JP2003180628A - 電子スコープの基板構造 - Google Patents
電子スコープの基板構造Info
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Abstract
行うことができ、かつ接続されたリード線等が損傷する
ことなく堅固な接続状態を維持できる電子スコープの基
板構造を提供すること。 【解決手段】 電子スコープの基板構造は、所定の照明
光が照射された部位を撮像する撮像素子を先端部に備え
る電子スコープの基板構造であって、撮像素子を含む電
子スコープ全体の電気的駆動に関する回路を有する、第
一の基板および第二の基板を有し、第一の基板は、第二
の基板に重ね合わせて固定した状態で、第一の基板の裏
面に対向する第二の基板の面の所定領域が第一の基板の
少なくとも一端から露出しており、所定領域は、第二の
基板上に配設された回路と該第二の基板以外の部品とを
電気的に接続する場所を含む領域である構成にした。
Description
るため等に使用される電子スコープ、特に該電子スコー
プ内に搭載される基板構造に関する。
れる医療用の電子内視鏡装置は、光源部や画像処理部を
備えるプロセッサと、被検者の体内に挿入され体内を照
明すると同時に先端に設けられたCCD(Charge Coupl
ed Device)等の撮像素子によって撮像を行う電子スコ
ープと、から構成されている。
スコープを駆動制御するための基板は一枚で構成されて
いた。そのため、該一枚の基板の面積分だけ、電子スコ
ープのプロセッサとの接続部大型化せざるを得なかっ
た。しかし、電子スコープが大型化すると取り扱いが煩
雑となり、操作・運搬・保管の各作業において電子スコ
ープを取り扱う者に無用な負担を強いることになるとい
う問題があった。
動制御するための回路を二枚の基板に分割して設けるこ
とが考えられる。従来、基板を二枚重ねする構造として
は、略同一形状の二枚の基板の端面をそろえた状態で固
定していた。
で、各基板における他の基板と対向する面の回路パター
ンにリード線等の電気線をはんだ付けしたり、該対向面
に設けられたコネクタにケーブルを嵌合したりする場
合、基板を二枚重ねしてからでははんだ付け等が行いづ
らく組み立て作業者等に過剰な時間的、精神的負担をか
けてしまっていた。また、リード線等をはんだ付けして
から基板を二枚重ねすると、重ね合わせられる基板によ
ってリード線やケーブルが損傷し、ひいてははんだ付け
された部位から折れてしまうおそれすらあったため、基
板修理に細心の注意を要し、修理作業者等に過剰な負担
を強いることになっていた。対向面でない外側に、リー
ド線をはんだ等で接続すると、リード線の分のスペース
や、はい回しスペースが必要となり、製品としては大型
化してしまう。
事情に鑑み、他の部材と該基板との電気的接続作業が容
易に行うことができ、かつ接続されたリード線等が損傷
することなく堅固な接続状態を維持できる電子スコープ
の基板構造を提供することを目的とする。
載の電子スコープの基板構造は、所定の照明光により照
射された部位を撮像する撮像素子を先端部に備える電子
スコープの基板構造であって、撮像素子を含む電子スコ
ープ全体の電気的駆動に関する回路を有する、第一の基
板および第二の基板を有し、第一の基板は、第二の基板
に重ね合わせて固定した状態で、第一の基板の裏面に対
向する第二の基板の面の所定領域が第一の基板の少なく
とも一端から露出しており、所定領域は、第二の基板上
に配設された回路と該第二の基板以外の部品とを電気的
に接続する場所を含む領域であることを特徴とする。
するための基板が搭載される位置に対応する該スコープ
のプロセッサとの接続部近傍を小型化することができ、
操作・運搬・保管において作業者の便宜に資することが
できる。また、これにより、基板を二枚重ねにしても、
基板に搭載される部品の高さに対応する隙間が基板間に
形成されるので、その隙間を利用して、他の部品との電
気的接続作業を容易にすることができる。さらには、一
方の基板に接続された電気線等を他方の基板によって傷
