入部の先端部に備えた電子内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、被検者の体内に挿入される挿入部を備えている。この挿入部は、挿入部の先端に設けられた先端硬質部と、これを所望の方向に向けるため、先端硬質部の後端側に連設された湾曲自在の湾曲部と、この後端側に連設された長い（用途によって異なるが１ｍ〜２ｍ程度）軟性部とからなる。
【０００３】
先端硬質部には、レンズやプリズム等の複数個の光学部品からなる光学系と、この光学系によって結像された光学画像を撮像信号に光電変換するＣＣＤ等の固体撮像素子とからなる撮像装置が組み込まれている。固体撮像素子はフレキシブル基板を介して信号ケーブルと接続され、信号ケーブルは画像処理装置に電気的に接続される。また、フレキシブル基板には固体撮像素子を駆動するために電子部品が実装されている。撮像装置から出力された撮像信号が画像処理装置で適宜信号処理され、モニタＴＶに出力されて、モニタＴＶに病変等の画像が表示される。
【０００４】
信号ケーブルは、挿入部の全長にわたって挿通されているので、挿入部がループされたり、挿入部に設けられた湾曲部が大きく湾曲される度に、強く押し引きされる。このため、信号ケーブルがフレキシブル基板から剥離する場合がある。
【０００５】
このような剥離を回避するため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１記載の電子内視鏡では、フレキシブル基板の一端側に信号ケーブルが半田付けされるとともに、その半田付けされた信号ケーブルを囲むようにフレキシブル基板がコの字状に折り曲げられ、その周囲をシールドテープと絶縁テープによって被覆され、この内部空間にエポキシ系の接着剤が充填されて変形しないように固められている。さらに、信号ケーブルが固定された側の回路基板は、押さえ板を介して、固定ねじによって連結筒に固定されているため、信号ケーブルが強く押し引きされても、回路基板は動かず、信号ケーブルから回路基板に加わるねじれや傾きの力も、可撓性のある回路基板で吸収されて、固体撮像素子及び対物光学系には伝わらない。
【０００６】
特許文献２記載の撮像装置では、フレキシブル基板と信号ケーブルの接続部は封止材で覆い固められている。
【０００７】
特許文献３記載の撮像装置は、固体撮像素子及びフレキシブル基板の電子部品実装部を収容する補強枠を備え、この補強枠の内側に接着剤を充填している。さらに、フレキシブル基板に半田付けされた信号ケーブルの先端部分と補強枠とを熱収縮チューブで覆い、この内側に接着剤を充填して密封している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２６１０６４号公報
【特許文献２】特開平９−１４６０１１号公報
【特許文献３】特開２００８−１１８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１記載の撮像装置では、回路基板を固定ねじによって連結筒に固定するという面倒な作業が必要となるという欠点がある。上記特許文献２記載の撮像装置では、信号ケーブルが押し引きされる力は、フレキシブル基板との接合部やフレキシブル基板に伝わる。フレキシブル基板に伝わった力は、信号ケーブルとフレキシブル基板との半田付け部やフレキシブル基板と固体撮像素子との接合部等にかかることになり、これらのいずれか弱いところに剥離や破損が生じる懸念がある。
【００１０】
上記特許文献３記載の撮像装置では、固体撮像素子を補強枠の内部に収納する関係上、固体撮像素子のサイズによって補強枠のサイズが影響を受ける。撮影画像の高画質化への要求は年々高まる傾向にあるので、固体撮像素子は大型化せざるを得ない。しかしながら、固体撮像素子が大型化すると、これを収納する補強枠も大型化するため、内視鏡挿入部の先端硬質部の径が太くなり、患者の負担が増加するという欠点がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、信号ケーブルが強く押し引きされた場合でも、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品やこれらの接合部に剥離や破損が生じることを防止できるとともに、先端硬質部の径を細くすることで患者の負担を軽減できる撮像装置及びこれを備えた電子内視鏡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】
【００１２】
本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒からの光学画像がプリズムを介して結像され、前記光学画像を光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子と電気的に接続されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に電気的に接続された信号ケーブルと、前記レンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結して前記プリズムの少なくとも一面を覆うとともに、前記固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が外側に露出される連結部材とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記連結部材は、少なくとも前記信号ケーブルの外皮をなすケーブルカバーの端部と前記フレキシブル基板の一部とを三方から覆うコの字状部を有し、このコの字状部の内側に前記ケーブルカバーの端部を固定することが好ましい。
【００１４】
前記連結部材のコの字状部の内側に充填され、少なくとも前記プリズムの一部と、前記フレキシブル基板の一部とを封止する第１樹脂と、前記第１樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムと前記フレキシブル基板と前記固体撮像素子とを封止する第２樹脂とを備えることが好ましい。
【００１５】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、前記第１，２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板と前記プリズムの一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂とを備えたことが好ましい。
【００１６】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低いことが好ましい。また、前記第２，第３樹脂は、硬化後の各硬度が、同程度で、かつ前記第１樹脂よりも低いことが好ましい。
【００１７】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、少なくとも前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分とを封止する第２樹脂と、前記第１，第２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と、前記レンズ鏡筒と前記プリズムとが接触した部分の周囲を封止する第４樹脂とを備えたことが好ましい。
【００１８】
前記第１〜第３樹脂は、硬化後の各硬度が同程度に高く、前記第４樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１〜第３樹脂よりも低いことが好ましい。
【００１９】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、前記プリズムと前記プリズム近傍の前記レンズ鏡筒の一部と前記第２樹脂によって封止されていない前記フレキシブル基板の一部とを封止する第３樹脂と、前記第２，３樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第４樹脂とを備えたことが好ましい。
【００２０】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低く、前記第３，第４樹脂は、硬化後の各硬度が、前記第１樹脂と同程度であることが好ましい。
【００２１】
本発明の電子内視鏡は、上記撮像装置のいずれかを被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、連結部材によりレンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結してプリズムの少なくとも一面を覆うので、信号ケーブルが強く押し引きされた場合でも、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品やこれらの接合部に剥離や破損が生じることを防止できる。また、固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が連結部材の外側に露出されるので、先端硬質部の径を細くすることができ、患者の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の電子内視鏡を示す外観図である。
【図２】先端部の内部、特には本発明の撮像装置の第１実施形態を側方から示す断面図である。
【図３】フレキシブル基板の一例を示す斜視図である。
【図４】撮像装置を斜め上方から示す外観図である。
