JP5839811B2 - 撮像ユニット及び内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子、対物レンズ及び対物レンズの光軸を折り曲げるための反射面を有するプリズムを具備する撮像ユニット及び内視鏡に関する。

生体の体内や構造物の内部等の観察が困難な箇所を観察するために、生体や構造物の外部から内部に導入可能であって、光学像を撮像するための撮像ユニットを具備した内視鏡が、例えば医療分野や工業分野において利用されている。

内視鏡の撮像ユニットは、被写体像を結像する対物レンズと、対物レンズの結像面に配設された一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等と称される撮像素子を具備してなる。

例えば特開平１１−３５２４１３号公報や特開２００９−５８８０７号公報に開示されている撮像ユニットでは、対物レンズと撮像素子の間にプリズムを配設し、対物レンズの光軸をプリズムによって折り曲げる構成を有している。特開平１１−３５２４１３号公報や特開２００９−５８８０７号公報に開示された撮像ユニットでは、プリズムは、枠状の部材の内部に固定されている。

また、撮像ユニットは、電気ケーブルが接続されるケーブル接続端子部や電子部品を具備している。例えば特開平１１−３５２４１３号公報に開示された撮像ユニットは、プリズムの反射面の裏面側にプリント配線基板を設け、該プリント配線基板にケーブル接続端子部が形成されている。また、特開２００９−５８８０７号公報に開示された撮像ユニットは、プリズムや撮像素子を収容する枠状の部材の外にまでプリント配線基板を延出させて、そこに電子部品を実装している。

特開平１１−３５２４１３号公報 特開２００９−５８８０７号公報

特開平１１−３５２４１３号公報に開示された撮像ユニットでは、複数のプリント配線基板が配設されており、これらの間の電気的な接続がワイヤボンディングによって行われている。ワイヤボンディングを用いた接続では、ワイヤを取り回すための空間が必要であるため、撮像ユニットが大型化してしまうとともに組み立ての工数が増えてしまうという問題がある。また、特開平１１−３５２４１３号公報に開示された撮像ユニットでは、プリズムの反射面の裏面側に設けられたプリント配線基板に電気ケーブルを接続する構成を有しているが、光軸に対して傾斜したプリント配線基板上に、光軸に沿って延在する電気ケーブルを接続する作業は困難である。

また特開２００９−５８８０７号公報に開示された撮像ユニットのように、プリント配線基板を光軸に沿って延出させて、そこに電気ケーブルの接続及び電子部品の実装を行う場合、撮像ユニットが光軸方向に大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、簡易かつ小型な構成を有し、かつ容易に組み立てを行うことができる撮像ユニット及び内視鏡を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像ユニットは、撮像素子、前記撮像素子の受光部上に被写体像を結像する対物レンズ、及び前記対物レンズと前記受光部との間において前記対物レンズの光軸を折り曲げるための反射面を有するプリズムを具備し、前記撮像素子の前記受光部が設けられた面と前記プリズムの出射面とが接合されてなる撮像ユニットであって、前記対物レンズの光軸を囲う枠状の部材であって、内部に前記プリズムを保持する保持枠と、前記撮像素子が前記プリズムの前記対物レンズとは反対方向に張り出した部位である張り出し部と、前記張り出し部の前記受光部が設けられた面と同一側の面に設けられ、前記撮像素子の電気的な入出力を行うための端子部と、前記プリズムの前記反射面の裏面上及び前記張り出し部の前記端子部が設けられた面上に一方の面が沿って、且つ、接して延在するフレキシブルプリント配線基板と、前記フレキシブルプリント配線基板の前記張り出し部に対向する前記一方の面に形成された撮像素子接続端子部と、前記フレキシブルプリント配線基板の前記張り出し部上に延在する部位の前記一方の面とは反対側の他方の面に形成され、前記撮像素子を外部装置に電気的に接続するための電気ケーブルが接続されるケーブル接続端子部と、を備え、前記端子部及び前記撮像素子接続端子部は、対向した状態で接合されており、前記フレキシブルプリント配線基板の前記反射面の裏面上に延在する部位の前記他方の面上には、電子部品が実装されている。また、本発明に係る内視鏡は、前記撮像ユニットを備える。

