JP7480979B2

JP7480979B2 - 撮像モジュールおよび可視化プローブ

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Publication number: JP7480979B2
Application number: JP2019167407A
Authority: JP
Inventors: 治彦河野
Original assignee: I Pro Co Ltd
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Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2024-05-10
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Description

本開示は、撮像モジュールおよび可視化プローブに関する。

例えば可視化プローブの先端に収容される撮像モジュールは、細径化とともに小型化が求められる。例えば特許文献１に開示されるウエハレベルパッケージング（ＷＬＰ）型の撮像モジュールは、複数の撮像素子を含む撮像ウエハとガラスウエハとが接着された接合ウエハが切断されて個片化されることで作製される。このため、撮像素子の受光部が形成された受光面の全面がカバーガラスで覆われる。

このカバーガラスで覆われた撮像素子に、光学系を収容した鏡筒を一体化させて、撮像モジュールを作る場合、双方の部材を連結するためのセンサ保持部材を使用することが有効となる。以下、撮像素子を「撮像センサ」と称する場合がある。この場合においても、撮像モジュールは、小型化の要請により、センサ保持部材の光軸方向の投影面内に撮像センサが収まることが望ましい。即ち、撮像モジュールは、センサ保持部材と撮像センサとが、ほぼ同一の外形サイズであることが小径化に適する。

特開２０１８－１６０７６３号公報

しかしながら、撮像モジュールは、センサ保持部材と撮像センサの外形とがほぼ同一サイズの四角形であると、組付け時の位置合わせ作業において対物側から見た場合に撮像センサがセンサ保持部材に隠れてしまい、正規の位置か判りにくいという課題がある。また、センサ保持部材と撮像センサとの間を接着する際、光軸に沿う方向からでも光軸に直交する側方からでも接着剤が塗布できるのが望ましい。更に、未硬化接着剤をセンサ保持部材と撮像センサの間に介在させずに（即ち、光学有効面に接着剤が侵入するのを防いで）位置決め調整作業を行いたい要請もある。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、センサ保持部材と撮像センサとの組付けにおいて、センサ保持部材と撮像センサとを精度よく位置決めすることが可能な撮像モジュールおよび可視化プローブを提供することを目的とする。

本開示は、光学系の光軸に直交するセンサ前面を有し、外形が四角形である撮像センサと、穴部を有し、前記光軸に直交する第１端面と、前記第１端面と平行であり、かつ前記第１端面よりも前記撮像センサの近くに配置されている第２端面と、前記穴部から前記第２端面まで貫通している空間部と、前記第２端面に直交し、かつ前記第２端面から前記第１端面まで延びる外周部と、を含み、前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、かつ前記第２端面において前記撮像センサと対向するセンサ保持部材と、前記光学系を保持し、前記空間部に配置されている鏡筒と、を備え、前記センサ前面は、４つの角部を有し、前記センサ保持部材は、前記光軸と平行であって前記第１端面から前記第２端面に向かう目視方向に視て四角形よりも頂点が多い形状であり、前記４つの角部のうち１つ以上の角部は、前記センサ保持部材から露出しており、前記外周部は、前記１つ以上の角部と隣接する面取部を有し、前記１つ以上の角部から前記面取部に渡って第１接着剤が設けられる、撮像モジュールを提供する。

また、本開示は、可視化プローブであって、光学系の光軸に直交するセンサ前面を有し、外形が四角形である撮像センサと、穴部を有し、前記光軸に直交する第１端面と、前記第１端面と平行であり、かつ前記第１端面よりも前記撮像センサの近くに配置されている第２端面と、前記穴部から前記第２端面まで貫通している空間部と、前記第２端面に直交し、かつ前記第２端面から前記第1端面まで延びる外周部と、を含み、前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、かつ前記第２端面において前記撮像センサと対向するセンサ保持部材と、前記光学系を保持し、前記空間部に配置されている鏡筒と、前記光学系に光を入射するための撮像窓が形成された先端面を有し、前記鏡筒と、前記撮像センサと、前記センサ保持部材とを覆い、前記可視化プローブの先端に配置されている円柱状の先端部と、前記先端部に挿通され、光出射先端が前記先端面に配置されているライトガイドと、前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、前記撮像センサに電気的に接続されている可撓基板と、前記先端部に挿通され、前記可撓基板に電気的に接続されているケーブルと、を備え、前記センサ前面は、４つの角部を有し、前記センサ保持部材は、前記光軸と平行であって前記第１端面から前記第２端面に向かう目視方向に視て四角形よりも頂点が多い形状であり、前記４つの角部のうち１つ以上の角部は、前記センサ保持部材から露出しており、前記外周部は、前記１つ以上の角部と隣接する面取部を有し、前記１つ以上の角部から前記面取部に渡って第１接着剤が設けられる、可視化プローブを提供する。

