| 【発明の名称】 |
撮像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】広谷 純
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| 【要約】 |
【課題】固体撮像素子と固定部材との固定強度を向上させて、接続部における断線や接着部の剥離を防止する。
【解決手段】対物光学系１１と前記固体撮像素子１２とはお互いの光軸を一致させて固定され、最終対物レンズ１４ｅの後端面と前記撮像素子１２の前面とを接着し、固定枠２０の基端部及び外周面の一部と前記撮像素子１２及び保護ガラス１６を固定している第１接着剤２１の外周部とに第３接着剤２３を塗布して強固に固定する。前記撮像素子１２及び固定枠２０の上側外周面と下側外周面とに２つの補強板２５を配設し、これら固定枠２０及び撮像素子１２と補強板２５とを熱収縮チューブ２６で被覆し、熱収縮チューブ２６の基端部を前記信号ケーブル１３に外嵌させて、この熱収縮チューブ２６の内部に前記第３接着剤２３を充填してＴＡＢテープ１８、信号線、電気部品２４を一体的に固定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】固体撮像素子とその固体撮像素子を固定する固定部材とを有する撮像装置において、前記固体撮像素子と固定部材間の取付け強度を補強する補強部材を配設したことを特徴とする撮像装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子と固定部材との取付け強度を強固にする撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内視鏡挿入部の先端部内に対物光学系、固体撮像素子及び回路基板などで構成した撮像装置を内蔵させて、前記対物光学系でとらえた観察像を固体撮像素子で光電変換し、この光電変換した電気信号を信号ケーブルを介して内視鏡外部装置である画像処理装置に伝送して画像信号を生成し、この画像信号をモニタ画面上に表示して内視鏡像の観察を行える電子内視鏡装置が広く利用されている。
【０００３】図１０（ａ）に示すように固体撮像素子１と、複数の対物レンズ２，…，２を対物レンズ枠３に配設した対物光学系４とは、この固体撮像素子１の前面に配置された撮像素子保護ガラス５と前記対物レンズ枠３の基端面とを固定する接着固定部６を設けて一体的に固定されたり、同図（ｂ）に示すように前記固体撮像素子保護ガラス５と、対物レンズ枠３の基端面及びこの対物レンズ枠３の基端部に設けた最終対物レンズ２ｅとを固定する接着固定部６を設けて一体的に固定されていた。
【０００４】前記固体撮像素子から延出する外部リード１ａには信号ケーブル内に配設されている信号線あるいは撮像装置を構成する回路基板上に設けた信号線接地用ランドが半田等で接続されるようになっており、撮像装置の入出力信号である撮像装置駆動信号、撮像装置出力信号及び撮像装置駆動電源などが前記外部リード１ａや回路基板に接続されて、内視鏡挿入部内を挿通する信号ケーブルを介して内視鏡の外部装置である画像処理装置などに伝送されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このため、内視鏡挿入部に設けられている湾曲部が例えば上下左右に湾曲操作された際、内視鏡挿入部内を挿通している上述した信号ケーブルがこの湾曲動作に伴って煽られたり、引っ張られたりすると、前記外部リードと、回路基板又は信号線との電気的な接続部に応力が働いて断線が生じたり、撮像素子と固定枠との接着部に剥離や割れが生じるなどの不具合が発生するおそれがあった。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子と固定枠との接着部に剥離や割れが生じることを防止する撮像装置を提供することを目的にしている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、固体撮像素子とその固体撮像素子を固定する固定部材とを有する撮像装置であって、前記固体撮像素子と固定部材間の取付け強度を補強する補強部材を配設している。
【０００８】この構成によれば、撮像装置に応力がかかったとき、固体撮像素子と固定部材との双方にかかる応力が補強部材で分散されて、固体撮像素子と固定部材との接着部に剥離や割れが生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施形態に係り、図１は撮像装置の構成を示す説明図、図２はレンズ枠とレンズとの固定例を示す図、図３はバンプ接合部を説明する拡大図である。図１に示すように本実施形態の撮像装置１０は、内視鏡挿入部の先端部分を構成する図示しない先端構成部材に形成されている観察用透孔に配置されるものであり、この撮像装置１０は、先端側に配置されて被検査部位の観察像を撮らえる対物光学系１１と、この対物光学系１１で撮らえた光学像を電気信号に変換する固体撮像素子１２と、この固体撮像素子１２に入出力信号である駆動信号や、出力信号及び駆動電源などを伝送する信号ケーブル１３とで主に構成されている。
