CN112423646B - 内窥镜的前端部 - Google Patents

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Abstract

前端部11包括1片柔性电路板50、基座46、凸部47和前端罩41，其中，1片柔性电路板50形成有在第一面上安装光接收单元30的光接收单元安装部50a，从光接收单元安装部50a延伸出的第一延伸部50b，与第一延伸部50b连接并在第一面上安装光出射单元35的光出射单元安装部50c，和从光出射单元安装部50c延伸出的第二延伸部50d；基座46具有第一基座面46a，光接收单元安装部50a的第二面被抵接配置在该第一基座面46a上；凸部47与第一基座面46a相邻并从基座46突出，第一延伸部50b的第二面被抵接配置在其内壁面上，光出射单元安装部50c的第二面被抵接配置在其突出端面上，并且第二延伸部50d的第二面被抵接配置在其外壁面上；前端罩41具有与光接收单元30和光出射单元35相对配置的窗部15，该前端罩41将第二延伸部50d夹在其与凸部47之间并覆盖基座46和凸部47。

Description

内窥镜的前端部
技术领域
本发明涉及内窥镜的前端部，该前端部中配置有摄像元件和发光元件。
背景技术
目前，内窥镜已在医疗领域和工业领域得到广泛使用。内窥镜能够通过将细长的插入部插入到管路内来对管路内进行观察。已知一种在需要将受检体像显示在监视器等上的情况下，在插入部的前端部设置有CCD等摄像元件的内窥镜。
该情况下，摄像元件一般安装在柔性电路板(FPC)上，通过将安装有摄像元件的FPC弯折成所希望的形状，来高效地在要求小型化的前端部安装摄像元件。例如，日本特开2010-258582号公报公开了一种结构，将安装有摄像元件的FPC(电路板)以形成三角形状的方式弯折地配置在摄像元件的背面一侧的后方。
在这种内窥镜中，也可以不采用将照明光利用光导引导至前端部的结构，而是取而代之在前端部配置LED等光源元件。该情况下，通过将光源元件和摄像元件安装在同一FPC上，以这样的状态将光源元件配置在前端部中，能够简化前端部的结构。
但是，在FPC上，包括摄像元件的光接收单元与包括光源元件的光出射单元一般具有不同的高度，通常光接收单元比光出射单元高。从而，若采用仅简单地在FPC的同一平面上安装摄像元件和光源元件的结构，则在前端部的内部，光出射单元与光接收单元相比配置在光轴方向的后方，导致产生无法高效地获得较大光量等问题。
本发明是鉴于上述状况而作出的，其目的在于提供一种内窥镜的前端部，能够利用简单的结构将光接收单元和光出射单元配置在适当的位置上。
发明内容
解决问题的技术手段
本发明一个方面的内窥镜的前端部包括：光接收单元，其具有第一高度；光出射单元，其具有比所述第一高度低的第二高度；1片柔性电路板，其形成有光接收单元安装部、第一延伸部光出射单元安装部和第二延伸部，所述光接收单元安装部在第一面上安装所述光接收单元，所述第一延伸部从所述光接收单元安装部延伸，所述光出射单元安装部与所述第一延伸部连接且在所述第一面上安装所述光出射单元，所述第二延伸部从所述光出射单元安装部延伸；基座，其具有基座面，所述光接收单元安装部的所述第一面的背面即第二面被抵接配置在所述基座面上；凸部，其与所述基座面相邻并从所述基座突出，所述第一延伸部的所述第二面被抵接配置在所述凸部的与所述基座面相邻的内壁面上，所述光出射单元安装部的所述第二面被抵接配置在所述凸部的突出端面上，并且，所述第二延伸部的第二面被抵接配置在所述凸部的与所述内壁面相反的一侧的外壁面上；和罩部件，其具有与所述光接收单元和所述光出射单元相对配置的窗部，将所述第二延伸部夹在所述罩部件与所述凸部之间并覆盖所述基座和所述凸部。
附图说明
图1是内窥镜的外观立体图。
图2是前端部的端面图。
图3是图2的III-III截面图。
图4是图2的IV-IV截面图。
图5是表示安装有光接收单元和光出射单元的柔性电路板和前端结构部的分解立体图。
图6是表示前端部的组装工序的说明图。
图7是表示前端部的组装工序的说明图。
图8是表示前端部的组装工序的说明图。
图9是第一变形例的前端部的主要部分截面图。
图10是第二变形例的前端部的主要部分截面图。
图11是第三变形例的前端部的主要部分截面图。
图12是第四变形例的前端部的主要部分截面图。
图13是第五变形例的前端部的主要部分截面图。
