JPS6066223A

JPS6066223A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS6066223A
Application number: JP58174729A
Authority: JP
Inventors: Hisao Yabe; 久雄矢部; Yuji Ikuno; 勇二生野; Tsutomu Yamamoto; 勉山本; Masaru Konomura; 優此村; Atsushi Miyazaki; 敦之宮崎; Masato Toda; 真人戸田; Takeaki Nakamura; 剛明中村; Kazutake Sugawara; 一健菅原
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1985-04-16
Also published as: JPH0554088B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、挿入部の先端構成部に組み込まれる各部品の
外形を略同−形状のユニツ１〜化し、各ユニットを積層
して形成される固体ｈ１像素子を用いた内？！１ｍに関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］近年、固体撮像素子を撮像手段として用いた内視鏡が数
多く提案されている。

上記固体撮像素子を挿入部の先端構成部に組込む場合、
その撮像面を結像（撮像）光学系の所定の結像位置に正
確に配置し、且つその状態で固定するだめの組込み作業
は、挿入部自体の内径が小さいため、非常に手間のかか
るものとなる。

又、照明光学系においても、上記結像光学系で観察（撮
像）可能になる視野範囲を均一に照明できる状態である
か等の調整作業が必要とされる。

従って、従来の（固体撮像素子を用いた）内視鏡にあっ
ては、組込み作業あるいは調整作業に多くの時間を要し
、生産性が低く、且つ製品間のばらつきが大きくて信頼
性が低くなるという欠点がある。

又、生産性が低いためコストが嵩むという欠点もあった
。

［発明の目的］本発明は上述した点にかｌυがみてなされたもので、生
産性を向上させることができると共に、品質が一定して
ばらつきの少く、さらに信頼性の高い固体ｌ１ｉＩ像素
子を用いた内？Ｊ’２１１を提供することを目的と覆る
。

［発明の概要コ本発明は、挿入部の先端（構成）部に、収納される各部
品を、外形が略同−形状どなるユニット化し、各ユニツ
ｉ〜を積層して組込むことによって、短時間で所定の機
能をなす内視鏡を形成できるようになっている。“ ［発明の実施例］以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の内視鏡全体を示し、第２図は第１実施
例の要部となる挿入部の先端構成部を分解して示し、第
３図は印刷配線の一部を拡大して示す。

第１実施例の内視鏡１は、体腔内等に挿入可能となる可
撓性で細径の挿入部２の先端側に搬像光学系等を収納し
た構成の先端（構成）部３を形成しである。

上記先端部３は第２図に示すように各部品（部！、１　
）の外形が外筒４に嵌合するように略同−径の円板状に
なるように、ユニツ１〜化され、これら各ユニットを積
層にして金属製の前記外筒４で覆い、後端に形成された
コネクタ部５をコネクタ受け６に装着して一体化できる
横進になっている。

即ち、先端部３は、それぞれ円板形状に成型された、レ
ンズ部７．透明電極部８１１像素子部９゜駆動回路部１
０．コネクタ部５の各ユニットを積層化できるようにし
である。

上記レンズ部７は、搬像素子部９に取付けられた固体ｔ
Ｍ像素子１１の撮像面に対向する位置に対物レンズ１２
が一体的に又は透孔にレンズをｆＭ着する等して形成さ
れ、該対物レンズ１２によって、前方の被写体の像を前
記撮像面に結ぶことができるようになっている。上記レ
ンズ部７には、上記対物レンズ１２に隣接して照明用の
ライトガイド１３の前端を固定できるようにした透孔１
４が形成されていると共に、処置具を挿通可能とする鉗
子チャンネル用の透孔１５が形成されている。尚、ライ
トガイド１３挿通用となる透孔１４及び鉗子チャンネル
用の透孔１５は他の各ユニツ１−にもそれぞれ対応する
位置に形成されている。

上記透明電極部８は、透明板の前面全域に透明電極が形
成してあり、Ｒ他素子部９側に前面から入射するノイズ
を透明電極によって防止すると共に、透明板の厚み及び
屈折率を適宜選定することによって、曜像面が対物レン
ズ１２の焦点位置に設定できるようにしである。