【図５】撮像装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】撮像装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図７】撮像装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図８】撮像装置の第５実施形態を示す断面図である。
【図９】撮像装置の第６実施形態を示す断面図である。
【図１０】フレキシブル基板の別の例を示す斜視図である。
【図１１】フレキシブル基板の更に別の例を示す斜視図である。
【図１２】連結部材の別の例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す連結部材を用いた撮像装置を示す側面図である。
【図１４】更に別の連結部材を用いた撮像装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の第１実施形態である撮像装置１（図２，４参照）を備えた電子内視鏡１０は、図１に示すように、被検体内に挿入される挿入部１１と、挿入部１１の基端部分に連設された操作部１２と、プロセッサ装置や光源装置（いずれも図示せず）に接続されるユニバーサルコード１３とを備えている。
【００２５】
プロセッサ装置は、被検体内撮影用の固体撮像素子であるＣＣＤ２９（図２参照）からユニバーサルコード１３を介して入力された撮像信号に各種画像処理を施して、映像信号に変換するとともに、ＣＣＤ２９の駆動を制御する駆動制御信号を送信する。プロセッサ装置で変換された映像信号は、プロセッサ装置にケーブル接続されたモニタ（図示せず）に内視鏡画像として表示される。
【００２６】
挿入部１１は、先端から順に、先端硬質部１４、湾曲部１５、及び軟性部１６で構成されている。先端硬質部１４は、表面は樹脂であるが、その内側は硬質な金属材料等で形成され、後述する撮像装置１等が内蔵される。湾曲部１５は、複数の関節用節輪を連結して構成され、アングルノブ１７，１８を操作することにより軟性部１６内に挿通されたアングルワイヤー（図示せず）の移動に連動して上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端硬質部１４が体腔内の所望の方向に向けられ、体腔内の被観察部位を撮像装置１で撮像することができる。軟性部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。
【００２７】
操作部１２には、鉗子口１９が設けられている。鉗子口１９には、患部の治療に用いられる鉗子や注射針といった処置具が挿通される。鉗子口１９は、挿入部１１内に配設された鉗子チャンネル３０（図２参照）に接続され、鉗子チャンネル３０は、先端硬質部１４に設けられた鉗子出口２３（図２参照）に接続される。
【００２８】
操作部１１には、送気・送水ボタン２０、および吸引ボタン２１が設けられている。送気・送水ボタン２０を操作することにより、挿入部１１内に設けられた送気・送水チャンネル（図示せず）を介して、先端硬質部１４の端面に設けられた送気・送水ノズル２４（図２参照）から、エアー、または水等の液体を噴射する。吸引ボタン２１は、体内の液体や組織等の被吸引物を、鉗子出口２３から吸引する際に操作される。
【００２９】
図２において、先端硬質部１４の端面には、観察窓２２、照明窓（図示せず）、鉗子出口２３、及び送気・送水ノズル２４が設けられている。観察窓２２の奥には、体腔内の像光を取り込むための対物光学系２５（撮像用レンズ）がレンズ鏡筒２６内に配設されている。対物光学系２５を経由した観察部位の像光は、プリズム２７に入射してプリズム２７の内部で屈曲され、カバーガラス２８を介してＣＣＤ２９の撮像面２９ａに結像する。なお、ＣＣＤ２９の代わりにＣＭＯＳイメージセンサでもよい。鉗子出口２３の先端硬質部１４内の端部には、鉗子チャンネル３０に接続されている。
【００３０】
先端硬質部１４の前端部１４ａは硬質樹脂、周表皮３１は軟質樹脂からそれぞれ形成されており、周表皮３１の内側には、硬質な金属材料から形成された筒状部３２が一端部を前端部１４ａに接合されて設けられている。
【００３１】
ＣＣＤ２９は、細長いフレキシブル基板３５の一端部３５ａに形成された開口３５ｂ（図３参照）から撮像面２９ａが露呈されるように、周辺部が一端部３５ａの外面に密接され、ボンディングワイヤにより一端部３５ａに電気的に接続される。フレキシブル基板３５は、Ｕ字型に湾曲された湾曲部３５ｃを有し、ほぼ真っ直ぐに延びた直線部３５ｄを介して、その他端部３５ｅがプリズム２７近傍まで達している。
【００３２】
他端部３５ｅの所定長さ範囲は、プリズム２７の傾斜面に対してほぼ平行となるように、直線部３５ｄに対して屈曲されている。他端部３５ｅのプリズム２７側の面には、ＣＣＤ２９を駆動する回路やＣＣＤ２９から出力される映像信号を増幅するアンプ等の部品（破線で仮想的に示す）が設けられている。このように、部品をプリズム２７の近傍に設けたので、フレキシブル基板３５の他の部分、例えば挿入部１１の長手方向に延びた直線部３５ｄに部品を実装するのに比較して、撮像装置１の省スペース化に寄与でき、延いては先端硬質部１４の小型化（細径化、長さが短くできる）に寄与できる。
【００３３】
他端部３５ｅには、コの字状をしたカバー３６が固着され、このカバー３６の両縁部がプリズム２７の両側面に固着されている。カバー３６によって上述したアンプ等が囲われ、保護される。なお、ＣＣＤ２９やアンプ等の部品は駆動される際に熱を発するが、この熱はフレキシブル基板３５及び後述する連結部材４０によって放熱される。
【００３４】
フレキシブル基板３５には、図３に示すように、直線部３５ｄの長手方向に直交する方向に突出されるとともに直角に折り曲げられた枝部３５ｆが連設され、この先端部に長方形をしたサブ基板３５ｇが連設されている。このサブ基板３５ｇの面は、枝部３５ｆの面に対して直角であり、直線部３５ｄの面に対してほぼ平行になっている。この面に対向するサブ基板３５ｇの内面には、半田付け部３５ｈが設けられ、この半田付け部３５ｈに設けられた多数の端子に、後述する信号ケーブル３７（図２参照）の各信号線３８がそれぞれ半田付けされる。
【００３５】
図２に戻って、信号ケーブル３７は、多数の信号線３８を円筒状のケーブルカバー３９内に収納した多芯ケーブルで、挿入部１１及び操作部１２内を経てユニバーサルコード１３内に挿通されている。
【００３６】
図４に示すように、レンズ鏡筒２６の端部に形成された鍔部２６ａとケーブルカバー３９の端部３９ａは、剛性を有する金属製の連結部材４０によって連結される。連結部材４０は、サブ基板３５ｇ（図２，３参照）を覆う細長い本体部４０ａと、この両縁部に連設され、ほぼ直角に屈曲されたスカート部４０ｂとからなるほぼコの字状をしている。
【００３７】
スカート部４０ｂの一端には、レンズ鏡筒２６側に向かって延長されるように細長く連設された一対のアーム部４０ｃが形成されている。一対のアーム部４０ｃの各先端には、互いに内側に屈曲された爪部４０ｄが形成され、この爪部４０ｄが鍔部２６ａの縁に係合する。また、スカート部４０ｂの信号ケーブル３７側の端部４０ｅは、本体部４０ａの端部と協働して、ケーブルカバー３９の端部３９ａを覆う。
【００３８】
図２に戻って、コの字状をした連結部材４０で囲まれる中空部に、第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、固化させる。これにより、プリズム２７の一部，カバー３６，直線部３５ｄの上面（図面上で上側の面），枝部３５ｆ，サブ基板３５ｇ，半田付け部３５ｈ，信号ケーブル３７の各信号線３８，及びケーブルカバー３９の端部３９ａが、連結部材４０の内側に固定される。
【００３９】
また、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａと湾曲部３５ｃと直線部３５ｄとプリズム２７とで囲まれた中空部（ほぼ湾曲部３５ｃの内側の中空部）と、レンズ鏡筒２６とプリズム２７の一部とＣＣＤ２９とカバーガラス２８の縁とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとで囲まれた中空部とには、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填して固化させる。また、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第２接着剤４３を塗布して固化させる。これにより、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとが電気的に接続されるだけでなく第２接着剤４３により接着され、また、レンズ鏡筒２６の一部がプリズム２７の一部やカバーガラス２８の縁やフレキシブル基板３５の一端部３５ａに接着される。
【００４０】
第１接着剤４２は、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５に準拠したデュロメータタイプＤで測定された硬化後の硬度がＤ７０〜Ｄ９０（硬性）のエポキシ系やアクリル系の接着剤である。第２接着剤４３は、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５に準拠したデュロメータタイプＡで測定された硬化後の硬度がＡ３０〜Ａ１００（軟性）のエポキシ系やシリコーン系の接着剤である。つまり、第１接着剤４２は、硬化後の硬度が高く（硬く）、第２接着剤４３は、第１接着剤４２よりも低い（軟らかい）。
