JP4286086B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、側視型内視鏡装置に関し、特に対物光学ユニットと同一光軸上に配置された
撮像光学ユニットを外力から保護するために外装ケース内に収納して接着剤固定する際の
撮像素子カバーガラスと撮像素子芯出しガラスとの剥離の生じない内視鏡装置に関する。

従来、内視鏡装置には、挿入方向の観察部位を直視する直視型と、挿入方向に対して垂
直方向の観察部位を側視する側視型とがある。

直視型内視鏡は、挿入部の挿入軸と対物レンズの光軸が平行になるように配置し、その
対物レンズの結像位置に撮像素子を配置させて、観察部位画像信号を生成するようになっ
ている。または、対物レンズの出射端にプリズムを配置させ、そのプリズムの出射面に撮
像素子の撮像面を配置させて、内視鏡の挿入軸に対して撮像素子の撮像面が平行に配置さ
れるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、側視型内視鏡装置は、挿入部の挿入軸と直交する垂直方向に対物レンズを配置し
、その対物レンズの出射端に出射光を直角に変換するプリズムと、そのプリズムの出射端
に撮像素子を設けるようになっている。または、挿入部の細径化を図ることから、挿入部
の側面に設けられた観察光学入射開口にプリズムを配置し、そのプリズムの出射端に対物
レンズを挿入部の挿入軸と平行に配置させるようにしている（例えば、特許文献２参照）
。
特開平６−７０８８２号公報 特開平９−１４９８８３号公報

前述したように、対物光学系と撮像素子を挿入部先端に配置した内視鏡装置による内視
鏡観察において、対物光学系と撮像素子の位置は一定の関係を維持することが求められる
ことから、対物光学系と撮像素子とは接着樹脂で挿入部先端内に固化固定されるようにな
っている。

前記直視型内視鏡装置は、挿入部の挿入軸と平行する光学軸を有するように対物光学系
が配置されて、挿入方向の被写体や障害物が容易に観察できるために、挿入部先端が被写
体や障害物と当接して外力が加わることは比較的少ないために、前記対物光学系と撮像素
子の位置関係の維持が可能となる。

一方、側視型内視鏡装置は、観察対象である管腔内の壁面の観察に有用であるが、挿入
部先端の挿入方向の視野は不十分であることから希に管腔内の壁面や障害物に当接したり
、内視鏡観察前に他の物品と当接したりすることがある。

この管腔内の壁面や障害物との当接や、内視鏡観察前の他の物品との当接により前記側
視用の対物光学系と撮像素子との位置関係が維持できなくなったり、破損が生じる。この
ために、前記対物レンズ系と撮像素子とを剛性部材で形成した外装ケース内に収納し、接
着樹脂で固化固定させることが行われる。

また、近年、対物光学系は、小型で高いレンズ性能を有する小型のレンズが開発実用化
されると共に、撮像素子も小型で高画素化された電荷結合素子（ＣＣＤ）が開発実用化さ
れている。

このような小型で高性能の対物光学系と撮像素子を用い、かつ、対物光学系と撮像素子
を同一光軸上に配置させた側視型内視鏡において、外力による対物光学系と撮像素子の位
置関係を保持させるために剛性部材による外装ケース内に収納し、接着剤で固化固定する
際に、接着剤の固化収縮により前記対物光学系と撮像素子との位置関係が維持できなくな
ることがある。

特に、撮像素子、撮像素子の撮像面のカバーガラス、及び撮像素子の芯出しガラス等の
撮像光学ユニットを前記剛性外装ケースに収納して、接着剤で固化固定する際に、前記接
着剤の固化収縮により前記撮像素子カバーガラスと撮像素子芯出しガラスとが剥離する張
力が生じることがある。

このカバーガラスと芯出しガラスが剥離すると、そのカバーガラスと芯出しガラスの剥
離面を透過する観察光が干渉して、撮像素子に入射される干渉観察光により撮像生成され
画像は見苦しく、不鮮明な画像となる。

また、前記撮像素子は、駆動制御機能を搭載した基板を介して、可撓管部に挿通された
信号ケーブルと接続されているために、可撓管部や信号ケーブルの振れにより外力が加わ
り、前述の撮像素子カバーガラスと撮像素子芯出しガラスとの剥離が生じることもあった
。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、剛性部材の外装ケース内に収納した
撮像素子を接着剤で固化固定する際に、接着剤の固化収縮による知張力で撮像素子のカバ
ーガラスと芯出しガラスの剥離を防止し、鮮明な内視鏡観察画像が得られる内視鏡装置を
提供することを目的としている。

本発明の内視鏡装置は、管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、前記張力吸収手段は、前記撮像手段の底面と前記外装部材の底面内側との間に充填浸透する接着剤の接着力を薄弱化するための部材を介装させたことを特徴とする。

また、本発明の内視鏡装置は、管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、前記張力吸収手段は、前記外装部材の底面内側に施された接着剤の不接着加工であることを特徴とする。

また、本発明の内視鏡装置は、管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、前記張力吸収手段は、前記撮像手段の少なくとも撮像素子芯出しガラスが、前記撮像枠内で接着剤の固化時の収縮に応じて光軸方向に摺動可能としたことを特徴とする。

本発明の内視鏡装置により、管腔内の壁面観察するための対物光学系と撮像光学系とを
同軸線上に配置し、撮像光学系を剛性外装ケースで外力から保護すると共に、外装ケース
内に前記撮像光学系を固化時の固定する際の接着剤の固化収縮による撮像光学系の剥離を
防止でき、鮮明な内視鏡観察画像が得られるようになった。