本開示によれば、撮像モジュールあるいは可視化プローブにおいて、センサ保持部材と撮像センサとの組付けにおいて、センサ保持部材と撮像センサとを精度よく位置決めすることが可能な撮像モジュールおよび可視化プローブを提供することができる。

実施の形態１に係る可視化プローブの先端側の外観を表す要部斜視図図１に示した可視化プローブの先端部を透視した斜視図図２に示した撮像モジュールの斜視図図２に示した撮像モジュールの側面図図４に示した撮像モジュールを可撓基板側から見た背面図撮像センサおよび可撓基板の一部分を切り欠いた斜視図比較例に係る撮像モジュールの正面図実施の形態１に係る撮像モジュールの正面図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る撮像モジュールおよび可視化プローブの構成および作用を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

図１は、実施の形態１に係る可視化プローブ１１の先端側の外観を表す要部斜視図である。実施の形態１に係る撮像モジュールは、可視化プローブ１１に好適に用いられる。可視化プローブ１１は、例えば医療用の内視鏡、あるいは工業用の内視鏡として用いることができる。可視化プローブ１１は、観察対象の内部に挿入されるスコープ１３と、スコープ１３の後端部が接続されるプラグ部（図示略）と、を備える構成である。スコープ１３は、比較的長い可撓性を有する軟性部１５と、軟性部１５の先端に設けられた剛性を有する円柱状の先端部１７と、を含んで構成される。

可視化プローブ１１は、先端部１７における撮像窓１９の背部に撮像モジュール２１（図２参照）を備える。先端部１７の先端面２３には、照明光を照射する複数（図１例のでは３つ）の照射窓２５が撮像窓１９の周囲に配置される。それぞれの照射窓２５には、先端部１７に挿通されたライトガイド２７の光出射先端が接続される。ライトガイド２７には、例えば複数本の光ファイバ素線を束ねたバンドルファイバが用いられる。

可視化プローブ１１は、上述したプラグ部（図示略）が、ビデオプロセッサ（図示略）のソケット部に挿入され、可視化プローブ１１とビデオプロセッサとが接続されることで、可視化プローブ１１とビデオプロセッサとの間で電力および各種信号（例えば映像信号、制御信号）の送受信が可能となる。これらの電力および各種信号は、スコープ１３の内部に挿通された伝送ケーブル２９（図２参照）を介して、プラグ部から軟性部側に伝送される。また、先端部１７の内側に設けられた撮像センサ３１（図２参照）から出力される画像信号は、伝送ケーブル２９およびプラグ部を介してビデオプロセッサに伝送される。

ビデオプロセッサは、伝送ケーブル２９を介して伝送された画像信号に対し、画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示信号に変換して、モニタ（図示略）に出力する。

図２は、図１に示した可視化プローブ１１の先端部１７を透視した斜視図である。可視化プローブ１１の先端部１７には、実施の形態１に係る撮像モジュール２１と、ライトガイド２７と、可撓基板３３と、伝送ケーブル２９とが収容されている。

