JP2015047278A

JP2015047278A - 内視鏡

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Publication number: JP2015047278A
Application number: JP2013180399A
Authority: JP
Inventors: 直之原口; Naoyuki Haraguchi; 河野　治彦; Haruhiko Kono; 治彦河野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】内視鏡の小型化を阻害することなく、イメージセンサの固定を確実に行う。
【解決手段】イメージセンサの受光面に結像させるための光学素子を保持する円筒状の光学部材ホルダの軸線方向端面に、イメージセンサの前記受光面の外側の外周縁部を接着させる。軸線方向端面には、受光面の縁に概ね沿った形状に形成された開口を設ける。レンズを通過してイメージセンサに至る光の内で受光面の外側に向かう部分は受光面での結像に寄与しないことから、光学素子からイメージセンサに至る光を通過させるための開口を、イメージセンサの受光面の縁に概ね沿った形状に形成することにより、受光面への結像に必要な大きさを確保しつつ開口の大きさをできるだけ小さくすることができ、それにより、軸線方向端面におけるイメージセンサを接着するための面積を広く取ることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、外部から直接観察できない観察対象の内部を撮像する内視鏡に関するものである。

従来、医療分野や工業分野において、患者の体内や機器および構造物の内部を撮像するための内視鏡が普及している。この種の内視鏡として、観察対象の内部に挿入される挿入部において、撮像部位からの光を対物レンズ系によってイメージセンサの受光面に結像させるとともに、その結像光を電気信号に変換し、信号ケーブルを介して外部の画像処理装置等に映像信号として送信する構成が知られている。

この種の内視鏡の先端部には、イメージセンサ（撮像素子）や、イメージセンサの受光面に光像を結像させるレンズ等の多数の光学部材が配置され、例えば、複数のレンズ及び絞り等の光学素子を鏡筒内に一体的に保持するとともに、この鏡筒やイメージセンサをフレームにより支持し、内視鏡の先端部内に収容しているものがある（例えば特許文献１参照）。

特許第３５４９３２１号公報

上記したような内視鏡では光学素子に対するイメージセンサの位置合わせを行いかつイメージセンサを固定する必要がある。上記特許文献１のものでは、調節部材を回動させることにより、ガイド管内に同軸的に受容されたセンサ用ホルダを軸方向に位置調節し、センサ用ホルダの先端に保持されたイメージセンサが、光学素子を保持する対物ユニット(光学部材ホルダ)に対して軸方向に位置調節される。このようにしてピントを調節したら、イメージセンサがそのホルダに芯出しされて接着剤により固定される。

上記特許文献１におけるイメージセンサは、イメージセンサを内部に収容する筒状のホルダの内周面とイメージセンサの外周面との隙間に充填した接着剤により、ホルダに固定されている。一方、イメージセンサとホルダとの間の強い接着力を確保するためには、接着剤を塗布する接着面積を広くする必要がある。しかしながら、上記特許文献１の構造では、イメージセンサの外周面が接着面となることから、イメージセンサの軸線方向長さ（厚さ）を長くすることになり、小型化が阻害される。また、隙間を大きくして接着剤の塗布量を増やす場合には、ホルダが大径化し、内視鏡の小径化が阻害されるという問題がある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、内視鏡の小型化を阻害することなく、イメージセンサの固定を確実に行うことができるように構成された内視鏡を提供することにある。

本発明の内視鏡は、イメージセンサと、前記イメージセンサの受光面に結像させるための光学素子を保持する円筒状の光学部材ホルダとを有する内視鏡であって、前記受光面は多角形をなし、前記光学部材ホルダは、前記イメージセンサの前記受光面の外側の外周縁部を接着させる軸線方向端面と、前記光学素子から前記イメージセンサに至る光を通過させるべく前記軸線方向端面に設けられた開口とを有し、前記開口が、前記受光面の縁に概ね沿った形状に形成されている構成とする。

本発明によれば、レンズを通過してイメージセンサに至る光の内で受光面の外側に向かう部分は受光面での結像に寄与しないことから、光学部材ホルダの軸線方向端面にイメージセンサを接着剤により固定する場合に、光学素子からイメージセンサに至る光を通過させるための開口を、イメージセンサの受光面の縁に概ね沿った形状に形成することにより、受光面への結像に必要な大きさを確保しつつ開口の大きさをできるだけ小さくすることができ、それにより、軸線方向端面におけるイメージセンサを接着するための面積を広く取ることができる。