本発明の内視鏡装置は、外力による変形や破壊から保護するために、撮像光学ユニット
を外装ケースに収納配置して接着剤固化固定する際に、接着剤の固化収縮による撮像素子
のカバーガラスと芯出しガラスに加わる剥離張力を回避でき、被写体光干渉の生じない内
視鏡装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係
る内視鏡装置の一実施形態の挿入部先端に設けられた撮像装置の構成を示す断面図、図２
は本発明に係る内視鏡装置が内蔵された内視鏡システムの全体構成を示すブロック図、図
３は本発明に係る内視鏡装置の一実施形態の挿入部先端に設けられた撮像光学ユニットと
外装ケースとの関係を示す断面図、図４は本発明に係る内視鏡装置の撮像光学ユニットに
用いるマスクの配置を説明する断面図、図５は本発明に係る内視鏡装置の対物光学ユニッ
トの構成を示す断面図、図６は本発明に係る内視鏡装置の撮像光学ユニットとケーブルの
関係を示す断面図、図７は本発明に係る内視鏡装置の撮像枠の構成を示す斜視図である。

最初に、本発明に係る内視鏡装置を内蔵した内視鏡システムについて図２を用いて説明
する。

内視鏡システム１は、本発明に係る内視鏡装置である電子内視鏡２と、この電子内視鏡
２に対してユニバーサルコード部９を介して照明光を供給する光源装置３と、電子内視鏡
２に対してスコープケーブル４を介して接続され、電子内視鏡２に内蔵された後述する撮
像装置２４の駆動制御と映像信号処理を行うビデオプロセッサ５と、及びこのビデオプロ
セッサ５で生成された映像信号の基でカラー映像を表示するカラーモニタ６とからなって
いる。

前記電子内視鏡２は、管腔内等に挿入される細長で可撓性を有する挿入部７と、この挿
入部７の基端側に設けられた操作部８と、この操作部から延出されたユニバーサル部９と
、及びこのユニバーサル部９の端部に設けられ、前記照明装置３に接続されるスコープコ
ネクタ部１０からなっている。

このスコープコネクタ部１０の側部には、接続コネクタ部１０ａが設けられ、この接続
コネクタ部１０ａには、前記スコープケーブル４の一端のコネクタ４ａが接続される。前
記スコープケーブル４の他端は、コネクタ４ｂを介して前記ビデオプロセッサ５に接続さ
れるようになっている。

前記電子内視鏡２の挿入部７は、後述する撮像装置２４を内蔵した先端部１１と、この
先端部１１の基端側に形成された湾曲自在の湾曲部１２と、及びこの湾曲部１２の基端側
から前記操作部８までに至る長尺で細長な可撓管部１３とからなっている。

前記操作部８は、前記挿入部１３の可撓管部１３の基端側が接続されていると共に、頂
部に設けられた複数のスイッチ１４ａを有するスイッチ部１４、正面に設けられた送気・
送水制御を行う送気・送水制御部１５と吸引制御を行う吸引制御部１６、側面に設けられ
た前記挿入部７の湾曲部１２を湾曲操作する湾曲ノブ１７、前記送気・送水制御部１５と
湾曲ノブ１７の下側に設けられた把持部１８、及び前記把持部１８に下方側に設けられた
鉗子挿入口１９ｂ等からなっている。

前記挿入部７から操作部８の内部には、図示していない送気・送水管路が設けられ、こ
の送気・送水管路は操作部８の送気・送水制御部１５に接続され、かつ前記ユニバーサル
コード部９に内蔵された送気・送水管路を介して、前記スコープコネクタ部１０へと連通
しており、光源装置３に内蔵されている送気・送水機構に接続されるようになっている。

また、前記挿入部７には、図示していない吸引管路が設けられ、この吸引管路は、前記
操作部８の先端側付近で二つに分岐し、一方は鉗子挿入口１９ｂに連通し、他方は吸引制
御部１６を介してユニバーサルコード部９に内蔵された吸引管路と連通してスコープコネ
クタ部１０の図示していない吸引口金に接続されている。

さらに、前記吸引管路は、前記挿入部７の先端部１１に設けられた先端開口１９ａに連
通している。この先端開口１９ａは、前記吸引制御部１６から吸引駆動されると吸引孔と
なり、前記鉗子挿入孔１９ｂから挿入された鉗子処置具が突出する鉗子挿通口となる。

前記先端部１１には、前記先端開口１９ａ以外に照明窓２０と観察窓２１が設けられて
いる。この照明窓２０と観察窓２１は、先端部１１の挿入軸方向と直交する垂直方向に向
けて設けられている。

前記照明窓２０には、ライトガイドファイババンドルの出射端が配置されている。この
ライトガイドファイババンドルは、挿入部７、操作部８、及びユニバーサルコード部９に
内蔵され、入射端はスコープコネクタ部１０に設けられている。つまり、光源装置３の照
明ランプから放射された照明光は、スコープコネクタ部１０のライトガイドファイババン
ドルの入射端から入射され、ライトガイドファイババンドルで導光されて出射端が設けら
れた照明窓２０から管腔内の観察部位である被写体へと投射されるようになっている。

前記観察窓２１には、後述する撮像装置２４が設けられ、前記照明窓２０から投射され
た照明光で照明された被写体の撮像画像信号が生成されるようになっている。

即ち、この電子内視鏡２は、挿入部７を管腔内に挿入した際に、挿入方向に直交する垂
直方向を観察するもので、いわゆる側視型電子内視鏡である。

この電子内視鏡２の先端部１１に設けられた観察窓２１に内蔵される撮像装置２４の構
成について、図１を用いて説明する。

この撮像装置２４は、対物光学ユニット２２と撮像光学ユニット２３からなっている。

対物光学ユニット２２は、筒状の対物レンズ枠２５の内部に複数の対物レンズ２６ａ〜２
６ｄが所定の位置に接着剤２９で水密的に固定されている。この対物光学ユニット２２の
最先端対物レンズ２６ａが前記観察窓２１に配置される。この最先端対物レンズ２６ａの
出射面側には、マスクを介して第２の対物レンズ２６ｂが配置されている。前記マスクを
介して、第２の対物レンズ２６ｂに入射された被写体光は、第３の対物レンズ２６ｃへと
投射される。この第３の対物レンズ２６ｃは入射された被写体光を集光して、マスクを介
して第４の対物レンズ２６ｄを構成する接合レンズへと投射される（以降、第４の対物レ
ンズ２６ｄ、または接合レンズ２６ｄと称する）。この第４の対物レンズ２６ｄで集光さ
れた被写体光は、後述する撮像光学ユニット２３の撮像素子３５に結像される。