【００１０】前記対物光学系１１は、複数の対物レンズ１４，…，１４を内設した例えばステンレス鋼などで形成された金属製の対物レンズ枠１５と、この対物レンズ枠１５に外嵌固定されて最終対物レンズ１４ｅを内設した前記固体撮像素子１２の固定部材及び前記金属製の対物レンズ枠１５からの静電気の流れを防止する絶縁部材枠を兼ねる非導電性部材である例えばセラミックや高分子材料で形成した固定枠２０とを接着固定して形成されている。前記対物レンズ枠１５の先端側からは第１対物レンズ１４ａ，第２対物レンズ１４ｂ，…，１４が順次配置されており、前記第１対物レンズ１４ａと第２対物レンズ１４ｂとの間には薄板状の絞り１１ａが配設されている。更に、最終対物レンズ１４ｅが、保護ガラス１６に接合されている。
【００１１】また、図２（ａ）に示すように前記対物レンズ１４ａ，１４ｂと対物レンズ枠１５との接着部の形状が円形である場合、円形の第２対物レンズ１４ｂに破線に示すように上下左右に面取り部Ａを設けて、第２対物レンズ１４ｂと対物レンズ枠１５との接着代を少なく形成している。このことによって、第２対物レンズ１４ｂと絞り１１ａと第１対物レンズ１４ａとを先端側に落とし込んだ後、この第１対物レンズ１４ａを対物レンズ枠１５に接着固定するために塗布した接着剤が、前記第２対物レンズ１４ｂ側に流れ込んで外周面に付着した場合でも、対物レンズ枠１５と第２対物レンズ１４ｂとの接着代がわずかであるとともに、面取り部Ａにピンセットなどの工具を配置させて作業を容易に行えるので、対物レンズ枠１５の先端側部に設けたレンズの交換作業を手短に行うことができるようになる。
【００１２】なお、同図（ｂ）に示すように前記対物レンズ１４ａ，１４ｂと対物レンズ枠１５との接着部の形状が四角形である場合には、四角形の第２対物レンズ１４ｂの四隅に面取り部Ａを設けることによって上述した円形の第２対物レンズ１４ｂに面取り部Ａを形成した場合と同様の作用及び効果を得られる。
【００１３】一方、前記図１に示した固体撮像素子１２の前面には固体撮像素子保護ガラス（以下保護ガラスと略記する）１６の後端面が接着によって一体的に固定されている。このとき、前記対物光学系１１と前記固体撮像素子１２とはお互いの光軸を一致させて固定されるものであり、光軸の位置ずれを防止するため固体撮像素子１２と保護ガラス１６の外周面及び固体撮像素子１２の基端面に非導電性の第１接着剤２１をさらに塗布して前記固体撮像素子１２と前記保護ガラス１６とを強固に固定している。
【００１４】また、図３に示すように前記固体撮像素子１２の前面に設けられている電極部（不図示）にはバンプ接合部１７を介してＴＡＢテープ１８のインナーリード１９が電気的に接続されており、これらバンプ接合部１７及びインナーリード１９，ＴＡＢテープ１８の先端部分を非導電性の第２接着剤２２で覆って、前記インナーリード１９と固体撮像素子１２の電極部とをより強固に固定して断線の発生を防止している。なお、前記ＴＡＢテープ１８は、前記固体撮像素子１２の基端よりさらに後方側に延出しており、このＴＡＢテープ１８上にはＩＣやコンデンサーなどの電気部品２４が搭載されている。そして、これら電気部品２４の電極(不図示)及びＴＡＢテープ１８のケーブル配線用ランド１８ａには信号ケーブル１３に内蔵されている信号線が接続されている。前記信号ケーブル１３内には信号線として例えば７芯ケーブルと１芯ケーブルと１芯ケーブルとが挿通しており、それら信号線が熱収縮チューブ１３ａによって一体的に束ねられている。
【００１５】前記撮像素子１２と固定枠２０との固定を更に強固にするため、前記固定枠２０の基端部及び外周面の一部及び前記撮像素子１２及び保護ガラス１６を固定している第１接着剤２１の外周部に第３接着剤２３を塗布するとともに、前記第３接着剤２３を塗布した前記撮像素子１２及び固定枠２０の上側外周面と下側外周面とに両部材１２，２０にかかる補強部材として平板状の２つの補強板２５を配設し、これら固定枠２０及び撮像素子１２と補強板２５とを熱収縮チューブ２６で被覆して一体的に固定している。そして、この熱収縮チューブ２６の内部に前記第３接着剤２３を充填してＴＡＢテープ１８、信号線、電気部品２４を一体的に固定して基端部を前記信号ケーブル１３に外嵌させて撮像装置１０を構成している。
【００１６】なお、前記ＴＡＢテープ１８は、前記固体撮像素子１２の後方側に突出した状態で内側方向に折り曲げられて撮像装置１０の外径寸法を細径にしている。また、前記最終対物レンズ１４ｅは平行平板ガラスであっててもよい。
【００１７】このように、固体撮像素子に密着固定させた保護ガラスと、固定枠の基端面側に設けた最終対物レンズとを接着して一体的に固定する際、固体撮像素子及び保護ガラスの側面に第１接着剤を塗布して固定強度を向上させるとともに、この第１接着剤及び固定枠の周囲に第３接着剤を塗布した上で更に、前記固体撮像素子と前記固定枠との双方にかかるように補強板を配設して撮像装置を構成することにより、固体撮像素子及び保護ガラスと固定枠との接続部の接続強度を大幅に向上させることができる。このことによって、湾曲操作などによって信号ケーブルが引っ張られたり、煽られたりして発生する応力が撮像素子方向に働くとき、固体撮像素子と固定枠との双方にかかるように配設された補強板によって応力が分散されるので、固体撮像素子及び保護ガラスと固定枠との接続部に剥離や割れが生じることが防止される。
【００１８】また、ＴＡＢテープのインナーリードと固体撮像素子の電極部とをバンプ接合部を設けて電気的に接続する際、バンプ接合部及びインナーリード，ＴＡＢテープの先端部分を第２接着剤で覆って固定したことにより、固定強度が向上して信号ケーブルが引っ張られたり、煽られたりすることによって発生する応力による断線を防止することができる。