本発明によれば、簡易かつ小型な構成を有し、かつ容易に組み立てを行うことができる撮像ユニット及び内視鏡を提供することができる。

第１の実施形態の内視鏡の構成を説明する図である。 第１の実施形態の内視鏡の先端部の構成を説明する図である。 第１の実施形態の撮像ユニットの詳細な構成を説明する図である。 第１の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第１の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの詳細な構成を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第２の実施形態の撮像ユニットの組み立ての工程を説明する図である。 第３の実施形態の撮像ユニットの詳細な構成を説明する図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の実施形態の一例を説明する。まず、図１を参照して、本発明に係る撮像ユニット１を具備する内視鏡１０１の構成の一例を説明する。本実施形態の内視鏡１０１は、人体等の被検体内に導入可能であって被検体内の所定の観察部位を光学的に撮像する構成を有する。なお、内視鏡１０１が導入される被検体は、人体に限らず、他の生体であってもよいし、機械や建造物等の人工物であってもよい。

内視鏡１０１は、被検体の内部に導入される挿入部１０２と、この挿入部１０２の基端に位置する操作部１０３と、この操作部１０３の側部から延出するユニバーサルコード１０４とで主に構成されている。

挿入部１０２は、先端に配設される先端部１１０、先端部１１０の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１０９、及び湾曲部１０９の基端側に配設され操作部１０３の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１０８が連設されて構成されている。なお、内視鏡１０１は、挿入部に可撓性を有する部位を具備しない、いわゆる硬性鏡と称される形態のものであってもよい。

詳しくは後述するが、先端部１１０には、撮像ユニット１、及び照明光出射部１１３（図１には不図示）が設けられている。操作部１０３には、湾曲部１０９の湾曲を操作するためのアングル操作ノブ１０６が設けられている。

ユニバーサルコード１０４の基端部には外部装置１２０に接続される内視鏡コネクタ１０５が設けられている。内視鏡コネクタ１０５が接続される外部装置１２０は、例えば、光源部、画像処理部及び画像表示部１２１を具備して構成されている。

また、内視鏡１０１は、ユニバーサルコード１０４、操作部１０３及び挿入部１０２内に挿通された電気ケーブル１１５及び光ファイバ束１１４（図１には不図示）を具備している。

電気ケーブル１１５は、コネクタ部１０５と撮像ユニット１とを電気的に接続するように構成されている。コネクタ部１０５が外部装置１２０に接続されることによって、撮像ユニット１は、電気ケーブル１１５を介して外部装置１２０の画像処理部に電気的に接続される。

画像処理部は、撮像ユニット１から出力された撮像素子出力信号に基づいて映像信号を生成し、画像表示部１２１に出力する構成を有している。すなわち、本実施形態では、撮像ユニット１により撮像された光学像が、映像として表示部１２１に表示される。なお、画像処理部及び画像表示部１２１の一部又は全部は、内視鏡１０１に配設される構成であってもよい。

また、光ファイバ束１１４は、外部装置１２０の光源部から発せられた光を、先端部１１０の照明光出射部１１３にまで伝えるように構成されている。なお、光源部は、内視鏡１０１の操作部１０３や先端部１１０に配設される構成であってもよい。

次に、先端部１１０の構成を説明する。図２に示すように、先端部１１０には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が配設されている。

本実施形態では一例として、撮像ユニット１は、図２中に矢印Ｌで示す挿入部１０２の長手方向（挿入軸方向）に沿って、先端部１１０の先端面よりも先端方向を撮像するように配設されている。より具体的には、撮像ユニット１は、視野の中心を通る撮像光軸Ｏが挿入部１０２の長手方向に沿うように配設されている。なお、撮像ユニット１は、撮像光軸Ｏが、挿入部１０２の長手方向に対して所定の角度をなすように配設されるものであってもよい。