本発明の実施形態に係る内視鏡を用いた内視鏡システムの全体構成図内視鏡の先端部の構成を示す分解斜視図（ａ）は、組立が完了した先端部の側断面図、（ｂ）は、光学部材ホルダに設けられた段差部の周辺の構成を示す要部側断面図（ａ）は、光学部材ホルダにイメージセンサを装着した状態を示す後側から見た斜視図、（ｂ）は、光学部材ホルダにイメージセンサを装着した状態を示す後面図は、（ａ）〜（ｆ）の順でイメージセンサを装着する工程を示す図図５（ｃ）に対応する要部側面図（ａ）は、イメージセンサを装着する前の光学部材ホルダの軸線方向端面を示す図、（ｂ）は、イメージセンサを受光面側から見た図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、イメージセンサと、前記イメージセンサの受光面に結像させるための光学素子を保持する円筒状の光学部材ホルダとを有する内視鏡であって、前記受光面は多角形をなし、前記光学部材ホルダは、前記イメージセンサの前記受光面の外側の外周縁部を接着させる軸線方向端面と、前記光学素子から前記イメージセンサに至る光を通過させるべく前記軸線方向端面に設けられた開口とを有し、前記開口が、前記受光面の縁に概ね沿った形状に形成されている構成とする。

これによると、レンズを通過してイメージセンサに至る光の内で受光面の外側に向かう部分は受光面での結像に寄与しないことから、光学部材ホルダの軸線方向端面にイメージセンサを接着剤により固定する場合に、光学素子からイメージセンサに至る光を通過させるための開口を、イメージセンサの受光面の縁に概ね沿った形状に形成することにより、受光面への結像に必要な大きさを確保しつつ開口の大きさをできるだけ小さくすることができ、それにより、軸線方向端面におけるイメージセンサを接着するための面積を広く取ることができる。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記受光面が矩形に形成され、前記開口が、前記受光面の対角線を直径とする円の中に開口する略矩形状に形成されている構成とする。

これによると、光学素子としてのレンズと、イメージセンサとしての撮像素子とを、それぞれ入手容易な円形レンズ及び矩形受光面のものを用いた場合に、矩形受光面に必要な受光範囲の確保として開口を矩形状に形成することができ、それにより、光学部材ホルダの軸線方向端面に設ける開口の大きさをできるだけ小さくし、それに対応して軸線方向端面におけるイメージセンサを固定するための接着面積を大きくすることができる。

また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記光学部材ホルダは、前記軸線方向端面側で半径方向内向きに形成された内向フランジ部を有し、前記軸線方向端面は、前記内向フランジ部に設けられている構成とする。

これによると、光学部材ホルダの外径を大きくすることなく、軸線方向端面におけるイメージセンサを固定するための接着面積を大きく確保することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明に用いる方向については、各図中の方向の記載に従うものとする。ここで、「上」および「下」はビデオプロセッサ３の上下にそれぞれ対応し、「前（先）」および「後」は、内視鏡本体（以降「内視鏡２」と呼称する）の挿入部５側およびプラグ部６側にそれぞれ対応する。

図１は、本発明の実施形態に係る内視鏡２を用いた内視鏡システム１の全体構成図である。図１に示すように、内視鏡システム１は、医療用の軟性鏡である内視鏡２と、観察対象（ここでは、人体）の内部を撮影して得られた静止画および動画に対して周知の画像処理等を行うビデオプロセッサ３とから構成される。内視鏡２は、略前後方向に延在し、観察対象の内部に挿入される挿入部５と、挿入部５の後部が接続されるプラグ部６とを備える。

ビデオプロセッサ３は、その前壁３ａに開口するソケット部７を有している。このソケット部７には内視鏡２のプラグ部６の後部６ａが挿入され、これにより、内視鏡２はビデオプロセッサ３との間で電力や各種信号（映像信号、制御信号など）の送受が可能となる。

挿入部５の最大外径はここでは１．８ｍｍとされ、プラグ部６に後端を接続された可撓性の軟性部１１と、この軟性部１１の先端に連なる先端部１２とを有している。軟性部１１は種々の術式に適切な長さを有する。