【００４１】
このように構成された撮像装置１は、レンズ鏡筒２６の外周部の例えば３箇所に設けられた雌ねじに、雄ねじ４５が螺合されることにより、先端硬質部１４の前端部１４ａ内の所定位置にネジ止め固定される。この後、前端部１４ａの後部に筒状部３２が固定され、更に、この上に周表皮３１が被せられる。
【００４２】
ケーブルカバー３９の端部３９ａは、連結部材４０の端部４０ｅの内側に第１接着剤４２によって接着され、また、レンズ鏡筒２６は、前端部１４ａに固定されているとともに、鍔部２６ａに連結部材４０の一対の爪部４０ｄが係合しているため、湾曲部１５の湾曲等により信号ケーブル３７が連結部材４０から離れる方向に引っ張られても、信号ケーブル３７の各信号線３８が動くことがなく、各信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することがない。
【００４３】
また、フレキシブル基板３５のサブ基板３５ｇが第１接着剤４２によって連結部材４０に接着固定されているため、湾曲部１５の湾曲等により信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押されても、半田付け部３５ｈの各端子と各信号線３８との距離が縮まることがなく、各信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することがない。
【００４４】
このように信号ケーブル３７が押し引きされても、信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することはないが、信号ケーブル３７が強く押し引きされた場合、第１接着剤４２によって接着され一体化された部分（連結部材４０及びこの内側全体）の全体に負荷がかかる場合はあり得る。しかしながら、フレキシブル基板３５の直線部３５ｄを境界として、第１接着剤４２によって接着された部分と、第２接着剤４３によって接着された部分とは、これらを繋ぐフレキシブル基板３５を除いて、互いに独立している。更に、第２接着剤４３は比較的軟らかいので、フレキシブル基板３５のある程度の変形を許容する。したがって、第１接着剤４２によって接着された部分にかかる負荷は、フレキシブル基板３５の変形（特に湾曲部３５ｃの変形）により、第２接着剤４３によって接着された部分には及ばない。このため、最も重要な部品であるＣＣＤ２９に負荷がかかることはなく、ＣＣＤ２９が損傷する虞はない。
【００４５】
連結部材４０に強い引張、揺動、ネジリの力が加えられた場合、連結部材４０は変形する可能性がある。この場合、第１接着剤４２は追従して一定の形状を保持したまま連結部材４０の変形に追従する。第２接着剤４３は、第１接着剤４２よりも軟らかいので、連結部材４０の変形に追従して第１接着剤４２が変形すると、フレキシブル基板３５の直線部３５ｄは第１接着剤４２の変形に追従して変形するが、ＣＣＤ２９の周辺では変形量が小さく、ＣＣＤ２９に伝わる力としては小さくて済む。
【００４６】
また、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａは、連結部材４０によって覆われていない（連結部材４０の外側に露出している）ため、先端硬質部１４の細径化に寄与できる。また、上述のように連結部材４０が変形した場合でも、ＣＣＤ２９が連結部材４０の外側にあるため、連結部材４０の変形による力はＣＣＤ２９に及ぶことを防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態である撮像装置５０について、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態で説明した部材と同じものについては、同じ符号を付してその説明は省略する（以下、第３実施形態以降も同様）。撮像装置５０は、第１接着剤４２による接着範囲をカバー３６までとし、プリズム２７までは接着しないようにした他は、第１実施形態の撮像装置１と同様である。
【００４８】
本実施形態では、信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押された場合、第１接着剤４２によって半田付け部３５ｈの各端子から各信号線３８が外れたり断線する虞はないが、連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動する虞がある。しかしながら、第２接着剤４３によってレンズ鏡筒２６とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとが接着されているとともに、連結部材４０のレンズ鏡筒２６側への移動は、湾曲部３５ｃの変形によって吸収され、一端部３５ａまでは及ばないので、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との電気的及び機械的な接続に影響を及ぼす虞はない。本実施形態では、第１接着剤４２の使用量が第１実施形態よりも少なくなり、撮像装置のローコスト化に寄与できる。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態である撮像装置５５について、図６を参照して説明する。撮像装置５５は、端部４０ｅの内側に第１接着剤４２（第１樹脂）を充填するとともに、直線部３５ｄとサブ基板３５ｇとの間に第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、更に、ＣＣＤ２９，カバーガラス２８，フレキシブル基板３５の一端部３５ａに第２接着剤４３（請求項４記載の第３樹脂に該当）を塗布して、固化させたものである。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態では、信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押された場合、連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動される虞があるが、上記第２実施形態と同様に、たとえ連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動されても、この移動による影響は、湾曲部３５ｃの変形によって吸収され、一端部３５ａまでは伝わらないので、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との電気的及び機械的な接続に影響を及ぼす虞はない。
【００５１】
次に、本発明の第４実施形態である撮像装置６０について、図７を参照して説明する。撮像装置６０は、連結部材４０で囲まれる中空部のうちプリズム２７近傍を除く部分と、湾曲部３５ｃの内側の中空部と、にそれぞれ第１接着剤４２（請求項７記載の第１〜第３樹脂に該当）を充填し、固化させている。また、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第１接着剤４２（第１樹脂）を塗布して固化させている。更に、一対の爪部４０ｄがレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａ（図４参照）に係合している部分を含め、レンズ鏡筒２６の鍔部２６ａとプリズム２７とが当接された部分の外周に第２接着剤４３（請求項７記載の第４樹脂）を塗布し、固化させている。
【００５２】
本実施形態では、信号ケーブル３７が押し引きされた場合でも、レンズ鏡筒２６と信号ケーブル３７との距離が変化することはない。これにより、半田付け部３５ｈの各端子と各信号線３８との半田付けが外れたり、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との接合が剥離するようなことがない。電子内視鏡１０を落下させる等により先端硬質部１４に大きな衝撃力が加えられたような場合、連結部材４０に長手方向と直交する方向に力が加わり、接着力が比較的弱い第２接着剤４３で接着されたレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａとプリズム２７との接合が剥がれることが起こり得る。しかしながら、レンズ鏡筒２６とプリズム２７との接合が剥がれることによって、レンズ鏡筒２６やプリズム２７が受ける衝撃力が弱まり、レンズ鏡筒２６やプリズム２７の破損が防止される。レンズ鏡筒２６とプリズム２７との接合が剥がれた場合、第２接着剤４３をきれいに剥がしてから、再度、第２接着剤４３を元通りに塗布して固化させることにより、容易かつローコストに修復することができる。
【００５３】
次に、本発明の第５実施形態である撮像装置６５について、図８を参照して説明する。撮像装置６５は、端部４０ｅの内側に第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、端部４０ｅを除く連結部材４０で囲まれる中空部のうち、半田付け部３５ｈの各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８が半田付けされた部分から端部４０ｅ側の端までには、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、残りのプリズム２７側の部分には、第１接着剤４２（請求項９記載の第３樹脂）を充填し、固化させている。また、湾曲部３５ｃの内側の中空部に第１接着剤４２を充填し、固化させている。そして、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第１接着剤４２（請求項９記載の第４樹脂）を塗布して固化させている。