また、照明光出射部１１３は、光ファイバ束１１４から入射した光を、撮像ユニット１の被写体を照明するように出射する構成を有している。本実施形態では、照明光出射部１１３は、挿入部１０２の長手方向に沿って、先端部１１０の先端面から先端方向に向かって光を出射するように構成されている。

撮像ユニット１及び照明光出射部１１３は、先端部１１０に設けられた保持部１１１によって保持されている。保持部１１１は、先端部１１０の先端面１１０ａに露出する硬質な部材であって、挿入部１０２の長手方向に沿って穿設された貫通孔１１１ａ及び１１１ｂが設けられている。貫通孔１１１ａ及び１１１ｂ内には、撮像ユニット１及び照明光出射部１１３が、接着剤やネジ止め等の方法によって固定されている。また、貫通孔１１１ｂ内に、基端側から光ファイバ束１１４が挿入され、固定されている。

次に、本実施形態の撮像ユニット１の構成を説明する。図３に示すように、撮像ユニット１は、対物レンズ４、プリズム５、撮像素子１０及びフレキシブルプリント配線基板２０を具備して構成されている。撮像ユニット１を構成するこれらの部材は、略枠形状の保持枠３によって保持されている。本実施形態では、保持枠３は、撮像光軸Ｏの周囲を囲う筒形状の部材である。

なお以下において、撮像ユニット１の撮像光軸Ｏに沿って、撮像ユニット１から被写体へ向かう方向（図３において左方）を前方と称し、その反対の方向を後方と称するものとする。

対物レンズ４は、筒形状のレンズ鏡筒２内に配設され、被写体像を後述する撮像素子１０の受光部１１上に結像するための１つ又は複数のレンズ等の光学部材からなる。レンズ鏡筒２は、保持枠３内に前方から嵌合し、位置決めされた状態で接着剤等によって固定される。

プリズム５、撮像素子１０及びフレキシブルプリント配線基板２０は、詳しくは後述するが、それぞれが一体的に接合された後に、保持枠３内に後方から挿入され、固定される。

プリズム５は、対物レンズ４と撮像素子１０の受光部１１との間に配設されている。プリズム５は、反射面６を有しており、反射面６における反射によって光軸を折り曲げる構成を有している。

以下では、撮像ユニット１の光軸のうち、プリズム５よりも物体側（前方）における光軸のみを特に指す場合に、このプリズム５よりも物体側（前方）における光軸を対物レンズ４の光軸Ｏ１と称するものとする。対物レンズ４の光軸Ｏ１は、撮像光軸Ｏと略一致する。

本実施形態のプリズム５は、いわゆる直角プリズムであって、互いに直交する入射面５ａ及び出射面５ｂと、入射面５ａ及び出射面５ｂに対して４５度の角度をなす反射面６を有してなる。反射面６には反射膜が形成されている。プリズム５は、対物レンズ４の光軸Ｏ１に対して入射面５ａが略直交するように配設されている。したがって、撮像ユニット１では、光軸は略直角に折り曲げられる。

プリズム５は、保持枠３内に後方から嵌合し、位置決めされた状態で接着剤等によって固定される。すなわち、本実施形態の保持枠３は、対物レンズ４の光軸Ｏ１に沿う方向に穿設された穴部を有している。そして、保持枠３の穴部の内部には、後方から入射面５ａを前方に向けた状態のプリズム５が挿入される。

撮像素子１０は、入射される光に応じた電気信号を所定のタイミングで出力する複数の素子が面状の受光部１１に配列されたものであり、例えば一般にＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等と称される形式、あるいはその他の各種の形式の撮像素子が適用され得る。撮像素子１０は、上述したように、対物レンズ４の結像面に受光部１１が位置するように配設される。

撮像素子１０は、受光部１１が設けられた面と、プリズム５の出射面５ｂとが透明な接着剤等によって接合されることによって、プリズム５に固定されている。このように、受光部１１がプリズム５の出射面５ｂに対向した状態で貼り合わせられることによって、対物レンズ４から出射しプリズム５の反射面６によって反射された光束は、受光部１１に入射する。本実施形態では、プリズム５が直角プリズムであるから、受光部１１は、対物レンズ４の光軸Ｏ１と略平行となる。