上記撮像素子部９にはＣＣＤ　（電荷結合素子）等の固
体ｍ他素子１１が固着してあり、該固体撮像素子１１に
お１プる各受光素子からの信号読取り用のクロック信号
が印加される各Ｎ極及び信号の出力端となる電極等はそ
れぞれ印刷配線を介して円板外周の例えば４Ｉ！！ｉｌ
所を切欠く等して形成した溝（凹部）１６．１６．１６
．１６内の各印刷配線（あるいはリード線）に接続され
、各溝１６内の印刷配線を経て裏面側に導通ずるように
しである。尚、固体ａｍ素子１１の前面にはモザイク状
等の３原色フィルタが配設され、カラー撮像できるよう
になっている。

上記撮像素子部９の裏面にその前面が接する状態で積層
される駆動回路部１０は、該駆動回路部１０内あるいは
後方のビデオプロセス部１７内の！３準発振器の基準信
号を分周等して信号読取り用のクロック信号を形成づる
信号読取り回路と、読取られた信号を低雑音で増幅する
前置増幅回路とが集積回路を用いて形成されている。こ
の駆動回路部９の外周にも溝１８．・・・、１８が形成
しである。前記、信号読取り回路の出力端は上記クロッ
ク信号印加用の各電極に、又、前置増幅回路（プリアン
プ）の入力端は固体撮像素子１１の出力端に、それぞれ
対応する溝１６．１８とが一致する状態で当接させたと
き、導通ずるようにしである。

この場合例えば駆動回路部１０の前端面の溝１８周辺の
各印刷配線には第３図に示すように、接触によって導通
する接触導通部１９が形成され、一方撮像素子部９の裏
面側もこのような構造になっている。

上記駆動回路部１０の溝１８．・・・、１８内に形成さ
れた各印刷配線は、ｍｓにした場合コネクタ部５の台溝
２０の印刷配線に導通され、該印刷配線はさらにコネク
タ部５の各ビン２１に導通ずるようになっている（勿論
、導通が必要とされる部分に対してのこと）。

上記コネクタ部５側に導かれた信号は、コネクタ受け６
を介してビデオプロセス部１７に入力されるようになっ
ている。

ところで、挿入部２内を挿通され、その前端がレンズ部
７に固定されるライトガイド１３の後端は光源装置２２
に着脱自在で装着できるようになっている。しかして光
源装＠２２内の照明ランプ２３の照明光が反射鏡２４等
で反射集光し、ライトガイド１３の後端面に照射され、
該照射された照明光はライトガイド１３の前端から該前
端の直前に配設された図示しない配光レンズ（レンズ部
７の透孔１４を閉塞するように固着されている。）を経
て対物レンズ１２で撮像可能となる範囲を照明できる照
明光学系が形成されている。

上記照明光学系で照明された被写体の像が結像され、ク
ロック信号で読取られた各画素に対応する信号は、ビデ
オプロセス部′１７で、クロック信号に同期してシンブ
リングされて赤、緑及び青の各色信号Ｒ，Ｇ、Ｂに分離
され、水平及び垂直同期信号が重畳されてモニタ用のカ
ラーテレビ（ジョン受像ＩＩ）２５のＲ，Ｇ、Ｂ端子に
印加されるようになっている。

尚、第１図に示すように積層に組立てた先端部３は、コ
ネクタ受【ノロに装着した状態で透明樹脂液に浸漬した
り、透明樹脂液を塗布した後乾燥させて透明樹脂膜て外
周を覆い、防水構造にしである。

このように椙成された本発明の第１実施例によれば、ラ
イトガイド１３を各透孔に通すようにして各ユニツ１−
を積層にして必要に応じ当接づる一部（全面でも良い場
合もある）に接着剤で接着し、外筒４内に嵌合収納すれ
ば、細かい調整することなく、先端部３を組立てること
ができる。又、リード線を引き回づ作業をすることなく
、上述のように単に積層にするのみに、必要な各部の導
通が可能になり、組立てた徒コネクタ部５をコネクタ受
（プロに装着し、モニタ用カラーテレビ２５に撮像した
像を忠実に再生できることを確認した後、先端部３の外
周を透明樹脂膜で覆うことによって防水機能を有ブる内
視Ｍ１を形成できる。