図２は、内視鏡の先端部１２の構成を示す分解斜視図である。上述した電力や各種信号は、プラグ部６から、軟性部１１内部に挿通された伝送ケーブル１３を介して先端部１２に導かれる。先端部１２に設けられたイメージセンサ１７が出力した画像データは、伝送ケーブル１３を介してプラグ部６からビデオプロセッサ３に送信される。そして、ビデオプロセッサ３は受信した画像データに対して色補正や階調補正等の画像処理を施して、画像処理済みの画像データを表示装置（図示せず）に出力する。表示装置ではこの画像を表示する。なお後述するように、先端部１２を組み立てる工程で、作業者は表示装置に映し出された映像を参照して、鏡筒１５の位置調整を行う。

図３（ａ）は、組立が完了した先端部１２の側断面図、（ｂ）は、光学部材ホルダ１６に設けられた段差部６１の周辺の構成を示す要部側断面図である。以降、図２、図３を用いて、本実施形態に係る内視鏡２の先端部１２の構成について説明する。

図２に示すように、先端部１２は、主に鏡筒１５を内部に収容するとともに、カバーガラス３５および撮像素子としてのイメージセンサ１７を前後に支持する筒状の光学部材ホルダ１６と、イメージセンサ１７およびこれに接続される伝送ケーブル１３を後方から覆うリアカバー１８と、光学部材ホルダ１６の側面に装着されたホルダカバー６５とで構成されている。光学部材ホルダ１６とリアカバー１８とホルダカバー６５とはいずれも金属材料を用いており、先端部１２は硬性部を構成する。

図３（ａ）に示すように、リアカバー１８の後壁１９に形成された略円形のケーブル挿通孔２０には、伝送ケーブル１３の先端が挿入され、イメージセンサ１７に固定された回路基板６６と電気的に接続される。後に説明するように、リアカバー１８の内部には封止用の接着剤２１が充填されている。なお、以降の説明において「接着剤」の用語は、固体物の面と面とを接着するために用いる物質という厳密な意味ではなく、２つの物の結合に用いることができる物質という程度の広い意味で用いられる。なお、硬化した接着剤は気体や液体に対する高いバリア性を備えており、本実施形態では、接着剤を単に接着のためのみならず、いわゆる封止材として用いている。

図２に示すように、光学部材ホルダ１６は、略円筒状をなすホルダ本体部２５と、ホルダ本体部２５の前端部の周縁から径方向に突出するように設けられたフランジ部２６と、ホルダ本体部２５を支持するようにその下側に設けられた底壁部２７とを有しており、これらは金属材料であるステンレス鋼（ここでは、ＳＵＳ３０４（１８クロムステンレス）。以下同じ）を用いて一体に形成されている。

ホルダ本体部２５には、前後方向に延在するレンズ装着孔３１が設けられており、このレンズ装着孔３１に鏡筒１５が嵌め込まれる。図３（ａ）に示すように、鏡筒１５には、光学材料（ガラス、樹脂等）からなる同一径の複数（ここでは、３枚）の光学レンズＬ１〜Ｌ３や絞り部材３２により構成される光学素子が、ステンレス鋼製の円筒状のレンズ枠体３３に互いに光軸ＬＣの方向に密接した状態で組み込まれている。鏡筒１５の前方には、鏡筒１５を保護する光学部材としてカバーガラス３５が設けられる。カバーガラス３５は、イメージセンサ１７に光を導く透明な光学領域（少なくとも、イメージセンサ１７に結像される光の光路が存在する領域）を含んでいる。このようにして、光学部材ホルダ１６のホルダ本体部２５により光学レンズＬ１〜Ｌ３や絞り部材３２により構成される光学素子が保持されている。

図２に示すように、カバーガラス３５は、円形の上下部分を弦方向の直線で切り除いた略小判形をなし、光学部材ホルダ１６のフランジ部２６の内側に開口して撮像用の光を入射させる撮像窓３６に嵌め込まれる。カバーガラス３５は撮像窓３６に対して接着剤２２によって固定される（図３（ａ）参照）。また、フランジ部２６の図２における下部には、前方に開口する左右一対の照明窓３７が設けられ、一対の照明窓３７を挟む左右両側部分に接着だまり４３、４４が形成されている。なお、ここでは、カバーガラス３５は平板状であり、光学的なパワー（集光力）はないものとしているが、カバーガラス３５に何らかの集光力を持たせてもよい。即ち、カバーガラス３５を凸レンズや凹レンズで構成してもよい。