【００５４】
本実施形態では、信号ケーブル３７が押し引きされても、その力がプリズム２７やＣＣＤ２９に加わえられて破損するようなことがない。また、万が一、大きな力が信号ケーブル３７や連結部材４０に加えられて、接着力が比較的弱い第２接着剤４３が剥がれ、半田付け部３５ｈの各端子と信号ケーブル３７の各信号線３８との半田付けが剥がれるようなことがあっても、第２接着剤４３を綺麗に剥がして上記半田付けをやり直し、再び第２接着剤４３を塗布して固化させることにより、比較的簡単に修復することができる。
【００５５】
次に、本発明の第６実施形態である撮像装置７０について、図９を参照して説明する。撮像装置７０は、連結部材４０で囲まれる中空部のうちプリズム２７近傍を除く部分と、湾曲部３５ｃの内側のプリズム２７近傍を除く中空部と、にそれぞれ第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、固化させている。湾曲部３５ｃの内側のプリズム２７側の中空部には、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、固化させている。
【００５６】
本実施形態では、プリズム２７とＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５とは接着力が比較的弱い第２接着剤４３により接着されているため、先端硬質部１４に大きな衝撃力が加えられたような場合、フレキシブル基板３５が動いて、第２接着剤４３が剥がれることも起こり得るが、却って、これにより衝撃力がプリズム２７やＣＣＤ２９に伝わることがなく、プリズム２７やＣＣＤ２９の破損を防止することができる。
【００５７】
次に、別のフレキシブル基板の例を示す。図１０に示すように、フレキシブル基板７５は、フレキシブル基板３５と同様にサブ基板７５ａを有するが、その長手方向の長さがフレキシブル基板３５よりも長く、湾曲部７５ｂで内側に湾曲され、その先端部７５ｃが信号ケーブル３７（図２等参照）側へ長く延びた形状をしている。この延長された先端部７５ｃ側の下面（図面の下側の面）に半田付け部を設け、この半田付け部の各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８を半田付けする。信号ケーブル３７の押し引きによるフレキシブル基板７５への負荷は、湾曲部７５ｂの変形により吸収される。
【００５８】
また、図１１に示すように、別のフレキシブル基板７７は、フレキシブル基板３５の他端部３５ｅに対応する部位７７ａが他端部３５ｅよりも長く延長され、湾曲部７７ｂを介してサブ基板７７ｃの上面を経て、その先端部７７ｄが信号ケーブル３７（図２等参照）側へ長く延びた形状をしている。先端部７７ｄの下面（図面の下側の面）に半田付け部を設け、この半田付け部の各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８を半田付けする。信号ケーブル３７の押し引きによるフレキシブル基板７７への負荷は、湾曲部７７ｂの変形により吸収される。
【００５９】
次に、別の連結部材の例を示す。図１２及び図１３に示すように、連結部材８０は、連結部材４０と同様に、コの字状をした本体部８０ａのレンズ鏡筒２６側と係合される前側には、一対のアーム部８０ｂ，８０ｃが形成されている。アーム部８０ｂ，８０ｃの各先端には、互いに内側に屈曲された爪部８０ｄ，８０ｅが形成され、この爪部８０ｄ，８０ｅがレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａの縁に係合される。そして、一方のアーム部８０ｂには、鍔部２６ａを上側から押さえる押さえ片８０ｆが一体に形成されている。この押さえ片８０ｆにより、鍔部２６ａとの係合がより強固になされる。本体部８０ａの後側には、本体部８０ａよりも幅が狭い細胴部８０ｇを介して本体部８０ａより小さいコの字状をした端部８０ｈが一体に形成されている。
【００６０】
また、図１４に示す連結部材８３は、一対のアーム部８３ａが途中から上方へ屈曲したクランク型形状をしており、プリズム２７及びカバー３６が一対のアーム部８３ａの間から外側へ全く突出しないので、一対のアーム部８３ａ間に第１接着剤４２を充填した際に、プリズム２７及びカバー３６が完全に第１接着剤４２に覆われ、プリズム２７及びカバー３６を保護する上で有利である。なお、レンズ鏡筒８４の鍔部８４ａの一部８４ｂをアーム部８３ａの凹部８３ｂに係合する形状とするのが好ましい。
【００６１】
以上説明した実施形態における第１，第２接着剤に係る各数値は、上記のものだけに限定されるものではないことは勿論である。
【００６２】
上記実施形態では、信号ケーブルの端部は、連結部材の内側に充填された接着剤によって固定するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば連結部材の端部をかしめて信号ケーブルの端部を連結部材に固定するようにしてもよい。この場合、ケーブルカバーの上に更に保護チューブを被せるなど、連結部材の端部のかしめによって信号ケーブルが損傷しないよう保護対策を講じることが好ましい。
【符号の説明】
【００６３】
１，５０，５５，６０，６５，７０ 撮像装置
１０ 電子内視鏡
１１ 挿入部
１４ 先端硬質部
２６，８４ レンズ鏡筒
２７ プリズム
２８ カバーガラス
２９ ＣＣＤ
３５，７５，７７ フレキシブル基板
３７ 信号ケーブル
３８ 信号線
３９ ケーブルカバー
３９ａ 端部
４０，８０，８３ 連結部材
４０ｄ，８０ｄ，８０ｅ 爪部
４２ 第１接着剤
４３ 第２接着剤
８０ｆ 押さえ片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びこれを挿入部の先端部に備えた電子内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡は、被検者の体内に挿入される挿入部を備えている。この挿入部は、挿入部の先端に設けられた先端硬質部と、これを所望の方向に向けるため、先端硬質部の後端側に連設された湾曲自在の湾曲部と、この後端側に連設された長い（用途によって異なるが１ｍ〜２ｍ程度）軟性部とからなる。
【０００３】
先端硬質部には、レンズやプリズム等の複数個の光学部品からなる光学系と、この光学系によって結像された光学画像を撮像信号に光電変換するＣＣＤ等の固体撮像素子とからなる撮像装置が組み込まれている。固体撮像素子はフレキシブル基板を介して信号ケーブルと接続され、信号ケーブルは画像処理装置に電気的に接続される。また、フレキシブル基板には固体撮像素子を駆動するために電子部品が実装されている。撮像装置から出力された撮像信号が画像処理装置で適宜信号処理され、モニタＴＶに出力されて、モニタＴＶに病変等の画像が表示される。
【０００４】
信号ケーブルは、挿入部の全長にわたって挿通されているので、挿入部がループされたり、挿入部に設けられた湾曲部が大きく湾曲される度に、強く押し引きされる。このため、信号ケーブルがフレキシブル基板から剥離する場合がある。
【０００５】
このような剥離を回避するため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１記載の電子内視鏡では、フレキシブル基板の一端側に信号ケーブルが半田付けされるとともに、その半田付けされた信号ケーブルを囲むようにフレキシブル基板がコの字状に折り曲げられ、その周囲をシールドテープと絶縁テープによって被覆され、この内部空間にエポキシ系の接着剤が充填されて変形しないように固められている。さらに、信号ケーブルが固定された側の回路基板は、押さえ板を介して、固定ねじによって連結筒に固定されているため、信号ケーブルが強く押し引きされても、回路基板は動かず、信号ケーブルから回路基板に加わるねじれや傾きの力も、可撓性のある回路基板で吸収されて、固体撮像素子及び対物光学系には伝わらない。
【０００６】
特許文献２記載の撮像装置では、フレキシブル基板と信号ケーブルの接続部は封止材で覆い固められている。
【０００７】
特許文献３記載の撮像装置は、固体撮像素子及びフレキシブル基板の電子部品実装部を収容する補強枠を備え、この補強枠の内側に接着剤を充填している。さらに、フレキシブル基板に半田付けされた信号ケーブルの先端部分と補強枠とを熱収縮チューブで覆い、この内側に接着剤を充填して密封している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２６１０６４号公報
【特許文献２】特開平９−１４６０１１号公報
【特許文献３】特開２００８−１１８５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１記載の撮像装置では、回路基板を固定ねじによって連結筒に固定するという面倒な作業が必要となるという欠点がある。上記特許文献２記載の撮像装置では、信号ケーブルが押し引きされる力は、フレキシブル基板との接合部やフレキシブル基板に伝わる。フレキシブル基板に伝わった力は、信号ケーブルとフレキシブル基板との半田付け部やフレキシブル基板と固体撮像素子との接合部等にかかることになり、これらのいずれか弱いところに剥離や破損が生じる懸念がある。
【００１０】