また、撮像素子１０は、プリズム５に固定された状態においてプリズム５よりも後方に延出する張り出し部１２を有している。撮像素子１０の張り出し部１２において、受光部１１が設けられた面と同一側の面には、端子部１３が設けられている。端子部１３は、撮像素子１０の電気的な入出力を行うためのものである。

なお、本実施形態の撮像素子１０は、いわゆる半導体製造プロセスを用いて、例えばシリコン基板の同一面上に受光部１１及び端子部１３の他、撮像素子１０を構成する電子回路が形成された形態を有している。

フレキシブルプリント配線基板２０は、一部又は全部が可撓性を有する電子回路基板である。フレキシブルプリント配線基板２０は、電気絶縁性を有する材料からなる折り曲げ可能なフィルム状の基材に電子回路を形成したものである。

フレキシブルプリント配線基板２０は、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上（受光部１１が設けられた面上）と、プリズム５の反射面６の裏面上とに沿うように延在している。言い換えれば、フレキシブルプリント配線基板２０は、撮像素子１０及びプリズム５の、後方側に露出する箇所に沿って延在している。

本実施形態では、撮像素子１０の端子部１３が設けられた面が対物レンズ４の光軸Ｏ１と略平行であり、プリズム５の反射面６が対物レンズ４の光軸Ｏ１に対して略４５度の角度をなして配設されている。したがって、フレキシブルプリント配線基板２０は、中間部２３において折り曲げられた状態で、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上と、プリズム５の反射面６の裏面上とに沿うように配設される。

以下では、フレキシブルプリント配線基板２０が、プリズム５及び撮像素子１０に固定された状態において、フレキシブルプリント配線基板２０の中間部２３よりも前方側の部位を前方部２１、中間部２３よりも後方側の部位を後方部２２と称するものとする。言い換えれば、前方部２１は、プリズム５の反射面６の裏面上に沿う部位であり、後方部２２は、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上に沿う部位である。

フレキシブルプリント配線基板２０は、接着剤等によってプリズム５及び撮像素子１０の少なくとも一方に固定される。フレキシブルプリント配線基板２０をプリズム５及び撮像素子１０の少なくとも一方に固定する構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、フレキシブルプリント配線基板２０は、前方部２１が、接着剤や両面粘着テープ等によってプリズム５に固定される。なお、前方部２１及び後方部２２が、それぞれプリズム５及び撮像素子１０に接着剤や両面粘着テープ等によって固定される形態であってもよい。

フレキシブルプリント配線基板２０の後方部２２において、撮像素子１０の張り出し部１２と対向する面上には、撮像素子１０の端子部１３に対応した位置に、撮像素子接続端子部２６が設けられている。撮像素子接続端子部２６は、フレキシブルプリント配線基板２０に形成された電子回路の一部を構成している。

撮像素子接続端子部２６は、撮像素子１０の端子部１３と対向し、かつ端子部１３との間で電気的な接続が確立された状態で、端子部１３と接合されている。撮像素子接続端子部２６と端子部１３とを接合する方法は特に限定されるものではない。撮像素子接続端子部２６と端子部１３との接合は、例えば半田付け、共晶接合、拡散接合又は導電性接着剤等の公知の方法によって行われる。

また、フレキシブルプリント配線基板２０の後方部２２において、撮像素子１０と対向する面とは反対側の面上には、ケーブル接続端子部２５が設けられている。ケーブル接続端子部２５は、フレキシブルプリント配線基板２０に形成された電子回路の一部を構成している。

ケーブル接続端子部２５には、例えば半田付けによって電気ケーブル１１５が接続されている。すなわち、撮像ユニット１は、ケーブル接続端子部２５を介して電気ケーブル１１５に電気的に接続される。

フレキシブルプリント配線基板２０の前方部２１において、プリズム５とは反対側の面上には、電子部品実装部２４が設けられている。電子部品実装部２４は、フレキシブルプリント配線基板２０に形成された電子回路の一部を構成している。電子部品実装部２４には、１つ又は複数の電子部品３０が、例えば半田付けや導電性接着剤等によって実装されている。