ホルダ本体部２５の円筒状の側壁には、周方向の互いにずれた位置に３つの開口（側壁開口部）が設けられている。そのうちの２つはホルダ本体部２５の左右に設けられ、光軸ＬＣの方向に延在する略長円形をなす位置調整孔５３である（ただし、図２では左側壁の位置調整孔５３のみが描かれている。）。他の１つは、ホルダ本体部２５の上部に設けられて、周方向に延在する略長円形をなす位置固定孔５１である。位置固定孔５１および位置調整孔５３においては、鏡筒１５の外面（レンズ枠体３３）が露出しており、２つの位置調整孔５３を用いて、治具（図示省略）によりレンズ枠体３３にアクセスし、光学部材ホルダ１６内における鏡筒１５の前後の位置が調整され、位置固定孔５１に接着剤２４（図３（ａ）参照）を注入することで鏡筒１５が光学部材ホルダ１６に固定される。

図３（ｂ）は、光学部材ホルダ１６の軸線方向後端の軸線方向端面２５ａに設けられた段差部６１の周辺の構成を示す要部側断面図である。イメージセンサ１７が取り付けられる光学部材ホルダ１６の軸線方向端面としてのホルダ本体部２５の軸線方向端面２５ａには、その図における下端部に、軸線方向端面２５ａに対して所定長ｄ（例えば５０μｍ程度）前方に向かって一段低い形状に凹設された段差部６１が設けられている。

図３に示されるように、段差部６１は、軸線方向端面２５ａに直交し、かつホルダ本体部２５の軸線（組み付け状態で光軸ＬＣと一致）と平行に延在する平面からなる基準面６１ａと、軸線方向端面２５ａから所定長ｄ掘り下げられた位置で軸線方向端面２５ａと平行する平面からなる壁面６１ｂとにより形成されている。また、底壁部２７の下面側には、前後方向に延在する凹状のガイド溝６３が形成されている。

イメージセンサ１７は、前後方向から見て略矩形状をなす小型（ここでは、１辺が約１ｍｍの大きさ）の透明カバー６７と、透明カバー６７の後面に設けられた撮像素子６８とを一体的に有する。撮像素子６８の後部（背面側）には、イメージセンサ１７の駆動回路等が設けられた回路基板６６が取り付けられている。撮像素子６８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）で構成され、背面にＬＧＡ(Land grid array)を備えており、回路基板６６に形成された電極パターンと電気的に接続される。また、回路基板６６の後部（背面側）には、伝送ケーブル１３の先端（ここでは４本）が半田付けによって電気的に接続されている。回路基板６６は、後方から見てイメージセンサ１７よりもやや小さい外形を有している。カバーガラス３５を介して入射した光は、レンズ装着孔３１に挿入された鏡筒１５内の光学レンズ群（図３参照）によってイメージセンサ１７の受光面１７ａとしての透明カバー６７の前面に入射する。

なお、図３（ｂ）に示すように、イメージセンサ１７の外周を形成する側面であって、図における下側の底面１７ｂは、上下方向において、ホルダ本体部２５における段差部６１の基準面６１ａと面一（整合）状態で、ホルダ本体部２５の後部に接着剤２３（図４参照）によって固定されている。ホルダ本体部２５に対してイメージセンサ１７を位置合わせ（位置調整）し、その後に固定する工程については後に説明する。

図２に示すように、リアカバー１８は、前方から見て略Ｄ字状をなすように円筒の下部を平坦とした形状を呈するステンレス鋼製の部材であり、上側に位置する筒壁８１と、下側に位置する平板状の下壁８２とを有している。リアカバー１８の筒壁８１には、前端から開口する２つの切欠き部（開口部）８３、８４が形成されており、また、下壁８２には、前端から開口する切欠き部８５が形成されている。切欠き部８３、８４は、径方向からみて略矩形状をなし、イメージセンサ１７の上側に位置する左右の角部に対応する位置にそれぞれ配置されている。切欠き部８５は平面視で略矩形状をなし、側断面においてホルダ本体部２５に設けられた段差部６１の壁面６１ｂに突き当たる形状を備える（図３（ｂ）参照）。

以降、本実施形態に係る内視鏡２の先端部１２を組み立てる工程において、イメージセンサ１７を装着する工程について詳細に説明する。なお、先端部１２の組立に際しては調整治具等が使用され、基本的には作業者による顕微鏡を用いた手作業で行われる。