上記特許文献３記載の撮像装置では、固体撮像素子を補強枠の内部に収納する関係上、固体撮像素子のサイズによって補強枠のサイズが影響を受ける。撮影画像の高画質化への要求は年々高まる傾向にあるので、固体撮像素子は大型化せざるを得ない。しかしながら、固体撮像素子が大型化すると、これを収納する補強枠も大型化するため、内視鏡挿入部の先端硬質部の径が太くなり、患者の負担が増加するという欠点がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、信号ケーブルが強く押し引きされた場合でも、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品やこれらの接合部に剥離や破損が生じることを防止できるとともに、先端硬質部の径を細くすることで患者の負担を軽減できる撮像装置及びこれを備えた電子内視鏡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】
【００１２】
本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒からの光学画像がプリズムを介して結像され、前記光学画像を光電変換する固体撮像素子と、前記固体撮像素子と電気的に接続されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に電気的に接続された信号ケーブルと、前記レンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結して前記プリズムの少なくとも一面を覆うとともに、前記固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が外側に露出される連結部材とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記連結部材は、少なくとも前記信号ケーブルの外皮をなすケーブルカバーの端部と前記フレキシブル基板の一部とを三方から覆うコの字状部を有し、このコの字状部の内側に前記ケーブルカバーの端部を固定することが好ましい。
【００１４】
前記連結部材のコの字状部の内側に充填され、少なくとも前記プリズムの一部と、前記フレキシブル基板の一部とを封止する第１樹脂と、前記第１樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムと前記フレキシブル基板と前記固体撮像素子とを封止する第２樹脂とを備えることが好ましい。
【００１５】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、前記第１，２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板と前記プリズムの一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂とを備えたことが好ましい。
【００１６】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低いことが好ましい。また、前記第２，第３樹脂は、硬化後の各硬度が、同程度で、かつ前記第１樹脂よりも低いことが好ましい。
【００１７】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、少なくとも前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分とを封止する第２樹脂と、前記第１，第２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と、前記レンズ鏡筒と前記プリズムとが接触した部分の周囲を封止する第４樹脂とを備えたことが好ましい。
【００１８】
前記第１〜第３樹脂は、硬化後の各硬度が同程度に高く、前記第４樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１〜第３樹脂よりも低いことが好ましい。
【００１９】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、前記プリズムと前記プリズム近傍の前記レンズ鏡筒の一部と前記第２樹脂によって封止されていない前記フレキシブル基板の一部とを封止する第３樹脂と、前記第２，３樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第４樹脂とを備えたことが好ましい。
【００２０】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低く、前記第３，第４樹脂は、硬化後の各硬度が、前記第１樹脂と同程度であることが好ましい。
【００２１】
本発明の電子内視鏡は、上記撮像装置のいずれかを被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、連結部材によりレンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結してプリズムの少なくとも一面を覆うので、信号ケーブルが強く押し引きされた場合でも、信号ケーブル，フレキシブル基板，固体撮像素子等の部品やこれらの接合部に剥離や破損が生じることを防止できる。また、固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が連結部材の外側に露出されるので、先端硬質部の径を細くすることができ、患者の負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の電子内視鏡を示す外観図である。
【図２】先端部の内部、特には本発明の撮像装置の第１実施形態を側方から示す断面図である。
【図３】フレキシブル基板の一例を示す斜視図である。
【図４】撮像装置を斜め上方から示す外観図である。
【図５】撮像装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】撮像装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図７】撮像装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図８】撮像装置の第５実施形態を示す断面図である。
【図９】撮像装置の第６実施形態を示す断面図である。
【図１０】フレキシブル基板の別の例を示す斜視図である。
【図１１】フレキシブル基板の更に別の例を示す斜視図である。
【図１２】連結部材の別の例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す連結部材を用いた撮像装置を示す側面図である。
【図１４】更に別の連結部材を用いた撮像装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の第１実施形態である撮像装置１（図２，４参照）を備えた電子内視鏡１０は、図１に示すように、被検体内に挿入される挿入部１１と、挿入部１１の基端部分に連設された操作部１２と、プロセッサ装置や光源装置（いずれも図示せず）に接続されるユニバーサルコード１３とを備えている。
【００２５】
プロセッサ装置は、被検体内撮影用の固体撮像素子であるＣＣＤ２９（図２参照）からユニバーサルコード１３を介して入力された撮像信号に各種画像処理を施して、映像信号に変換するとともに、ＣＣＤ２９の駆動を制御する駆動制御信号を送信する。プロセッサ装置で変換された映像信号は、プロセッサ装置にケーブル接続されたモニタ（図示せず）に内視鏡画像として表示される。
【００２６】
挿入部１１は、先端から順に、先端硬質部１４、湾曲部１５、及び軟性部１６で構成されている。先端硬質部１４は、表面は樹脂であるが、その内側は硬質な金属材料等で形成され、後述する撮像装置１等が内蔵される。湾曲部１５は、複数の関節用節輪を連結して構成され、アングルノブ１７，１８を操作することにより軟性部１６内に挿通されたアングルワイヤー（図示せず）の移動に連動して上下左右方向に湾曲動作する。これにより、先端硬質部１４が体腔内の所望の方向に向けられ、体腔内の被観察部位を撮像装置１で撮像することができる。軟性部１６は、操作部１２と湾曲部１５との間を細径で長尺状に繋ぐ部分であり、可撓性を有している。
【００２７】
操作部１２には、鉗子口１９が設けられている。鉗子口１９には、患部の治療に用いられる鉗子や注射針といった処置具が挿通される。鉗子口１９は、挿入部１１内に配設された鉗子チャンネル３０（図２参照）に接続され、鉗子チャンネル３０は、先端硬質部１４に設けられた鉗子出口２３（図２参照）に接続される。
【００２８】
操作部１１には、送気・送水ボタン２０、および吸引ボタン２１が設けられている。送気・送水ボタン２０を操作することにより、挿入部１１内に設けられた送気・送水チャンネル（図示せず）を介して、先端硬質部１４の端面に設けられた送気・送水ノズル２４（図２参照）から、エアー、または水等の液体を噴射する。吸引ボタン２１は、体内の液体や組織等の被吸引物を、鉗子出口２３から吸引する際に操作される。
【００２９】
図２において、先端硬質部１４の端面には、観察窓２２、照明窓（図示せず）、鉗子出口２３、及び送気・送水ノズル２４が設けられている。観察窓２２の奥には、体腔内の像光を取り込むための対物光学系２５（撮像用レンズ）がレンズ鏡筒２６内に配設されている。対物光学系２５を経由した観察部位の像光は、プリズム２７に入射してプリズム２７の内部で屈曲され、カバーガラス２８を介してＣＣＤ２９の撮像面２９ａに結像する。なお、ＣＣＤ２９の代わりにＣＭＯＳイメージセンサでもよい。鉗子出口２３の先端硬質部１４内の端部には、鉗子チャンネル３０に接続されている。