图14是表示第五变形例的前端部的组装工序的说明图。
图15是表示第五变形例的前端部的组装工序的说明图。
图16是表示第五变形例的前端部的组装工序的说明图。
图17是第六变形例的前端部的主要部分截面图。
图18是第七变形例的前端部的主要部分截面图。
图19是第八变形例的前端部的端面图。
图20是第八变形例的前端部的主要部分截面图。
图21是第九变形例的前端部的端面图。
图22是第九变形例的前端部的主要部分截面图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。在附图中，针对本发明的一个实施方式，图1是内窥镜的外观立体图，图2是前端部的端面图，图3是图2的III-III截面图，图4是图2的IV-IV截面图，图5是表示安装有光接收单元和光出射单元的柔性电路板和前端结构部的分解立体图，图6～图8是表示前端部的组装工序的说明图。
图1所示的内窥镜1例如是肾盂泌尿器官用的内窥镜(肾盂输尿管镜)。该内窥镜1包括能够插入到受检体的体腔内的细长形状的插入部2、设置在该插入部2的根端的操作部3和从该操作部3的根端伸出的通用线缆4。
如图1所示，插入部2包括位于前端一侧的前端部11、与该前端部11的根端连接的弯曲部12和与该弯曲部12的根端连接的具有挠性的挠性管部13。
在前端部11的内部，例如设置有包括CCD、CMOS等摄像元件31的光接收单元30和包括发光二极管(LED)等光源元件36的一对光出射单元35(参照图2～图5)。
此处，本实施方式的光接收单元30例如包括摄像元件31和物镜光学系统32，该物镜光学系统32由配置在摄像元件31的光接收面一侧的多个物镜的层叠体(层叠透镜)构成。另一方面，本实施方式的各光出射单元35例如由单个光源元件36构成。
本实施方式在前端部11设置了一对(2个)光出射单元35，但光出射单元35例如也可以是1个。
此外，在前端部11的内部保持有通道连接管16(参照图4)。该通道连接管16的前端与前端部11的前端面配置在同一面上，由此，在前端部11上形成了通道开口部16a(参照图2、4)。通道连接管16的根端侧与插通在插入部2内的处置器具通道17的前端侧连接。
弯曲部12具有由多个弯曲节21沿着插入轴方向连接而构成的弯曲节组20。构成该弯曲节组20的各弯曲节21例如经由转动轴21a以能够向上下方向彼此转动的方式连结。由此，弯曲部12能够与设置在操作部3的根端侧的弯曲杆25的转动操作联动，向上下2个方向弯曲。
此处，本实施方式中，内窥镜1的各部分的上下方向和左右方向被定义成与摄像元件31拍摄到的图像的上下方向和左右方向一致。弯曲部12的弯曲方向不限定于上下2个方向，也可以是左右2个方向或上下左右4个方向。
在操作部3的根端侧，除了上述弯曲杆25之外还设置有内窥镜的各种开关类26。
在操作部3的前端侧设置有与处置器具通道17的根端侧连通的接头27。
由此，本实施方式的内窥镜1能够将激光探头等各种处置器具等经由接头27插入到处置器具通道17内。插入到处置器具通道17内的处置器具等被引导至插入部2的前端侧，从前端部11的通道开口部16a伸出到受检体内，由此能够进行各种处置。
在接头27上能够经未图示的适配器等连接送液装置。由此，处置器具通道17例如能够使生理盐水等流体在其中流通并从通道开口部16a排出。
此处，在插入部2和操作部3的内部，除了处置器具通道17之外还插通有与光接收单元30和光出射单元35电连接的各种线缆38(参照图3)，和用于与弯曲杆25的转动操作联动地使弯曲部12进行弯曲动作的角度操作线(未图示)等。
它们之中，线缆38进而插通在通用线缆4的内部，经由连接器5与视频处理器连接。
接着具体说明本实施方式的前端部11的结构。
如图3～5所示，前端部11包括由硬质材料构成的前端结构部40和覆盖该前端结构部40的作为罩部件的前端罩41。
前端结构部40从根端侧起依次具有弯曲节连接部45、从弯曲节连接部45在光轴O方向上突出的基座46和从基座46在光轴O方向上突出的一对凸部47。
弯曲节连接部45例如呈大致圆柱形状，与弯曲节组20的最靠前端处的弯曲节21连接。
在比连接弯曲节21的部分靠前端侧的位置，在弯曲节连接部45的周面上形成有一对平面部45a。在该平面部45a设置有用于将前端罩41卡止的卡止爪45b。