撮像モジュール２１は、鏡筒３５と、撮像センサ３１と、センサ保持部材３７とを主要な構成として有する。

鏡筒３５は、内方に光学系３９を保持する。光学系３９は、例えば、対物カバーガラス、レンズ、絞り、スペーサ、バンドパスフィルタ等から構成される。

実施の形態１において、鏡筒３５は、金属（例えばＳＵＳ）からなり、円筒で形成される。鏡筒３５の外径は、例えば２．４ｍｍ程度の細径で製作される。

図３は、図２に示した撮像モジュール２１の斜視図である。撮像センサ３１は、光学系３９の光軸４１にセンサ前面４３（図６参照）が垂直に配置される。撮像センサ３１は、外形が四角形に形成される。撮像センサ３１は、撮像素子４５の光入射面側にセンサカバーガラス４７が貼着されて構成される。撮像素子４５には、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）あるいはＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が用いられる。

図４は、図２に示した撮像モジュール２１の側面図である。センサ保持部材３７は、光軸４１に直交する平行な一対の端面（端面４２Ａ、端面４２Ｂ）が、撮像センサ３１の外形とほぼ同一サイズであり（図８参照）、端面４２Ｂから端面４２Ａまで延びる外周部４２Ｃを有する。端面４２Ａは、本実施形態の第１端面の一例であり、端面４２Ｂは、本実施形態の第２端面の一例である。センサ保持部材３７には、一対の端面を貫通する保持穴４９が穿設される。端面４２Ａに配置されている保持穴４９の開口は本実施形態の穴部の一例であり、保持穴４９は、本実施形態の空間部の一例である。保持穴４９には、鏡筒３５が嵌入される。また、センサ保持部材３７の他方の端面は、センサ前面４３に当接するセンサ当接面５１となる。

センサ保持部材３７は、端面４２Ｂに垂直な稜線部５３（図７参照）のうち、少なくとも１箇所が除去された面取部５５（図８参照）を有している。この面取部５５は、センサ前面４３の４つの角部５７（図８参照）のうち、１つ以上を露出させる。図８では、４つの角部５７を露出させている形状の端面４２Ａを備えるセンサ保持部材３７を有する撮像モジュール２１を示している。面取部５５により露出したセンサ前面４３の角部５７は、鏡筒３５より前方において光軸４１に沿う方向から視て視認が可能となる。つまり、光軸４１と平行であって端面４２Ａから端面４２Ｂに向かう方向（目視方向）に視て、センサ保持部材３７は、センサ前面４３の４つの角部５７のうち１つ以上をセンサ保持部材３７から露出させ、かつ四角形よりも頂点が多い形状である（図８参照）。より具体的に、センサ保持部材３７は、目視方向に視て八角形である。また、センサ前面４３の４つの角部５７は、センサ保持部材３７から露出している。また、目視方向におけるセンサ保持部材３７の形状は、光軸４１と平行な方向に視たときの端面４２Ａ及び端面４２Ｂ（図４参照）の形状である。したがって、光軸４１と平行な方向に視たときの端面４２Ａ及び端面４２Ｂは、四角形よりも頂点が多い形状であり（図８参照）、センサ前面４３の４つの角部５７のうち１つ以上の角部５７は、センサ保持部材３７から露出している。

実施の形態１において、面取部５５は、センサ当接面５１に垂直な４つの稜線部５３の全てを除去することにより、４箇所に形成されている（図８参照）。

撮像モジュール２１は、センサ前面４３の角部５７と、センサ保持部材３７の面取部５５とに渡って設けられた第１の接着剤５９により、センサ保持部材３７と撮像センサ３１が固定される。

また、撮像モジュール２１は、センサ当接面５１の各辺部と、撮像センサ３１とが第２の接着剤６１により、固定される。つまり、撮像モジュール２１は、第１の接着剤５９と第２の接着剤６１とにより、撮像センサ３１とセンサ保持部材３７とが固定されている（図４参照）。また、端面４２Ｂは、第１の接着剤５９によってセンサ前面４３に固定されている（図４参照）。

撮像モジュール２１は、センサ保持部材３７の光軸４１に平行な一対の側面６３に、光軸４１に直交する把持溝６５が形成されている。つまり、センサ保持部材３７の外周部４２Ｃは、光軸４１に直交する把持溝６５を有する（図４参照）。

