| 【発明の名称】 |
内視鏡撮像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】二木 泰行
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号 オリンパス光学工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】固体撮像素子等の電子部材をオートクレーブ滅菌による蒸気の侵入防止と、熱による歪みの影響を受けにくい内視鏡撮像装置が望まれている。
【解決手段】気密空間を形成するカバーガラス枠１６、ケーブル枠２２、及びシールド枠２２とを溶接して気密空間を形成し、その気密空間に撮像ユニット１０を設置する内視鏡において、 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に前記溶接部と離間して設けられた離間壁と、
前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化される高分子接着部材と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【請求項２】
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
断熱部材により形成され、前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に設けられた離間壁と、
前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化される高分子接着部材と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【請求項３】
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入固化される高分子接着部材と、
前記溶接部と離間した位置に設けられ、前記高分子接着部材を前記溶接部と離間した所定の位置で封止保持する高分子接着部材保持壁と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【請求項４】
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入固化される高分子接着部材と、
断熱部材で形成され、前記高分子接着部材を前記溶接部に対応する位置で封止保持する高分子接着部材保持壁と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
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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、電子内視鏡に内蔵される被検体部位を撮像する光学部材や電子部材からなる撮像機能を気密性を確保し、オートクレーブ滅菌処理時の高圧高温水蒸気の侵入を防止する内視鏡撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野で、体腔内の深部に挿入して、体腔内の被検体部位を観察診断したり、必要に応じて処置具を用いて治療処置等を行なう内視鏡が広く用いられるようになっている。
【０００３】
この医療用内視鏡は、診断治療に用いた後、あるいは診断治療前に、確実に消毒滅菌することが必要不可欠であり、この消毒滅菌処理は、エチレンオキサイドガス等のガスや、消毒液中で浸洗させる方法が一般的である。
【０００４】
しかし、周知のように滅菌ガスや消毒液は、日常の保管管理に細心の注意を払う必要があり、また、消毒滅菌作業時の作業者の安全確保の為に作業手順の遵守を厳しく管理する必要もあり、さらに、消毒滅菌後に機器に付着しているガスや消毒液を取り除く為のエアレーション時間を設ける必要がある等の消毒滅菌処理の作業は厳格な管理の下で実行されている。このため、消毒滅菌処理作業には、多くの時間を要している。
【０００５】
そこで、最近では、消毒滅菌が確実に行えると共に、消毒滅菌処理後に速やかに使用でき、しかも消毒滅菌処理のコストが低減できるオートクレーブ滅菌（高圧高温蒸気滅菌）が内視鏡装置に用いられるようになっている。
【０００６】
このオートクレーブ滅菌は、高圧高温（約１２０°Ｃ〜１３５°Ｃ）の水蒸気中に内視鏡装置である被滅菌物を浸洗させて滅菌させるものである。
【０００７】
このオートクレーブ滅菌で消毒滅菌させる内視鏡装置は、内視鏡内に組み込まれている光学部材や電子部材に水蒸気が侵入しないように気密にする必要があり、一般には、光学部材や電子部材を樹脂系の接着剤によって固化固定して水密構造にしているが、前記水蒸気の侵入を防止するための十分な耐性が得られなかった。
【０００８】
このようなオートクレーブ滅菌に対応させた内視鏡装置は、例えば、特開２０００−１１５５９４号公報と特開２０００−７０２１３号公報に提案されている。