弯曲节连接部45设置有连接管插通孔45d，通道连接管16能够沿着光轴O方向插通在该连接管插通孔45d中。
基座46例如形成为具有一对侧壁面的大致长方体形状，该一对侧壁面与形成在弯曲节连接部45上的一对平面部45a相连续地形成。
在该基座46的端面之中，作为用于配置光接收单元30的基座面设定了第一基座面46a，在第一基座面46a上，开设有与弯曲节连接部45的根端侧连通的线缆插通孔46b。
各凸部47与第一基座面46a相邻并从基座46突出。本实施方式中，更具体而言，各凸部47配置在隔着基座面46a彼此相对的位置上。在各凸部47的突出端面上，设定了用于配置各光出射单元35的第二基座面47a。
此处，各凸部47的高度(即从第一基座面46a到各第二基座面47a的光轴O方向上的距离)H被设定为，大致等于第一高度即光接收单元30的高度与第二高度即各光出射单元35的高度的差ΔT，或者比该高度的差ΔT略小。
另外，为了在各凸部47与后述的前端罩41之间形成规定空隙，在各凸部47的外壁面(即各凸部47的与第一基座面46a相邻且彼此相对的内壁面的、相反一侧的壁面)形成有阶梯状的缺口部47b。
本实施方式中，与一对(2个)光出射单元35对应地设置了一对(2个)凸部47，但例如在光出射单元35是1个的情况下，凸部47变为1个。
前端罩41由前端被前壁部49封闭的呈大致圆筒形状的树脂制的部件构成。
该前端罩41的根端侧的内表面设置有能够与卡止爪45b卡合的凹部41a。
在前端罩41的前壁部49上，设置有与第一基座面46a和第二基座面47a相对的窗部15。
在上述结构的前端结构部40与前端罩41之间，光接收单元30和光出射单元35以安装在1片(同一)柔性电路板(FPC)50上的状态被保持。
FPC50上一体地形成有光接收单元安装部50a、一对第一延伸部50b、一对光出射单元安装部50c和一对第二延伸部50d，其中，光接收单元安装部50a在FPC50的一个面即第一面上安装光接收单元30，一对第一延伸部50b从光接收单元安装部50a向两侧分别延伸，一对光出射单元安装部50c与各第一延伸部50b连接并在第一面上分别安装各光出射单元35，一对第二延伸部50d从各光出射单元安装部50c延伸。
此处，各第一延伸部50b的长度被设定为与各凸部47的高度H大致一致的长度。并且，如图5所示，例如本实施方式的第一延伸部50b、光出射单元安装部50c和第二延伸部50d以构成为连续的带状的方式，彼此形成为相同宽度。
本实施方式中，与一对(2个)光出射单元35对应地设置了一对(2个)第一延伸部50b、一对光出射单元安装部50c和一对第二延伸部50d，但例如在光出射单元35是1个的情况下，第一延伸部50b、光出射单元安装部50c和第二延伸部50d各自变为一个。
在FPC50上，还一体形成有在与各第一延伸部50b不同的方向上与光接收单元安装部50a连接的线缆连接部50e。在该线缆连接部50e上，设置了与安装在光接收单元安装部50a上的光接收单元30和安装在各光出射单元安装部50c上的各光出射单元35电连接的端子部(未图示)，各端子部与各种线缆38电连接。
另外，在光接收单元安装部50a的与第一面相反的一侧的面即第二面上通过贯通孔等形成有端子部，且能够将各线缆38连接到该端子部的情况下，可以从FPC50中省略线缆连接部50e。
对于安装了光接收单元30和光出射单元35的FPC50，首先以光接收单元安装部50a的第二面与线缆连接部50e的第二面重叠的方式折叠，在该状态下(参照图6)将光接收单元安装部50a的第二面一侧隔着线缆连接部50e固定在第一基座面46a上(参照图7)。
即，组装作业者等一边将各线缆38插入线缆插通孔46b中一边将线缆连接部50e配置在第一基座面46a上，使得光接收单元安装部50a的第二面一侧隔着线缆连接部50e抵接配置在第一基座面46a上。
然后，通过在线缆插通孔46b内填充粘接剂，将光接收单元安装部50a固定在基座46的第一基座面46a上。
此时，从光接收单元安装部50a延伸出的各第一延伸部50b被各凸部47的与第一基座面46a相邻的内壁面向内侧(光接收单元30一侧)弯折，各第一延伸部50b的第二面被抵接配置在各凸部47的内壁面上。
之后，通过用前端罩41覆盖前端结构部40，使光出射单元安装部50c的第二面一侧被抵接配置在第二基座面47a上(参照图3)。