つけるおそれもなくなり接続状態を堅固に維持すること
ができる。
設けられた回路上において、所定の電気線が接続される
場所を含む領域や、第二の基板上に設けられた回路上に
設けられた、第一の基板以外の部材と電気的に接続する
ための接続部材、例えばコネクタ等を含む領域が考えら
れる。なお、所定の電気線と基板との接続方法として
は、はんだ付け等が挙げられる。
関する回路をデジタル回路とアナログ回路とに分割して
それぞれ第一及び第二の基板に搭載することにより、各
回路を構成する部品から生じるノイズが他の回路を構成
する部品に悪影響を及ぼすことを低減させることもでき
る。
のプロセッサに対する接続部の内部に設けられた金属製
の筐体に取り付けられる。これにより、金属製の筐体に
よるアース効果が得られる。つまり、ノイズの影響を受
けやすいアナログ回路が乗った第二基板を直接筐体に設
置することにより、ノイズを低減し、より安定した動作
が保証される。
コープ内部に設けられる、該スコープ全体の電気的駆動
を行うための駆動部10を構成する基板構造の概略構成
図を示す。図1(1)が駆動部10の平面図、図1
(2)が駆動部10の正面図、図1(3)が駆動部10
の側面図を、それぞれ表す。また、図2は本発明の実施
形態の電子内視鏡装置100の概略を表すブロック図で
ある。内視鏡装置100は、電子スコープ100a、プ
ロセッサ100b、モニタ100cとから構成される。
各図に示すように、駆動部10は、主に電子スコープ1
00a全体の制御を行う回路(以下、デジタル回路とい
う)が搭載された基板S1と、主にCCD20からの出
力信号からアナログの映像信号を生成する回路(以下、
アナログ回路という)が搭載された基板S2とから構成
される。どちらの基板も矩形状を有する。
する。図1に示すように、基板S1はプロセッサ100
bと電気的に接続するためのコネクタCN1と基板間コ
ネクタCN3を有する。基板S2は、プロセッサ100
bと電気的に接続するためのコネクタCN2、基板間コ
ネクタCN3、さらにはアナログ回路とCCD20とを
電気的に接続するためのスペースfを有する。コネクタ
CN2やスペースfのように他の部品と接続される領域
(以下、接続領域という)は、基板S2の一対の両端近
傍に配設される。
10は、基板S1と基板S2とを所定幅離して重ね合わ
せた構造を有する。このように駆動部10を構成する二
枚の基板S1、S2を重ね合わせることにより、従来の
電子スコープで使用されていた面積の大きな一枚の基板
よりも駆動部10の占有面積を小さくすることが可能に
なる。すなわち電子スコープ、特にプロセッサとの接続
部の小型化を図ることができる。なお図2では、説明の
便宜上、各基板S1、S2を並列状態で描いている。
端近傍に配設されるスペースfやコネクタCN2が基板
S1に覆われず露出するような状態で重ね合わせられ
る。本実施形態では、アナログ回路よりも少ない部品点
数で構成可能なデジタル回路を搭載した基板S1のほう
が、基板S2よりも小さく構成される。従って、基板S
1の中心と基板S2の中心とが略一致し、かつ基板S
1、S2の対応する各辺がおのおの略平行になるように
両者を重ね合わせれば、基板S2の一対の両端近傍にあ
る接続領域が基板S1に覆われずに露出する。なお、駆
動部10近傍に配設される他の部品との位置関係におい
て、無駄なスペースを省く観点から、基板S1は、基板
S2内に収まるようなサイズで構成される。
露出するように基板S1を重ね合わせることにより、駆
動部10と他の部品との接続作業が容易になる。
めの複数のリード線Lをスペースfにはんだ付けするこ
とが容易になり、基板の取り付け作業に関する効率を上
昇させることができる。同様にコネクタCN2に所定の
ケーブル(不図示)を接続する作業も、該コネクタCN
2が露出しているため、容易に行うことができる。ま
た、スペースfやコネクタCN2の上空には基板S1が
存在しないため、はんだ付けされた複数のリード線Lお
よびコネクタCN2に接続された所定のケーブルは、必
要以上に折り曲げられたり、基板S1によって傷ついた
りすることがないため、堅固な接続状態を維持でき、不