前記第３の対物レンズ２６ｃと第４の対物レンズ２６ｄとの間には、マスクを有する間
隔環２７が介在され、第３の対物レンズ２６ｃと第４の対物レンズ２６ｄの間の間隔と光
軸調整が行われるようになっている。

前記撮像光学ユニット２３は、前記対物光学ユニット２２の対物レンズ枠２５の外周が
装着固定される筒状の撮像枠３１と、この撮像枠３１が装着固定された前記対物光学ユニ
ット２２の焦点位置に配置されたＣＣＤ等の撮像素子３５と、この撮像素子３５の駆動制
御と、撮像生成された撮像画像信号を処理する機能を有する基板４１からなっている。

この撮像素子３５の撮像領域３５ａの前面には、カバーガラス３４、芯出しガラス３３
、及びマスク３２が光透過特性の優れた接着剤で密着接合されている。

前記マスク３２は、前記対物光学ユニット２２の第４の対物レンズ２６ｄから集光出射
された所定の視野内の被写体光を撮像素子３５の撮像領域３５ａの範囲内に投射させるも
のである。

前記芯出しガラス３３は、前記撮像素子３５の撮像領域３５ａの撮像中心と、前記対物
光学系ユニット２２の光学的軸芯を一致させるものである。

前記カバーガラス３４は、撮像素子３５の撮像領域３５ａ面へのゴミ等の付着を防止す
るものである。

この芯出しガラス３３、カバーガラス３４、及び撮像素子３５の撮像領域３５ａのそれ
ぞれの面は光透過特性の優れた接着剤で密着接合されている。

前記撮像枠３１の内壁面には、前記芯出しガラス３３の被写体光の入射面側をマスク３
２を介して、接着固定する突堤部３１ｂが設けられている。

前記撮像素子３５には、駆動制御信号や撮像信号を授受するためのインナーリード４５
ａがバンプ４５ｂによって接続されている。

このインナーリード４５ａは、基板４１の裏面銅箔パターン４１ｃに接続されている。

この基板４１は、ポリイミド等の絶縁部材４１ｂの表面に形成された表面導電パターン４
１ａと、裏面に形成された裏面導電パターン４１ｃとを有している。前記表面導電パター
ン４１ａには、前記撮像素子３５を駆動制御する制御信号や、撮像素子３５で光電変換生
成された撮像信号を取り出し増幅する撮像信号処理機能を有する電子部品４２や集積回路
素子４３などが搭載設置されている。前記裏面導電パターン４１ｃは、前記撮像素子３５
の裏面に沿って配置されて、前記インナーリード４５ａに接続されている。

さらに、この基板４１の基端側には、ケーブル５１に内蔵されている複数の信号線５１
ａ，５１ｂ、…等が接続されるようになっている。このケーブル５１は、挿入部７、操作
部８、ユニバーサルコード部９、及びスコープコード４を介して、ビデオプロセッサ５に
接続されている。つまり、ビデオプロセッサ５からの撮像素子３５の駆動制御信号や、撮
像素子３５で撮像生成した撮像信号をケーブル５１の信号線５１ａ，５１ｂ、…等を介し
て送受するようになっている。

前記撮像素子３５のインナーリード４５ａには、前記基板４１の裏面銅箔パターン４１
ｃが接続され、かつ、カバーガラス３４と芯出しガラス３３が接合された撮像素子３５の
外周は、封止樹脂３６ａで封止固定されている。

前記マスク３２、芯出しガラス３３、カバーガラス３４、及び撮像素子３５が収納配置
された撮像枠３１は、金属等の剛性部材で形成された外装ケース３７内に嵌合収納される
。

この外装ケース３７は、前記撮像枠３１が嵌合収納される有底筒状の形状を有する撮像
枠収納部３７ａと、その有底筒状の円弧を一部切り欠き前記基板４１の絶縁部材４１ｂと
裏面銅箔パターン４１ｃが挿通する開口を有し、その開口から前記基板４１と平行に形成
された有底矩形状の基板収納部３７ｂとからなる形状に一体形成されている。

つまり、前記撮像枠３１は、前記外装ケース３７の撮像枠収納部３７ａに嵌合収納し、
この撮像枠３１に設けられた撮像素子３５に接続延出され、電子部品４２と集積回路素子
４３を搭載した基板４１を基板収納部３７ｂに収納配置されている。

この外装ケース３７に嵌合収納された前記撮像枠３１内の前記撮像素子３５、カバーガ
ラス３４、インナーリード４５ａ、及び基板４１の絶縁部材４１ｂと裏面銅箔パターン４
１ｃを封止固定した封止樹脂３６ａの周囲と、前記基板４１の周囲に接着剤３６ｂを充填
固化させる。

このように、前記撮像光学ユニット２３を外装ケース３７内に収納後、接着剤３６ｂを
充填固化させると前記撮像光学ユニット２３を外装ケース３７内に強固に固定でき、外力
が加わった際に外装ケース３７により撮像光学ユニット２３を保護することができる。

なお、前記外装ケース３７に撮像光学ユニット２３を収納させて接着剤３６ｂで固化固
定した後、前記外装ケース２３の撮像枠収納部３７ａと基板収納部３７ｂの境界部分から
前記基板収納部３７ｂとケーブル５１を補強枠３７ｃで覆い、かつ、その補強枠３７ｃの
外周を熱収縮性チューブで被覆する。