即，当组装作业者等在前端结构部40上安装前端罩41时，前端罩41将FPC50的各第二延伸部50d向各凸部47一侧弯折(参照图8)，进而，一边将该第二延伸部50d夹在前端罩41与凸部47之间，一边覆盖基座46和凸部47。
由此，各光出射单元安装部50c的第二面被抵接配置在设于各凸部47的突出端的第二基座面47a上，并且各第二延伸部50d的第二面被抵接配置在各凸部47的外壁面上。
更具体而言，由于各第一延伸部50b的长度被设定为与各凸部47的高度H大致一致的长度，所以当各第二延伸部50d被前端罩41拉向前端结构部40的根端侧时，各光出射单元安装部50c能够自动地定位在各第二基座面47a上。此时，各第二延伸部50d在第二面与各凸部47的外壁面抵接的状态下，被保持在该各凸部47与前端罩41的内周面的空隙中，所以各光出射单元安装部50c无需粘接等作业就能够被保持在第二基座面47a上。
由此，光接收单元30和光出射单元35被定位成使得光轴O方向上的各前端面的位置(从前端部11的根端侧看来的高度)彼此大致相同，在该状态下与形成在前端部11的前端面上的窗部15相对。
采用这样的实施方式，前端部11包括1片柔性电路板50、基座46、凸部47和前端罩41，其中，1片柔性电路板50形成有在第一面上安装光接收单元30的光接收单元安装部50a，从光接收单元安装部50a延伸出的第一延伸部50b，与第一延伸部50b连接并在第一面上安装光出射单元35的光出射单元安装部50c，和从光出射单元安装部50c延伸出的第二延伸部50d；基座46具有第一基座面46a，光接收单元安装部50a的第二面被抵接配置在该第一基座面46a上；凸部47与第一基座面46a相邻并从基座46突出，第一延伸部50b的第二面被抵接配置在其内壁面上，光出射单元安装部50c的第二面被抵接配置在其突出端面(第二基座面47a)上，并且第二延伸部50d的第二面被抵接配置在其外壁面上；前端罩41具有与光接收单元30和光出射单元35相对配置的窗部15，该前端罩41将第二延伸部50d夹在其与凸部47之间并覆盖基座46和凸部47，通过使前端部11采用上述结构，能够用简单的结构将光接收单元和光出射单元配置在适当的位置上。
即，通过在安装光接收单元30的电路板的同一片FPC50上安装光出射单元35，即使在将包括光源元件36的光出射单元35配置在前端部11的情况下也无需增加电路板，能够实现结构的简化。
该情况下，基本上是将具有不同的高度的光接收单元30和光出射单元35安装在同一FPC50上，但即使在这样的情况下，通过设置从基座46以规定高度突出的凸部47，将高度比光接收单元30低的光出射单元35配置在设定于凸部47的突出端的第二基座面47a上，能够容易地调整光接收单元30和光出射单元35的高度。
尤其是，通过将光接收单元30和光出射单元35安装在FPC50的同一面上(第一面上)，能够在将光接收单元安装部50a的第二面固定于第一基座面之后，通过仅仅将FPC50弯折为大致曲柄形状的简单的作业，来将光出射单元35配置在第二基座面47a上。
另外，因为将FPC50弯折的作业是以光接收单元安装部50a为起点、沿着凸部47进行的，所以该作业也不需要复杂的定位作业等，进而，由于采用了在前端结构部40上安装前端罩41时第二延伸部50d被夹在前端罩41与凸部47之间的结构，在极为微细的前端部11的组装工序中，无需进行将光出射单元安装部50c粘接到第二基座面47a上等作业，就能够将光出射单元35定位在适当的位置。
此处，上述实施方式中，例如也能够如图9所示，在窗部15设置与光出射单元35相对的照明光学系统56。
作为光接收单元30与光出射单元35的组合，例如也能够采用图10所示的组合，其包括在摄像元件31的受光面一侧配置了物镜光学系统32的光接收单元30，和在光源元件36的出射面一侧配置了照明光学系统37的光出射单元35。
作为光接收单元30与光出射单元35的组合，例如也能够采用图11所示的组合，其包括由摄像元件31单独构成的光接收单元30，和由光源元件36单独构成的光出射单元35。该情况下，能够在窗部15形成与光接收单元30相对的物镜55。进而，也能够在窗部15适当设置与光出射单元35相对的照明光学系统56。
作为光接收单元30与光出射单元35的组合，例如也能够采用图12所示的组合，其包括由摄像元件31单独构成的光接收单元30，和在光源元件36的出射面一侧配置了照明光学系统37的光出射单元35。该情况下，能够在窗部15上形成与光接收单元30相对的物镜55。