【０００９】
前記特開２０００−１１５５９４号公報に提案されている内視鏡は、ハーメチックコネクターを使用して固体撮像素子を完全に気密にした構造と、また、撮像ユニットの硬質部短縮の為に固体撮像素子を水密構造内部に設けた例とが示されている。
【００１０】
また、特開２０００−７０２１３号公報に提案されている内視鏡は、ハーメチックコネクターを使用して固体撮像素子を完全に気密にした構造が示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開２０００−１１５５９４号公報のハーメチックコネクターを使用して固体撮像素子を完全に気密にした構造では、ハーメチックコネクターの小型化が困難であるため撮像ユニットが太くなるため内視鏡挿入部も太くなったり、撮像ユニット硬質部が長くなることで挿入部の先端硬質部も長くなり、このような内視鏡挿入部が太く先端硬質部が長い内視鏡を用いると患者への負担が大きくなると共に観察診断の操作性能が低下する。
【００１２】
また、撮像ユニットの硬質部短縮の為に固体撮像素子を水密にした例においては、嵌合接着部はオートクレーブ滅菌時の金属部品の熱膨張・冷却収縮による接着剤の剥離や接着剤の劣化によって、水密性が破壊され、電子部材への高圧高温水蒸気の透過が増大し、電子部材の性能劣化が発生する可能性がある。
【００１３】
また、前記特開２０００−７０２１３号公報のハーメチックコネクターを使用して固体撮像素子を完全に気密にした構造は、ハーメチックコネクターの小型化が困難であるため挿入部外径が太くなったり、組立て性が低下する問題を有している。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、内視鏡挿入部の外径を細径化すると共に、固体撮像素子や電子基板等の電子部材のオートクレーブ滅菌による水蒸気の侵入防止と、オートクレーブ滅菌に対する耐性を有する内視鏡撮像装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の内視鏡撮像装置は、気密空間を形成するための第１の枠体と、前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に前記溶接部と離間して設けられた離間壁と、前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化される高分子接着部材と、
を有することを特徴としている。
【００１６】
本発明の内視鏡撮像装置は、気密空間を形成するための第１の枠体と、前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、断熱部材により形成され、前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に設けられた離間壁と、前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化される高分子接着部材と、を有することを特徴としている。
【００１７】
本発明の内視鏡撮像装置は、気密空間を形成するための第１の枠体と、前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入固化される高分子接着部材と、前記溶接部と離間した位置に設けられ、前記光分子接着部材を前記溶接部と離間した所定の位置で封止保持する高分子接着部材保持壁と、を有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の内視鏡撮像装置は、気密空間を形成するための第１の枠体と、前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入固化される高分子接着部材と、断熱部材により形成され、前記光分子接着部材を前記溶接部に対応する位置で封止保持する高分子接着部材保持壁と、を有することを特徴としている。
【００１９】
本発明の内視鏡撮像装置により、気密枠内に被検体部位を撮像する固体撮像素子からなる撮像ユニットを高分子接着部材で封止固化固定し、その気密枠を溶接で気密接合する際の溶接熱による高分子接着部材の溶解が防止でき、且つ、高圧高温蒸気を用いたオートクレーブ滅菌において、撮像ユニット内への蒸気侵入が生じない気密接合の内視鏡撮像装置が提供可能となった。
【００２０】
【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について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の概略構成を説明する外観図、図２は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の先端部の構成を示す断面図、図３は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の先端部に配置される撮像ユニットの構成を示す断面図、図４は、本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の撮像ユニットに用いる固体撮像素子用の補強部材の構成を示す斜視図である。