また、実施の形態１に係る可視化プローブ１１は、撮像センサ３１の光軸方向の投影面内に収められ、撮像センサ３１に電気的に接続される可撓基板３３（図２参照）と、可撓基板３３に電気的に接続される伝送ケーブル２９（図２参照）と、を備える。

図５は、図４に示した撮像モジュール２１を可撓基板側から見た背面図である。可撓基板３３は、電線６７の先端直線部と同方向の軸線を有する筒体６９に曲げられる。筒体６９は、例えば四角筒とすることができる。四角筒は、軸線に直交する断面の外形状が四角形であれは、可撓基板３３の一部分が内方へ折り曲げられていてもよい。

可撓基板３３は、基板本体部７１と、撮像素子実装半島部７３と、電子部品実装半島部７５とに大別されて一体で成形される。基板本体部７１は、更に、第１面７７、第２面７９、第３面８１、第４面８３、第５面８５、第６面８７で区割りされる。筒体６９は、第１面７７が、内方に折り込まれて、第２面７９、第３面８１、第４面８３、第５面８５、第６面８７により四角形の外周面が構成される。可撓基板３３は、この筒体６９が、撮像素子４５の投影面積範囲内に配置される。撮像素子実装半島部７３は、図５の背面側に設けられる複数の端子が、撮像素子４５のバンプ８９（図４参照）に接続される。

図６は、撮像センサ３１および可撓基板３３の一部分を切り欠いた斜視図である。電子部品実装半島部７５は、四角形に形成され、可撓基板３３の第２面７９から括れ部を介して延出し、撮像素子実装半島部７３を挟んで撮像素子４５と反対側に曲げられる。これにより、電子部品実装半島部７５は、撮像素子４５の投影面積範囲内に配置される。電子部品実装半島部７５の撮像素子実装半島部７３に対向する面には、回路に導通した複数の電子部品９１が実装される。電子部品実装半島部７５は、筒体６９の内周に接触しない大きさで形成される。電子部品実装半島部７５は、筒体６９の内方に確実に挿入されるように、９０度以上の折り曲げ角で折り曲げられる。これにより、撮像素子実装半島部７３との干渉が回避されている。

なお、電子部品実装半島部７５は、実施の形態１と反対側の面に、電子部品９１が実装されてもよい。また、電子部品実装半島部７５は、複数が形成されてもよい。この場合、複数の電子部品実装半島部７５は、撮像素子実装半島部７３の背面側で重ねられ積層状となって対面配置される。

筒体６９の内面には、それぞれの電線６７が、回路に導通接続される。電線６７は、全てが筒体６９の内面に接続され、筒体６９の外面には接続されない。

次に、実施の形態１に係る撮像モジュール２１の作用を説明する。

実施の形態１に係る撮像モジュール２１は、光学系３９を保持する鏡筒３５と、光学系３９の光軸４１にセンサ前面４３が垂直に配置され、四角形状の外形を有する撮像センサ３１と、を備える。撮像モジュール２１は、光軸４１に直交する平行な一対の端面が撮像センサ３１の外形とほぼ同一サイズの四角形となる略直方体で形成され一対の端面を貫通する保持穴４９が穿設されて一方の端面の保持穴４９に鏡筒３５が嵌入されるとともに、他方の端面がセンサ前面４３に当接するセンサ当接面５１となり、このセンサ当接面５１に垂直な稜線部５３のうち少なくとも１箇所が除去された面取部５５を有し、この面取部５５がセンサ前面４３の角部５７を露出させるセンサ保持部材３７を備える。

実施の形態１に係る撮像モジュール２１では、センサ保持部材３７が、略直方体で形成される。センサ保持部材３７は、光軸４１に直交する平行な一対の端面が、撮像センサ３１の外形とほぼ同一サイズの四角形となる。センサ保持部材３７には、一対の端面を貫通する保持穴４９が穿設される。一対の端面の一方には、光学系３９を保持した鏡筒３５が嵌入される。

