内窥镜用摄像单元以及内窥镜装置

摘要

抑制制造误差，提高摄像元件与物镜的定位精度。提供一种内窥镜用摄像单元(1)，其具备：物镜单元框(2)，其保持物镜；以及摄像元件保持框(3)，其与该物镜单元框嵌合，保持摄像元件像元件保持框的嵌合部分的混合有极性分子材料的热固性树脂将上述物镜单元框与上述摄像元件保持框粘接并固定，在上述嵌合部分处位于外侧的上述物镜单元框或上述摄像元件保持框包含使微波透过的材料。(4)，其中，利用涂敷于上述物镜单元框与上述摄

权利要求

1.一种内窥镜用摄像单元，具备：

物镜单元框，其保持物镜；以及

摄像元件保持框，其与该物镜单元框嵌合，保持摄像元件，其中，上述内窥镜用摄像单元的特征在于：利用涂敷于上述物镜单元框与上述摄像元件保持框的嵌合部分的混合有极性分子材料的热固性树脂将上述物镜单元框与上述摄像元件保持框粘接并固定，在上述嵌合部分处位于外侧的上述物镜单元框或上述摄像元件保持框包含使微波透过的材料。

2.根据权利要求1所述的内窥镜用摄像单元，其特征在于，满足以下的条件式(1)，

2.5×P×Fno<0.03…(1)其中，P是摄像元件的间距，单位为μm，Fno是物镜光学系统的有效F值。

3.根据权利要求1或2所述的内窥镜用摄像单元，其特征在于，满足以下的条件式(2)，

其中，εc是上述热固性树脂中混合的极性分子材料中的介电常数最大的材料的介电常数，εs是构成在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时位于外侧的框的材料的介电常数，ds是在该位于外侧的框中与粘接面垂直地测量出的框材料的厚度，单位为mm。

4.根据权利要求1或2所述的内窥镜用摄像单元，其特征在于，上述极性分子材料包括氧化钛、二氧化钛、氧化镁、氧化钾、氧化锆、氧化铁、氧化铝、炭黑以及钛酸钡中的至少一个。

5.根据权利要求1或2所述的内窥镜用摄像单元，其特征在于，上述使微波透过的材料是聚砜、PMMA、PEEK、聚酰胺、聚酰亚胺以及陶瓷中的任一个。

6.一种内窥镜装置，具备根据权利要求1所述的内窥镜用摄像单元。

说明书

内窥镜用摄像单元以及内窥镜装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种应用于内窥镜的摄像单元以及具备该摄像单元的内窥镜装置。

背景技术

[0002] 近年来，在经鼻内窥镜等医疗用内窥镜中，从减轻对患者的负担等观点出发，期望插入部前端细径化。随之开发了内窥镜用的小型摄像元件(CCD、CMOS)，其像素间距正逐年缩小化。随着该像素间距的缩小化，各透镜间、摄像元件与物镜之间等容许的组装误差也变小，几μm的组装误差都会成为问题。

[0003] 另外，如专利文献1所公开的那样，内窥镜用摄像单元是保持物镜的物镜单元框与保持摄像元件的摄像元件保持框相嵌合而成的构造。更详细地说，在物镜单元框与摄像元件保持框的嵌合部处填充热固性树脂，在进行了物镜光学系统和摄像元件的定位之后，利用组装用的夹具将物镜单元框和摄像元件保持框固定，以该状态投入到干燥炉等来进行加热。由此，使热固性树脂固化来将物镜单元框与摄像元件保持框粘接并固定。

[0004] 专利文献1：日本特开平9-192093号公报

发明内容

[0005] 发明要解决的问题

[0006] 然而，在上述的以往的内窥镜用摄像单元中，在使热固性树脂固化时，在利用组装用的夹具将物镜单元框和摄像元件保持框固定的状态下在干燥炉中进行加热，因此部件、夹具发生热膨胀。存在以下担忧：由于该热膨胀，物镜单元框和摄像元件保持框偏离期望的位置，从而产生超过容许量的制造误差。

[0007] 本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于抑制制造误差，提高摄像元件与物镜的定位精度。

[0008] 用于解决问题的方案

[0009] 为了达到上述目的，本发明提供以下的手段。

[0010] 本发明的一个方式提供一种内窥镜用摄像单元，该内窥镜用摄像单元具备：物镜单元框，其保持物镜；以及摄像元件保持框，其与该物镜单元框嵌合，保持摄像元件，其中，利用涂敷于上述物镜单元框与上述摄像元件保持框的嵌合部分的混合有极性分子材料的热固性树脂将上述物镜单元框与上述摄像元件保持框粘接并固定，在上述嵌合部分处位于外侧的上述物镜单元框或上述摄像元件保持框包含使微波透过的材料。