電子部品３０の種類は、フレキシブルプリント配線基板２０に形成された電子回路に応じて適宜に定められるものであり、特に限定されるものではない。本実施形態では一例として、電子部品３０は、コンデンサである。

以上のような構成を有する撮像ユニット１を組み立てる順序を説明する。まず、プリズム５と撮像素子１０とを、接着剤により固定する。この工程では、撮像素子１０の受光部１１が設けられた面と、プリズム５の出射面５ｂとを透明な接着剤によって接合する。

また、撮像素子１０をプリズム５に固定する工程とは別工程において、フレキシブルプリント配線基板２０の電子部品実装部２４上に電子部品３０を実装する。

次に、図４に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０を、プリズム５及び撮像素子１０に固定し、撮像素子接続端子部２６と端子部１３と対向した状態で接合する。この工程では、フレキシブルプリント配線基板２０が、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上と、プリズム５の反射面６の裏面上とに沿うように、フレキシブルプリント配線基板２０を中間部２３において折り曲げる。なお、フレキシブルプリント配線基板２０をプリズム５及び撮像素子１０に固定する工程と、撮像素子接続端子部２６と端子部１３とを接合する工程の順序は、特に限定されるものではない。

次に、フレキシブルプリント配線基板２０及び撮像素子１０が固定された状態であるプリズム５を、保持枠３内に挿入し、接着剤等によって固定する。次に、図５に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０のケーブル接続端子部２５に、電気ケーブル１１５を半田付けによって接続する。そして、対物レンズ４等のレンズ類を保持したレンズ鏡筒２を、保持枠３に位置決めして固定する。レンズ鏡筒２の保持枠３への固定は、撮像素子１０が出力する撮像素子出力信号から生成される映像を確認しながら行われる。

以上に説明した本実施形態の撮像ユニット１は、被写体像を撮像素子１０の受光部１１上に結像させる対物レンズ４と、対物レンズ４の光軸Ｏ１を折り曲げるための反射面６を有するプリズム５とを具備し、かつ撮像素子１０の受光部１１が設けられた面と、プリズム５の出射面５ｂとが接合された構成を有している。そして、本実施形態では、撮像素子１０は、プリズム５よりも後方に張り出す張り出し部１２を有し、前記張り出し部１２の前記受光部１１が設けられた面と同一側の面には、撮像素子１０の入出力を行うための端子部１３が設けられている。

さらに、本実施形態の撮像ユニット１は、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上と、プリズム５の反射面６の裏面上とに沿うように折り曲げられた、フレキシブルプリント配線基板２０を具備している。

そして、フレキシブルプリント配線基板２０の、撮像素子１０の張り出し部１２上に沿う部位である後方部２２には、電気ケーブル１１５が接続されるケーブル接続端子部２５が設けられている。

このような構成を有する本実施形態においては、ケーブル接続端子部２５が設けられた後方部２２が、対物レンズ４の光軸Ｏ１と略平行に後方に向かって延出しているため、図５を用いて説明したような、ケーブル接続端子部２５に電気ケーブル１１５を半田付け等によって接続する作業を容易に実施することができる。

また、本実施形態では、撮像素子１０とフレキシブルプリント配線基板２０とは、互いに向かい合う面に形成された端子部１３及び撮像素子接続端子部２６が接合されることによって、電気的に接続される。

また、本実施形態では、電子部品３０が、撮像素子接続端子部２６やケーブル接続端子部２５と同一のフレキシブルプリント配線基板２０に実装されている。このため、電子部品３０、撮像素子１０及びケーブル接続端子部２５の間の電気的な接続は、フレキシブルプリント配線基板２０のみを経由して行われる。

このため、例えばワイヤボンディング等を用いて撮像素子及びプリント配線基板を電気的に接続する従来の場合に比して、本実施形態であれば、撮像素子１０とフレキシブルプリント配線基板２０との電気的な接続を簡易かつ小型な構成によって実現でき、またその作業を容易に実施できる。