センサ保持部材３７は、他方の端面が、センサ前面４３に当接するセンサ当接面５１となる。従って、四角形のセンサ当接面５１は、内側に保持穴４９が開口する。センサ当接面５１は、センサ当接面５１の外形とセンサ当接面５１に開口する保持穴４９とに挟まれる環状枠面（図８参照）となる。センサ前面４３は、この環状枠面に開口する保持穴４９と対向する領域が光学有効面となる。

このように、センサ保持部材３７は、略直方体で形成され、他方の端面がセンサ前面４３に当接するセンサ当接面５１となっている。ここで、センサ保持部材３７は、センサ当接面５１に垂直な稜線部５３のうち少なくとも１箇所が除去される面取部５５を有している。この他、センサ保持部材３７は、２箇所、３箇所、４箇所のいずれの稜線部５３が除去されてもよい。センサ保持部材３７は、例えば４箇所の稜線部５３が除去された面取部５５を有する場合、センサ前面４３の四隅がそれぞれの面取部５５で露出することになる。

図７は、比較例に係る撮像モジュール９３の正面図である。撮像モジュールは、撮像センサ３１の切り出し時の寸法公差により、標準の外形よりも小さい外形で撮像センサ３１が形成される場合がある。この場合、面取部５５を有していない撮像モジュール９３のセンサ保持部材９５では、撮像センサ３１の図７に破線で示す外形は、センサ保持部材３７の背部に隠れて視認不能となる。

これに対し、撮像モジュール２１では、センサ保持部材３７の稜線部５３が除去された面取部５５を有するので、センサ前面４３の角部５７を、鏡筒３５の前方より光軸４１に沿う方向から目視できる。これにより、撮像モジュール２１は、撮像センサ３１が同一サイズのセンサ保持部材３７に隠れる場合であっても、視認される角部５７の形状や大きさにより、センサ保持部材３７と撮像センサ３１との相対位置を把握することができるようになる。

面取部５５は、数が多いほど、センサ保持部材３７と撮像センサ３１との位置合わせが容易となり、かつ位置決め精度を高めることができる。

また、センサ前面４３の角部５７が、光軸４１に沿う方向で露出するので、接着剤を同方向から角部５７に設けることができるようになる。撮像モジュール２１は、接着剤が角部５７に設けられることにより、角部５７と面取部５５との双方に渡って接着剤を付着させることができる。つまり、接着剤を光軸４１に沿う方向からでも光軸４１に直交する側方からでも塗布できる。

更に、角部５７に設ける接着剤は、主に角部５７と面取部５５とに付着させればよいので、比較的高粘度のものを使用できる。これにより、接着剤が角部５７からセンサ前面４３とセンサ当接面５１との間に深く侵入し、光学有効面に到達することを抑制することができる。

従って、本実施の形態１に係る撮像モジュール２１によれば、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とが位置合わせしやすく、容易に接着を行うことができ、しかも、光学有効面への接着剤の侵入を抑制できる。

また、撮像モジュール２１では、角部５７とセンサ保持部材３７とに渡って設けられた第１の接着剤５９によりセンサ保持部材３７と撮像センサ３１が固定される。

この撮像モジュール２１では、センサ前面４３の角部５７に、第１の接着剤５９が設けられる。角部５７に設けられた第１の接着剤５９は、角部５７と面取部５５との双方に付着が容易に可能となる。これにより、撮像モジュール２１は、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とが角部５７の第１の接着剤５９により固定される。

例えば予め鏡筒３５を固定したセンサ保持部材３７は、撮像センサ３１のセンサ前面４３に対し、光軸４１に直交する図３に示すＸＹ方向に移動されて、相対位置が調整される。この際、第１の接着剤５９は、角部５７には塗布されていない。センサ保持部材３７と撮像センサ３１とは、相対位置が位置決めされたなら、角部５７に第１の接着剤５９が設けられる（滴下若しくは塗布される）。角部５７に設けられた第１の接着剤５９が固化することにより、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とは、位置決め完了の直後に速やかに固定、若しくは仮固定が可能となる。