前記撮像光学ユニット２３を外装ケース３７に収納して、接着剤３６ｂを充填させた後
、その充填接着剤３６ｂが固化する過程で、接着剤３６ｂの収縮により前記封止樹脂層３
６ａで封止されている撮像素子３５とカバーガラス３４が外装ケース３７の底面側に引っ
張られる。一方、前記芯出しガラス３３は、前記カバーガラス３４と接着剤で密着接合さ
れると共に、前記撮像枠３１の内壁の突堤部３１ｂに接着固定されている。

つまり、前記接着剤３６ｂの固化収縮の過程で、前記封止樹脂３６ａで封止された撮像
素子３５とカバーガラス３４が外装ケース３７の底面方向へと引っ張られる張力により、
最も接合力の弱い前記カバーカラス３４と芯出しガラス３３の接合を剥離することがある
。

そこで、前記撮像素子３５の封止樹脂３６ａの底面にテフロン（Ｒ）シート等のシート
３８を載置する。このシート３８は、前記撮像光学ユニット２３の封止樹脂３６ａと外装
ケース３７の撮像枠収納部３７ａの底面との間の隙間ｔよりも薄い厚さｔ１（ｔ＞ｔ１）
を有している。

前記厚さｔ１のシート３８を前記封止樹脂３６ａの底面に載置させた後に、前記撮像光
学ユニット２３を収納して、前記接着剤３６ｂを充填すると、その充填された接着剤３６
ｂは、前記撮像光学ユニット２３の枠３７ａとシート３８との間の隙間（ｔ−ｔ１＝ｔ２）に浸透充填するが、接着力が弱い。

このように、前記シート３８は、接着剤３６ｂの固化収縮により接着剤３６ｂから離れ
る。

即ち、充填された接着剤３６ｂは、封止樹脂３６ａの底面に載置されたシート３８に対
して接着力が弱いことから接着剤３６ｂの固化収縮はシート３８を接着剤３６ｂから引き
離すことで吸収されて、前記カバーガラス３４と芯出しガラス３３の間を剥離することが
防止できる。よって、撮像光学ユニット２３は、芯出しガラス３３、カバーガラス３４、
及び撮像素子３５の撮像面が確実に密着接合された状態で、外装ケース３７に接着剤３６
ｂで固化固定することができる。

なお、前記外装ケース３７の撮像枠収納部３７ａの底面に載置したシート３８は、前記
テフロン（Ｒ）シート以外に、前記撮像枠収納部３７ａの底面に接着剤３６ｂが浸透しに
くい隙間を形成できる他の部材のシートを用いても良く、また、シート３８に代えて、弾
性接着剤を塗布したり、あるいは、接着剤３６ｂが接着されない、または接着力を低下さ
せる表面処理を施したりしても良い。

つまり、前記撮像枠収納部３７に充填された接着剤３６ｂが固化収縮する際に、その収
縮により生ずる張力を吸収して前記芯出しガラス３３とカバーガラス３４を剥離を防止す
る部材を用いたり、表面処理を施している。

また、前記外装ケース３７の撮像枠収納部３７ａの底面に設けられたシート３８、また
は弾性接着剤、あるいは接着剤３６ｂが接着されない処理に代えて、前記撮像光学ユニッ
ト２３の前記撮像枠３１の突堤部３１ｂと芯出しカバー３３の間を接着せず、または、接
着力の弱い接着剤で仮固定した状態で、前記外装ケース３７に収納配置させて、接着剤３
６ｂを充填固化させると、その接着剤３６ｂの固化収縮張力により、前記芯出しガラス３
３が突堤部３１ｂから離れる方向で吸収できる。これにより、前記芯出しガラス３３とカ
バーガラス３４の接合剥離を回避することもできる。

このように、前記撮像光学ユニット２３を外装ケース３７内に収納して接着剤３６ｂで
固化固定することで、外力に対して撮像光学ユニット２３が保護できると共に、外装ケー
ス３７の収納固化固定する際の接着剤３６ｂの固化収縮による芯出しガラス３３とカバー
ガラス４４の剥離も生じることなく、鮮明な被写体像の撮像が可能となった。

なお、前記外装ケース３７に撮像光学ユニット２３を収納固定後、前記撮像素子３５の
撮像エリア３５ａに被写体像が結像するように、前記対物光学ユニット２２の対物レンズ
枠２５を前記撮像光学ユニット２３の撮像枠３１の装着固定する。

以上説明したように、本発明の内視鏡装置は、同一光軸上に対物光学ユニット２２と撮
像光学ユニット２３を配置し、この撮像光学ユニット２３を剛体の外装ケース３７に収納
して充填した接着剤３６ｂで固化固定させる際に、前記接着剤３６ｂの固化過程に生じる
収縮張力を前記撮像光学ユニット２３の光軸方向で吸収することで、撮像光学ユニット２
３の芯出しガラス３３とカバーガラス３４の剥離を防止可能とした。

一方、前記撮像光学ユニット２３の撮像素子３５には、基板４１を介してケーブル５１
が接続され、このケーブル５１は湾曲部１２と可撓管部１３に内蔵されている。内視鏡観
察時には、可撓管部１３は揺動し、内蔵されているケーブル５１も揺動する。このケーブ
ル５１の揺動が基板４１を介して、撮像素子３５に伝達される。つまり、撮像素子３５に
ケーブル５１が揺動したことによる外力が加わり、カバーガラス３４と芯出しガラス３３
を剥離することもあった。