また、本実施形態では、電子部品３０は、プリズム５の反射面６の裏面側に配設されている。すなわち、保持枠３内において、プリズム５の反射面６の裏面側に生じる略三角柱形状の空間に、電子部品３０が配設されている。このような構成によって、本実施形態の撮像ユニット１は、各部材を従来に比してより小さな空間内に密に配置することができ、小型に構成することが可能である。

以上に説明したように、本実施形態の撮像ユニット１は、簡易かつ小型な構成を有し、かつ容易に組み立てを行うことができる。また、撮像ユニット１を具備する内視鏡１０１は、挿入部１０２の先端部１１０を小型にすることが可能である。

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、撮像ユニット１のフレキシブルプリント基板２０の構成が、第１の実施形態と異なる。よって、以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。

図６に示すように、本実施形態の撮像ユニット１は、フレキシブルプリント配線基板２０の前方部２１のプリズム５とは反対側の面上に、凸状部３１を有している。凸状部３１は、対物レンズ４の光軸Ｏ１に略直交する平面部３１ａが形成された、フレキシブルプリント配線基板２０から突出する形状の部材である。言い換えれば、凸状部３１は、プリズム５の反射面６の裏面側において、プリズム５に対して固定された部材である。また、凸状部３１は、プリズム５よりも後方側に面した平面部３１ａを有している。また、平面部３１ａは、プリズム５の入射面５ａと略平行である。

本実施形態では一例として、凸状部３１は、対物レンズ４の光軸Ｏ１に直交し、かつプリズム５の反射面６に平行な軸に沿って見た場合（図６の視点）に、直角二等辺三角形に見える三角柱状の形状を有しており、直角に交わる２面のうちの１面が対物レンズ４の光軸Ｏ１に直交する平面部３１ａとなるように、フレキシブルプリント配線基板２０に固定されている。

なお、凸状部３１の形状は本実施形態に限られるものではなく、凸状部３１ａは、対物レンズ４の光軸Ｏ１に略直交する平面部３１ａを有していればよい。例えば、凸状部３１は、平板を略Ｖ字形状に折り曲げたものであってもよい。

また、凸状部３１をフレキシブルプリント配線基板２０に固定する方法は特に限られるものではない。例えば、凸状部３１は、接着剤によってフレキシブルプリント配線基板２０に固定される形態であってもよいし、また例えば、凸状部３１は、半田付けによってフレキシブルプリント配線基板２０に固定される形態であってもよい。

以上に説明したように、本実施形態では電子部品３０及び凸状部３１は、略三角柱形状のプリズム５の反射面６の裏面側に固定されたフレキシブルプリント配線基板２０上に、突出するように配設されている。すなわち、電子部品３０及び凸状部３１は、プリズム５の反射面６の裏面側（後方）に形成される略三角柱形状の空間内に配設されている。

次に、本実施形態の撮像ユニット１を組み立てる順序を説明する。まず、図７に示すように、プリズム５と撮像素子１０とを、接着剤により固定する。この工程では、撮像素子１０の受光部１１が設けられた面と、プリズム５の出射面５ｂとを透明な接着剤によって接合する。

また、撮像素子１０をプリズム５に固定する工程とは別工程において、図８に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０の前方部２１に、電子部品３０及び凸状部３１を設ける。すなわち、電子部品実装部２４上に電子部品３０を実装すると共に、前方部２１上に凸状部３１を固定する。なお、フレキシブルプリント配線基板２０に電子部品３０及び凸状部３１を設ける順序は特に限定されるものではない。

次に、図９に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０を、プリズム５及び撮像素子１０に固定し、撮像素子接続端子部２６と端子部１３と対向した状態で接合する。この工程では、フレキシブルプリント配線基板２０が、撮像素子１０の張り出し部１２の端子部１３が設けられた面上と、プリズム５の反射面６の裏面上とに沿うように、フレキシブルプリント配線基板２０を中間部２３において折り曲げる。なお、フレキシブルプリント配線基板２０をプリズム５及び撮像素子１０に固定する工程と、撮像素子接続端子部２６と端子部１３とを接合する工程の順序は、特に限定されるものではない。