また、撮像モジュール２１では、センサ当接面５１の各辺部と撮像センサ３１とが第２の接着剤６１で固定される。

この撮像モジュール２１では、例えば角部５７に設けられた第１の接着剤５９が、センサ保持部材３７と撮像センサ３１との仮固定用に用いられた場合、第２の接着剤６１によりセンサ保持部材３７と撮像センサ３１とが本固定される。第２の接着剤６１は、ほぼ密接状態となっているセンサ保持部材３７のセンサ当接面５１と、撮像センサ３１のセンサ前面４３との微小な間隙に、毛管現象を利用して充填・塗布される。従って、第２の接着剤６１は、第１の接着剤５９よりも低粘度であることが好ましい。

センサ保持部材３７と撮像センサ３１とは、第１の接着剤５９により角部５７が仮固定されることに加え、第２の接着剤６１により各辺部が本固定されることにより、高い接合強度を得ることができる。

また、第２の接着剤６１は、センサ保持部材３７におけるセンサ当接面５１の各辺部に塗布される。これにより、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とにおける間隙の外周は、第１の接着剤５９と第２の接着剤６１とにより全周囲が密閉される。撮像モジュール２１は、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とにおける間隙の外周が密閉されることにより、例えば可視化プローブ１１の先端部１７を形成する際、周囲を覆う充填樹脂材が光学有効面へ侵入することを抑制できる。

また、撮像モジュール２１では、センサ保持部材３７の光軸４１に平行な一対の側面６３に、光軸４１に直交する把持溝６５が形成される。

この撮像モジュール２１では、センサ保持部材３７の光軸４１に平行な一対の側面６３に、光軸４１に直交する把持溝６５が形成される。センサ保持部材３７と撮像センサ３１とは、例えば撮像センサ３１が固定され、センサ保持部材３７が把持具により把持されて、撮像センサ３１に対してセンサ保持部材３７が位置決めされる。この際、センサ保持部材３７は、把持具により挟持される。把持具は、一対の把持溝６５に嵌る例えば一対の指杆部を有する。センサ保持部材３７は、一対の把持溝６５が指杆部により挟持されることにより、センサ前面４３と平行なＸＹ平面に移動が可能となって調整される。この際、把持具は、指杆部が把持溝６５に嵌っているので、ＸＹ平面に垂直な図３に示すＺ方向（即ち、光軸４１に沿う方向）へ適当な押圧力を付与しながら、センサ保持部材３７を滑らずに保持することができる。これにより、センサ保持部材３７は、センサ前面４３に密着した状態でより高精度な位置合わせが可能となる。

また、撮像モジュール２１では、鏡筒３５が、円筒である。

この撮像モジュール２１では、鏡筒３５が、円筒で形成される。鏡筒３５が円筒で形成されることにより、鏡筒３５が嵌る保持穴４９も円形の穴でセンサ保持部材３７を貫通する。センサ保持部材３７のセンサ当接面５１は、四角形の内側に保持穴４９が開口することにより、外形と保持穴４９とに挟まれる環状枠面となる。センサ当接面５１は、この環状枠面をセンサ前面４３に当接する。環状枠面は、ほぼ直交する４方の放射方向で、保持穴４９からの距離が遠い点を頂点とした略三角形状の隅部三角面９７（図８）が形成される。この隅部三角面９７は、底辺が保持穴４９の円弧となる。センサ保持部材３７は、センサ当接面５１に、この四つの隅部三角面９７が形成されることにより、面取部５５の除去が容易に行えるようになっている。

また、撮像モジュール２１では、面取部５５が４つの稜線部５３を除去した４箇所に形成される。

図８は、実施の形態１に係る撮像モジュール２１の正面図である。この撮像モジュール２１では、略直方体に形成されるセンサ保持部材３７において、端面４２Ｂに垂直な４つの稜線部５３が除去されることにより、４つの面取部５５が形成される。センサ保持部材３７の外周部４２Ｃ（図４参照）は、センサ保持部材３７において端面４２Ｂから４２Ａまで延び、かつ面取部５５が形成されている部分に相当する。これにより、端面４２Ａ、および端面４２Ｂは、実質的には八角形となる。センサ保持部材３７は、４つの面取部５５により、センサ前面４３における４箇所の角部５７が視認できるようになるので、ＸＹ平面における面内方向の位置決めがより高精度に行えるようになる。