この工程は、光学部材ホルダ１６の後部にイメージセンサ１７を装着するとともに、光学部材ホルダ１６の内部に鏡筒１５を配置し、光学部材ホルダ１６の前部にカバーガラス３５を嵌め込んで光学部材ホルダ１６の前部の気密性を確保する工程、即ち気密状態に閉塞（封止）する工程である。

図４（ａ）は、光学部材ホルダ１６にイメージセンサ１７を装着した状態を示す後側から見た斜視図、（ｂ）は、光学部材ホルダ１６にイメージセンサ１７を装着した状態を示す後面図である。また、図５（ａ）〜（ｆ）は、治具を用いてイメージセンサ１７を位置合わせして固定する工程を示す後面図である。以降、図４、図５を参照して光学部材ホルダ１６にイメージセンサ１７を装着する工程について説明する。

図４に示すように、イメージセンサ１７は光学部材ホルダ１６を構成するホルダ本体部２５の軸線方向端面２５ａに固定される。イメージセンサ１７の装着は、図５（ａ）〜（ｆ）に示されるように組立治具を用いて行う。組立治具は、光学部材ホルダ１６を径方向に把持しかつ固定状態に保持するホルダ保持治具７１と、イメージセンサ１７を把持しかつＸＹ軸方向に移動可能なセンサ把持治具７２と、イメージセンサ１７の側面である上記した底面１７ｂを載置状態に支持する平面からなる支持面７３ａを有する位置決め治具７３とにより構成されている。

なお、これら治具７１〜７３は一例であり、イメージセンサ１７を前後左右上下方向に位置調整が可能なＸＹＺステージ（マイクロステージを用いることが望ましい）を用いた構造のものであればよく、図示例の形状等に限られるものではない。なお、センサ把持治具７２とホルダ保持治具７１とは共通の平面台によりアーム（図示省略）を介して支持されている。また、ＸＹＺステージによって支持されたセンサ把持治具７２とホルダ保持治具７１との平行度は、予め調整され、高精度に合わせ込まれている。また、例えば光学部材ホルダ１６を、その軸線（光軸ＬＣ）を垂直方向に向けた（図５を上面視とする）状態で、イメージセンサ１７の装着作業を行うようにしてよい。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、図の左右、上下、前後にそれぞれ対応する。

先ず、図５（ａ）に示されるように、ホルダ保持治具７１により光学部材ホルダ１６を保持し、そのＺ軸（光軸ＬＣ）を図示されない平面台に垂直な軸に合わせた状態に固定する。また、センサ把持治具７２により把持した状態のイメージセンサ１７を、その受光面１７ａを光学部材ホルダの軸線方向端面２５ａに臨ませるように位置させる。なお、センサ把持治具７２は、図示例では、互いに接離自在な一対のアームの先端に設けられ、その一方にはイメージセンサ１７の底面１７ｂとは相反する側の１つの角に係合する凹状角当て部７２ａが設けられ、他方は、凹状角当て部７２ａとともにイメージセンサ１７を左右方向に挟んで把持するように設けられている。

なお、イメージセンサ１７は、底面１７ｂに対してそれぞれ垂直に形成された一対の平行側面１７ｃを有する形状に形成されている。図示例では、イメージセンサ１７は、底面１７ｂを一辺とする正方形の四辺により受光面１７ａを外囲する形状に形成されており、底面１７ｂを挟んで左右両側の側面が一対の平行側面１７ｃとなる。一対のセンサ把持治具７２は、左右の平行側面１７ｃのそれぞれに当接し、イメージセンサ１７を把持する。

次に、図５（ｂ）及び図６に併せて示されるように、位置決め治具７３の支持面７３ａを段差部６１の基準面６１ａに当接させる。これにより、基準面６１ａと支持面７３ａとが面一になり、基準面６１ａに直交する軸線方向端面２５ａと支持面７３ａとが互いに直交する。

次の図５（ｃ）では、センサ把持治具７２によりイメージセンサ１７を支持面７３ａ上に載置する。イメージセンサ１７において、受光面１７ａと底面１７ｂとは互いに直交するように形成されている。これにより、支持面７３ａ上に底面１７ｂが載置された状態で、イメージセンサ１７の軸線方向端面２５ａに対するＺ軸方向の傾きを規制することができる。また、各面６１ａ、７３ａ、１７ｂの対応する面に対する直角度が確保されていることにより、イメージセンサ１７の受光面１７ａを外囲する外周縁部１７ｄ（図７（ｂ）参照）が軸線方向端面２５ａに当接し得る。