従って、極めて短時間で、組立て及び調整作業を完了す
ることができる。又、人手を殆んど必要とすることなく
、短時間で同一規格の内祝Ｉ１１を大量に製造すること
ができ、製造コストを下げることができるし、品質の一
定した信頼性の高い内視鏡１を実現できる。

第４図は本発明の第２実施例にお１）るレンズ部及び撮
像素子部を示す。

この第２実施例においては、照明手段にライト・ガイド
を用いないで発光ダイオードを用いている。

即ち、この実施例におけるレンズ部３１には、長方形な
いし正方形状の対物レンズ３２が形成され、該対物レン
ズ３２に隣接して３原色の各波長の光を５１光する発光
タイオード３３Ｒ，３３Ｇ。

３３Ｂが取付けである。又、このレンズ部３１の前面に
は透明電極面を塗布等により形成してノイズ混入を防止
できるようにしである。さらにレンズ部３１の裏面側に
はビン３４．・・・、３４を突設して、撮像素子部３５
の前面の各ビン孔３６．・・・。

３６に嵌着できるようにしである。

尚、上記発光ダイオード３３Ｒ，３３Ｇ、３３Ｂは各ビ
ン３４とレンズ部３１裏面側のく図示しない）印刷配線
を介して導通され（例えば各発光ダイオード３３Ｒ，３
３Ｇ、３３Ｂの一端は共通化され、各他端がそれぞれ別
の各ビン３４に導通するようにしである。）、各ビン３
４を各ビン孔３６にｍＷした場合、各ビン孔３６の該ビ
ン孔３６内周に形成したＳ電部とお通し、さらに撮像素
子部３５の印刷配線を介して溝１６の印刷配線に導通す
るように形成しである。レンズ部３１にもその外周に溝
を形成し、該溝内の印刷配線を経て照明用の電力を供給
できるようなｔＩＩＩ造にすることもできる。

この実ｍ例によれば、挿入部内を挿通しなければならな
いライトガイドを用いないので、挿入部をより細径にで
きる。又、発光ダイオード３３Ｒ１３３Ｇ、３３Ｂが故
障しても、交換を容易にできるという利点を有する。

尚、レンズ３２は、レンズ部３１に一体的でなく、透孔
を形成して該透孔内に固着する構造にすることもできる
。

尚、上記発光ダイオード３３Ｒ，３３Ｇ、３３Ｂの代り
にランプを用いることもできる。

第５図は本発明の第３実施例における撮像素子部周辺を
示す。

この実施例においては、Ｒ画素子部４１の裏面にフォト
エツチング処理等によってつづら折り状等に折り返した
冷却用溝４２が形成されており、且つこの撮像素子部４
１の裏面には第２図に示す駆動回路部１０が直接積層に
されないで、第５図の分解図あるいは積層にした断面を
示す第６図のように蓋部４３が介装置れるようにしであ
る。この蓋部４３は薄い円板形状で、上記溝４２の１瑞
−に対向する部分に透孔４４．４５が形成されており、
この一方の透孔４４を通って冷却用のガスあるいは液体
を供給し、前記溝４２で形成された冷却管路を経て、冷
却後のカスあるいは液体を他方の透孔４５を通って排気
あるいは排液できるようになっている。尚、蓋部４３の
裏面側に積層化される各部材には上記各透孔４４．４３
に連通ずる透孔が形成されている（図示略）。

この実施例は、冷却手段を形成しであるので、固体撮像
素子１１が温度上昇と共に、暗電流が増大してＳＮ比が
低下Ｊ−ることを防止できる。

第７図は本発明の第４実施例における挿入部先端部を示
す。〈外筒を除去した状態で示す。）この実施例は、側
視型の内視鏡に対するものである。

即ち、レンズ部５１の前面に直角プリズム５２が重ねら
れ、該直角プリズム５２にて入射光を直角方向に反射し
て、レンズ部５１の対物レンズ５３側に導き、透明電極
部５４を経て撮像素子部５５にお【ブる固体撮像素子の
Ｒ像面に結像できるようになっている。