従来の内視鏡装置の芯出しガラス３３の外形状は、図３（ｂ）に示すように、前記撮像
素子３５の撮像領域３５ａを包含し、撮像素子３５の外形の四隅ははみ出す略円形状に形
成されている。つまり、撮像素子３５の撮像領域３５ａの中心と、芯出しガラス３３の形
状中心とが一致されるようにして接着面積を狭く設定している。この撮像素子３５と、前
記芯出しガラス３３の接着面積が狭いために、前述したケーブル５１の揺動による撮像素
子３５に加わる外力により、芯出しガラス３３とカバーガラス３４及び撮像素子３５との
剥離が生じやすかった。

これに対して、本発明に係る内視鏡装置は、図３（ａ）に示すように、芯出しガラス３
３の外形状は、撮像素子３５の外形状を包含するように形成することで、撮像素子３５と
芯出しガラス３３の接着面積を拡大させる。

さらに、撮像素子３５の撮像領域３５ａの光学的中心に対して、芯出しガラス３３の光
学中心を偏芯させている。即ち、芯出しガラス３３の光学中心は、外装ケース３７の基板
収納部３７ｂ側のカバーガラス３４の外縁までの距離Ａを、外装ケース３７の先端側のカ
バーガラス３４の外縁までの距離Ｂよりも大きく（Ａ＞Ｂ）なるように設定する。

これにより、前記芯出しガラス３３の撮像素子３５との接着面積が基板４１とケーブル
５１が設けられる側が大きくなり、前記ケーブル５１の揺動による外力が加わった際に、
芯出しガラス３３と撮像素子３５の剥離を生じにくくしている。

また、図３（ｃ）のように、撮像素子３５の撮像領域３５ａと芯出しガラス３３の光学
中心を偏芯させることをしないで、カバーガラス３４’のようにケーブル５１の延出方向
に拡大する。もしくは、図３（ｄ）のように、芯出しガラス３３”のように、小判型にし
てケーブル５１の延出方向に拡大することによって、同様の効果が得られる。

また、前記撮像光学ユニット２３の芯出しガラス３３の入射面側には、マスク３２が設
けられている。このマスク３２は、対物光学ユニット２２から出射された所定の視野内の
被写体光を撮像素子３５の撮像領域３５ａの範囲内に投射させるもので、視野外の被写体
光は遮蔽する。

この撮像光学ユニット２３に設けられる従来のマスク３２’は、図４（ｂ）に示すよう
に、ある厚さを有するシート部材を用いて形成し、このマスク３２’を前記芯出しガラス
３３’の入射面に配置させている。

このようにある厚さを有するシート部材で形成されたマスク３２’は、被写体光を透過
させる開口部の側面から入射される視野外の被写体光は遮蔽すべきであるが、マスク３２
’の厚さにより開口部の側面で図中矢印Ｌ１’，Ｌ２’で示すように反射して、その反射
光が撮像素子３５’の撮像領域３５ａ’に入射される。このため、撮像素子３５の撮像領
域３５ａ’に撮像視野範囲外の不要な被写体光が入射され、撮像画像が不鮮明となる。

そこで、図４（ａ）に示すように、芯出しガラス３３の出射面側に蒸着によりマスク３
２ａを形成し、そのマスク３２ａが形成された芯出しガラス３３の出射面にカバーガラス
３４を接着接合させる。なお、、芯出しガラス３３やカバーガラス３４の入射面・出射面
のいずれの面にマスク３２ａを蒸着により形成しても同様の効果が得られる。

この蒸着マスク３２ａは、厚みが薄い故に、被写体光を透過させる開口部３２ｂの側面
に対して、入射された視野外の被写体光Ｌ１，Ｌ２は、反射されることなく、撮像素子３
５の撮像領域３５ａには、蒸着マスク３２ａで形成される開口部３２ｂを透過した被写体
光のみが入射される。

なお、前記蒸着マスク３２ａの開口部３２ｂの形状は、矩形の四隅を切り欠いた八角形
状としている。

また、前記撮像光学ユニット２３の組み立てにおいて、従来は、前記撮像枠３１の内壁
面の突堤部３１ｂにマスク３２を載置固定させ、その載置固定されたマスク３２に対して
、芯出しガラス３３を位置合わせしながら載置接着固定し、この芯出しガラス３３に対し
て、撮像素子３５の撮像面に接着接合されたカバーガラス３４を載置接着固定している。

このような手順で、撮像枠３１にマスク３２、芯出しガラス３３、カバーガラス３４、
及び撮像素子３５を収納配置すると、それぞれの光学中心軸がずれることが多々発生して
いる。

そこで、撮像素子３５の撮像領域３５ａの中心と、芯出しガラス３３の光学中心とを合
わせて事前接着接合させ、かつ、撮像素子３５の撮像領域３５ａの中心と、マスク３２を
内径の中心を合わせ芯出しガラス３３の入射面に接着接合させる。

このようにして、マスク３２、芯出しガラス３３、カバーガラス３４、及び撮像素子３
５を接合組立後、前記撮像枠３１に収納配置させることで、光学中心軸が一致された撮像
光学ユニット２３の生成が可能となる。

さらにまた、前記外装ケース３７に収納配置される撮像光学ユニット２３の撮像枠３１
の前記芯出しガラス３３、カバーガラス３４、及び撮像素子３５が収納配置される部分は
、図７ａに示すように、軸方向に複数のスリットを設けて複数の円弧側壁３１ｄ，３１ｅ
，３１ｆを形成する。

つまり、前記撮像枠３１の内部に前記芯出しガラス３３、カバーガラス３４、及び撮像
素子３５が収納配置される円筒部分に、前記基板４１から延出された絶縁材４１ｂと裏面
銅箔パターン４１ｃが挿通する開口スリット３１ｃと、この開口スリット３１ｃが設けら
れた以外の円筒部分に等間隔で複数のスリットにより分離した複数の円弧側壁３１ｄ，３
１ｅ，３１ｆを形成させる。