基準面６１ａの位置は、図６に示されるように支持面７３ａの一部を基準面６１ａに当接させた位置決め治具７３の支持面７３ａ上にイメージセンサ１７を載置した状態で、そのイメージセンサ１７の中心ＳＣと光軸ＬＣとが一致する寸法となるように設けられている。これにより、イメージセンサ１７の光学部材ホルダ１６に対するＹ軸方向の位置合わせが高精度かつ確実に行われる。

次の図５（ｄ）では、支持面７３ａ上を図の矢印Ｘ方向にスライドさせてイメージセンサ１７のＸ軸方向の位置合わせを行う。上記したように底面１７ｂを支持面７３ａに当接し、かつ軸線方向端面２５ａに外周縁部１７ｄを当接させた状態でイメージセンサ１７をＸ軸方向にスライドさせることができる。Ｙ軸及びＺ軸方向に対しては高精度に位置合わせができていることから、残りの一軸（Ｘ軸）に対しては目視による位置合わせでも十分である。なお、光軸ＬＣを直接見ることができないが、目安として、例えば光学部材ホルダ１６の底壁部２７の左右方向両端の角（底壁部２７のガイド溝６３による縁）を基準にして左右方向の位置合わせをすることで、イメージセンサ１７の撮像面６８ａの中心ＳＣを光軸ＬＣと一致させることができる。この作業においても、実体顕微鏡を用いることで正確な位置合わせが可能となる。

次の図５（ｅ）では、イメージセンサ１７の４辺の内の位置決め治具７３に載置状態の一辺を除いた３辺に対して接着剤２３を塗布する。この状態では接着剤２３の塗布部分は露出しているため、接着剤２３としてＵＶ硬化性樹脂を用い、紫外線照射によって接着剤２３を硬化させることができる。ＵＶ硬化性樹脂は数秒程度の短時間で硬化することから、工程に要する時間を短縮することができる。

上記３辺に塗布した接着剤２３が固まって、３辺に対する固定が確実となったら、図５（ｆ）に示されるように、位置決め治具７３を取り除き、残りの一辺に対して接着剤２３を塗布する。このようにして、イメージセンサ１７の光学部材ホルダ１６に対する接着剤２３による固定が完了する。

図７（ａ）は、イメージセンサ１７を装着する前の光学部材ホルダ１６の軸線方向端面２５ａを示す図である。図３に示されるように光学部材ホルダ１６のホルダ本体部２５におけるイメージセンサ１７を装着する側には、外周側から半径方向内向きに突出するように形成された内向フランジ部２５ｂが設けられている。その内向フランジ部２５ｂの内周縁部により略矩形状（図示例では略正方形状）の開口７５が形成されている。このようにして、軸線方向端面２５ａに設けられた開口７５により、レンズＬ３と受光面１７ａとの光路が画定される。

図７（ｂ）は、イメージセンサ１７の回路基板６６側とは相反する側（受光面１７ａ側）の端面を見た図である。イメージセンサ１７の端面の中央部分は、撮像素子６８の図示例では正方形状の撮像面６８ａに対応する受光面１７ａが画定され、イメージセンサ１７の端面の受光面１７ａの外側部分は、受光面１７ａを矩形の環状に外囲する外周縁部１７ｄとなる。なお、外周縁部１７ｄを、受光面１７ａと同一面または平行な平面となるように形成してもよい。接着剤２３はイメージセンサ１７の外周の縁に塗布されるが、毛細管現象により軸線方向端面２５ａと外周縁部１７ｄとの間に浸透し得る。それにより、軸線方向端面２５ａと外周縁部１７ｄとが重なる部分が接着面として作用し、イメージセンサ１７の縁部への接着と併せて、軸線方向端面２５ａにイメージセンサ１７が強固に接着されて固定される。