次に、図１０に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０及び撮像素子１０が固定された状態であるプリズム５を、保持枠３内に挿入し、接着剤等によって固定する。この工程においては、プリズム５を、保持枠３の後方側から保持枠３内に挿入する。プリズム５を保持枠３内に挿入する作業は、凸状部３１の平面部３１ａを、棒状の押圧部材５０によって押圧することによって行われる。

次に、図１１に示すように、フレキシブルプリント配線基板２０のケーブル接続端子部２５に、電気ケーブル１１５を半田付けによって接続する。そして、対物レンズ４等のレンズ類を保持したレンズ鏡筒２を、保持枠３に位置決めして固定する。レンズ鏡筒２の保持枠３への固定は、撮像素子１０が出力する撮像素子出力信号から生成される映像を確認しながら行われる。

以上に説明した本実施形態の撮像ユニット１は、凸状部３１を具備している。凸状部３１は、フレキシブルプリント配線基板２０に固定されており、フレキシブルプリント配線基板２０は、プリズム５に固定されている。凸状部３１は、プリズム５の反射面６の裏面側に形成される略三角柱形状の空間内に配設されている。そして、凸状部３１は、対物レンズ４の光軸Ｏ１と略直交し、かつプリズム５よりも後方側に面する平面部３１ａを有している。

このため、本実施形態では、平面部３１ａに、押圧部材５０を用いて平面部３１ａに略直交する方向の力を加えることによって、プリズム５に対してプリズム５を保持枠３内に挿入する方向の力を間接的にかつ容易に加えることができる。

例えば、凸状部３１が存在しない従来の撮像ユニットでは、プリズムを保持枠内に挿入する場合に、プリズムに直接触れてプリズムを押圧する必要があった。このような従来の撮像ユニットでは、組み立て作業中にプリズムの欠けやコーティングの剥がれ等の損傷を生じさせてしまうおそれがある。また特に、プリズムの保持枠内への挿入時に反射面を押圧する場合には、反射面が押圧方向に対して傾斜しているため、挿入時にプリズムを傾ける力が生じ、よりプリズムの損傷が発生しやすくなる。

このような問題に対し、本実施形態の撮像ユニット１では、凸状部３１の平面部３１ａを押圧することにより、プリズム５に触れずにプリズム５を保持枠３内に挿入することができるため、組み立て作業中のプリズム５の損傷の発生を防止することができる。

また、凸状部３１の平面部３１ａは、対物レンズの光軸Ｏ１に略直交している。すなわち、平面部３１ａは、プリズム５を保持枠３内に挿入する方向と直交している。このため、プリズム５を保持枠３内に挿入する際に、プリズム５を傾ける力が生じず、組み立て作業中のプリズム５の損傷の発生を防止することができる。

以上のように、本実施形態の撮像ユニット１は、組み立て時におけるプリズム５の損傷を防止し、容易に組み立てを行うことができる。

なお、本実施形態の撮像ユニット１は、第１の実施形態に対して凸状部３１を具備している点のみが異なるため、簡易かつ小型な構成を有し、かつ容易に組み立てを行うことができると言う効果は、第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、第２の実施形態に比して撮像ユニット１の凸状部３１の構成のみが異なる。よって、以下では第２の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第２の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。

図１２に示すように、本実施形態では、凸状部３１が、電子部品３０を覆うように設けられている。凸状部３１は、例えば合成樹脂からなり、フレキシブルプリント配線基板２０の前方部２１の、電子部品３０が実装された面上を覆う殻状の部材である。また、凸状部３１は、第１の実施形態と同様に、対物レンズ４の光軸Ｏ１に略直交する平面部３１ａを有している。

このような本実施形態の撮像ユニット１は、第１の実施形態と同様の効果を有すると共に、凸状部３１によって電子部品３０を保護することができる。例えば、撮像ユニット１を組み立てる際に、工具や作業者の手指等が電子部品３０に触れてしまうことによる電子部品３０の損傷や、電子部品３０と電子部品実装部２４との接続強度の低下を防止することができる。