この円弧側壁３１ｄ，３１ｅ，３１ｆが形成された内周部に前記芯出しガラス３３、カ
バーガラス３４、及び撮像素子３５を収納配置して封止樹脂３６ａで封止した後、前記外
装ケース３７の撮像枠収納部３７ａに収納配置すると、図７（ｂ）に示すように、外装ケ
ース３７の撮像枠収納部３７ａの内周に前記円弧側壁３１ｄ，３１ｅ，３１ｆが配置され
る。かつ、封止樹脂３６ａと前記円弧側壁３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの間の間隔Ａ，Ｂ，Ｃ
は均等になるように配置する。

この状態で接着剤３６ｂを充填硬化させると、接着剤３６ｂの固化収縮を前記円弧側壁
３１ｄ，３１ｅ，３１ｆの間のスリットで吸収することできる。かつ、前記間隔Ａ，Ｂ，
Ｃは、均等の為収縮のバランスが保てる為に、前記芯出しガラス３３とカバーガラス３４
の剥離も生じることもなく、撮像光学ユニット２３を外装ケース３７に収納固定すること
ができる。

また、従来の内視鏡装置の対物光学ユニット２５’は、図５（ｂ）に示すように、略円
筒状の対物レンズ枠２５’に複数の対物レンズ２６ａ’〜２６ｄ’が収納配置されている
。この対物レンズ枠２５’の先端側から最先端対物レンズ２６ａ’、マスク及び第２の対
物レンズ２６ｂ’が配置されている。この最先端対物レンズ２６ａ’とマスク及び第２の
対物レンズ２６ｂ’により被写体光の入射範囲、つまり視野範囲を特定している。

この第２の対物レンズ２６ｂ’の出射端側の対物レンズ枠２５’の内壁には、突堤部２
５’ａが設けられている。この突堤部２５’ａは、前記第２の対物レンズ２６ｂ’を保持
固定すると共に、出射される被写体光の範囲制限するマスク機能を有している。この第２
の対物レンズ２６ｂ’に対向して、突堤部２５’ａを挟んで第３の対物レンズ２６ｃ’と
間隔環２７’と第４の対物レンズ２６ｄ’が配置されている。

第３の対物レンズ２６ｃ’の入射面側は、前記突堤部２５’ａに当接させ、出射面側に
は、間隔環２７’で位置決め設置されている。

また、第４の対物レンズ２６ｄ’も前記間隔環２７’で位置決め設置されている。

この間隔環２７’は、第３の対物レンズ２６ｃ’と第４の対物レンズ２６ｄ’の光軸を
前記最先端対物レンズ２６ａ’と第２の対物レンズ２６ｂ’の光軸とを同一光軸上とする
ために設けられていると共に、第３の対物レンズ２６ｃ’から第４の対物レンズ２６ｄ’
に出射される被写体光の範囲を制限するためのマスク機能も有している。

第４の対物レンズ２６ｄ’は、凸レンズ２６ｄ’１と凹レンズ２６ｄ’２とが接着接合
された接合レンズで、この第４の対物レンズ２６ｄ’で集光された被写体光が撮像素子３
５の撮像領域３５ａに投射されるようになっている。なお、第４の対物レンズ２６ｄ’は
、凸レンズ２６ｄ’１と凹レンズ２６ｄ’２とが入れ換えても良い。

前記第３の対物レンズ２６ｃ’と第４の対物レンズ２６ｄ’の外径は略同一外径に形成
されており、この第３の対物レンズ２６ｃ’と第４の対物レンズ２６ｄ’が収納される部
分の対物レンズ枠２５’の内径ｌ’１は、前記第３と第４の対物レンズ２６ｃ’，２６ｄ
’の外径と略同一形状に形成されている。

しかし、この第３の対物レンズ２６ｃ’と第４の対物レンズ２６ｄ’が配置される部分
の対物レンズ枠２５’の内径ｌ’１は、光軸を一致させるために第３の対物レンズ２６ｃ
’と第４の対物レンズ２６ｄ’の外径よりも若干大きく形成され、第３と第４の対物レン
ズ２６ｃ’，２６ｄ’の外周と、対物レンズ枠２５’の内周壁の間には若干の隙間が生じ
ている。

このような対物レンズ枠２５’の構成により、前記最先端対物レンズ２６ａ’と第２の
対物レンズ２６ｂ’の被写体光の入射範囲の外側、つまり視野外から入射された図中点線
矢印で示す視野外被写体光は、最先端、第２，及び第３の対物レンズ２６ａ’，２６ｂ’
，２６ｃ’に順次入射される。この第３の対物レンズ２６ｃ’に入射された視野外被写体
光は、第３の対物レンズ２６ｃ’で集光透過されて対物レンズ枠２６ｃの出射側球欠端面
へと出射される。この内壁に出射された視野外被写体光は、この第３の対物レンズ２６ｃ
’、間隔環２７’、及び第４の対物レンズ２６ｄ’の外径と対物レンズ枠２５’の内壁と
の間の隙間を介して、撮像素子３５の撮像領域３５ａに入射される。

これにより、撮像素子３５による撮像生成される撮像画像には、視野外被写体光が混入
することで、不鮮明画像となっていた。

そこで、本発明の対物光学ユニット２５は、図５（ａ）に示すように、第３の対物レン
ズ２６ｃが配置される対物レンズ枠２５の内径ｌ１より、間隔環２７と第４の対物レンズ
２６ｄが配置される部分の対物レンズ枠２５の内径ｌ２を大きくして（ｌ１＜ｌ２）、段
差寸法ｌ（ｌ＝ｌ２−ｌ１）を有する段差部２８を設けている。