また、実施の形態１に係る可視化プローブ１１は、光学系３９を保持する鏡筒３５と、光学系３９の光軸４１にセンサ前面４３が垂直に配置され、外形が四角形に形成される撮像センサ３１と、を備える。可視化プローブ１１は、光軸４１に直交する平行な一対の端面が撮像センサ３１の外形とほぼ同一サイズの四角形となる略直方体で形成され、一対の端面を貫通する保持穴４９が穿設されて一方の端面の保持穴４９に鏡筒３５が嵌入されるとともに、他方の端面がセンサ前面４３に当接するセンサ当接面５１となり、このセンサ当接面５１に垂直な稜線部５３のうち少なくとも１箇所が除去される面取部５５を有し、この面取部５５がセンサ前面４３の角部５７を露出させるセンサ保持部材３７を備える。可視化プローブ１１は、撮像光を光学系３９に入射させる撮像窓１９を先端面２３に有し、鏡筒３５、撮像センサ３１およびセンサ保持部材３７を覆う円柱状の先端部１７と、先端部１７に挿通され先端面２３に光出射先端を配置するライトガイド２７と、撮像センサ３１の光軸方向の投影面内に収められ、撮像センサ３１に電気的に接続される可撓基板３３と、先端部１７に挿通され可撓基板３３に電気的に接続されるケーブルと、を備える。

実施の形態１に係る可視化プローブ１１では、撮像モジュール２１を備えることにより、撮像センサ３１が同一サイズのセンサ保持部材３７に隠れる場合であっても、上記した作用により、視認される角部５７の形状や大きさによって、センサ保持部材３７と撮像センサ３１との相対位置を容易に把握することができる。

また、センサ前面４３の角部５７が、光軸４１に沿う方向で露出するので、接着剤を同方向から角部５７に設けることができるようになる。つまり、接着剤を光軸４１に沿う方向からでも光軸４１に直交する側方からでも塗布できる。

更に、角部５７に設ける接着剤は、主に角部５７と面取部５５とに付着させればよいので、比較的高粘度のものを使用できる。これとは別に、低粘度の接着剤を角部５７からセンサ前面４３とセンサ当接面５１との間に浸潤させることで撮像センサ３１と光学系３９との間の空間を外部から完全に隔絶し湿気あるいはゴミの侵入による映像の画質劣化を防ぐことができる。なお、上述した低粘度の接着剤はセンサ前面４３とセンサ当接面５１との微小な隙間に圧送することなくあくまでも浸透させることで深く侵入させ、その状態で硬化させることで、光学有効面に到達することを抑制することができる。

これに加え、可視化プローブ１１は、鏡筒３５、撮像センサ３１およびセンサ保持部材３７が円柱状の先端部１７により覆われる。先端部１７は、硬質の円筒により外殻が形成されてもよいし、可視化プローブ１１の挿入部から延在する可撓性を有したシースの内方に充填樹脂材を固化させて形成してもよい。

これにより、可視化プローブ１１は、少ない部品点数で小径化を可能にしながら、撮像モジュール２１を気密、水密に封止することができる。

また、可視化プローブ１１は、撮像モジュール２１の半径方向外側にライトガイド２７が配置されるので、暗部においても他の照明手段を必要とせずに、単独で被写体の観察を可能にすることができる。

更に、可視化プローブ１１は、撮像センサ３１の光軸方向の投影面内に可撓基板３３が収まるので、小径化を阻害することがない。これにより、可視化プローブ１１は、多数の電線６７を束ねた伝送ケーブル２９を接続する必要がある高画質用の撮像センサ３１を使用することができるようになる。

実施の形態１に係る可視化プローブ１１によれば、センサ保持部材３７と撮像センサ３１とが位置合わせしやすく、容易に接着を行うことができ、しかも、光学有効面への接着剤の侵入を抑制でき、先端部１７を小径化できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、センサ保持部材と撮像センサとが位置合わせしやすく、容易に接着を行うことができ、光学有効面への接着剤の侵入を抑制する撮像モジュール、ならびに、センサ保持部材と撮像センサとが位置合わせしやすく、容易に接着を行うことができ、しかも、光学有効面への接着剤の侵入を抑制でき、先端部を小径化する可視化プローブとして有用である。