具合の発生率を効果的に低減することができる。なお、
スペースfにコネクタを設けてCCD20からのリード
線を基板S2にコネクタ接続する構成にしても同様の効
果が得られる。
1、S2が重なり合う領域内で最も突出している部材の
高さに合わせて設定される。本実施形態では、基板間コ
ネクタCN3の高さと略等しく設定される。該所定幅
は、基板S1、S2間に挿置されるスペーサー7A〜7
Dの高さにより決定される。スペーサー7A〜7Dは、
中央部にねじきりされた貫通孔を有している。そして各
基板S1、S2を介して該貫通孔の両端からねじ8A〜
8D、9A〜9Dで螺合することにより、基板S1、S
2を固定している。つまり、スペーサー7A〜7Dは、
上記のように基板S1、S2間の幅を調整するために設
けられると同時に、二枚の基板を相互に固定するための
部材としても機能する。なお、本実施形態のスペーサー
7A〜7Dは、図2に示すように円筒形状を想定してい
るが、この形状に限定されるものではない。
設けられた金属製の筐体Gに導電性ある支持部材によっ
て固定される。基板S2にはノイズの影響を受けやすい
アナログ回路が搭載されているため、基板S2を金属製
の筐体Gに固定することにより、該筐体Gがアースとな
って、該ノイズを有効に除去してアナログ回路の安定し
た動作が保証される。
00の動作全般を駆動部10の動作を主に説明してい
く。電子スコープ100a内部において上記駆動部10
が配設される場所は、電子スコープ100aをプロセッ
サ100bに接続する近傍に対応する。つまり、上記の
ように小型化された駆動部10を搭載することにより、
電子スコープ100aの接続部周りを小型化することが
できる。これにより、電子スコープ100aを取り扱い
やすくし、該スコープを取り扱う者に無用の負担を与え
ないといった便宜に資することができる。また、電子ス
コープ100aは、上記の駆動部10のほかにCCD2
0を有する。CCD20は、電子スコープ100a先端
に配設されている。そしてCCD20は、上記光源部か
ら発光されて該先端から照射される光によって観察部位
が照明状態にあるとき、観察部位で反射された光を受光
することにより受光面に形成された光学像に対応する電
荷を蓄積し、撮像を行う。
気的に接続されている電子スコープ100aに電源電圧
を印加する電源部や、観察部位を照明するための光を供
給する光源部、電子スコープ100aから送信される映
像信号に対して画像処理を施しモニタ100cに出力す
る画像処理部等を備えている。
る。デジタル回路は、CPU1、EEPROM2、マス
ク情報部3、ディップスイッチ4を有する。また基板S
2は、アナログ回路を搭載する。アナログ回路は、DS
P(Digital Signal Processor)、レギュレータ6を有
する。レギュレータ6は、電子スコープ100aの電源
回路の主要部を構成する。
電気的駆動を制御するデジタル回路の主要部を構成す
る。CPU1は、ディップスイッチ4や図示せぬ外部機
器からの設定に従って、電子スコープ100aを駆動し
ている。CPU1は、基板S2に搭載されているアナロ
グ回路に対して、コネクタCN3を介して信号の送受信
を行う。また、CPU1は、プロセッサ100bと同期
を取るためのタイミング信号をコネクタCN1を介して
プロセッサ100bに送信している。CPU1が行う駆
動制御に必要な情報は、EEPROM4に格納されてい
る。
ログ回路の主要構成部の一つである。DSP5は、CP
U1の制御下、CCD20に蓄積電荷を掃き出し、及
び、出力端まで転送するためのタイミングに関する信号
(垂直同期信号や水平同期信号)を送信する。そしてD
SP5は、該タイミングに関する信号に対応してCCD
20から送信される所定のアナログ信号(蓄積した電荷
に対応する電圧値の変化)に所定の処理を施して二種類
のアナログ映像信号(色差信号C、輝度信号Y)を生成
する。生成された色差信号C、輝度信号Yは、各々増幅
器によって所定量増幅された後、コネクタCN2を介し
てプロセッサ100bに出力される。
1は、マスク情報部3から伝送されるマスク処理情報に