なお、凸状部３１は、一部又は全部が導電性の材料からなる構成であってもよい。例えば、凸状部３１の表面に金属薄膜を設け、該金属薄膜をフレキシブルプリント配線基板２０の接地電位に電気的に接続すれば、凸状部３１を電磁的なシールドとすることができる。

また、凸状部３１の内部には、樹脂が充填され、電子部品３０が封止される構成であってもよい。このように電子部品３０を樹脂によって封止することによって、電子部品３０と電子部品実装部２４との接続強度を向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う撮像ユニット及び内視鏡もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

上述のように、本発明は、撮像素子、対物レンズ及び対物レンズの光軸を折り曲げるための反射面を有するプリズムを具備する撮像ユニット及び内視鏡に対して好適である。

１ 撮像ユニット、
２ レンズ鏡筒、
３ 保持枠、
４ 対物レンズ、
５ プリズム、
５ａ 入射面、
５ｂ 出射面、
６ 反射面、
１０ 撮像素子、
１１ 受光部、
１２ 張り出し部、
１３ 端子部、
２０ フレキシブルプリント配線基板、
２１ 前方部、
２２ 後方部、
２３ 中間部、
２４ 電子部品実装部、
２５ 信号線接続端子、
２６ 撮像素子接続端子部、
３０ 電子部品、
３１ 凸状部、
３１ａ 平面部、
５０ 押圧部材、
１０１ 内視鏡、
１０２ 挿入部、
１０３ 操作部、
１０４ ユニバーサルコード、
１０５ コネクタ部、
１０６ アングル操作ノブ、
１０８ 可撓管部、
１０９ 湾曲部、
１１０ 先端部、
１１０ａ 先端面、
１１１ 保持部、
１１１ａ 貫通孔、
１１１ｂ 貫通孔、
１１３ 照明光出射部、
１１４ 光ファイバ束、
１１５ 電気ケーブル、
１２０ 外部装置、
１２１ 画像表示装置。

Claims (4)

1. 撮像素子、前記撮像素子の受光部上に被写体像を結像する対物レンズ、及び前記対物レンズと前記受光部との間において前記対物レンズの光軸を折り曲げるための反射面を有するプリズムを具備し、前記撮像素子の前記受光部が設けられた面と前記プリズムの出射面とが接合されてなる撮像ユニットであって、
   前記対物レンズの光軸を囲う枠状の部材であって、内部に前記プリズムを保持する保持枠と、
   前記撮像素子が前記プリズムの前記対物レンズとは反対方向に張り出した部位である張り出し部と、
   前記張り出し部の前記受光部が設けられた面と同一側の面に設けられ、前記撮像素子の電気的な入出力を行うための端子部と、
   前記プリズムの前記反射面の裏面上及び前記張り出し部の前記端子部が設けられた面上に一方の面が沿って、且つ、接して延在するフレキシブルプリント配線基板と、
   前記フレキシブルプリント配線基板の前記張り出し部に対向する前記一方の面に形成された撮像素子接続端子部と、
   前記フレキシブルプリント配線基板の前記張り出し部上に延在する部位の前記一方の面とは反対側の他方の面に形成され、前記撮像素子を外部装置に電気的に接続するための電気ケーブルが接続されるケーブル接続端子部と、
   を備え、
   前記端子部及び前記撮像素子接続端子部は、対向した状態で接合されており、
   前記フレキシブルプリント配線基板の前記反射面の裏面上に延在する部位の前記他方の面上には、電子部品が実装されている
   ことを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記フレキシブルプリント配線基板の前記反射面の裏面上に延在する部位の前記他方の面上には、前記対物レンズの光軸に直交する平面部を有する凸状部が設けられており、
   前記プリズムは、前記撮像素子が接合された状態において、入射面を前方として前記保持枠内に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記凸状部は、前記電子部品を覆うように設けられることを特徴とする請求項２に記載の撮像ユニット。
4. 前記請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像ユニットを具備する内視鏡。

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