【００１９】なお、本実施形態においては補強板２５を上・下２つの辺に配設した構成例を示したが、前記補強板２５を配設する位置は上・下の２辺に限定されるものではなく、上・右，上・左など、どの２辺に配設する構成であってもよい。また、固体撮像素子の後方側のＴＡＢテープ１８を内側に折り曲げて撮像装置の外径寸法を小径にしているが、折り曲げる位置は上述したＴＡＢテープ１８の部分に限定されるものではなくインナーリード１９部分であってもよい。
【００２０】図４及び図５は本発明の第２実施形態に係り、図４は撮像装置の他の構成を示す説明図、図５は図４のＸ-Ｘ断面図である。
【００２１】図４及び図５に示すように本実施形態の撮像装置１０Ａにおいては、固体撮像素子１２及び保護ガラス１６と固定枠２０との両部材にかかるように略コ字形状に形成した補強部材であるコの字板２５Ａを外嵌固定した上で、その周囲に熱収縮チューブ２６を被覆して一体的に固定して接着剤２３を充填して撮像装置１０Ａを構成している。このとき、前記固定枠２０には前記コの字板２５Ａの厚み寸法と略同様な段部２０ａが形成されており、この段部２０ａに前記コの字板２５Ａを配置固定することによって、前記コの字板２５Ａが前記固定枠２０の外周面より突出して説像装置１０Ａが太径になることを防止している。その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略する。
【００２２】このように、コ字形状に形成した補強部材であるコの字板を、固体撮像素子及び固定枠にかかるように配設したことにより、このコの字板が固体撮像素子及び固定枠の３辺方向に一体的に配設されるので、固体撮像素子及び保護ガラスと固定枠との接続部の接続強度がさらに向上して、湾曲操作などによって信号ケーブルが引っ張られたり、煽られたりしたときに発生する応力によって、固体撮像素子及び保護ガラスと固定枠との接続部に剥離や割れが生じることをより確実に防止することができる。その他の作用及び効果は前記第１実施形態と同様である。
【００２３】ところで、複数の視野方向を有する従来の内視鏡においては各視野方向毎に固体撮像素子を配置する構成になっていたので、内視鏡の先端部が太径化するとともに内視鏡が高価になるという問題があった。このため、複数の視野方向を有する内視鏡の先端部を太径にすることなく、かつ安価な構成の内視鏡が望まれていた。
【００２４】図６に示すように本実施形態の内視鏡４０は、先端部に例えば３つの観察用窓４１，４２，４３を有し、これらの観察用窓４１，４２，４３に対して１つの撮像装置４４を備えている。この撮像装置４４には操作用ケーブル４５が装着されており、例えば内視鏡操作部（不図示）に設けられている操作部レバーを操作することによって前記操作用ケーブル４５を進退移動させて、撮像装置４４の視野方向を、それぞれの観察用窓４１，４２，４３に向けられるようにしている。
【００２５】このように、内視鏡内に設けた１つの撮像装置を、操作用ケーブルを操作することによって移動させて、所望の観察用窓に対向させて視野方向を変化させて、所望の方向の観察を行えるようにしたことによって、多方向の観察が可能な内視鏡を、先端部を細径にすることなく安価に提供することができる。このことによって、挿入性が良好で、オリエンテーションのつけ易い内視鏡の提供が可能になる。
【００２６】なお、撮像装置の視野方向を変化させるために図６に示した操作用ケーブル４５を使用する代わりに図７に示すように撮像装置４４を起上台４６に配置し、この起上台４６を起上ワイヤ４７を牽引操作して回動させることにより、撮像装置４４の視野方向を変える構成であってもよい。
【００２７】ところで、内視鏡においては挿入性の向上及びオリエンテーションのつけ易さが望まれていた。図８及び図９に示すように本実施形態の内視鏡５０は、先端部５１の断面形状を楕円形状に構成し、その楕円形の長軸上に２つの斜視対物光学系５２，５３を配置している。このことによって、視野角を大きくして観察がし易くなるとともに、挿入性が向上するして、オリエンテーションの内視鏡を提供することが可能になる。
【００２８】なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００２９】［付記］以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００３０】（１）固体撮像素子とその固体撮像素子を固定する固定部材とを有する撮像装置において、前記固体撮像素子と固定部材間の取付け強度を補強する補強部材を配設した撮像装置。
【００３１】（２）前記補強部材は、平板状部材である付記１記載の撮像装置。
【００３２】（３）前記補強部材は、コの字形状部材である付記１記載の撮像装置。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮像素子と固定枠との接着部に剥離や割れが生じることを防止する撮像装置を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月１７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２６２４６７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月２８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６７２１６ |
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