基づいて、基板S2のDSP5にマスク処理信号も送信
している。つまり、電子スコープ100a内で色差信号
C、輝度信号Yを生成する際にマスク処理も行ってい
る。マスク処理を行うことにより、モニタ100cに表
示される映像は、画面周縁部が黒枠等で縁取り(マスキ
ング)された状態にあるため、見栄え良くなっている。
圧は、コネクタCN2を介してレギュレータ6に供給さ
れる。レギュレータ6は、供給された電源電圧を電子ス
コープ100a内の各部品に印加されるために最適な電
圧値に変換した後、該各部品に印加する。このようにレ
ギュレータ6を含む電源部は、アナログ回路が搭載され
た基板S2内に設けられている。ここで映像信号処理部
であるDSP5を備えるアナログ回路は、ノイズによる
影響や所定電圧が印加されないことによって動作が不安
定になりやすいという特徴がある。そのため、図2に示
すように、アナログ回路内に該電源部を配設することに
より、ノイズによって電圧変化等が発生しないうちに略
所定電圧がアナログ回路の各部品に印加される構成にし
ている。
路の各部品、例えばCPU1へは、基板S2、コネクタ
CN3を介して印加されることになるが、デジタル回路
を構成する各部品は、ある程度までの電圧変化やノイズ
は許容できる。つまり基板S2への電圧供給ラインを長
く構成しても、電子スコープ100aの駆動制御にはさ
して問題にはならない。
それぞれデジタル回路とアナログ回路とを別々に設けた
ことにより、不具合が生じた場合、どちらの基板に原因
があるかを容易に判断することが可能になる。また、不
具合の生じた基板のみを交換すればよいため、従来に比
べコストダウンを図ることができる。特に、近年デジタ
ル回路を構成する部品の高性能化が著しく、従ってデジ
タル回路のバージョンアップに伴う基板の交換が行われ
る回数が増えつつある。一方でアナログ映像信号を生成
するアナログ回路の方は、電子スコープ100a、詳し
くはCCD20の個体差に対応してDSP5の周波数等
の諸設定がなされている。従って、従来のような基板一
枚で駆動部を構成すると、デジタル基板の交換に伴っ
て、その都度改めて設定を行う必要が生じてしまい、煩
に耐えないという問題がある。この点、本実施形態によ
れば、交換頻度が比較的高いデジタル回路と、電子スコ
ープ100aの個体差に対応した調整がなされているア
ナログ回路とを別々の基板に搭載したため、上記問題は
起こらない。
形態に示したように本発明は、電子スコープの接続部に
相当する位置に配置される駆動部を小型の二枚の基板を
重ね合わせることにより、該接続部ひいては電子スコー
プ全体の小型化を図っている。加えて、基板を二枚重ね
にした場合に、該基板と駆動部10以外の他の部品との
接続作業が効率よく行われ、しかもその接続状態(例え
ばはんだ付け状態)が良好に維持されるように各基板を
重ね合わせることを特徴としている。よって、該特徴を
逸脱しない範囲であれば、本発明は上記の実施形態に限
定されるものではなく、様々な変形が可能である。
は上記実施形態に示すものに限定されるものではない。
上記実施形態では、基板を重ね合わせたときの安定性に
鑑みて、基板S1と基板S2との中心を略一致させて重
ねる構成を説明したが、接続領域が露出されるように固
定されればよい。例えば、基板S1が基板S2と略同一
以上のサイズを有する場合には、接続領域が露出するよ
うに各基板をずらして接続することも可能である。
ル回路とを別の基板に搭載する構成を示したが、各基板
に搭載される部品はこれに限定されるものではない。例
えば、アナログ回路を構成する部品、デジタル回路を構
成する部品を問わず、消耗頻度が高い部品とそうでない
部品と各基板に分割して配設してもよい。
型化を図るべく、アナログ回路内にDSP5を使用して
いる。DSP5は、あくまでも一例であってDSP5と
同様の信号処理を行えるものであれば、DSP5の代わ
りに複数の部品を配設しても良い。
0bに光源を有する内視鏡システムを説明したが、観察
部位を照明する光源は、必ずしもプロセッサ100bに
設ける必要はない。例えば、電子スコープ100aの先