【００２１】
本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の内視鏡本体１は、図１に示すように、挿入部２、操作部５、軟性コード８、及びコネクタ７からなっている。
【００２２】
挿入部２は、体腔内に挿入される可撓性部材で生成され、内部にライトガイドケーブル、信号ケーブル、湾曲操作ワイヤ及び処置用鉗子や送排気用チャンネル等が設けられている。
【００２３】
この挿入部２の先端部分には、先端部３と湾曲部４とを有しており、先端部３には、ライトガイドケーブルからの照明光投射孔、被検体部位を撮像する固体撮像素子、及び処置用鉗子孔などが設けられている。湾曲部４は、先端部３から挿入部２を体腔内に挿入した際に、体腔の管腔に応じて湾曲させて挿入部２を速やかに挿入させるようになっている。
【００２４】
この挿入部２の基端部には、操作部５が設けられており、操作部５には、前記湾曲部４の湾曲操作ワイヤを介して、遠隔湾曲操作するアングルレバー６や図示していない処置具挿入孔等を有している。この操作部５の基端側からは、ライトガイドケーブルや信号ケーブル等が内蔵した軟性コード８が接続延出されており、この軟性コード８の基端には、コネクタ７が接続されている。このコネクタ７は、図示しない光源装置に接続されて、前記ライトガイドケーブルに照明光を投射したり、ビデオプロセッサ装置に接続されて先端部３に設けられている固体撮像素子を信号ケーブルを介して、駆動制御するようになっている。
【００２５】
この内視鏡本体１の挿入部２の先端部３の内部構成について、図２を用いて説明する。なお、図２は先端部３を軸方向に切断した断面図である。
【００２６】
この先端部３の撮像ユニット９の最先端には、先端カバーガラス１１が金属枠１２によって気密に保持されている。先端カバーガラス１１は、略円形状に形成され、その円形状の外周を略円筒形状の金属枠１２で保持されている。この先端カバーガラス１１と金属枠１２との接合部は、ロウ付け（硬ロウ付け，または軟ロウ付け）によって気密に接合されている。また、先端カバーガラス１１は、外部に露出しているる外表面が、オートクレーブ滅菌時の高圧高温水蒸気に晒されるため、オートクレープ滅菌に耐える性能を有するサファイヤが望ましい。
【００２７】
前記金属枠１２の基端側の内周面は、略円筒形状に形成された接続パイプ１３と気密に接合されている。この金属枠１２と接続パイプ１３との気密接合は、低出力管理が容易なＹＡＧレーザーを用いたレーザー溶接されている。
【００２８】
この接続パイプ１３の内周面には、アルミナセラミックス等で、かつ電気的絶縁性を有する材料によって、高圧高温水蒸気が侵入不可能な高密度に形成された略円筒状の絶縁枠１４が気密接合配置されている。この絶縁枠１４の基端の外周面には、略円筒形状の接続パイプ１５が気密接合されている。
【００２９】
前記先端カバーガラス１１の内面と、前記接続パイプ１３によって接合された前記金属枠１２と絶縁枠１４との内周の空間部には、複数のレンズからなる対物光学系１８が内装されている。
【００３０】
前記絶縁枠１４の両端外周面と接続パイプ１３及び接続パイプ１５との気密接合は、ロウ付け（硬ロウ付け、または軟ロウ付け）によって接合され、予めユニット化されている。
【００３１】
前記接続パイプ１５の外周は、略円筒形状のカバーガラス枠１６にレーザー溶接によって気密に接合されている。このカバーガラス枠１６は、光学部材によって形成されたカバーガラス１７の外周を気密に接合保持するものである。このカバーガラス１７とカバガラス枠１６の気密接合は、ロウ付け（硬ロウ付け、または軟ロウ付け）によって接合されている。
【００３２】
なお、前記先端カバーガラス１１の金属枠１２との接合部、カバーガラス１７のカバーガラス枠１６との接合部、及び絶縁枠１４と接続パイプ１３，１５との接合部には、メタライズ（金属の皮膜生成）が施されており、ロウ付けが可能となっている。また、メタライズは、モリブデンマンガンの焼き付けを施した上にニッケルを鍍金したり、クロム、ニッケルを蒸着やスパッタなどの真空プロセスを用いた成膜によって施され、外表面がロウ付け材に対して濡れ性を有し、ロウ付け時やオートクレーブ滅菌時の熱や応力に対して耐性をある構造を有している。
【００３３】
また、前記ＹＡＧレーザーによって溶接される金属枠１２、接続パイプ１３，１５、カバーガラス枠１６は、ＳＵＳ３０４等のステンレス材によって形成されることが望ましい。
【００３４】
前記カバーガラス１７の後面側には、固体撮像素子１９が設けられており、この固体撮像素子１９は、基板２０を介してケーブル２１に電気的に接続されている。この基板２０とケーブル２１は、ケーブル枠２３内に接着剤で封止固化固定されている。
【００３５】
前記カバーガラス枠１６とケーブル枠２３の外周面は、シールド枠２２の内周面にＹＡＧレーザー溶接によって気密接合されている。