[0011] 根据本方式，在物镜单元框与摄像元件保持框的嵌合部分处涂敷混合有极性分子材料的热固性树脂，在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时，至少位于外侧的框包含使微波透过的材料。因此，在将物镜单元框与摄像元件保持框定位、即将物镜与摄像元件定位之后，通过利用微波或电磁感应等进行加热来使极性分子材料振动，由此能够通过极性分子材料逐渐加热热固性树脂来使其固化。

[0012] 这样，在使热固性树脂固化时，仅对热固性树脂照射微波或进行感应加热即可，组装用的夹具不会被加热，另外，至少位于外侧的框也不会被微波加热。

[0013] 因而，无需考虑因夹具、部件的热膨胀引起的位置偏离，能够抑制制造误差，提高物镜与摄像元件的定位精度。

[0014] 在上述方式中，优选的是满足以下的条件式(1)。

[0015] 2.5×P[μm]×Fno<0.03 …(1)

[0016] 其中，P是摄像元件的间距，Fno是物镜光学系统的有效F值。

[0017] 在如满足上述条件式(1)那样的需要高精度的对位的光学系统中，也能够提高定位精度。

[0018] 在上述方式中，优选的是满足以下的条件式(2)。

[0019] [数1]

[0020]

[0021] 其中，εc是热固性树脂中混合的极性分子材料中的介电常数最大的材料的介电常数，εs是构成在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时位于外侧的框的材料的介电常数，ds是在该位于外侧的框中与粘接面垂直地测量出的框材料的厚度。

[0022] 通过这样，在利用微波或电磁感应进行加热时，在进行充分的加热的同时不使用于进行加热的装置大型化，从而能够提高摄像元件与物镜的定位精度。

[0023] 在上述方式中，优选的是，上述极性分子材料包括氧化钛、二氧化钛、氧化镁、氧化钾、氧化锆、氧化铁、氧化铝、炭黑以及钛酸钡中的至少一个。

[0024] 通过这样，通过利用微波或电磁感应进行加热来使热固性树脂固化，从而能够提高摄像元件和物镜的定位精度。

[0025] 另外，在上述方式中，优选的是，上述使微波透过的材料是聚砜、PMMA、PEEK、聚酰胺、聚酰亚胺以及陶瓷中的任一个。

[0026] 通过这样，在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时，防止至少位于外侧的框在加热时膨胀而产生位置偏离，因此能够提高摄像元件和物镜的定位精度。

[0027] 另外，本发明的其它方式提供一种具备上述方式所涉及的内窥镜用摄像单元的内窥镜装置。

[0028] 发明的效果

[0029] 根据本发明，起到抑制制造误差、提高摄像元件与物镜的定位精度这样的效果。

附图说明

[0030] 图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的内窥镜用摄像单元的整体结构的截面图。

[0031] 图2是在本发明的一个实施方式所涉及的内窥镜用摄像单元中物镜、焦距、焦点偏移容许量的说明图。

[0032] 图3是表示本发明的一个实施方式的各实施例所涉及的条件式的值的图表。

具体实施方式

[0033] 下面，参照附图来说明本发明的一个实施方式所涉及的内窥镜用摄像单元。

[0034] 在图1中，本实施方式所涉及的内窥镜用摄像单元1具备保持物镜的物镜单元框2以及与物镜单元框2嵌合并保持摄像元件的摄像元件保持框3。

[0035] 物镜单元框2保持包括多个物镜L1、L2、L3、L4、L5的透镜组G1。

[0036] 摄像元件保持框3保持摄像元件4和玻璃盖片5。另外，摄像元件保持框3包含聚砜，使微波透过。此外，作为构成摄像元件保持框3的材料，不限于聚砜，只要是使微波透过的材料即可。因而，例如也能够应用PMMA(PolymethylMethacrylate：聚甲基丙烯酸甲酯)、PEEK(polyetheretherketone：聚醚醚酮)、聚酰胺、聚酰亚胺、陶瓷等。

[0037] 物镜单元框2与摄像元件保持框3在物镜单元框2的像面侧和摄像元件保持框3的物体面侧的规定范围内嵌合，在该嵌合部分处涂敷作为粘接剂的热固性树脂(未图示)来固定。

[0038] 在热固性树脂中，混合有例如氧化钛、二氧化钛、氧化镁、氧化钾、氧化锆、氧化铁、氧化铝、炭黑、钛酸钡等至少一种极性分子材料。下面，在本实施方式中，以在热固性树脂中混合了氧化钛来进行说明。

[0039] 另外，内窥镜用摄像单元1构成为满足下述的条件式(1)。

[0040] 2.5×P[μm]×Fno<0.03  …(1)