一方、レンズＬ１〜Ｌ３によりイメージセンサ１７に入射する光路の断面形状は円形となり、その光路における軸線方向端面２５ａに至る撮像部分７６は図７（ａ）の円形の二点鎖線で示されるようになる。この円形の撮像部分７６の直径Ｄは、図７（ｂ）に示される正方形の受光面１７ａの対角線ＤＬと同一長さに設定されることにより、画像の対角線ＤＬ方向に無駄が生じることがない。したがって、開口７５の形状を、直径Ｄを対角線とする略正方形に形成することにより、正方形の受光面１７ａに、撮像部分７６を最大限に入射させることができる。

軸線方向端面２５ａに設ける開口７５を、円形の撮像部分７６において正方形の受光面１７ａに対して画像に用いられない部分を遮蔽するように、内向フランジ部２５ｂを伸ばして略正方形にしたことから、軸線方向端面２５ａに、直径Ｄの円形の内側に、接着剤２３による接着面として用い得る増加接着面７７を確保することができた。これにより、イメージセンサ１７の接着面は、図７（ａ）に示される撮像部分７６の外側かつ軸線方向端面２５ａの外周に至る間の部分である角部接着面７８（ドットハッチング）と、上記増加接着面７７との合計による広い面積（７７、７８）となる。このようにして、軸線方向端面２５ａにおけるイメージセンサ１７を接着する接着面積をできるだけ大きく確保することができ、光学部材ホルダ１６へのイメージセンサ１７の固定強度をより一層強くすることができた。これにより、イメージセンサ１７を小型化して、その外周縁部１７ｄの面積が小さくなっても、広い接着面積を確保することができるため、イメージセンサ１７のより一層の小型化すなわち内視鏡の小型化を促進し得る。

また、増加接着面７７は、ホルダ本体部２５の軸線方向端面２５ａに、その外周から半径方向内向きに突出する内向フランジ部２５ｂに設けられていることから、ホルダ本体部２５の外径を拡径することなく接着面積を広くすることができる。これにより、ホルダ本体部２５の外径を小径にしても、イメージセンサ１７を光学部材ホルダ１６に固定するために必要な接着面積を確保し得るため、光学部材ホルダ１６すなわち内視鏡２の小型化を促進し得る。

なお上記工程では、伝送ケーブル１３を回路基板６６に接続しない状態で光学部材ホルダ１６にイメージセンサ１７を位置決め、固定し、固定後に（あるいは、第１工程の最後に）両者の電気的な接続を行ってもよいし、予め伝送ケーブル１３を回路基板６６に接続した状態で、光学部材ホルダ１６にイメージセンサ１７を位置決め、固定するようにしてもよい。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、イメージセンサ１７及びその受光面１７ａの形状を正方形としたが、矩形または多角形であってもよく、また、軸線方向端面２５ａに形成する開口７５の形状も受光面１７ａの形状に概ね合わせた矩形または多角形に形成することもできる。また、本発明に係る内視鏡２の挿入部５は、軟性鏡としての用途に限定されず、硬性鏡として用いることもできる。なお、上記実施形態に示した本発明に係る内視鏡２の各構成要素は、必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明にかかる内視鏡は、簡易な構造で、内視鏡のイメージセンサの装着作業における位置合わせ及び固定を行うことができ、外部から直接観察できない観察対象の内部を撮像する内視鏡などに好適に利用することができる。

１内視鏡システム
２内視鏡
５挿入部
１２先端部
１５鏡筒
１６光学部材ホルダ
１７イメージセンサ
１７ａ受光面
１７ｄ外周縁部
２３接着剤
２５ホルダ本体部
２５ａ軸線方向端面
２５ｂ内向フランジ部
６７透明カバー
６８撮像素子
７５開口
７６撮像部分
７７増加接着面

Claims

イメージセンサと、前記イメージセンサの受光面に結像させるための光学素子を保持する円筒状の光学部材ホルダとを有する内視鏡であって、
前記受光面は多角形をなし、
前記光学部材ホルダは、前記イメージセンサの前記受光面の外側の外周縁部を接着させる軸線方向端面と、前記光学素子から前記イメージセンサに至る光を通過させるべく前記軸線方向端面に設けられた開口とを有し、
前記開口が、前記受光面の縁に概ね沿った形状に形成されていることを特徴とする内視鏡。
前記受光面が矩形に形成され、
前記開口が、前記受光面の対角線を直径とする円の中に開口する略矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
前記光学部材ホルダは、前記軸線方向端面側で半径方向内向きに形成された内向フランジ部を有し、
前記軸線方向端面は、前記内向フランジ部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。