端、つまりCCD近傍に光源としてのLED等の発光素
子を配設することも可能である。
を例に述べたが、本発明は、これに限らず工業用内視鏡
システムにも適用可能である。
露出されるような位置関係で二枚の基板を重ね合わせる
構成にすることにより、他の部材と該基板との電気的接
続作業が容易且つ短時間で行うことができる。さらには
一方の基板に接続された電気線やケーブル等が他方の基
板によって傷つけられたりするおそれがないため、接続
状態を良好に維持することもできる。
す三面図である。
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 所定の照明光によって照射された部位を
撮像する撮像素子を先端部に備える電子スコープの基板
構造であって、 前記撮像素子を含む前記電子スコープ全体の電気的駆動
に関する回路を有する、第一の基板および第二の基板を
有し、 前記第一の基板は、前記第二の基板に重ね合わせて固定
した状態で、前記第一の基板の裏面に対向する前記第二
の基板の面の所定領域が前記第一の基板の少なくとも一
端から露出しており、 前記所定領域は、前記第二の基板上に配設された回路と
該第二の基板以外の部品とを電気的に接続する場所を含
む領域であることを特徴とする電子スコープの基板構
造。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電子スコープの基板構
造において、 前記所定領域は、前記第二の基板上に設けられた回路上
において、所定の電気線が接続される場所を含む領域で
あることを特徴とする電子スコープの基板構造。 - 【請求項3】 請求項2に記載の電子スコープの基板構
造において、 前記所定の電気線は、前記第二の基板と前記撮像素子と
を電気的に接続することを特徴とする電子スコープの基
板構造。 - 【請求項4】 請求項1に記載の電子スコープの基板構
造において、 前記所定領域は、前記第二の基板上に設けられた回路上
に設けられた、前記第一の基板以外の部材と電気的に接
続するための接続部材を含む領域であることを特徴とす
る電子スコープの基板構造。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
の電子スコープの基板構造において、 前記第一の基板は、前記撮像素子からの出力信号に所定
の処理を施してアナログの映像信号を生成し、プロセッ
サに出力する第一の回路を搭載し、 前記第二の基板は、少なくとも前記撮像素子と前記第一
の回路とをデジタル制御する第二の回路を搭載すること
を特徴とする電子スコープの基板構造。 - 【請求項6】 請求項5に記載の電子スコープの基板構
造において、 前記第二の基板は、前記電子スコープの前記プロセッサ
に対する接続部の内部に設けられた金属製の筐体に取り
付けられることを特徴とする電子スコープの基板構造。 - 【請求項7】 請求項1から請求項6のいずれかに記載
の電子スコープの基板構造において、 前記第一の基板は前記第二の基板よりも小さく形成さ
れ、前記第二の基板の一部と前記第一の基板の全部とが
重なることを特徴とする電子スコープの基板構造。 - 【請求項8】 請求項7に記載の電子スコープの基板構
造において、 前記第一の基板は、該第一の基板の中心と前記第二の基
板の中心とが略一致する状態で固定されることを特徴と
する電子スコープの基板の構造。 - 【請求項9】 所定の照明光により照射された部位を撮
像する撮像素子を先端部に備える電子スコープの基板構
造であって、 前記撮像素子を含む前記電子スコープ全体の電気的駆動
に関する回路を有する、第一の基板および第二の基板を
有し、 前記第一の基板と前記第二の基板とは、該第二の基板面
において、他の部品と電気的に接続される接続領域が前
記第一の基板の少なくとも一端から露出し、該接続領域
以外の領域は第一の基板によって略覆われるように重ね
合わせられた状態で固定されることを特徴とする電子ス
コープの基板構造。
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