上記直角プリズム５２は、円柱状のものを４５度の傾斜
面で切欠いて反射面が形成され、且つ側面を前記反射面
と４５度なす角度で切欠いて入射端面が形成されている
。

上記直角プリズム５２における入射端面に隣接する部分
のレンズ部５１には湾曲した透孔が形成され、該レンズ
部５１に順次積層化される透明電極部５４．　ｌｆｆ１
像素子部５５．駆動回路部５６にも前記透一孔に連通り
る透孔をそれぞれ設りてライトガイド用チャンネルが形
成され、該チャンネルにはライトガイド５７を挿通でき
るようにしである。

この挿通されて固定されたライトガイ（・５７における
前面の直前の透孔は配光レンズ５８で閉塞されている。

尚、この実施例においては、直視型の場合と異り、左右
が反転づるように信号読み取りを行うと、左右が反転し
ない像を表示できる。

第８図は本発明の第５実施例における挿入部先端部の一
部を示す。

この実施例においては、各ユニット、例えば搬像素子部
６１における各Ｎ極（端子）は、第２図等に示すように
？ｆｉ！１６内印刷配線を用いて他の積層したユニツ１
〜と導通させないで、円板外周面に各導電部６２を露呈
するように形成し、絶縁部材で成型した外筒６３に収納
した」場合、上記各導電部６２が外筒６３内周面に形成
した６溝にハンダ等を流し込んで形成した各導電部６４
に当接して導通が可能になるようにしである。

尚、第８図において、導電部６２を、一点鎖線で示づよ
うに厚み方向に延出して形成することもできる。

又、第２図あるいは第８図に示したものの他に、例えば
第２図に示づ゛コネクタ部５から外周に泊って、リード
線を前方に延出さＵ、一方各ユニットの外周に前記リー
ド線を嵌合収容する溝を設け、６溝の一部にＳ電部を形
成して所望とＪる各ユニット間あるいは後方のビデオプ
ロセス部１７側との導通をはかるようにすることもでき
る。

上述したように本発明においては挿入部２の先端部に形
成される撮像手段をユニット化した部材を積層化づるこ
とによって、殆んど調整を必要とせず、品質の一定した
ものを簡単に組立て作業を完了することができるように
なっている。又、処置具用チャンネルも、積層化する各
ユニットにおける対応する部分に透孔を設けるのみで形
成できる。又、第９図の第６実施例における内視鏡の先
端部に示すように送気・送水用チャンネル６５も各ユニ
ツ１−間で連通するように形成した透孔によって形成で
きるし、途中で分岐して形成することも可能であるし、
各ユニット間の透孔の位置を少しずつｆらずことによっ
て、湾曲したチャンネルも容易に形成でることもできる
。

尚、上述した各実施例において、２つのユニット例えば
搬像素子部９．３５．４１．５５等と駆動化路部１０．
５６等を一体化したユニツ１へにしたものも本発明に属
することは明らかである。又、分割した場合、例えば駆
動回路部１０．５６において、信号読取り回ｒ８と、前
置増幅回路とを分離して２つのユニットにしたり、前置
増幅回路を手元側に形成したものについても本発明に属
するものである。要するに、挿入部の先端部に形成され
るｍｓ手段あるいは照明光学系等がユニツ１〜化された
部材（部品）を積層にして形成したものは、本発明に属
づるものである。

尚、ライトガイド１３．５７を用いる場合、先端部３の
後端あるいは途中で切断して分割したものを両端面を対
面させるにうに固定づ−ることもできる。

尚、上述においては駆動回路部１０．５６あるいは信＠
読取り回路を先端部に形成しであるが、手元側に形成す
ることもできる。（信号読取り回路を先端側に設（プる
と、リード線を手元側まで延出さゼる本数を大幅に減ら
すことができるという利点を右し、一方、手元側に設け
ると、信号読取り回路部分だ【プ先端部を小さくできる
。）尚、組立て後に透明の樹脂で覆うようにしであるの
が、場合によっては透明のセラミックで覆うこともでき
る。