【００３６】
つまり、前記カバーガラス枠１６とケーブル枠２３の外周面にシールド枠２２で気密接合されて形成された空間部には、固体撮像素子１９、基板２０、及びケーブル２１からなる撮像部１０が形成されており、水や水蒸気が侵入しない高いレベルの水密空間を形成している。
【００３７】
次に、前記個体撮像素子１９が設置される撮像ユニット９の撮像部１０の収納部分の構成を図３を併用して詳細説明する。
【００３８】
前記カバーガラス１７の後面側に絞り板２４を介して、前記固体撮像素子１９の撮像面が接着固定されている。この絞り板２４は、前記カバーガラス１７の後面側の形状と同じ形状のリン青銅板等の薄板を用いて、その中心に略方形の開口部を形成したもので、この開口部は、固体撮像素子１９の被検体部位像の撮像範囲と略同形状である。
【００３９】
つまり、カバーガラス１７と絞り板２４の開口部を透過した被検体部位像光は、固体撮像素子１９の撮像面の撮像範囲内に投射されるようになっている。
【００４０】
この固体撮像素子１９の背面には、補強部材２５が取り付けられ、この補強部材２５は、カバーガラス枠１６に接着固定されている。
【００４１】
この補強部材２５は、図４に示すように、有底円筒形状の部材の底面２５ａから軸方向に略円弧状の開口部２８、２８が対称に一対設けられており、この開口部２８、２８には固体撮像素子１９のリード線が挿入可能となっている。つまり、固体撮像素子１９の後端面から補強部材２５の底面２５ａが当接するように装着し、その装着した固体撮像素子１９のリード線を開口部２８，２８から引き出して、前記基板２０に接続させる。
【００４２】
この補強部材２５の底面部２５ａと固体撮像素子１９の後端面は、接着剤によって保持・固定させる。
【００４３】
なお、固体撮像素子１９の後端面と補強部材２５の底面２５ａとの間の電気的絶縁性が必要な場合は、電気的に絶縁性を有し、且つ、耐熱性があるポリイミド等によって形成された図示しない絶縁シートを補強部材２５の底面部２５ａと固体撮像素子１９の後端面の間に挟み込んでも良い。また、補強部材２５の形状は、固体撮像素子１９の外形との相似形状やコの字状等の固体撮像素子１９を補強保持固定できる形状であればいかなる形状でも良い。
【００４４】
前記ケーブル枠２３は、略円筒形状を有し、内部にケーブル２１が挿入され、そのケーブル２１の内部の各信号線を電気的に半田付け接続された基板２０が接着剤で固化固定されている。
【００４５】
前記基板２０が配置されると共に、前記シールド枠２２がレーザ接合される前記ケーブル枠２３の内周には、略円筒形状の離間壁２６が配置されて、ケーブル枠２３と離間壁２６との間に空間部２７が形成されている。この離間壁２６の内周側に、前記ケーブル２１が接続された基板２０が接着剤で固化固定されている。
【００４６】
つまり、ケーブル枠２３は、内周に固体撮像素子１９のリード線が電気的に接続された基板２０と、この基板２０に電気的に接続されたケーブル２１を収納して接着剤で固化固定しており、このケーブル枠２３の外周のシールド枠２２がレーザ溶接される部分のケーブル枠２３の内周面に空間部２７を介して離間壁２６が設けている。
【００４７】
なお、ケーブル枠２３の離間壁２６内に基板２０とケーブル２１を封止固化固定する接着剤は、高分子接着部材が用いられている。
【００４８】
このようにケーブル枠２３に離間壁２６を有することにより、シールド枠２２をケーブル枠２３に装着して、離間壁２６を有する図中のレーザ溶接部２２ｂにおいてレーザ溶接すると、そのレーザ溶接時の熱は、空間部２７と離間壁２６によって、基板２０とケーブル２１を接着固化固定している高分子接着部材には伝達されにくくなり、高分子接着部材の溶解が生じない。
【００４９】
なお、シールド枠２２とカバーガラス枠１６との気密接合は、レーザ溶接部２２ａでレーザ溶接されている。
【００５０】
一方、前記カバーガラス部材１６に気密固定されたカバーガラス１７の前面側には、レンズ３０が設けられている。このレンズ３０は、前記カバーガラス枠１６に気密固定されたカバーガラス１７の前面側に、レンズ芯出し部材２９により保持固定されている。
【００５１】
このレンズ芯出し部材２９には、前記カバーガラス１７とレンズ３０との間に介装される薄肉部２９ａが設けられており、この薄肉部２９ａによりカバーガラス１７とレンズ３０とが面接触しないように構成されている。
【００５２】
さらに、前記レンズ芯出し部材２９の先端側である被検体部位像光の取り入れ側には、間隔部材３１と絞り３２が設けられている。
【００５３】
この間隔部材３１は、レンズ３０と絞り３２との間隔寸法を設定するもので、絞り３２は、前述した対物光学系１８が取り込んだ被検体部位像をレンズ３０に投射する際の被検体部位像光の投射範囲を設定するための開口を有している。
【００５４】
この撮像ユニット９への撮像部１０の組立て手順について説明すると、最初に、前記固体撮像素子１９の撮像面に前記絞り板２４を接着固定する。この固体撮像素子１９の撮像面に絞り板２４を接着固定する際に、固体撮像素子１９の撮像範囲と絞り板２４の開口部の位置関係を合わせながら行う。