【００３０】
先端硬質部１４の前端部１４ａは硬質樹脂、周表皮３１は軟質樹脂からそれぞれ形成されており、周表皮３１の内側には、硬質な金属材料から形成された筒状部３２が一端部を前端部１４ａに接合されて設けられている。
【００３１】
ＣＣＤ２９は、細長いフレキシブル基板３５の一端部３５ａに形成された開口３５ｂ（図３参照）から撮像面２９ａが露呈されるように、周辺部が一端部３５ａの外面に密接され、ボンディングワイヤにより一端部３５ａに電気的に接続される。フレキシブル基板３５は、Ｕ字型に湾曲された湾曲部３５ｃを有し、ほぼ真っ直ぐに延びた直線部３５ｄを介して、その他端部３５ｅがプリズム２７近傍まで達している。
【００３２】
他端部３５ｅの所定長さ範囲は、プリズム２７の傾斜面に対してほぼ平行となるように、直線部３５ｄに対して屈曲されている。他端部３５ｅのプリズム２７側の面には、ＣＣＤ２９を駆動する回路やＣＣＤ２９から出力される映像信号を増幅するアンプ等の部品（破線で仮想的に示す）が設けられている。このように、部品をプリズム２７の近傍に設けたので、フレキシブル基板３５の他の部分、例えば挿入部１１の長手方向に延びた直線部３５ｄに部品を実装するのに比較して、撮像装置１の省スペース化に寄与でき、延いては先端硬質部１４の小型化（細径化、長さが短くできる）に寄与できる。
【００３３】
他端部３５ｅには、コの字状をしたカバー３６が固着され、このカバー３６の両縁部がプリズム２７の両側面に固着されている。カバー３６によって上述したアンプ等が囲われ、保護される。なお、ＣＣＤ２９やアンプ等の部品は駆動される際に熱を発するが、この熱はフレキシブル基板３５及び後述する連結部材４０によって放熱される。
【００３４】
フレキシブル基板３５には、図３に示すように、直線部３５ｄの長手方向に直交する方向に突出されるとともに直角に折り曲げられた枝部３５ｆが連設され、この先端部に長方形をしたサブ基板３５ｇが連設されている。このサブ基板３５ｇの面は、枝部３５ｆの面に対して直角であり、直線部３５ｄの面に対してほぼ平行になっている。この面に対向するサブ基板３５ｇの内面には、半田付け部３５ｈが設けられ、この半田付け部３５ｈに設けられた多数の端子に、後述する信号ケーブル３７（図２参照）の各信号線３８がそれぞれ半田付けされる。
【００３５】
図２に戻って、信号ケーブル３７は、多数の信号線３８を円筒状のケーブルカバー３９内に収納した多芯ケーブルで、挿入部１１及び操作部１２内を経てユニバーサルコード１３内に挿通されている。
【００３６】
図４に示すように、レンズ鏡筒２６の端部に形成された鍔部２６ａとケーブルカバー３９の端部３９ａは、剛性を有する金属製の連結部材４０によって連結される。連結部材４０は、サブ基板３５ｇ（図２，３参照）を覆う細長い本体部４０ａと、この両縁部に連設され、ほぼ直角に屈曲されたスカート部４０ｂとからなるほぼコの字状をしている。
【００３７】
スカート部４０ｂの一端には、レンズ鏡筒２６側に向かって延長されるように細長く連設された一対のアーム部４０ｃが形成されている。一対のアーム部４０ｃの各先端には、互いに内側に屈曲された爪部４０ｄが形成され、この爪部４０ｄが鍔部２６ａの縁に係合する。また、スカート部４０ｂの信号ケーブル３７側の端部４０ｅは、本体部４０ａの端部と協働して、ケーブルカバー３９の端部３９ａを覆う。
【００３８】
図２に戻って、コの字状をした連結部材４０で囲まれる中空部に、第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、固化させる。これにより、プリズム２７の一部，カバー３６，直線部３５ｄの上面（図面上で上側の面），枝部３５ｆ，サブ基板３５ｇ，半田付け部３５ｈ，信号ケーブル３７の各信号線３８，及びケーブルカバー３９の端部３９ａが、連結部材４０の内側に固定される。
【００３９】
また、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａと湾曲部３５ｃと直線部３５ｄとプリズム２７とで囲まれた中空部（ほぼ湾曲部３５ｃの内側の中空部）と、レンズ鏡筒２６とプリズム２７の一部とＣＣＤ２９とカバーガラス２８の縁とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとで囲まれた中空部とには、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填して固化させる。また、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第２接着剤４３を塗布して固化させる。これにより、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとが電気的に接続されるだけでなく第２接着剤４３により接着され、また、レンズ鏡筒２６の一部がプリズム２７の一部やカバーガラス２８の縁やフレキシブル基板３５の一端部３５ａに接着される。
【００４０】
第１接着剤４２は、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５に準拠したデュロメータタイプＤで測定された硬化後の硬度がＤ７０〜Ｄ９０（硬性）のエポキシ系やアクリル系の接着剤である。第２接着剤４３は、ＪＩＳ−Ｋ−７２１５に準拠したデュロメータタイプＡで測定された硬化後の硬度がＡ３０〜Ａ１００（軟性）のエポキシ系やシリコーン系の接着剤である。つまり、第１接着剤４２は、硬化後の硬度が高く（硬く）、第２接着剤４３は、第１接着剤４２よりも低い（軟らかい）。
【００４１】
このように構成された撮像装置１は、レンズ鏡筒２６の外周部の例えば３箇所に設けられた雌ねじに、雄ねじ４５が螺合されることにより、先端硬質部１４の前端部１４ａ内の所定位置にネジ止め固定される。この後、前端部１４ａの後部に筒状部３２が固定され、更に、この上に周表皮３１が被せられる。
【００４２】
ケーブルカバー３９の端部３９ａは、連結部材４０の端部４０ｅの内側に第１接着剤４２によって接着され、また、レンズ鏡筒２６は、前端部１４ａに固定されているとともに、鍔部２６ａに連結部材４０の一対の爪部４０ｄが係合しているため、湾曲部１５の湾曲等により信号ケーブル３７が連結部材４０から離れる方向に引っ張られても、信号ケーブル３７の各信号線３８が動くことがなく、各信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することがない。
【００４３】
また、フレキシブル基板３５のサブ基板３５ｇが第１接着剤４２によって連結部材４０に接着固定されているため、湾曲部１５の湾曲等により信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押されても、半田付け部３５ｈの各端子と各信号線３８との距離が縮まることがなく、各信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することがない。
【００４４】
このように信号ケーブル３７が押し引きされても、信号線３８が半田付け部３５ｈの各端子から外れたり断線することはないが、信号ケーブル３７が強く押し引きされた場合、第１接着剤４２によって接着され一体化された部分（連結部材４０及びこの内側全体）の全体に負荷がかかる場合はあり得る。しかしながら、フレキシブル基板３５の直線部３５ｄを境界として、第１接着剤４２によって接着された部分と、第２接着剤４３によって接着された部分とは、これらを繋ぐフレキシブル基板３５を除いて、互いに独立している。更に、第２接着剤４３は比較的軟らかいので、フレキシブル基板３５のある程度の変形を許容する。したがって、第１接着剤４２によって接着された部分にかかる負荷は、フレキシブル基板３５の変形（特に湾曲部３５ｃの変形）により、第２接着剤４３によって接着された部分には及ばない。このため、最も重要な部品であるＣＣＤ２９に負荷がかかることはなく、ＣＣＤ２９が損傷する虞はない。
【００４５】
連結部材４０に強い引張、揺動、ネジリの力が加えられた場合、連結部材４０は変形する可能性がある。この場合、第１接着剤４２は追従して一定の形状を保持したまま連結部材４０の変形に追従する。第２接着剤４３は、第１接着剤４２よりも軟らかいので、連結部材４０の変形に追従して第１接着剤４２が変形すると、フレキシブル基板３５の直線部３５ｄは第１接着剤４２の変形に追従して変形するが、ＣＣＤ２９の周辺では変形量が小さく、ＣＣＤ２９に伝わる力としては小さくて済む。
【００４６】
また、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５の一端部３５ａは、連結部材４０によって覆われていない（連結部材４０の外側に露出している）ため、先端硬質部１４の細径化に寄与できる。また、上述のように連結部材４０が変形した場合でも、ＣＣＤ２９が連結部材４０の外側にあるため、連結部材４０の変形による力はＣＣＤ２９に及ぶことを防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態である撮像装置５０について、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態で説明した部材と同じものについては、同じ符号を付してその説明は省略する（以下、第３実施形態以降も同様）。撮像装置５０は、第１接着剤４２による接着範囲をカバー３６までとし、プリズム２７までは接着しないようにした他は、第１実施形態の撮像装置１と同様である。