[0041] 其中，P是摄像元件的间距，Fno是物镜光学系统的有效F值。

[0042] 这是由于，如图2所示，在将内窥镜用摄像单元1的焦点偏移容许量设为ΔPinto时，[0043] δ/D＝ΔPinto/f

[0044] ΔPinto＝δ·f/D

[0045] 成立，因此

[0046] 当使δ＝2.5P时，得到

[0047] ΔPinto＝Fno×2.5×P

[0048] 其中，D是物镜的有效口径，f是焦距，δ是在像面上容许的模糊的直径。

[0049] 此外，在本实施方式中，使δ＝2.5P是由于以下的理由。即，在利用物镜光学系统使黑白的图按摄像元件的每一个像素成像于摄像元件的情况下，模糊的基准量为δ＝2P。作为使用这种基准量的摄像元件，能够列举出使用亮度信号的摄像元件。另外，在摄像元件的各像素中具备滤色器的摄像元件中，需要从滤色器生成亮度信号，一般模糊基准量被认为δ＝3P水平。因此，作为与所有摄像元件对应的模糊基准量，应用处于其中间的δ＝2.5P。

[0050] 另外，内窥镜用摄像单元1构成为满足以下的条件式(2)。

[0051] [式2]

[0052]

[0053] 其中，εc是热固性树脂中混合的极性分子材料中的介电常数最大的材料的介电常数，εs是构成在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时位于外侧的摄像元件保持框的材料的介电常数，ds是在该位于外侧的摄像元件保持框中与粘接面垂直地测量出的框材料的厚度。

[0054] 当超过该条件式(2)的上限值时，在利用微波进行加热或者利用电磁感应进行加热的情况下，用于进行加热的装置大型化，干预到制造内窥镜用摄像单元时使用的夹具等，因此有悖于内窥镜用摄像单元的小型化。

[0055] 另外，当低于下限值时，存在加热时无法将热固性树脂加热到用于使热固性树脂固化的温度的担忧。

[0056] 因而，通过满足条件式(2)，能够不使用于进行加热的装置大型化地利用微波或电磁感应进行充分的加热。

[0057] 此外，优选的是ds为0.05mm～1mm之间的数值。这是由于，从加工的观点来考虑的话，太薄则无法加工，另外厚的话则内窥镜自身变粗。在本实施方式中，当设摄像元件保持框3的与粘接面垂直地测量出的框材料的厚度ds＝0.2mm时，作为极性分子材料的氧化钛的介电常数εc＝83，作为构成摄像元件保持框的材料的聚砜的介电常数εs＝3.1，因此成为以下的条件式(3)。

[0058] [式3]

[0059]

[0060] 在图3中，将适当选择物镜单元框2、摄像元件保持框3以及极性分子材料来构成的内窥镜用摄像单元列举为实施例1～实施例27，示出这些各实施例中的上述条件式(1)、(2)的数值。

[0061] 此外，在上述本实施方式以及图3中的各实施例中，示出了在物镜单元框2与摄像元件保持框3相嵌合的情况下摄像元件保持框3位于外侧的例子，但是不限于此，也可以是物镜单元框2位于外侧。

[0062] 另外，也可以是，在物镜单元框2与摄像元件保持框3相嵌合的情况下，不仅是位于外侧的框的材料、位于内侧的框的材料也包含使微波透过的材料。即，也可以是物镜单元框和摄像元件保持框双方都包含使微波透过的材料。

[0063] 根据本实施方式，在物镜单元框2与摄像元件保持框3的嵌合部分处涂敷混合有极性分子材料的热固性树脂，利用该热固性树脂来粘接并固定。

[0064] 因此，在将物镜单元框与摄像元件保持框定位、即将物镜与摄像元件定位之后，通过从外部利用微波或电磁感应等对它们的嵌合部分进行加热来使极性分子材料振动。通过极性分子材料的振动而产生摩擦热，由此能够仅加热热固性树脂来使其固化。

[0065] 这样，在使热固性树脂固化时，仅对热固性树脂照射微波或进行感应加热即可，无需以安装着组装用的夹具的状态投入干燥炉等就能够加热热固性树脂，因此组装用的夹具不会被加热。

[0066] 另外，在物镜单元框与摄像元件保持框相嵌合时，至少位于外侧的框包含使微波透过的材料，因此该框在加热时不会被微波加热，即，不会产生框膨胀而位置偏离的情况。

[0067] 因而，无需考虑因夹具、部件的热膨胀引起的位置偏离，能够抑制制造误差来提高物镜与摄像元件的定位精度。

[0068] 附图标记说明

[0069] 1：内窥镜用摄像单元；2：物镜单元框；3：摄像元件保持框；4：摄像元件；5：玻璃盖片；G1：透镜组；L1：物镜；L2：物镜；L3：物镜；L4：物镜；L5：物镜。