【００５５】
次に、前記カバーガラス枠１６に気密固定されたカバーガラス１７の後面側に前記個体撮像素子１９に接着固定された絞り板２４を位置出して接着固定し、その固体撮像素子１９の背面に、補強部材２５を組付ける。この補強部材２５は、カバーガラス枠１６の外周に接着固定される。
【００５６】
前記補強部材２５で補強されて前記カバーガラス１７の後面側に絞り板２４を介して取付固定された固体撮像素子１９のリード線は、ケーブル２１が接続された基板２０に電気的に半田付け接続させる。
【００５７】
この固体撮像素子１９のリード線とケーブル２１とが接続された基板２０の周辺は、ケーブル枠２３の離間壁２６の内周に高分子接着剤を注入封止して固化固定させる。
【００５８】
このようにして、カバーガラス枠１６とケーブル枠２３との内部空間に固体撮像素子１９、カバーガラス１７、基板２０、及びケーブル２１を設置気密固定した後、カバーガラス枠１６とケーブル枠２３との外周にシールド枠２２を外嵌させ、カバーガラス枠１６とシールド枠２２をレーザー溶接部２２ａでレーザー溶接し、ケーブル枠２３とシールド枠２２をレーザー溶接部２２ｂでレーザー溶接する。
【００５９】
このレーザー溶接の際に、従来は、レーザ溶接部２２ａ，２２ｂの近傍が高温に晒され、特に、ケーブル枠２３の内部で基板２０とケーブル２１とを接着剤で封止固化固定している高分子接着剤がレーザー溶接熱で溶解したり、その溶解した接着剤が溶接により生じた孔から漏洩したり、基板２０とケーブル２１とを電気的接続している半田が溶解したり、あるいは、カバーガラス１７とカバーガラス枠１６とのロー付け気密固定のロウ付け溶解等が生じる虞がある。
【００６０】
しかし、本発明のように、ケーブル枠２３とシールド枠２２とをレーザー溶接する、特にレーザ溶接部２２ｂのケーブル枠２３に離間壁２６を設けて、この離間壁２６とケーブル枠２３との間の空間部２７を形成したことで、レーザー溶接熱は、ケーブル枠２３の内部の封止用の高分子接着剤には伝達しにくくなり、前記基板２０とケーブル２１の封止用接着剤や半田等の溶解は生じない。
【００６１】
よって、カバーガラス枠１６とケーブル枠２３及びシールド枠２２で形成され、主として固体撮像素子１９が設置される空間の気密が確保できる。
【００６２】
また、このような構成の内視鏡は、オートクレーブ滅菌処理を行う際の高圧高温水蒸気でカバーガラス枠１６に熱膨張収縮による歪みが生じても、カバーガラス枠１６に取り付けられた固体撮像素子１９、カバーガラス１７、レンズ３０との間には、それぞれ絞り板２４とレンズ芯だし部材２９の薄肉部２９ａによる隙間が設けられている、すなわち固体撮像素子１９とカバーガラス１７との間、又はカバーガラス１７とレンズ３０との間には接着面がない、従って歪みにより接着面が剥離することが原因による画像の劣化などは生じない。
【００６３】
さらに、前記カバーガラス枠１６とケーブル枠２３と及びシールド枠２２で形成される撮像部１０を設置する空間と、金属枠１２、接続パイプ１３，１５、及び絶縁枠１４で形成される対物光学系１８を設置させる空間は、ロウ付けやレーザー溶接によって接合されているため、高圧高温水蒸気の侵入は完全に防止でき、レンズの劣化、レンズのコーティングの剥離、及び水滴の付着が発生しにくい、良好な視野を確保することが出来る。
【００６４】
次に、本発明の内視鏡装置の撮像ユニットの第２の実施形態を図５を用いて説明する。図５は、本発明の内視鏡装置に用いる撮像ユニットの第２の実施形態の構成を示す断面図である。なお、図１乃至図４と同一部分は、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００６５】
本発明の内視鏡装置の先端部３に設けられる第２の実施形態の撮像部３３は、カバーガラス１７の外周面が円筒形状のカバーガラス枠３４にロウ付け気密接合され、このカバーガラス枠３４は、カバーガラス１７との接合部より後方（図中右方向）に円筒部３４ａが延出させていて、この円筒部３４ａの内部には空間部３７を形成するように、円筒形状の第１の離間壁３５が設けられ、この第１の離間壁３５の内部中心部分に固体撮像素子１９が設置されている。この第１の離間壁３５と固体撮像素子１９の間には接着剤が封止固化固定されている。
【００６６】
このカバーガラス枠３４のカバーガラス１７との接合部より前方（図中左方向）に延出されている部分の外径は、前記円筒部３４ａの外径より小さく形成されている。
【００６７】
このカバーガラス枠３４の円筒部３４ａとケーブル枠２３との外周には、シールド枠３６がそれぞれレーザー溶接部３６ａ，３６ｂでレーザー溶接されるようになっている。このレーザー溶接部３６ａに対向するカバーガラス枠３４の内周に第１の離間壁３５が設けられている。この第１の離間壁３５は、カバーガラス枠３４と略同形状の円筒形状で、カバーガラス枠３４との間に空間部３７が設けられている。
【００６８】