又、先端部を着脱可能にしであるが、一体化したものに
ついても本発明に属するものである。

［発明の効果コ以上述べたように本発明によれば、先端部に形成される
撮像手段等をユニット化して積層構造に重ねることによ
って各部が所定の機能をなすようにしであるので、殆ん
ど調整を必要としないで簡単に組立て作業を終えること
ができる。

又、製品間のばらつきが少く、品質の一定した信頼性の
高い内視鏡を低コストで重度することができる。又、機
械的強度が大きく、故障の少いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の内視鏡の概略の構成を示す説明図、第
２図は挿入部の先端（構成）部の構成を分解して示す斜
視図、第３図は駆動回路部の印刷配線の一部を拡大して
示す正面図、第４図は本発明の第２実施例におけるレン
ズ部及び該レンズ部が着脱自在に装着されるＲ像素子部
どを示ず斜視図、第５図及び第６図は本発明の第３実施
例に係り、第５図は冷却用の溝が形成された撮像素子部
及線溝を覆う蓋部との各ユニツ１へを分解して示づ斜視
図、第６図は第５図の両ユニットを積層化した状態を示
！ｊ断面図、第７図は本発明の第４実施例の側視型の内
視鏡にお（）る先端部の概略を示す断面図、第８図は本
発明の第５実茄例における扼像素子部の導電部と、該導
電部に導通可能となる外筒に形成された導電部とを分解
して示づ斜視図、第９図は本発明の第６実施例にＪ′３
ける送気・送水用ヂ１アンネルを示す概略断面図である
。１・・・内視鏡　２・・・挿入部３・・・先端（構成）部　４，６３・・・外筒５・・・
コネクタ部　６・・・コネクタ受（プ７．３１．５１・
・・レンズ部８．５４・・・透明電極部９．３５．４１．５５．６１・・・撮像素子部１０．５
６・・・駆動回路部１１・・・固体Ｒ機素子１２．３２．５３・・・対物レンズ１３．５７・・・ライトガイド　１５・・・透孔１６．
１８．２０・・・溝１７・・・ビデオプロセス部　１９・・・接触導通部２
２・・・光源装置２５・・・カラーテレビジョン受像ｌ幾３３Ｒ，３３Ｇ
、３３Ｂ・・・発光タイオード３４・・・ビン　３６・
・・ビン孔４２・・・溝　４３・・・蓋部４４．４５・・・透孔　５２・・・プリズム６２．６４
・・・導電部６５・・・送気・送水ヂ１アンネル代理人　弁理士　伊　藤　進“り。ゝ　−′

Claims

【特許請求の範囲】

（１）体腔内等に挿入可能どなる挿入部の先端側に形成
された先端構成部に、固体ＩＭ像素子を用いたｌｆｌ　
ｌｆｉ手段が形成された内視鏡において、前記先端構成
部の少くともその一部がユニット化された部材を８４層
構造にして形成されたことを特徴とする固体撮像素子を
用いた内視鏡。
（２）前記先端構成部は、対物レンズが形成されたレン
ズ部と、固体撮像素子が取付けられた撮像素子部と、該
撮像素子部の各受光素子から信号読取りを行う駆動回路
部との各ユニットを具備づることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の固体撮像素子を用いた内視鏡。
（３）前記先端構成部は＠脱可能に形成され！こことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体撮像素子を
用いた内？！鏡。
（４）前記先端構成部は、外周に防水膜が形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固体ｌ
ｌ１ＦＡ素子を用いた内視鏡。
（５）前記レンズ部は、照明手段として発光ダイオード
を具備又はライトガイドの取付孔を備え、且つ前記光光
ダイオードの場合には前記撮像素子部に着脱可能とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の固体Ｒ像
素子を用いた内視鏡。
（６）前記撮像素子部は、裏面側に冷却用気体若しくは
液体にて冷却可能とする冷２１１手段が形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の固体撮１
象素子を用いた内視鏡。