也能够如图13所示，为了防止来自光出射单元35的光直接入射到光接收单元30，在光接收单元30与光出射单元35之间设置遮光壁60。
该情况下，例如通过如图14所示将遮光壁60的一部分预先粘接在第一延伸部50b上(即，将遮光壁60预先安装在FPC50上)，能够如图15、16所示，在一边将FPC50弯折一边进行的前端部11的组装工序中，容易地在光接收单元30与光出射单元35之间配置遮光壁60。
在上述实施方式中，例如也能够如图17所示设定凸部47的高度，使得光接收单元30的光轴O方向上的前端面的位置(从前端部11的根端侧看来的高度)比光出射单元35的光轴O方向上的各前端面的位置(从前端部11的根端侧看来的高度)靠前端侧(高)。
或者，例如也能够如图18所示设定凸部47的高度，使得光接收单元30的光轴O方向上的前端面的位置(从前端部11的根端侧看来的高度)比光出射单元35的光轴O方向上的各前端面的位置(从前端部11的根端侧看来的高度)靠根端侧(低)。
上述实施方式中，例如也能够如图19、20所示，设置从前壁部49突出到前端罩41内部的遮光壁61，将窗部15划分成与光接收单元30相对的区域和与光出射单元35相对的区域。
进而，例如也能够如图21、22所示，使从前壁部49突出到前端罩41内部的遮光壁61与形成在光接收单元30上的阶梯部30a抵接，通过利用该遮光壁61将光接收单元30按压在第一基座面46a上，无需使用粘接剂等就能够将光接收单元30固定在基座46上。
本发明不限定于上面说明的各实施方式，能够进行各种变形和变更，它们也包含在本发明的技术范围内。

Claims (9)

1.一种内窥镜的前端部，其特征在于，包括：
光接收单元，其具有第一高度；
光出射单元，其具有比所述第一高度低的第二高度；
1片柔性电路板，其一个面为第一面并且所述第一面的背面为第二面，所述柔性电路板形成有光接收单元安装部、第一延伸部、光出射单元安装部和第二延伸部，所述光接收单元安装部在第一面上安装所述光接收单元，所述第一延伸部从所述光接收单元安装部延伸，所述光出射单元安装部与所述第一延伸部连接且在所述第一面上安装所述光出射单元，所述第二延伸部从所述光出射单元安装部延伸；
基座，其具有基座面，所述光接收单元安装部的所述第二面被抵接配置在所述基座面上；
凸部，其与所述基座面相邻并从所述基座突出，所述第一延伸部的所述第二面被抵接配置在所述凸部的与所述基座面相邻的内壁面上，所述光出射单元安装部的所述第二面被抵接配置在所述凸部的突出端面上，并且，所述第二延伸部的第二面被抵接配置在所述凸部的与所述内壁面相反的一侧的外壁面上；和
罩部件，其具有与所述光接收单元和所述光出射单元相对配置的窗部，将所述第二延伸部夹在所述罩部件与所述凸部之间并覆盖所述基座和所述凸部。
2.如权利要求1所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
所述光接收单元是摄像元件，所述光出射单元是发光二极管，所述窗部具有物镜。
3.如权利要求1所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
所述光接收单元是摄像元件和设置在所述摄像元件的前端侧的物镜，所述光出射单元是发光二极管。
4.如权利要求1所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
具有将所述光接收单元与所述光出射单元之间遮光的遮光壁。
5.如权利要求4所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
所述遮光壁被设置在所述柔性电路板上。
6.如权利要求4所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
所述遮光壁被设置在所述罩部件上。
7.如权利要求6所述的内窥镜的前端部，其特征在于：
所述遮光壁构成为，在所述罩部件覆盖了所述基座和所述凸部的状态下，将所述光接收单元按压在所述基座上。
8.一种内窥镜插入部，其特征在于：
包括权利要求1所述的内窥镜的前端部。
9.一种内窥镜，其特征在于：
包括权利要求1所述的内窥镜的前端部。
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