また、前記レーザー溶接部３６ｂに対向するケーブル枠２３の内周に第２の離間壁３８が設けられている。この第２の離間壁３８の外周面の軸方向の中央部分には凹部３９が設けられている。つまり、この第２の離間壁３８の外周面の軸方向の両端部分は、前記ケーブル枠２３の内周面に接し、中央部分の凹部３９はケーブル枠２３の内周面との間に空間部を形成するようになっており、この空間部を形成する凹部３９は、前記レーザー溶接部３６ｂと対向する位置に設けられている。
【００６９】
このような構成の撮像ユニット３３は、カバーガラス枠３４に気密接合したカバーガラス１７に絞り板２４を介して固体撮像素子１９を位置決め接着固定し、この固体撮像素子１９のリード線は基板２０を介してケーブル２１が接続すると共に、固体撮像素子１９、基板２０、及びケーブル２１は前記カバーガラス枠３４の第１の離間壁３５とケーブル枠２３の第２の離間壁３８の内周部内に接着剤で封止固化固定させる。このように、カバーガラス１７、固体撮像素子１９、基板２０、及びケーブル２１を内装したカバーガラス枠３４とケーブル枠２３の外周にシールド枠３６を装着した後、レーザー溶接部３６ａ，３６ｂでカバーガラス枠３４とケーブル枠２３及びシールド枠３６とをレーザー溶接する。
【００７０】
このレーザー溶接において、レーザー溶接部３６ａで発生する熱は、空間部３７と第１の離間壁３５により形成された空間３７によって伝達を抑制され、レーザー溶接部３６ｂで発生する熱は、凹部３９と第２の離間壁３８により形成された空間によって伝達を抑制される。
【００７１】
よって、撮像ユニット３３は、シールド枠３６をレーザ溶接する際の溶接熱は、カバーガラス枠３４とケーブル枠２３に内装されている電子部品である固体撮像素子１９への熱伝達が防止でき、且つ、この固体撮像素子１９に接続されている基板２０とケーブル２１を固化固定のため封止された接着剤を溶融する熱伝達も防止できる。このため、撮像ユニット３３は、気密な接合組み立てが可能となり、オートクレーブ滅菌の際の高圧高温水蒸気の侵入が防止でき。
【００７２】
次に、本発明の内視鏡装置の撮像ユニットの第２の実施形態の変形例を図６を用いて説明する。図６は、本発明の内視鏡装置に用いる撮像ユニットの第２の実施形態の変形例の構成を示す断面図である。なお、図１乃至図５と同一部分は、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００７３】
この第２の実施形態の変形例の撮像ユニット３３’は、図５の撮像ユニット３３とは、ケーブル枠２３の内周面に設けられている第２の離間壁３８に代えて、断熱部材で形成された断熱壁４０を設けた点に相違がある。
【００７４】
この断熱壁４０は、ケーブル枠２３の内周全面に装着しており、このケーブル枠２３の外周面に装着されるシールド枠３６をレーザー溶接部３６ｂからレーザー溶接した際の溶接熱を断熱する。断熱壁４０は断熱性を有し、熱伝導率が低い材質であるセラミックスやジルコニアが適している。また、同様の効果が得られるものであれば他の材質を使用しても良い。この断熱壁４０により溶接熱は、基板２０とケーブル２１を固化固定している封止接着剤に伝達されず、接着剤の熔解は生じない。また、図５に示されていないが離間壁３５を断熱壁に代えて使用しても良い。
【００７５】
この結果、撮像ユニット３３’を用いた内視鏡装置をオートクレーブ滅菌した際の高圧高温水蒸気の撮像ユニット３３’の内部への侵入を防止できる。
【００７６】
［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。
【００７７】
（付記１）
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に前記溶接部と離間して設けられた離間壁と、
前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化された高分子接着部材と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【００７８】
（付記２）
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
断熱材料により形成され前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間で前記溶接部に対応する位置に設けられた離間壁と、
前記気密に封止される空間で前記離間壁に対して前記溶接部と反対側の被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと前記離間壁の間に注入固化された高分子接着部材と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【００７９】
（付記３）
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入固化された高分子接着部材と、