この段差部２８には、間隔環２７と第４の対物レンズ２６ｄを配置すると、図中点線矢
印で示す視野外被写体光は、第３の対物レンズ２６ｃから対物レンズ枠２５の内壁に沿っ
て、第４の対物レンズ２６ｄ側へと出射されるが、その視野外被写体光は、段差ｌの段差
部２８へと出射されるために、第４の対物レンズ２６ｄで集光されにくくなる。また、前
記間隔環２７を遮光部材で形成することで、前記第３の対物レンズ２６ｃから対物レンズ
枠２５の内壁の段差ｌに出射された視野外被写体光は、段差部２８に設けられた間隔環２
７で遮光されるために、第４の対物レンズ２６ｄへの視野外被写体光の入射が防止できる
。

また、従来の対物光学系ユニット２２の前記対物レンズ枠２５’に配置されている第４
の対物レンズ２６ｄ’は、凸レンズ２６ｄ’１と凹レンズ２６ｄ’２とが接着接合させた
接合レンズが用いられている。

この接合レンズ２６ｄ’は、前記間隔環２７’で前記第３の対物レンズ２６ｃ’との間
隔設定と光軸合わせが行われているが、この間隔環２７’で位置決めされる凸レンズ２６
ｄ’１の外径は対物レンズ枠２５’の内径と略同等にして対物レンズ枠２５’の内壁に接
着固定されるようになっている。

または、図示していないが、この接合レンズ２６ｄ’の光入射側の凸レンズ２６ｄ’１
の出射面側の外周を保持する凸状部を対物レンズ枠２５の内壁からリング状に設けること
も行われている。

一方、接合レンズ２６ｄ’の光出射側の凹レンズ２６ｄ’２の外径は、前記凸レンズ２
６ｄ’１の外径より小さく、対物レンズ枠２５’の内壁には接着固定されてなく、前記凸
レンズ２６ｄ’１の出射面にのみ接合されている。

このために、接合レンズ２６ｄ’の接着固定時に、接合レンズ２６ｄ’の軸芯がずれた
りする。

そこで、本発明の内視鏡装置では、図５（ａ）に示すように、第４の対物レンズである
接合レンズ２６ｄは、間隔環２７で位置決め軸芯合わせされる側である凸レンズ２６ｄ１
の外径は、対物レンズ枠２５の段差部２８の内径ｌ２よりも小さく形成し、凸レンズ２６
ｄ１の出射面に接合される凹レンズ２６ｄ２の外径を段差部２８の内径ｌ２と同等にして
、凹レンズ２６ｄ２の外径を段差部２８の内壁に接着固定させる。これにより、接合レン
ズ２６ｄの接着固定時に接合レンズ２６ｄの剥離や軸芯のズレが解消できる。

または、この第４の対物レンズである接合レンズ２６ｄの対物レンズ枠２５における接
着固定を強固にするために、図示していないが、図５（ａ）の接合レンズ２６ｄの光出射
側の凹レンズ２６ｄ２の出射面側の外周を保持する凸状部を対物レンズ枠２５の内壁から
リング状に設けて、この凸状部と間隔環２７で接合レンズ２６ｄを挟持させるようにする
こともできる。

さらに、従来の内視鏡装置は、前述したように、可撓管部１３の揺動により内蔵されて
いるケーブル５１の揺動し、その揺動が基板４１を介して撮像素子３５に伝達されてカバ
ーカラス３４と芯出しガラス３３の剥離と軸芯のズレが生じることもある。

そこで、本発明の内視鏡装置は、前記基板４１に接続されるケーブル５１の複数の信号
線５１ａ、５１ｂ、…は、前記外装ケース３１、あるいは、この外装ケース３１に収納固
定された前記撮像光学ユニット２３、または前記撮像光学ユニット２３に接続された基板
４１の軸方向の中心線４１’を基準にして、左右均等に振り分けて接続する。

つまり、図６に示すように、ケーブル５１に内蔵され、基板４１に形成されている各種
機能の電子部品４２や集積回路素子４３等に接続される信号線５１ａ〜５１ｆが、基板４
１の軸方向の中心線から均等に配置接続されるように基板４１に信号線接続ランドを形成
させる。

なお、基板４１に均等に設けられる信号線接続ランドの位置は、接続される信号線５１
ａ〜５１ｆの本数（偶数、奇数）や線種（単線、撚り線、シールド線等）及び線の太さな
どを考慮して設定する。

例えば、撮像素子３５を駆動する電源５１ａとグランド線５１は単線で太い為に、中心
４１’を挟んで配置した。また、高周波信号線５１ｂと画像出力信号線５１ｅは、高周波
信号線５１ｂと画像出力信号線５１ｅのクロストークによる影響を緩和する為に、中心４
１’を挟んで基板４１の上で最も距離を取るように配置した。

これにより挿入部７の可撓管部１３に内蔵されているケーブル５１の揺動による基板４
１に与える外力が均等化されるために、前記撮像光学ユニット２３への外力も均等化され
て撮像光学ユニット２３の光軸ズレや芯出しガラス３３のカバーガラス３４の剥離などの
障害発生を抑制できる。

さらに、前記撮像光学ユニット２３と外装ケース３７との間に接着剤３４を充填固化さ
せる際に、充填された接着剤３４が外装ケース３７内で収縮状態が片寄らないように外装
ケース３７と撮像光学ユニット３４の間の隙間をなくすようにする。これにより充填接着
剤３４の固化過程による撮像光学ユニット２３に加わる張力も防止できる。

［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。

（付記１） 管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型
内視鏡装置において、
レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、
この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮
像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、
この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、
この外装部材内に収納された前記撮像光学手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に
、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像光学手段に加わる張力を吸収する張力吸収手
段と、
を具備したことを特徴とする内視鏡装置。

（付記２） 前記張力吸収手段は、前記撮像手段の底面と前記外装部材の底面内側との
間に充填浸透する接着剤の接着力を薄弱化するための部材を介装させたことを特徴とする
付記１記載の内視鏡装置。