１１可視化プローブ
１７先端部
１９撮像窓
２１撮像モジュール
２３先端面
２７ライトガイド
２９伝送ケーブル
３１撮像センサ
３３可撓基板
３５鏡筒
３７センサ保持部材
３９光学系
４１光軸
４３センサ前面
４９保持穴
５１センサ当接面
５３稜線部
５５面取部
５７角部
５９第１の接着剤
６１第２の接着剤
６３側面
６５把持溝

Claims

光学系の光軸に直交するセンサ前面を有し、外形が四角形である撮像センサと、
穴部を有し、前記光軸に直交する第１端面と、前記第１端面と平行であり、かつ前記第１端面よりも前記撮像センサの近くに配置されている第２端面と、前記穴部から前記第２端面まで貫通している空間部と、前記第２端面に直交し、かつ前記第２端面から前記第１端面まで延びる外周部と、を含み、前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、かつ前記第２端面において前記撮像センサと対向するセンサ保持部材と、
前記光学系を保持し、前記空間部に配置されている鏡筒と、を備え、
前記センサ前面は、４つの角部を有し、
前記センサ保持部材は、前記光軸と平行であって前記第１端面から前記第２端面に向かう目視方向に視て四角形よりも頂点が多い形状であり、
前記４つの角部のうち１つ以上の角部は、前記センサ保持部材から露出しており、
前記外周部は、前記１つ以上の角部と隣接する面取部を有し、
前記１つ以上の角部から前記面取部に渡って第１接着剤が設けられる、
撮像モジュール。
前記第２端面は、
第２接着剤を介して前記センサ前面に固定される、
請求項１に記載の撮像モジュール。
前記第１接着剤と前記第２接着剤とは、連続しており、前記センサ保持部材と前記撮像センサとの間隙の外周を密閉する、
請求項２に記載の撮像モジュール。
前記鏡筒は、円筒である、
請求項１～３のうちいずれか一項に記載の撮像モジュール。
前記第１端面及び前記第２端面は、
前記目視方向に視て、八角形であり、
前記４つの角部は、前記センサ保持部材から露出している、
請求項１～４のうちいずれか一項に記載の撮像モジュール。
可視化プローブであって、
光学系の光軸に直交するセンサ前面を有し、外形が四角形である撮像センサと、
穴部を有し、前記光軸に直交する第１端面と、前記第１端面と平行であり、かつ前記第１端面よりも前記撮像センサの近くに配置されている第２端面と、前記穴部から前記第２端面まで貫通している空間部と、前記第２端面に直交し、かつ前記第２端面から前記第１端面まで延びる外周部と、を含み、前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、かつ前記第２端面において前記撮像センサと対向するセンサ保持部材と、
前記光学系を保持し、前記空間部に配置されている鏡筒と、
前記光学系に光を入射するための撮像窓が形成された先端面を有し、前記鏡筒と、前記撮像センサと、前記センサ保持部材とを覆い、前記可視化プローブの先端に配置されている円柱状の先端部と、
前記先端部に挿通され、光出射先端が前記先端面に配置されているライトガイドと、
前記光軸に平行な方向に関して前記撮像センサの投影面内に配置され、前記撮像センサに電気的に接続されている可撓基板と、
前記先端部に挿通され、前記可撓基板に電気的に接続されているケーブルと、を備え、
前記センサ前面は、４つの角部を有し、
前記センサ保持部材は、前記光軸と平行であって前記第１端面から前記第２端面に向かう目視方向に視て四角形よりも頂点が多い形状であり、
前記４つの角部のうち１つ以上の角部は、前記センサ保持部材から露出しており、
前記外周部は、前記１つ以上の角部と隣接する面取部を有し、
前記１つ以上の角部から前記面取部に渡って第１接着剤が設けられる、
可視化プローブ。