【００４８】
本実施形態では、信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押された場合、第１接着剤４２によって半田付け部３５ｈの各端子から各信号線３８が外れたり断線する虞はないが、連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動する虞がある。しかしながら、第２接着剤４３によってレンズ鏡筒２６とフレキシブル基板３５の一端部３５ａとが接着されているとともに、連結部材４０のレンズ鏡筒２６側への移動は、湾曲部３５ｃの変形によって吸収され、一端部３５ａまでは及ばないので、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との電気的及び機械的な接続に影響を及ぼす虞はない。本実施形態では、第１接着剤４２の使用量が第１実施形態よりも少なくなり、撮像装置のローコスト化に寄与できる。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態である撮像装置５５について、図６を参照して説明する。撮像装置５５は、端部４０ｅの内側に第１接着剤４２（第１樹脂）を充填するとともに、直線部３５ｄとサブ基板３５ｇとの間に第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、更に、ＣＣＤ２９，カバーガラス２８，フレキシブル基板３５の一端部３５ａに第２接着剤４３（請求項４記載の第３樹脂に該当）を塗布して、固化させたものである。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態では、信号ケーブル３７が連結部材４０側へ押された場合、連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動される虞があるが、上記第２実施形態と同様に、たとえ連結部材４０がレンズ鏡筒２６側へ移動されても、この移動による影響は、湾曲部３５ｃの変形によって吸収され、一端部３５ａまでは伝わらないので、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との電気的及び機械的な接続に影響を及ぼす虞はない。
【００５１】
次に、本発明の第４実施形態である撮像装置６０について、図７を参照して説明する。撮像装置６０は、連結部材４０で囲まれる中空部のうちプリズム２７近傍を除く部分と、湾曲部３５ｃの内側の中空部と、にそれぞれ第１接着剤４２（請求項７記載の第１〜第３樹脂に該当）を充填し、固化させている。また、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第１接着剤４２（第１樹脂）を塗布して固化させている。更に、一対の爪部４０ｄがレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａ（図４参照）に係合している部分を含め、レンズ鏡筒２６の鍔部２６ａとプリズム２７とが当接された部分の外周に第２接着剤４３（請求項７記載の第４樹脂）を塗布し、固化させている。
【００５２】
本実施形態では、信号ケーブル３７が押し引きされた場合でも、レンズ鏡筒２６と信号ケーブル３７との距離が変化することはない。これにより、半田付け部３５ｈの各端子と各信号線３８との半田付けが外れたり、ＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５との接合が剥離するようなことがない。電子内視鏡１０を落下させる等により先端硬質部１４に大きな衝撃力が加えられたような場合、連結部材４０に長手方向と直交する方向に力が加わり、接着力が比較的弱い第２接着剤４３で接着されたレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａとプリズム２７との接合が剥がれることが起こり得る。しかしながら、レンズ鏡筒２６とプリズム２７との接合が剥がれることによって、レンズ鏡筒２６やプリズム２７が受ける衝撃力が弱まり、レンズ鏡筒２６やプリズム２７の破損が防止される。レンズ鏡筒２６とプリズム２７との接合が剥がれた場合、第２接着剤４３をきれいに剥がしてから、再度、第２接着剤４３を元通りに塗布して固化させることにより、容易かつローコストに修復することができる。
【００５３】
次に、本発明の第５実施形態である撮像装置６５について、図８を参照して説明する。撮像装置６５は、端部４０ｅの内側に第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、端部４０ｅを除く連結部材４０で囲まれる中空部のうち、半田付け部３５ｈの各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８が半田付けされた部分から端部４０ｅ側の端までには、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、残りのプリズム２７側の部分には、第１接着剤４２（請求項９記載の第３樹脂）を充填し、固化させている。また、湾曲部３５ｃの内側の中空部に第１接着剤４２を充填し、固化させている。そして、ＣＣＤ２９の縁と一端部３５ａの外面にも第１接着剤４２（請求項９記載の第４樹脂）を塗布して固化させている。
【００５４】
本実施形態では、信号ケーブル３７が押し引きされても、その力がプリズム２７やＣＣＤ２９に加わえられて破損するようなことがない。また、万が一、大きな力が信号ケーブル３７や連結部材４０に加えられて、接着力が比較的弱い第２接着剤４３が剥がれ、半田付け部３５ｈの各端子と信号ケーブル３７の各信号線３８との半田付けが剥がれるようなことがあっても、第２接着剤４３を綺麗に剥がして上記半田付けをやり直し、再び第２接着剤４３を塗布して固化させることにより、比較的簡単に修復することができる。
【００５５】
次に、本発明の第６実施形態である撮像装置７０について、図９を参照して説明する。撮像装置７０は、連結部材４０で囲まれる中空部のうちプリズム２７近傍を除く部分と、湾曲部３５ｃの内側のプリズム２７近傍を除く中空部と、にそれぞれ第１接着剤４２（第１樹脂）を充填し、固化させている。湾曲部３５ｃの内側のプリズム２７側の中空部には、第２接着剤４３（第２樹脂）を充填し、固化させている。
【００５６】
本実施形態では、プリズム２７とＣＣＤ２９とフレキシブル基板３５とは接着力が比較的弱い第２接着剤４３により接着されているため、先端硬質部１４に大きな衝撃力が加えられたような場合、フレキシブル基板３５が動いて、第２接着剤４３が剥がれることも起こり得るが、却って、これにより衝撃力がプリズム２７やＣＣＤ２９に伝わることがなく、プリズム２７やＣＣＤ２９の破損を防止することができる。
【００５７】
次に、別のフレキシブル基板の例を示す。図１０に示すように、フレキシブル基板７５は、フレキシブル基板３５と同様にサブ基板７５ａを有するが、その長手方向の長さがフレキシブル基板３５よりも長く、湾曲部７５ｂで内側に湾曲され、その先端部７５ｃが信号ケーブル３７（図２等参照）側へ長く延びた形状をしている。この延長された先端部７５ｃ側の下面（図面の下側の面）に半田付け部を設け、この半田付け部の各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８を半田付けする。信号ケーブル３７の押し引きによるフレキシブル基板７５への負荷は、湾曲部７５ｂの変形により吸収される。
【００５８】
また、図１１に示すように、別のフレキシブル基板７７は、フレキシブル基板３５の他端部３５ｅに対応する部位７７ａが他端部３５ｅよりも長く延長され、湾曲部７７ｂを介してサブ基板７７ｃの上面を経て、その先端部７７ｄが信号ケーブル３７（図２等参照）側へ長く延びた形状をしている。先端部７７ｄの下面（図面の下側の面）に半田付け部を設け、この半田付け部の各端子に信号ケーブル３７の各信号線３８を半田付けする。信号ケーブル３７の押し引きによるフレキシブル基板７７への負荷は、湾曲部７７ｂの変形により吸収される。
【００５９】
次に、別の連結部材の例を示す。図１２及び図１３に示すように、連結部材８０は、連結部材４０と同様に、コの字状をした本体部８０ａのレンズ鏡筒２６側と係合される前側には、一対のアーム部８０ｂ，８０ｃが形成されている。アーム部８０ｂ，８０ｃの各先端には、互いに内側に屈曲された爪部８０ｄ，８０ｅが形成され、この爪部８０ｄ，８０ｅがレンズ鏡筒２６の鍔部２６ａの縁に係合される。そして、一方のアーム部８０ｂには、鍔部２６ａを上側から押さえる押さえ片８０ｆが一体に形成されている。この押さえ片８０ｆにより、鍔部２６ａとの係合がより強固になされる。本体部８０ａの後側には、本体部８０ａよりも幅が狭い細胴部８０ｇを介して本体部８０ａより小さいコの字状をした端部８０ｈが一体に形成されている。
【００６０】
また、図１４に示す連結部材８３は、一対のアーム部８３ａが途中から上方へ屈曲したクランク型形状をしており、プリズム２７及びカバー３６が一対のアーム部８３ａの間から外側へ全く突出しないので、一対のアーム部８３ａ間に第１接着剤４２を充填した際に、プリズム２７及びカバー３６が完全に第１接着剤４２に覆われ、プリズム２７及びカバー３６を保護する上で有利である。なお、レンズ鏡筒８４の鍔部８４ａの一部８４ｂをアーム部８３ａの凹部８３ｂに係合する形状とするのが好ましい。
【００６１】
以上説明した実施形態における第１，第２接着剤に係る各数値は、上記のものだけに限定されるものではないことは勿論である。