前記溶接部と離間した位置に設けられ、前記溶接部と離間した所定の位置に前記高分子接着部材を封止保持する高分子接着部材保持壁と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【００８０】
（付記４）
気密空間を形成するための第１の枠体と、
前記第１の枠体と係合し前記第１の枠体と共に気密空間を形成するための第２の枠体と、
前記第１の枠体もしくは前記第２の枠体に設けられ前記第１の枠体と前記第２の枠体との間を気密に封止するための溶接が施される溶接部と、
前記第１の枠体と前記第２の枠体とにより気密に封止される空間の内部で被検体を撮像可能な位置に設けられた撮像ユニットと、
前記溶接部と前記撮像ユニットとの間に注入される高分子材料と、
前記溶接部と離間した位置に設けられ、前記溶接部と離間した所定の位置に前記高分子接着部材を封止保持する断熱部材で形成された高分子接着部材保持壁と、
を有することを特徴とした内視鏡撮像装置。
【００８１】
（付記５）
金属材料からなり、略円筒形状を有する第１の枠部材と、
第１の部材と嵌合し、内部に電子部品を収納し、金属材料からなる略円筒形状を有する第２の枠部材と、
前記第１の枠部材と第２の枠部材の嵌合部が溶接によって気密に接合されている撮像ユニットと、
前記第１の部材と第２の部材の嵌合部より内側に設けた熱遮断手段と、
を設けたことを特徴とする内視鏡。
【００８２】
（付記６）
前記熱遮断手段は空気層によることを特徴とする付記５に記載の内視鏡。
【００８３】
（付記７）
前記第１の枠部材と第２の枠部材の嵌合部と、前記電子部品の間にパイプ部材を設け、パイプ部材と溶接部の間に空気層による熱遮断手段を設けたことを特徴とする付記６に記載の内視鏡。
【００８４】
（付記８）
前記パイプ部材内部に接着剤を充填したことを特徴とする付記７に記載の内視鏡。
【００８５】
（付記９）
オートクレーブ滅菌可能な付記５乃至８に記載のいずれかの内視鏡。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の内視鏡撮像装置は、撮像ユニットを封止固化固定させた気密枠をレーザ溶接する際の溶接熱は、気密枠の内周に設けた離間壁により撮像ユニットを封止固化固定している高分子接着剤への伝達が抑制されて、接着剤の溶解が生じることなく気密接合でき、オートクレープ滅菌処理時の高圧高温蒸気の侵入を不可能とする気密性が保持できると共に、高温高圧蒸気による熱膨張収縮による固体撮像素子、カバーガラス、及びレンズ等の相互の取付歪みの発生も防止できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の概略構成を説明する外観図。
【図２】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の先端部の構成を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の先端部に配置される撮像ユニットの構成を示す断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態の内視鏡装置の撮像ユニットに用いる固体撮像素子用の補強部材の構成を示す斜視図。
【図５】本発明の内視鏡装置に用いる撮像ユニットの第２の実施形態の構成を示す断面図。
【図６】本発明の内視鏡装置に用いる撮像ユニットの第２の実施形態の変形例の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…内視鏡本体
２…挿入部
３…先端部
４…湾曲部
５…操作部
７…コネクタ
８…軟性コード
１０…撮像ユニット
１６…カバーガラス枠
１７…カバーガラス
１９…固体撮像素子
２０…基板
２１…ケーブル
２２…シールド枠
２３…ケーブル枠
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４３番２号
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| 【出願日】 |
平成１４年８月２７日（２００２．８．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６２３３
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
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| 【公開番号】 |
特開２００４−８１５７７（Ｐ２００４−８１５７７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１６年３月１８日（２００４．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−２４７４５１（Ｐ２００２−２４７４５１） |
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