（付記３） 前記張力吸収手段は、前記外装部材の底面内側に施される接着剤の不接着
加工であることを特徴とする付記１記載の内視鏡装置。

（付記４） 前記張力吸収手段は、前記撮像光学手段の少なくとも撮像素子芯出しガラ
スが、前記撮像枠内で接着剤の固化時の収縮に応じて光軸方向に摺動可能としたことを特
徴とする付記１記載の内視鏡装置。

（付記５） 前記撮像光学手段の撮像素子芯出しガラスは、前記撮像素子の外形状を包
含するように形成したことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の内視鏡装置。

（付記６） 前記撮像光学手段の撮像素子芯出しガラスは、前記撮像素子との接合面積
が撮像素子からの信号線の引き出し側の面積を大きくするように形成したことを特徴とす
る付記１乃至５記載の内視鏡装置。

（付記７） 前記撮像光学手段の撮像素子芯出しガラスは、光出射面にマスクを蒸着形
成したことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の内視鏡装置。

（付記８） 前記撮像光学手段は、カバーガラスが接合された撮像素子に対して、撮像
素子芯出しガラスを前記撮像素子の撮像領域の中心軸に合わせて接合後、前記撮像素子の
撮像領域に合わせて、前記撮像素子芯出しガラスにマスクを接合する付記１乃至７のいず
れかに記載の内視鏡装置。

（付記９） 前記撮像光学手段を前記外装ケース手段に収納配置する際に、前記撮像光
学手段と外装ケース手段との間に形成される隙間空間の体積を略同一としたことを特徴と
する付記１乃至８のいずれかに記載の内視鏡装置。

（付記１０） 前記撮像光学手段の撮像枠は、少なくとも内装される前記撮像素子、撮
像素子カバーガラス、撮像素子芯出しガラスとの間に複数のスリットを設けたことを特徴
とする付記１乃至９のいずれかに記載の内視鏡装置。

（付記１１） 前記対物光学手段の複数の対物レンズの内、最終端対物レンズの外径を
、その最終端対物レンズの入射側に配置される対物レンズの外径より大きく設定し、前記
レンズ枠内壁面に前記最終端対物レンズと、最終端対物レンズの入射側に配置された対物
レンズがそれぞれ収納配置される段差部を形成したことを特徴とする付記１記載の内視鏡
装置。

（付記１２） 前記対物光学手段のレンズ枠に設けた段差部に最終端対物レンズの光学
中心を設定する間隔環を配置したことを特徴とする付記１１に記載の内視鏡装置。

（付記１３） 前記間隔環は、光遮蔽部材で形成されたことを特徴とする付記１２に記
載の内視鏡装置。

（付記１４） 前記最終対物レンズは、接合レンズで形成され、出射側のレンズは、前
記レンズ枠の内壁に接合されていることを特徴とする付記１１乃至１３のいずれかに記載
の内視鏡装置。

（付記１５） 前記接合レンズの出射側のレンズの出射面外周を保持する凸状部を前記
対物レンズ枠内壁に設けたことを特徴とする付記１３記載の内視鏡装置。

（付記１６） 前撮像光学手段の撮像素子の駆動制御と、撮像生成された撮像信号等を
授受する複数の信号線を左右均等に配置したことを特徴とする付記１乃至１５のいずれか
に記載の内視鏡装置。

（付記１７） 前記撮像光学手段を収納配置し、接着剤が充填される外装ケース手段の
間に、接着剤の固化収縮時に撮像光学手段に不要な張力が加わる隙間をなくしたことを特
徴とした内視鏡装置。

本発明に係る内視鏡装置の一実施形態の挿入部先端に設けられた撮像装置の構成を示す断面図。 本発明に係る内視鏡装置が内蔵された内視鏡システムの全体構成を示すブロック図。 本発明に係る内視鏡装置の一実施形態の挿入部先端に設けられた撮像光学ユニットと外装ケースとの関係を示す断面図。 本発明に係る内視鏡装置の撮像光学ユニットに用いるマスクの配置を説明する断面図。 本発明に係る内視鏡装置の対物光学ユニットの構成を示す断面図。 本発明に係る内視鏡装置の撮像光学ユニットとケーブルの関係を示す断面図。 本発明に係る内視鏡装置の撮像枠の構成を示す斜視図。

符号の説明

２２…対物光学ユニット
２３…撮像光学ユニット
２４…撮像装置
２５…対物レンズ枠
２６…対物レンズ
２７…間隔環
３１…撮像枠
３２…マスク
３３…芯出しガラス
３４…カバーガラス
３５…撮像素子
３７…外装ケース
３８…シート
４１…基板
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (3)

1. 管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、
   レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、
   この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、
   この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、
   この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、
   前記張力吸収手段は、前記撮像手段の底面と前記外装部材の底面内側との間に充填浸透する接着剤の接着力を薄弱化するための部材を介装させたことを特徴とする内視鏡装置。
2. 管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、
   レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、
   この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、
   この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、
   この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、
   前記張力吸収手段は、前記外装部材の底面内側に施された接着剤の不接着加工であることを特徴とする内視鏡装置。
3. 管腔内への挿入方向に対して、垂直方向の観察部位を撮像観察する側視型内視鏡装置において、
   レンズ枠内に複数の対物レンズを収納配置した対物光学手段と、
   この対物光学手段と同一光軸上に配置され、撮像素子、撮像素子カバーガラス、及び撮像素子芯出しガラス等を撮像枠内に収納配置した撮像手段と、
   この撮像手段を収納する剛体部材で形成された外装部材と、
   この外装部材内に収納された前記撮像手段の周囲に接着剤を充填して固定する際に、前記接着剤の固化時の収縮による前記撮像手段に加わる張力を吸収する張力吸収手段と、を具備し、
   前記張力吸収手段は、前記撮像手段の少なくとも撮像素子芯出しガラスが、前記撮像枠内で接着剤の固化時の収縮に応じて光軸方向に摺動可能としたことを特徴とする内視鏡装置。

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