【００６２】
上記実施形態では、信号ケーブルの端部は、連結部材の内側に充填された接着剤によって固定するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば連結部材の端部をかしめて信号ケーブルの端部を連結部材に固定するようにしてもよい。この場合、ケーブルカバーの上に更に保護チューブを被せるなど、連結部材の端部のかしめによって信号ケーブルが損傷しないよう保護対策を講じることが好ましい。
【符号の説明】
【００６３】
１，５０，５５，６０，６５，７０ 撮像装置
１０ 電子内視鏡
１１ 挿入部
１４ 先端硬質部
２６，８４ レンズ鏡筒
２７ プリズム
２８ カバーガラス
２９ ＣＣＤ
３５，７５，７７ フレキシブル基板
３７ 信号ケーブル
３８ 信号線
３９ ケーブルカバー
３９ａ 端部
４０，８０，８３ 連結部材
４０ｄ，８０ｄ，８０ｅ 爪部
４２ 第１接着剤
４３ 第２接着剤
８０ｆ 押さえ片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒からの光学画像がプリズムを介して結像され、前記光学画像を光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子と電気的に接続されたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に電気的に接続された信号ケーブルと、
前記レンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結して前記プリズムの少なくとも一面を覆うとともに、前記固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が外側に露出される連結部材と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記連結部材は、少なくとも前記信号ケーブルの外皮をなすケーブルカバーの端部と前記フレキシブル基板の一部とを三方から覆うコの字状部を有し、このコの字状部の内側に前記ケーブルカバーの端部を固定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記連結部材のコの字状部の内側に充填され、少なくとも前記プリズムの一部と、前記フレキシブル基板の一部とを封止する第１樹脂と、
前記第１樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムと前記フレキシブル基板と前記固体撮像素子とを封止する第２樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、
前記第１，２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板と前記プリズムの一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低いことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２，第３樹脂は、硬化後の各硬度が、同程度で、かつ前記第１樹脂よりも低いことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
少なくとも前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分とを封止する第２樹脂と、
前記第１，第２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と、
前記レンズ鏡筒と前記プリズムとが接触した部分の周囲を封止する第４樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１〜第３樹脂は、硬化後の各硬度が同程度に高く、前記第４樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１〜第３樹脂よりも低いことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、
前記プリズムと前記プリズム近傍の前記レンズ鏡筒の一部と前記第２樹脂によって封止されていない前記フレキシブル基板の一部とを封止する第３樹脂と、
前記第２，３樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第４樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低く、前記第３，第４樹脂は、硬化後の各硬度が、前記第１樹脂と同程度であることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載の撮像装置を、被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【請求項１】
レンズ鏡筒からの光学画像がプリズムを介して結像され、前記光学画像を光電変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子と電気的に接続されたフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に電気的に接続された信号ケーブルと、
前記レンズ鏡筒と信号ケーブルとを連結して前記プリズムの少なくとも一面を覆うとともに、前記固体撮像素子が接続された側のフレキシブル基板の端部及び固体撮像素子が外側に露出される連結部材と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記連結部材は、少なくとも前記信号ケーブルの外皮をなすケーブルカバーの端部と前記フレキシブル基板の一部とを三方から覆うコの字状部を有し、このコの字状部の内側に前記ケーブルカバーの端部を固定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記連結部材のコの字状部の内側に充填され、少なくとも前記プリズムの一部と、前記フレキシブル基板の一部とを封止する第１樹脂と、
前記第１樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムと前記フレキシブル基板と前記固体撮像素子とを封止する第２樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、
前記第１，２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板と前記プリズムの一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低いことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２，第３樹脂は、硬化後の各硬度が、同程度で、かつ前記第１樹脂よりも低いことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
少なくとも前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分とを封止する第２樹脂と、
前記第１，第２樹脂によって封止された部分を除く前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第３樹脂と、
前記レンズ鏡筒と前記プリズムとが接触した部分の周囲を封止する第４樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１〜第３樹脂は、硬化後の各硬度が同程度に高く、前記第４樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１〜第３樹脂よりも低いことを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ケーブルカバーの端部を封止する第１樹脂と、
前記フレキシブル基板の信号ケーブルが電気的に接続された部分を封止する第２樹脂と、
前記プリズムと前記プリズム近傍の前記レンズ鏡筒の一部と前記第２樹脂によって封止されていない前記フレキシブル基板の一部とを封止する第３樹脂と、
前記第２，３樹脂によって封止された部分を除く前記プリズムの一部と前記フレキシブル基板の一部と前記固体撮像素子とを封止する第４樹脂と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２樹脂は、硬化後の硬度が、前記第１樹脂よりも低く、前記第３，第４樹脂は、硬化後の各硬度が、前記第１樹脂と同程度であることを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載の撮像装置を、被検体内に挿入される挿入部の先端部に設けたことを特徴とする電子内視鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１５７４７２（Ｐ２０１２−１５７４７２Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４０３（Ｐ２０１１−１８４０３）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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